Akustiklabor Ottobrunn. Die Einhaltung der Lärmschutzverordnungen für Flughäfen ist für die Luftfahrtindustrie ein wichtiger Gesichtspunkt. Die Triebwerke moderner Passagierflugzeuge haben dank eines hohen Nebenstromverhältnisses bereits recht gute Werte. EADS Innovation Works untersucht die Physik der Prozesse des von der ersten Verdichterstufe (Fan) abgestrahlten Lärms und entwickelt neue aktive, passive und adaptive Konzepte, um den zukünftigen Anforderungen zu entsprechen. Diese Konzepte beinhalten die aktive Mehrkanal-Lärmregelung, MDOF-Liner und neue Resonatorstrategien.
Einspritzsystem des ARIANE 5-Oberstufe Modalanalyse des Treibstoff-Einspritzsystems der ARIANE-V Oberstufe. Der Verbrennungsprozess ist hochdynamisch. Insbesondere wird die Verbrennungsstabilität stark durch die Treibstoffaufbereitung, sowie das Treibstoffverhalten während der sensitiven Reaktionsphase bestimmt und damit stark durch das Einspritzsystem geprägt.
EADS Innovation Works untersucht die Strukturdynamik des Einspritzsystems durch Modalanalysen der Hardware. Als Ergebnisse erhält man Modalparameter wie beispielsweise Eigenfrequenzen, Dämpfung, Vibrationsmodi und Strukturimpedanzen. Diese Parameter werden berücksichtigt, um gefährliche Fluid/Struktur-Wechselwirkungen zu vermeiden.
Der Prototyp einer aktiven Kabinenwandverkleidung ist mit piezo-keramischen von außen nicht sichtbaren Aktuatoren ausgestattet, die vollständig in die obere Deckschicht der Bienenwabenstruktur eingebettet sind. In modernen Flugzeugen ist die Lärmbelastung relativ niedrig, da die Triebwerke als Hauptquelle von Außengeräuschen erheblich leiser geworden sind und Schallisolierung und Dämmmaterial in der Kabinenwand generell zur Lärmminderung beitragen. Es gibt jedoch immer noch Verbesserungspotenzial. Unterschiedliche Frequenzspitzen der von den Triebwerksfans stammenden tonalen Geräusche werden immer noch als störend empfunden und Breitbandgeräusche der Triebwerksdüse und der um die Außenhaut des Flugzeugs strömenden Luft führen zu unerfreulichen Geräuschpegeln in Reiseflughöhe. Außenlärm wird in Form von Vibrationen über die Kabinenstruktur übertragen, die hauptsächlich aus der Außenhaut und der Flugzeug-Struktur (Stringer und Spanten), einer thermischen Isolierung aus Glaswolle und den Kabinenwandverkleidungen besteht. Diese Kunststoffverkleidungen strahlen die Schallwellen in die Kabine ab. Da Geräusche im Frequenzbereich über 500 Hz ziemlich gut gedämpft werden, ist das Anbringen von zusätzlichem Dämmmaterial zur Vermeidung von niederfrequenten tonalen Geräuschen keine geeignete Option, weil diese Lösung zu viel Gewicht und Volumen erfordern würde. Die entsprechenden Forschungsarbeiten werden im Rahmen des Projekts FACE (Friendly Aircraft Cabin Environment) des 5. Rahmenprogramms der EU durchgeführt.
Lärmminderungstestes mit aktiven Aufhängeelementen
Ein Prototyp aktiver Aufhängungselemente wird für Tests zur Lärmreduzierung zwischen einer CFK-Rumpfstruktur und einer Kabinenwandverkleidung montiert. Die Prüflinge wurden in eine generische Rumpfsektion montiert, in einem Testfenster zwischen dem (die Außenatmosphäre darstellenden) Echoraum, in dem starke Lautsprecher bestimmte Geräuschfrequenzen erzeugen und einem (die Kabine darstellenden) reflexionsfreiem Raum, in dem der über die Probe übertragene Restlärm mit einem Sensor zu Messung der Schallintensität ermittelt wird. Mit diesem Verfahren wurde die lärmsenkende Wirkung durch aktive Wandverkleidungen und Aufhängeelemente bewertet, wobei beide Konzepte einwandfreie Ergebnisse lieferten. Es konnte eine Verringerung der abgestrahlten Schallleistung bis zu 20 dB (bis auf 1 %) für diskrete Frequenzen und 10 dB (bis auf 10 %) für Breitbandgeräusche gemessen werden. Als nächsten Schritt nach dem erbrachtem Machbarkeitsnachweis der Konzepte installieren die Forscher derzeit größere Testsektionen aus Kohlefaserverbundstoff (CFK). Im Rahmen des Projekts FACE (Friendly Aircraft Cabin Environment) werden im Akustik-Labor aktuell aktive Aufhängeelemente und gewölbte Wandverkleidungen getestet.
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