Fluglärm soll weiter sinken
In modernen Flugzeugen atmen Passagieren und die Besatzung eine Mischung aus frischer und Umluft. Durch diese Kombination lassen sich, anders als mit nur frischer Luft Temperatur, Druck und Feuchtigkeit regeln. Die Luft wird von den Motoren abgeleitet und zu den Klimaanlagen geführt. Danach wird sie in die Kabine geleitet, in Zirkulation gebracht und schließlich in den unteren Rumpf gezogen, wo sie durch das Ausströmventil für den Druckausgleich ausgelassen wird und der Zyklus wieder beginnen kann. Aber außer eine sichere und komfortable Umgebung zu schaffen, erzeugen die Flugzeugklimaanlagen viel Lärm. Das EU-geförderte Projekt ALIAS (Acoustic Liners for air conditioning system) nahm sich vor, diesen Lärm zu reduzieren, indem es die akustischen Auskleidungen verbesserte. Diese Auskleidungen stellen wegen der Notwendigkeit, eine breite Palette von widersprüchlichen Anforderungen zu erfüllen, eine hohe gestalterische Herausforderung dar. Akustische Auskleidungen müssen ein hohes Maß an Geräuschreduzierung für einen großen Bereich von Betriebsbedingungen bieten. Sie sollten auch leicht und flexibel sein, um die strengen Gewichts- und Platzbeschränkungen zu erfüllen. Vor diesem Hintergrund reduzierten die ALIAS-Forscher die Zeit, die benötigt wird, um optimierte akustische Auskleidungen für Klimaanlagen zu entwerfen und zu bewerten, mithilfe der Umstellung auf einen simulationsbasierten Design-Prozess drastisch. Das Projektteam entwickelte einen Finite-Elemente-Code für die High-Fidelity-Modalanalyse, um die Impedanz der akustischen Auskleidung zu schätzen, die die Geräuschdämpfung maximiert. Durch den Vorschlag semiempirischer Modelle, die die geometrischen Eigenschaften mit der erreichten akustischen Impedanz verbinden, wurden akustische Auskleidungen entwickelt, die der Zielimpedanz am besten entsprachen. Die Ergebnisse der Analyse-Tools, die verwendet wurden, um die Geräuschdämpfung vorherzusagen, korrelierten mit statischen Tests auf dem Prüfstand. Die ALIAS-Wissenschaftler bestätigten die Richtigkeit der theoretischen Vorhersagen, indem sie sie mit der an fünf verschiedenen Entwürfen in situ gemessenen akustischen Impedanz verglichen. Das Projektteam baute erfolgreich zwei große Prototypen und testete sie im industriellen Umfeld. Die gemessene Schalldämpfung war so hoch wie für den mittleren Frequenzbereich erwartet, was den Weg für die Nutzung der Ergebnisse ebnet. Nachdem die Performance der vorgeschlagenen akustischen Auskleidungen validiert wurde, hoffen die ALIAS-Partner, dieses Know-how für verschiedene Anwendungen in der Luftfahrt nutzen zu können.
Schlüsselbegriffe
Fluglärm, ALIAS, akustische Auskleidungen, Klimaanlage, akustische Impedanz, Luftfahrt
