Ein Mikrofon-Array zur Messung von Fluglärm
Der Luftverkehr hat sich in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich erhöht. Damit dieses Wachstum beibehalten werden kann, ohne die Lebensqualität der Menschen, die in der Nähe von Flughäfen leben, zu beeinträchtigen, ist es notwendig, die Auswirkungen des Flugverkehrs zu reduzieren - zum Beispiel bei Schadstoffemissionen und Lärmbelästigung. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts SOUNDTRACK (The autonomous assessment of aircraft sound power and position) schlugen Wissenschaftler für die Messung von Fluglärm die Verwendung eines Mikrofon-Arrays vor. Solche Messungen an mehreren Stellen könnten die Grundlage für die Lärmbewertung bilden. Messungen von omnidirektionalen Mikrofonen werden stark von Geräuschquellen wie Bodenreflexionen und Windturbulenzen gestört. Indem sie in der Lage waren, den Lärm für verschiedene Winkel zu zerlegen, erhielten die Forscher von SOUNDTRACK die Möglichkeit, unerwünschte Geräusche aus bestimmten Richtungen zu unterdrücken. Jedes virtuelle Richtmikrofon wird dadurch "gebildet", dass die Signale aus einem Paar von omnidirektionalen Mikrofonen synthetisiert werden. Das SOUNDTRACK-Team demonstrierte, dass solche Mikrofone helfen, Bodenreflexionen zu dämpfen, sodass einfache Ankunftszeitdifferenztechniken angewendet und geringe Fehlerniveaus erreicht werden können. Die Richtung des Lärmsignals kann auf der Grundlage der relativen Zeitverzögerung zwischen den räumlich getrennten Mikrophonen bestimmt werden. Die Leistung des Arrays wurde durch Computersimulationen analysiert, die zeigten, dass Fehler bei der Schätzung der Schallrichtung von der Masseimpedanz und dem Winkel der Quelle abhängen. In einem schalltoten Raum gesammelte Versuchsmessungen demonstrierten die Vorteile der Verwendung von Richtmikrophonen. Durch umfangreiche Tests bewiesen die Projektwissenschaftler, dass klassische Kreuzkorrelationstechniken effektiv für verschiedene Fluglärmsignale sind. Mit genauen Messungen des von einem Flugzeug bei Landung oder Start erzeugten Lärms wird es möglich sein, die Wirksamkeit von Lärmschutzmaßnahmen zu beurteilen. Die Technologie von SOUNDTRACK kann helfen, die zuverlässigsten Maßnahmen zu identifizieren und gleichzeitig die Lautstärke des Flugbetriebs an den hektischen Flughäfen von heute einzuhalten.
Schlüsselbegriffe
Fluglärm, Schallüberwachung, Luftverkehr, omnidirektionale Mikrofone, Lärmminderung