Akustische Modelle für weniger Lärmbelastung in Flugzeugcockpits
Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) reduzieren durch ihr leichtes Gewicht den Treibstoffverbrauch, sorgen aufgrund ihrer hohen Stabilität für optimalen Kabinendruck und gewährleisten auch eine angenehme Luftfeuchte, da Verbundwerkstoffe nicht korrodieren. Nicht zuletzt erlaubt diese Bauweise auch größere Fenster, um für Besatzung und Passagiere bessere Sicht zu schaffen. Der Einsatz von CFK im Flugzeugrumpf bietet gegenüber herkömmlichen metallischen Werkstoffen viele Vorteile, allerdings werden CFK noch nicht für mittlere oder große Passagierflugzeuge in Europa eingesetzt. Einer der Hauptgründe ist die hohe Lärmbelastung im Cockpit. Das EU-finanzierte Projekt DYNAPIT (Nose fuselage/cockpit dynamic characterization for internal noise attenuation) entwickelte mehrere Computermodelle, um die akustischen Eigenschaften von CFK im Flugzeugrumpf zu beurteilen und führte eine vergleichende Analyse mit herkömmlichem metallischen Designs durch. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften unterscheidet sich die Vibroakustik bei CFK-Komponenten und metallischen Bauteilen. So können CFK den Geräuschpegel im Cockpit erhöhen. Mit numerischen Modellen ermittelten die Partner genauestens die strukturelle Dynamik und entsprechende interne Akustik bei einem neuen Rumpf- und Cockpitdesign und berechneten alle Aspekte vollständig mittels Computersimulation. Erst seit kurzem kann bei Vibroakustikanalysen eine auf das Design abgestimmte Genauigkeit erreicht werden. Das DYNAPIT-Team modellierte die interne Akustik eines Flugzeugs und entwickelte das Design entsprechend. Bislang waren solche Techniken für Analysen der Flugzeugakustik in der Luftfahrttechnik eher unüblich. Die Geräuschanalysen von DYNAPIT können daher zur Optimierung insbesondere der Akustik beim Rumpf- und Cockpitdesign beitragen.
Schlüsselbegriffe
Cockpitlärm, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe, DYNAPIT, Rumpfbug, akustische Leistung
