Optimierung von Lautsprecher- und Mikrofonpositionen für Aktive Lärmminderungssysteme in propellergetriebenen Passagierflugzeugen - Kay Kochan (Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., 2024)
Derzeit werden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Emissionen der Luftfahrt zu reduzieren. Hierbei stehen vollelektrische und hybridelektrische Flugzeuge mit Wasserstoff als Energieträger besonders im Fokus. Propeller können dabei aufgrund deren Effizienz eine besondere Rolle einnehmen. Nachteilig beim Einsatz von Propellern sind jedoch die hohen tieffrequenten Töne im Kabinenlärmspektrum. Konventionelle passive Lärmminderungsmaßnahmen erreichen bei diesem Lärmproblem jedoch schnell physikalische Grenzen. Aktive Lärmminderungsmaßnahmen (engl. Active Noise Control, ANC) werden daher wieder als interessanter Lösungsansatz betrachtet. Im Rahmen des Projektes CATECO (Cabin Acoustics of hearT of ECO-responsibility) werden verschiedene Aspekte bei der Integration solcher Systeme in die Flugzeugkabine beleuchtet. Dieser Beitrag geht auf die numerische Optimierung der Sensoren und Aktoren des Lärmminderungssystems ein. Hierbei wird ein genetischer Algorithmus zur Mehrzieloptimierung eingesetzt und die Unsicherheiten der Eingangsdaten in der Optimierung berücksichtigt. Die damit optimierten Positionen der Lautsprecher und Mikrofone sind dadurch robuster gegenüber Störungen als jene ohne diese Berücksichtigung dieser Unsicherheiten. Die Methodik wird anschließend auf den Vorentwurf eines Kurzstreckenflugzeug mit bis zu 240 Passagieren angewendet. Der Beitrag schließt ab mit der Diskussion der Ergebnisse und einem Ausblick auf zukünftige Arbeiten.
Keywords: Active Noise and Vibration Control; Kabinenlärm in Propellerflugzeugen; Optimierung von Lautsprecher und Mikrofonpositionen