Strahllärm von Triebwerken durch akustische Rückkopplung

Der Triebwerkslärm ist bereits Gegenstand zahlreicher Unter suchungen gewesen. Hierbei wurde der aus der Düse tretende Freistrahl als eine der Hauptschallquellen identifiziert. Innerhalb des Strahles wiederum fanden Michalke und Fuchs [11. sowie Neuwerth [2J als starke Schallerzeuger geordnete Turbu lenzstrukturen (s. Abb. 1. 1). Die Schallabstrahlung dieser Strukturen wird durch ein den Strahl umlenkendes Hindernis, wie z. B. den Boden beim Senkrechtstart. sowie Schubumkehrer und Blown Flaps auf Grund der auf die Struk turen wirkenden Umlenkkräfte stark erhöht. Bei Hindernisabständen h ~ 6 Düsendurchmesser und Austritts machzahlen MA~ 0,6 kann eine weitere Lärmerhöhung durch Rück kopplung zwischen den Strukturen und Schallwellen auftreten, welche vom Umlenkgebiet ausgehen [4J. [2J, (s. Abb. 1. 2). Bei Unterschallströmung wandert dann ein Teil der Schallwellen. welche vom Wandstaugebiet ausgehen, im Strahlinnern in Richtung des Düsenaustritts. Dabei werden die Wellen teilweise durch Totalreflektion an der Innenseite der freien Strahlgrenz schic~t im Strahlinnern kanalisiert und behalten so eine hohe Intensität. Hierdurch werden in der düsennahen freien Grenzschicht die Turbulenzstrukturen verstärkt. Diese ent wickeln sich auf ihrem Weg in Richtung auf die Wand zu zusammen hängenden Wirbeln, welche dort ihrerseits wieder Schallwellen hervorrufen. Die auf diese Weise entstandene Rückkopplungs schleife erzeugt einen Ton hoher Schallintensität. - 6 - Abb. 1. 1 (3} D ~ Düse T ~ Turbulenzstruktur Abb. 1. 2 A H Wand W Wirbel - ~ S Schalldruck maximum ~ D Düse - 7 - 2. AufgabensteIlung Aufgabe des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, 1.

Klappentext

Der Triebwerkslärm ist bereits Gegenstand zahlreicher Unter­ suchungen gewesen. Hierbei wurde der aus der Düse tretende Freistrahl als eine der Hauptschallquellen identifiziert. Innerhalb des Strahles wiederum fanden Michalke und Fuchs [11. sowie Neuwerth [2J als starke Schallerzeuger geordnete Turbu­ lenzstrukturen (s. Abb. 1. 1). Die Schallabstrahlung dieser Strukturen wird durch ein den Strahl umlenkendes Hindernis, wie z. B. den Boden beim Senkrechtstart. sowie Schubumkehrer und Blown Flaps auf Grund der auf die Struk­ turen wirkenden Umlenkkräfte stark erhöht. Bei Hindernisabständen h ~ 6 Düsendurchmesser und Austritts­ machzahlen MA~ 0,6 kann eine weitere Lärmerhöhung durch Rück­ kopplung zwischen den Strukturen und Schallwellen auftreten, welche vom Umlenkgebiet ausgehen [4J. [2J, (s. Abb. 1. 2). Bei Unterschallströmung wandert dann ein Teil der Schallwellen. welche vom Wandstaugebiet ausgehen, im Strahlinnern in Richtung des Düsenaustritts. Dabei werden die Wellen teilweise durch Totalreflektion an der Innenseite der freien Strahlgrenz­ schic~t im Strahlinnern kanalisiert und behalten so eine hohe Intensität. Hierdurch werden in der düsennahen freien Grenzschicht die Turbulenzstrukturen verstärkt. Diese ent­ wickeln sich auf ihrem Weg in Richtung auf die Wand zu zusammen­ hängenden Wirbeln, welche dort ihrerseits wieder Schallwellen hervorrufen. Die auf diese Weise entstandene Rückkopplungs­ schleife erzeugt einen Ton hoher Schallintensität. - 6 - Abb. 1. 1 (3} D ~ Düse T ~ Turbulenzstruktur Abb. 1. 2 A H Wand W Wirbel - ~ S Schalldruck maximum ~ D Düse - 7 - 2. AufgabensteIlung Aufgabe des vorliegenden Forschungsvorhabens war es, 1.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Aufgabenstellung.- 3. Experimentelle Untersuchungen.- 3.1 Versuchseinrichtung.- 3.2 Untersuchte Düsen.- 3.3 Der Absolutwert der Gesamtschalleistung.- 3.4 Die Rückkopplungsfrequenz.- 3.5 Messung der Richtcharakteristik.- 3.6 Einfluß der Hindernisform.- 4. Untersuchte Lärmminderungsmaßnahmen.- 4.1 Einführen eines Störkörpers in die düsennahe Grenzschicht.- 4.2 Einbau eines Zentralkörpers in die Düse.- 4.3 Ejektoren aus schalldämmendem Material.- 4.4 Zweikreisdüsen.- 4.5 Strahltangierende Platte.- 5. Berechnung der Richtcharakteristik.- 5.1 Inhomogene Wellengleichung.- 5.2 Schallausbreitung.- 5.3 Schallintensität.- 5.4 Axialsymmetrische Rechnung.- 6. Zusammenfassung.- 7. Schrifttum.