DE102013225046A1 - Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks - Google Patents

Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks Download PDF

Info

Publication number
DE102013225046A1
DE102013225046A1 DE102013225046.0A DE102013225046A DE102013225046A1 DE 102013225046 A1 DE102013225046 A1 DE 102013225046A1 DE 102013225046 A DE102013225046 A DE 102013225046A DE 102013225046 A1 DE102013225046 A1 DE 102013225046A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aircraft engine
gas turbine
flat
sound generating
generating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102013225046.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Leo Jabs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lufthansa Technik AG
Original Assignee
Lufthansa Technik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lufthansa Technik AG filed Critical Lufthansa Technik AG
Priority to DE102013225046.0A priority Critical patent/DE102013225046A1/de
Priority to PCT/EP2014/075907 priority patent/WO2015082330A1/de
Publication of DE102013225046A1 publication Critical patent/DE102013225046A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/045—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for noise suppression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78—Other construction of jet pipes
    • F02K1/82—Jet pipe walls, e.g. liners
    • F02K1/827—Sound absorbing structures or liners
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1783—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase handling or detecting of non-standard events or conditions, e.g. changing operating modes under specific operating conditions
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17861—Methods, e.g. algorithms; Devices using additional means for damping sound, e.g. using sound absorbing panels
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17873—General system configurations using a reference signal without an error signal, e.g. pure feedforward
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/80—Repairing, retrofitting or upgrading methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/80—Diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/962—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by means of "anti-noise"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/333—Noise or sound levels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/40—Type of control system
    • F05D2270/44—Type of control system active, predictive, or anticipative
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05D2270/81—Microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/121—Rotating machines, e.g. engines, turbines, motors; Periodic or quasi-periodic signals in general
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/128—Vehicles
    • G10K2210/1281—Aircraft, e.g. spacecraft, airplane or helicopter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/02—Loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

Ein Flugzeugtriebwerk (10) mit einer Gasturbine (13) und einer Schallerzeugungsvorrichtung (14) zur aktiven Geräuschminderung der von der Gasturbine (13) erzeugten Betriebsgeräusche zeichnet sich dadurch aus, dass die Schallerzeugungsvorrichtung (14) mindestens einen elektrostatischen Flachlautsprecher (15) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Flugzeugtriebwerk mit einer Gasturbine und einer Schallerzeugungsvorrichtung zur aktiven Geräuschminderung der von der Gasturbine erzeugten Betriebsgeräusche. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Passagierflugzeug, ein Verfahren zur aktiven Geräuschminderung der von der Gasturbine erzeugten Betriebsgeräusche und ein Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks.
  • Zur Geräuschreduzierung von Betriebsgeräuschen einer Gasturbine in einem Flugzeugtriebwerk ist die Verwendung von passiven Dämmplatten bzw. Akustikpaneelen (acoustic panels) bekannt. Diese sind für die Geräuschreduzierung bei hochfrequentem Lärm insbesondere oberhalb von 1 kHz geeignet. Eine effiziente Minderung des niederfrequenten Schalls insbesondere unterhalb von 500 Hz ist jedoch aufgrund der benötigten Menge an schalldämmendem Material nicht wirtschaftlich möglich.
  • Aus der Druckschrift L. Enghardt, et al., „Active Noise Control in Aero-Engines", Proceedings of the 9th DLR-ONERA Aerospace Symposium ODAS, 22.–24.10.2008, Châtillon, Frankreich, ist die Anordnung von vier axial beabstandeten Ringen von jeweils acht elektrodynamischen Lautsprechern an der Gehäuseinnenwand eines Kompressor-Teststands bekannt, die auf der Grundlage der Signale von 32 Mikrophonen schallmindernd gesteuert werden. Diese Schallerzeugungsvorrichtung verursacht ein erhebliches zusätzliches Gewicht und benötigt einen erheblichen Einbauraum, was eine wirtschaftliche Umsetzung in einem Flugzeugtriebwerk in Frage stellt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Flugzeugtriebwerk mit einer wirtschaftlichen und effektiven Geräuschminderung in einem großen Frequenzbereich bereitzustellen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Elektrostatische Flachlautsprecher sind im Vergleich zu elektrodynamischen Lautsprechern sehr leicht, was im Flugzeugbau von entscheidendem Vorteil ist. Zudem sind elektrostatische Flachlautsprecher in nahezu jeder Flächengröße herstellbar. Des Weiteren sind Flachlautsprecher biegsam, so dass sie vorteilhaft an die häufig gebogenen Einbausituationen eines Flugzeugtriebwerks anpassbar sind, und benötigen aufgrund ihrer Flachheit nur wenig Einbauraum. Mit Flachlautsprechern kann eine effektive Geräuschminderung über einen vergleichsweise großen Frequenzbereich und insbesondere auch im niederfrequenten Bereich unterhalb von 1 kHz bzw. unterhalb von 500 Hz erreicht werden. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die für eine effektive Geräuschminderung in einem Flugzeugtriebwerk erforderlichen Schalldruckpegel in einem großen Frequenzbereich erzielbar sind.
  • Vorzugsweise ist der Flachlautsprecher in einem Aufnahmeraum für einen passiven Geräuschabsorber angeordnet. Wenn in einem Flugzeugtriebwerk ein Aufnahme- bzw. Einbauraum für Dämmplatten (Skin Fillets) bzw. Akustikpaneele (acoustic panels) vorgesehen ist, ist die Erfindung besonders einfach realisierbar, wenn dieser Aufnahme- bzw. Einbauraum für die erfindungsgemäßen Flachlautsprecher genutzt wird. Auch eine Nachrüstung der erfindungsgemäßen Flachlautsprecher in vorhandene Triebwerke ist dann besonders einfach möglich. Erfindungsgemäß ist daher ein Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks mit einer Schallerzeugungsvorrichtung zur aktiven Geräuschminderung von Betriebsgeräuschen der Gasturbine vorgesehen, umfassend die Schritte Ausbauen eines passiven Geräuschabsorbers, Einbauen eines Flachlautsprechers anstelle des passiven Geräuschabsorbers, und Verbinden des Flachlautsprechers mit einer Steuerungsvorrichtung. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Flachlautsprecher in einem Rahmen eines passiven Akustikpaneels angeordnet sein, der herkömmlich für die Aufnahme eines Skin Fillets vorgesehen ist, wodurch ein aktives Akustikpaneel gebildet wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Flachlautsprecher auch zusätzlich zu den Skin Fillets an bzw. in Akustikpaneelen angeordnet sein, was aufgrund ihrer Flachheit möglich ist.
  • Besonders vorteilhaft ist eine elektronische Steuerungsvorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Flachlautsprecher im Rumpf bzw. in der Kabine des Passagierflugzeugs angeordnet. Dies hat gegenüber einer Anordnung in dem Triebwerk erhebliche Vorteile. Im Rumpf bzw. in der Kabine ist die Steuerungsvorrichtung keinen extremen äußeren Einflüssen, insbesondere durch Druck und hohe Temperaturen, ausgesetzt. Zudem ist die Zugänglichkeit zu der Steuerungsvorrichtung für Service, Wartung und Fehlerbehebung im Flugzeugrumpf wesentlich einfacher und während des Fluges überhaupt nur bei Anordnung in der Kabine gegeben.
  • Die elektronische Steuerungsvorrichtung umfasst vorteilhaft einen digitalen Signalprozessor zur Berechnung von Steuersignalen für die Flachlautsprecher insbesondere auf der Grundlage von Mikrofonsignalen, Einrichtungen zur Geräusch- bzw. Tonerzeugung und/oder einen Verstärker, insbesondere einen Mehrkanalverstärker.
  • Eine besonders wirkungsvolle Geräuschminderung ist erzielbar, wenn die Schallerzeugungsvorrichtung an der Innenseite einer Gondel (Nacelle) des Flugzeugtriebwerks insbesondere in deren Einlaufbereich angeordnet ist. Der Geometrie eines Flugzeugtriebwerks angepasst umfasst die Schallerzeugungsvorrichtung vorteilhaft eine ringförmige Anordnung einer Mehrzahl von elektrostatischen Flachlautsprechern.
  • Vorzugsweise sind in dem Flugzeugtriebwerk Mikrofone zur Erfassung der von der Gasturbine erzeugten Betriebsgeräusche vorgesehen, die eine aktive Steuerung und/oder Regelung der Schallerzeugungsvorrichtung zur Kompensation der von den Mikrofonen erfassten Geräusche ermöglichen. In einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung können die in dem Flugzeugtriebwerk eingebauten Mikrofone auch zur Schadensdiagnostik im Triebwerk, insbesondere im Rahmen der Frühindikation, verwendet werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Flugzeugtriebwerks;
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer Schallerzeugungsvorrichtung;
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines zwei Flachlautsprecher umfassenden Teils der Schallerzeugungsvorrichtung aus 2;
  • 4 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Passagierflugzeugs; und
  • 5–7 schematische Ansichten analog den 1 bis 3 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Mantelstrom- oder Turbofan-Triebwerk 10 für ein Passagierflugzeug 11 (siehe 4), das in an sich bekannter Weise ein Gehäuse, das als Nacelle oder Gondel 12 bezeichnet wird, und eine in der Gondel 12 über nicht gezeigte Streben aufgehängte Gasturbine 13, die ein nicht gezeigtes Schaufelblattrad (Fan) antreibt, umfasst. Der innere Luftstrom für die Verbrennung fließt durch die Gasturbine 13. Der von dem Schaufelblattrad erzeugte äußere Nebenluftstrom oder Mantelstrom, der einen Großteil der Schubkraft liefert, fließt durch den zwischen der Gondel 12 und der Gasturbine 13 gebildeten Raum.
  • In die Innenwand der Gondel 12 ist mindestens eine Schallerzeugungsvorrichtung 14 zur Minderung der Betriebsgeräusche der Gasturbine 13 im Betrieb, einschließlich aber nicht beschränkt auf den Flug, eingebaut. Die Schallerzeugungsvorrichtung 14, die in den 2 und 6 genauer gezeigt ist, ist vorteilhaft ringförmig um die zentrale Achse des Triebwerks 10 angeordnet. Die Schallerzeugungsvorrichtung 14 kann vorteilhaft flächenbündig bzw. innenwandbündig mit der Innenwand der Gondel 12 angeordnet sein.
  • Die Schallerzeugungsvorrichtung 14 umfasst vorteilhaft eine Mehrzahl, hier beispielsweise zwölf, von zweckmäßigerweise identischen Flachlautsprechern 15, die vorteilhaft auf entsprechenden Tragrahmen 16 gehalten sind. Jeder Flachlautsprecher 15 erstreckt sich beispielsweise über die axiale Breite der Schallerzeugungsvorrichtung 14 und überdeckt einen definierten Winkelbereich von 360°/n, wobei n eine ganze Zahl ist, hier beispielsweise n = 12.
  • Die axiale Position der Schallerzeugungsvorrichtung 14 liegt im Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 beispielsweise etwa im Bereich des Schaufelblattrads und im Ausführungsbeispiel der 5 bis 7 axial stromabwärts davon, beispielsweise etwa im Bereich des Lufteinlasses der Gasturbine 13. Bevorzugt ist eine Kombination der Ausführungsformen gemäß 1 bis 3 und 5 bis 7 mit einer Mehrzahl von beispielsweise zwei axial beabstandeten ringförmigen Schallerzeugungsvorrichtungen 14. Es können vorteilhaft auch mehr als zwei axial beabstandete ringförmige Schallerzeugungsvorrichtungen 14 vorgesehen sein. Grundsätzlich ist die angestrebte Geräuschminderung umso wirksamer, je mehr Schallerzeugungsvorrichtungen 14 bzw. Flachlautsprecher 15 vorgesehen sind.
  • Die in den 2 und 6 schraffiert dargestellten Flachlautsprecher 15 sind in den 3 bzw. 7 genauer gezeigt. Jeder Flachlautsprecher 15 ist ein elektrostatischer Lautsprecher, der wie an sich bekannt eine zwischen zwei flächigen Statoren oder Gitterelektroden angeordnete flächige, bewegliche elektroakustische Membran aufweist, die in der Regel von einer metallisch beschichteten, dünnen Kunststofffolie gebildet wird. Durch Anlegen geeigneter Steuerspannungen an die Membran und die Statoren wird in dem Flachlautsprecher 15 Schall erzeugt, der durch eine Öffnung im Gehäuse 17 nach außen abgegeben wird. Die Gehäuseöffnungen sind im vorliegenden Fall auf der Innenseite der Flachlautsprecher 15 vorgesehen, so dass der erzeugte Schall in das Innere des Triebwerks 10 gerichtet ist.
  • Die Flachlautsprecher 15 sind vorteilhaft auf Tragrahmen 16 gehalten. Falls wie in den Figuren die Lautsprecher 15 auf der Außenseite eines Tragrahmens 16 angeordnet sind, weist der Tragrahmen 16 zweckmäßigerweise eine oder mehrere entsprechende Schalldurchtrittsöffnungen 18 auf, siehe 3 und 7. Die Flachlautsprecher 15 sind vorteilhaft in einem in dem Tragrahmen 16 gebildeten Aufnahmeraum 23 angeordnet, der hier herkömmlich für Skin Fillets vorgesehen ist. Alternativ kann ein Flachlautsprecher 15 auch anstelle eines passiven Akustikpaneels (Tragrahmen 16 mit Skin Fillet), d.h. in einem herkömmlich für ein passives Akustikpaneel vorgesehenen Bauraum, angeordnet sein. Die Einheit aus Tragrahmen 16 und Flachlautsprecher 15 kann als aktives Akustikpaneel 24 bezeichnet werden.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 trägt ein Tragrahmen 16 zwei Flachlautsprecher 15, im Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist pro Flachlautsprecher 15 ein separater Tragrahmen 16 vorgesehen. Ein Tragrahmen 16 kann auch mehr als zwei Flachlautsprecher 15 tragen. Anstelle eines Sechstelkreises wie in 3 kann ein Tragrahmen 16 beispielsweise auch einen Viertelkreis, einen Drittelkreis oder einen Halbkreis bilden. Die Flachlautsprecher 15 können mittels Clipsverbindung, Schraubverbindung oder auf andere geeignete Weise mit den Tragrahmen 16 verbunden sein. Die Tragrahmen 16 können mittels Clipsverbindung, Schraubverbindung oder auf andere geeignete Weise an dem Triebwerk 10, insbesondere der Gondel 12, befestigt sein.
  • In das Triebwerk 10 ist mindestens ein, vorzugsweise eine Mehrzahl von Mikrofonen 19 eingebaut, siehe 1 und 5. Die Mikrofone 19 sind vorzugsweise ebenfalls ringförmig um eine zentrale Achse des Triebwerks 10 angeordnet. Die Anzahl der Mikrofone 19 kann vorteilhaft der Anzahl der Lautsprecher 15 in einer ringförmigen Schallerzeugungseinrichtung 14 entsprechen. Die Mikrofone 19 können axial beabstandet von der oder den Schallerzeugungsvorrichtungen 14 angeordnet sein. In den Ausführungsbeispielen gemäß den 1, 4 und 5 sind die Mikrofone 19 vorteilhaft in Strömungsrichtung vor der Schallerzeugungseinrichtung 14 angeordnet. Die Mikrofone 19 können alternativ in Strömungsrichtung nach einer ringförmigen Schallerzeugungseinrichtung 14 angeordnet sein. Im Falle von mehreren ringförmigen Schallerzeugungseinrichtungen 14 können die Mikrofone 19 vorteilhaft zwischen zwei ringförmigen Schallerzeugungseinrichtungen 14 angeordnet sein.
  • Sowohl die Flachlautsprecher 15 als auch die Mikrofone 19 sind über entsprechende Signalleitungen bzw. -kabel 20 mit einer zentralen Steuerungsvorrichtung 22 verbunden, die besonders vorteilhaft im Rumpf 21, insbesondere in der Kabine des Flugzeugs 11 angeordnet ist, weil sie dort im Gegensatz zu einer Anordnung in einem Triebwerk 10 keinen extremen äußeren Einflüssen, insbesondere durch Druck und hohe Temperaturen, ausgesetzt ist. Zudem ist die Zugänglichkeit zu der Steuerungsvorrichtung 22 für Service, Wartung und Fehlerbehebung im Flugzeugrumpf 21 wesentlich einfacher und während des Fluges überhaupt nur bei Anordnung in der Kabine gegeben.
  • Die Steuerungsvorrichtung 22 verwendet die von den Mikrofonen übermittelten Eingangssignale, um daraus geeignete Steuersignale für die Flachlautsprecher 15 als Ausgangssignale zu berechnen. Zu diesem Zweck umfasst die Steuerungsvorrichtung 22 zweckmäßigerweise einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller. Die Steuerungsvorrichtung 22 umfasst vorteilhaft eine Tonerzeugungseinrichtung zur Erzeugung entsprechender elektrischer Tonsignale. Die Steuerungsvorrichtung 22 umfasst vorzugsweise einen Verstärker, insbesondere einen Mehrkanalverstärker, zur Verstärkung der auf der Grundlage der Mikrofonsignale erzeugten Tonsignale. Die Steuersignale für die Flachlautsprecher 15 werden so berechnet, dass die Intensität der Schallwellen in dem Triebwerk 10 durch destruktive Interferenz zwischen den Betriebsgeräuschen und dem von den Flachlautsprechern 15 erzeugten Schall gemindert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • L. Enghardt, et al., „Active Noise Control in Aero-Engines“, Proceedings of the 9th DLR-ONERA Aerospace Symposium ODAS, 22.–24.10.2008, Châtillon, Frankreich [0003]

Claims (10)

  1. Flugzeugtriebwerk (10) mit einer Gasturbine (13) und einer Schallerzeugungsvorrichtung (14) zur aktiven Geräuschminderung der von der Gasturbine (13) erzeugten Betriebsgeräusche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallerzeugungsvorrichtung (14) mindestens einen elektrostatischen Flachlautsprecher (15) umfasst.
  2. Flugzeugtriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachlautsprecher (15) in einem für einen passiven Geräuschabsorber vorgesehenen Aufnahmeraum (23) angeordnet ist.
  3. Flugzeugtriebwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachlautsprecher (15) in einem Rahmen (16) eines passiven Akustikpaneels angeordnet ist.
  4. Flugzeugtriebwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallerzeugungsvorrichtung (14) an der Innenseite einer Gondel (12) des Flugzeugtriebwerks (10) angeordnet ist.
  5. Flugzeugtriebwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallerzeugungsvorrichtung (14) eine ringförmige Anordnung von elektrostatischen Flachlautsprechern (15) umfasst.
  6. Flugzeugtriebwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mikrofone (19) zur Erfassung der von der Gasturbine (13) erzeugten Betriebsgeräusche in dem Flugzeugtriebwerk (10) eingebaut sind.
  7. Passagierflugzeug (11) mit einem Flugzeugtriebwerk (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerungsvorrichtung (22) zur Steuerung und/oder Regelung der Flachlautsprecher (15) in einer Kabine (21) des Passagierflugzeugs (11) angeordnet ist.
  8. Verfahren zur aktiven Geräuschminderung von Betriebsgeräuschen einer Gasturbine (13) in einem Flugzeugtriebwerk (10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in dem Flugzeugtriebwerk (10) eingebauter elektrostatischer Flachlautsprecher (15) verwendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in das Flugzeugtriebwerk (10) eingebaute Mikrofone (19) zur Schadensdiagnostik verwendet werden.
  10. Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks (10) mit einer Schallerzeugungsvorrichtung (14) zur aktiven Geräuschminderung von Betriebsgeräuschen der Gasturbine (13), gekennzeichnet durch die Schritte Ausbauen eines passiven Geräuschabsorbers, Einbauen eines Flachlautsprechers (15) anstelle des passiven Geräuschabsorbers, und Verbinden des Flachlautsprechers (15) mit einer Steuerungsvorrichtung (22).
DE102013225046.0A 2013-12-05 2013-12-05 Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks Ceased DE102013225046A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013225046.0A DE102013225046A1 (de) 2013-12-05 2013-12-05 Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks
PCT/EP2014/075907 WO2015082330A1 (de) 2013-12-05 2014-11-28 Flugzeugtriebwerk, passagierflugzeug, verfahren zur aktiven geräuschminderung und verfahren zum nachrüsten eines gasturbinen-flugzeugtriebwerks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013225046.0A DE102013225046A1 (de) 2013-12-05 2013-12-05 Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013225046A1 true DE102013225046A1 (de) 2015-06-11

Family

ID=52016036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013225046.0A Ceased DE102013225046A1 (de) 2013-12-05 2013-12-05 Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013225046A1 (de)
WO (1) WO2015082330A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386689A (en) * 1992-10-13 1995-02-07 Noises Off, Inc. Active gas turbine (jet) engine noise suppression
US5410607A (en) * 1993-09-24 1995-04-25 Sri International Method and apparatus for reducing noise radiated from a complex vibrating surface
US5423658A (en) * 1993-11-01 1995-06-13 General Electric Company Active noise control using noise source having adaptive resonant frequency tuning through variable ring loading
US5515444A (en) * 1992-10-21 1996-05-07 Virginia Polytechnic Institute And State University Active control of aircraft engine inlet noise using compact sound sources and distributed error sensors
DE19843615A1 (de) * 1998-09-23 2000-04-20 Friedmund Nagel Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von Verbrennungsantrieben
EP1085196A1 (de) * 1997-01-13 2001-03-21 Hersh Acoustical Engineering Inc. Hybrides Moden-streuendes/Schalldämmendes segmentiertes Absorptionseinsatzsystem und Verfahren

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1099050B1 (de) * 1998-07-22 2002-10-23 Friedmund Nagel Vorrichtung und verfahren zur aktiven reduzierung der schallemission von strahltriebwerken und zu deren diagnose
GB0600014D0 (en) * 2006-01-03 2006-02-08 Warwick Audio Technologies Ltd Electrostatic loudspeakers
DE102009005163A1 (de) * 2009-01-15 2010-07-29 Eads Deutschland Gmbh Schallabsorber für den Strömungskanal einer Gasturbine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386689A (en) * 1992-10-13 1995-02-07 Noises Off, Inc. Active gas turbine (jet) engine noise suppression
US5515444A (en) * 1992-10-21 1996-05-07 Virginia Polytechnic Institute And State University Active control of aircraft engine inlet noise using compact sound sources and distributed error sensors
US5410607A (en) * 1993-09-24 1995-04-25 Sri International Method and apparatus for reducing noise radiated from a complex vibrating surface
US5423658A (en) * 1993-11-01 1995-06-13 General Electric Company Active noise control using noise source having adaptive resonant frequency tuning through variable ring loading
EP1085196A1 (de) * 1997-01-13 2001-03-21 Hersh Acoustical Engineering Inc. Hybrides Moden-streuendes/Schalldämmendes segmentiertes Absorptionseinsatzsystem und Verfahren
DE19843615A1 (de) * 1998-09-23 2000-04-20 Friedmund Nagel Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose von Verbrennungsantrieben

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KLETSCHKOWSKI, T. ; SACHAU, D.: Aktive Schallreduktion mit elektrostatischen Flachlautsprechern. In: Technische Mechanik, 26, 16.12.2005, 1, 20-32. *
L. Enghardt, et al., "Active Noise Control in Aero-Engines", Proceedings of the 9th DLR-ONERA Aerospace Symposium ODAS, 22.-24.10.2008, Châtillon, Frankreich

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015082330A1 (de) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1099050B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur aktiven reduzierung der schallemission von strahltriebwerken und zu deren diagnose
CH701074B1 (de) Gasturbineneinlass-Filtergehäuse für einen Gasturbinenmotor und Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrads eines Gasturbinenmotors.
DE102009002184B4 (de) Aufbau einer Triebwerk-Simulationseinrichtung und Verfahren zur Simulation
EP2282011A2 (de) Querschnittsprofil für die Stützen oder die Verkleidung von Stützen und Versorgungsleitungen eines Turbofantriebwerks
DE102012008497A1 (de) Steuereinrichtung für ein Motorlager mit elektromagnetischer Aktorik
EP3453849A3 (de) Einlasshaubenauslenkungsbegrenzungsstrebe
DE102020200972A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung
DE102011106959A1 (de) Fluggasturbine mit variabler Nebenstromdüse
DE102019102248A1 (de) Verfahren zur aktiven Geräuschreduktion in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug und ein entsprechend eingerichtetes Fahrzeug
DE102013223983A1 (de) Lüfterbaueinheit
CN113514219B (zh) 一种周期性微结构降噪装置、噪声抑制测试系统及方法
Delfs et al. Aircraft and technology for low noise short take-off and landing
EP3613947A3 (de) Reduzierer von turbulenter luft für ein gasturbinentriebwerk
DE102013225046A1 (de) Flugzeugtriebwerk, Passagierflugzeug, Verfahren zur aktiven Geräuschminderung und Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinen-Flugzeugtriebwerks
US20150358728A1 (en) Active noise cancellation method for aircraft
EP1571650B1 (de) Anordnung zur Erzeugung von Schallfeldern mit bestimmter modaler Zusammensetzung
DE102011114705A1 (de) Schalldämpfer für ein Hilfstriebwerk eines Flugzeugs
DE10212036A1 (de) Verfahren zur Geräuschreduktion für mehrmotorige Propellerflugzeuge
DE102007012611A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Schalldämpfung in einem geschlossenen Innenraum
DE202018100447U1 (de) Rauschunterdrückungssystem
Oishi Jet Noise Reduction by Notched Nozzle on Japanese ECO engine project
DE102019134692A1 (de) Verfahren und elektrisch angetriebener Propeller oder Rotor mit Einrichtungen zur Minderung tonaler Schallabstrahlungen
Smith et al. Active control of inlet noise from a turbofan engine using inlet wavenumber sensors
RU2675426C2 (ru) Структура обшивки с соединительными планками
DE102015014550A1 (de) Ansaugsystem für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final