DE69514657T2

DE69514657T2 - Verfahren und gerät zur minimisierung des lärms in der kabine einer flugmaschine

Info

Publication number: DE69514657T2
Application number: DE69514657T
Authority: DE
Inventors: H. Travis
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-04
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2015-05-05
Also published as: AU2470095A; DE69514657D1; WO1995033257A1; US5586065A; EP0763234B1; EP0763234A1

Description

Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugkabinengeräusch, und mehr im besonderen ein Verfahren und eine Einrichtung zum Minimieren von Fahrzeug (z. B. Flugzeug)-Kabinengeräusch, das durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit der Motoren bzw. Triebwerke des Fahrzeugs verursacht wird.

Hintergrund der Erfindung

Wie es aus der folgenden Beschreibung leicht zu verstehen ist, kann, obwohl die vorliegende Erfindung potentiell für die Verwendung zum Minimieren von Flugzeugkabinengeräusch entwickelt wurde, die Erfindung in irgendeiner bzw. jeder Art von Fahrzeug dazu benutzt werden, irgendwelche bzw. jede zu beanstandenden bzw. unangenehmen Umgebungsparameter, einschließlich Geräusch, in der Kabine des Fahrzeugs zu minimieren, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Motors (der Motoren) bzw. Triebwerks (der Triebwerke) erzeugt wird, der bzw. das bzw. die das Fahrzeug antreiben.
Eine der Belästigungen von modernen Luftreisen ist das Niveau des Geräuschs in einer Fahrzeugkabine während des Flugs. Das belästigende Flugzeugkabinengeräusch kommt in zwei Formen: hörbarer Form und tastbarer Form. Die hörbare Form des Geräuschs ist das Schalldruckniveau, das von dem Passagier und der Besatzung des Flugzeugs gehört wird. Die tastbare Form des Geräuschs ist die Vibration, die von den Passagieren und der Besatzung gefühlt wird. Gemäß der Verwendung in dieser Anmeldung soll das Wort Geräusch hörbares Geräusch oder tastbares bzw. taktiles Geräusch oder beides abdecken.
Übermäßige Geräuschniveaus können Flugzeugpassagier- und -besatzungunbehagen bzw. -beschwerden verursachen. Eine Quelle des Fahrzeugkabinengeräuschs ist die Triebwerksvibration. Die Triebwerksvibration wird durch die Flugzeugstruktur in die Kabine des Flugzeugs übertragen und manifestiert sich selbst als Kabinengeräusch. Zusätzlich dazu, Passagier- und Besatzungsunbehagen bzw. -beschwerden zu verursachen, kann die Triebwerksvibration die Leistungsfähigkeit eines Triebwerks vermindern, die Triebwerkslebensdauer signifikant reduzieren und die Triebwerkswartungskosten erhöhen.
Um die Triebwerksvibration vollständig zu verstehen, ist es notwendig, die Betriebsweise der Strahltriebwerke, die moderne Flugzeuge antreiben, zu verstehen. Die meisten modernen kommerziellen Flugzeuge werden durch Hochbypass- Strahltriebwerke angetrieben. Hochbypass-Strahltriebwerke haben eine große Anzahl von rotierenden Elementen. Die rotierenden Elemente können entsprechend der Relativgeschwindigkeit der Rotation gruppiert werden. Einige der rotierenden Elemente bilden ein Niedriggeschwindigkeitsrotationssystem, und einige der rotierenden Elemente bilden ein Hochgeschwindigkeitsrotationssystem. Obwohl während des Betriebs im Flug sowohl das Niedriggeschwiridigkeitsrotationssystem als auch das Hochgeschwindigkeitsrotationssystem eine Quelle von unerwünschter Triebwerksvibration sein kann, ist die primäre Quelle des Passagier- und Besatzungsunbehagens das Niedriggeschwindigkeitsrotationssystem.
Die Triebwerksvibration wird durch eine Unwucht bzw. Unausgeglichenheit in dem Rotationssystem verursacht, welches die Vibration erzeugt. Um strukturell übertragene Vibration zu vermindern, haben die Hersteller die Orte modifiziert, an denen die Triebwerksvibration von dem Rotationssystem, welches die Vibration verursacht, zu dem Flugwerk bzw. der Zelle des Flugzeugs übertragen wird. Diese Lösungen des Triebwerksvibrationsproblems umfassen die Verwendung von gedämpften Lagern und Vibrationisolatoren, siehe z. B. US-A-3 490 556.
Eine andere Art und Weise des Verminderns von strukturell übertragener Vibration, die durch Flugzeugbetreiber in der Vergangenheit durchgeführt worden ist, besteht darin, die Rotationssysteme der Flugzeugtriebwerke auf einer regulären Basis auszuwuchten. Die Triebwerksauswuchtung ist auf dem Flugzeuggebiet gut bekannt, siehe z. B. FR-A-2597203. Sie beinhaltet das Anbringen von Gewichten an spezifischen Ort auf bzw. in dem Rotationssystem, das ausgewuchtet werden soll. In vieler Hinsicht ist das Auswuchten eines Hochbypass-Strahltriebwerks analog dem Auswuchten eines Kraftfahrzeugreifens vor dem Anmontieren des Reifens an einem Kraftfahrzeug. Das Plazieren von Gewichten von spezieller Masse an spezifischen radialen Orten längs der Achse eines Rotationssystems reduziert die Vibration des Rotationssystems und demgemäß das durch die Vibration erzeugte Geräusch beträchtlich. Die Spezifikation des Orts und des Betrags des an dem Rotationssystem anzubringenden Gewichts, um das Rotationssystem auszuwuchten, wird als die Auswuchtungslösung für das Rotationssystem bezeichnet.
Um Auswuchtungslösungen für die Rotationssysteme von Flugzeugtriebwerken zu bestimmen, ist es notwendig, Vibrationsdaten zu erhalten. Vibrationsdaten sind ein Maß des Betrags der Vibration, den ein Triebwerk an verschiedenen Orten erzeugt, wenn das Triebwerk bei verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben wird. Bis kürzlich wurden Vibrationsdaten in einer Triebwerkauswuchtungseinrichtung gewonnen, die sich auf dem Boden befand. Noch kürzlicher sind Triebwerksvibrationsdaten während des Flugs gewonnen worden. Unabhängig davon, wie sie gewonnen werden, werden die Vibrationsdaten, nachdem sie erhalten worden sind, dazu benutzt, eine Auswuchtungslösung zu erhalten, mit wel cher versucht wird, die Vibration des Triebwerks, das die Daten erzeugt, zu minimieren.
Unglücklicherweise arbeiten alle Verfahren des Standes der Technik, die dazu benutzt werden, Auswuchtungslösungen zu erhalten, unter der Annahme, daß eine Minimierung der Triebwerksvibration auch das Kabinengeräusch minimiert. Diese Annahme ist aus zwei Gründen brüchig. Erstens werden nur zwei Orte auf bzw. in den gegenwärtigen Triebwerksgestaltungen überwacht. Es wären vielmehr als zwei Orte erforderlich, um alle Belastungswege zu überdecken bzw. zu erfassen, die ein Triebwerk zum Übertragen von Energie in die Kabine benutzen kann. Die Minimierung der Vibrationsniveaus an nur zwei Orten bedeutet nicht notwendigerweise, daß ein Triebwerk als gut ausgewuchtet zu betrachten ist. Zweitens können Unwuchten entlang der inneren Länge des niedrigen bzw. tiefklingenden Rotors auf Ebenen liegen, die nicht mit dem Gebläse und der letzten Stufe der Turbine übereinstimmen. Diese Unwuchten können von Innenschaufelunwuchten in der Triebwerksbaugruppe und außerdem von Rotorwellenkupplungs- und -lagerfehlfluchtungen herrühren. Es ist nicht möglich, ein Triebwerk mit Zugang zu nur dem Äußeren des Triebwerks (d. h. dem Gebläse und der letzten Stufe der Turbine) vollständig auszuwuchten. Die Triebwerksauswuchtung ist daher immer ein Kompromiß, weil unterschiedliche Auswuchtungslösungen unterschiedliche Wirkungen auf die Vibration bei unterschiedlichen Triebwerksgeschwindigkeiten sowie an unterschiedlichen Orten haben. Das Kriterium für den Erfolg des Auswuchtens hängt davon ab, wieviel von dem dynamischen Bild eines Triebwerks man zu sehen wählt. Wegen der vorstehenden und anderer dynamischer Faktoren korreliert das Minimieren der Triebwerksvibration nicht immer direkt mit dem Minimieren des Flugzeugskabinengeräuschs.
Gemäß einem System, das aus EP-A-0 252 647 bekannt ist, werden die Ausgangsgrößen von Mikrophonen, die in einer Flugzeugkabine angebracht sind, dazu benutzt, den Synchronphasenwinkel zwischen dem Bezugspropeller und einem synchronphasigen Propeller einzustellen, um dadurch das Kabinengeräuschniveau zu reduzieren.

Abriß der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie beansprucht, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Reduzieren des Passagierunbehagens bzw. der Passagierbeschwerden durch Berücksichtigen des aktuellen Flugzeugkabinengeräuschs wie auch der Triebwerksvibration zur Verfügung gestellt. Spezieller werden gemäß dieser Erfindung das Flugzeugkabinengeräusch und die Triebwerksvibration beide an ausgewählten Kabinen- bzw. Triebwerksorten überwacht bzw. abgehört. Eine Optimierungsgleichung benutzt die überwachten bzw. abgehörten Flugzeugkabinengeräuschdaten, um separat für jedes Triebwerk eine Auswuchtungslösung zu bestimmen, welche das Flugzeugkabinengeräusch an den ausgewählten Kabinenorten minimiert. Als nächstes werden die Auswuchtungslösungen dazu benutzt, um die Triebwerksvibration, die erzeugt wird, wenn die Auswuchtungslösungen ausgeführt werden, vorherzusagen. Dann wird ein Test ausgeführt, um zu bestimmen, ob die vorhergesagten Triebwerkvibrationsniveaus akzeptabel sind, d. h. unter einem vorbestimmten Niveau. Dieses akzeptable Niveau kann auf zulässiger EBU-Vibration (EBU = Triebwerksaufbaueinheiten) basieren, um die Komponentenlebensdauer sicherzustellen, und auf Gesamttriebwerksgesundheitsbetrachtungen. Wenn sie akzeptabel sind, werden die Auswuchtungslösungen dazu benutzt, Auswuchtungsgewichte auszuwählen, die für die Triebwerke, die ausgewuchtet werden, geeignet sind, und das Ergebnis wird angezeigt, um durch Triebwerkswartungspersonal ausgeführt zu werden. Wenn die vorhergesagten Triebwerksvibrationsniveaus inakzeptabel sind, wird eine neue Auswuchtungslösung für jedes Triebwerk unter Verwendung der Optimierungsgleichung, unter Beschrän kung auf durch das zulässige Vibrationsniveau, bestimmt. Das überwachte bzw. abgehörte Kabinengeräusch kann auf hörbares Geräusch oder tastbares Geräusch beschränkt sein, oder es kann beide Arten von Geräusch umfassen.
Gemäß anderen Aspekten dieser Erfindung summiert die Optimierungsgleichung korrektive Auswuchtungsgewichtsgeräuschdaten mit überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten, um vorhergesagte Kabinengeräuschdaten zu erzeugen. Korrektive Auswuchtungsgewichtsgeräuschdaten werden inkrementell geändert, sowohl was den Betrag als auch die Winkelposition anbelangt, bis die vorhergesagten Kabinengeräuschdaten minimiert sind. Vorzugsweise hat die Optimierungsgleichung die Formel: PCN = MCN + IC · CW, worin: PCN das vorhergesagte Kabinengeräusch ist; MCN das überwachte bzw. abgehörte Kabinengeräusch ist; IC ein Einflußkoeffizient ist, der mittels Teilen einer Änderung im Geräuschansprechen durch eine Änderung in der Unwucht bestimmt wird; und CW das korrektive Auswuchtungsgewicht ist.
Gemäß weiterer Aspekte dieser Erfindung wird nur Niedriggeschwindigkeitsrotationssystemtriebwerksvibration überwacht bzw. abgehört, vorzugsweise durch konventionelle in der Luft bzw. im Flugzeug befindliche Vibrationsmonitore (AVMs), welche Beschleunigungsmesser aufweisen, die in den Triebwerken angebracht sind, und Elektronikschaltungen, welche typischerweise die Beschleunigungsmessersignale in Geschwindigkeits- oder Verlagerungssignale umsetzen. Die Einheiten der Ausgangsgrößen von dem AVM-System sind irrelevant, da die Erfindung unter Verwendung von Beschleunigungs-, Geschwindigkeits- oder Verlagerungssignalen praktiziert werden kann.
Gemäß noch anderer Aspekte dieser Erfindung wird hörbares Flugzeugkabinengeräusch durch Mikrophone überwacht bzw. abgehört, welche den Schalldruck detektieren. Kabinentak tilvibration bzw. tastbare Kabinenvibration wird, wo es anwendbar ist, durch Kabinenbeschleunigungsmesser überwacht bzw. abgehört, die sich in der Nähe der unerwünschten Vibration befinden (oft in Flügelzentrumsabschnittssitzen über dem Flügelholm).
Gemäß anderer, weiterer Aspekte der Erfindung werden die von den Beschleunigungsmessern und den Mikrophonen erzeugten Signale von Analogform in Digitalform umgesetzt, und eine ordnungsverfolgte bzw. -nachgesteuerte bzw. "order tracked" Schnell-Fourier-Transformation wird dazu benutzt, alles von den Triebwerken kommende Geräusch, das nicht synchron mit dem durch das Niedriggeschwindigkeitsrotationssystem des überwachten Triebwerks ist, zu eliminieren und eine Messung des Tons mit minimierter diskreter Fourier-Transformations-Leckage bzw. -Streuung zu erhalten.
Gemäß noch weiterer Aspekte dieser Erfindung hat die Optimierungsgleichung, die dazu benutzt wird, die Auswuchtungslösung zu erhalten, die Form:
Ci= C · i + Nfi · FAN + Nli · LPT (1)
worin Ci das vorhergesagte Geräusch am Ort i in der Kabine des Flugzeugs ist; C · i das gemessene Geräuschniveau am Ort i ist; Nfi der Geräuscheinflußkoeffizient am Ort i aufgrund einer Einheit-FAN-Unwucht ist; und Nli der Geräuscheinflußkoeffizient am Ort i aufgrund einer Einheit-LPT-Unwucht ist. FNA und LPT in der Gleichung sind Gebläse- und Niedrigdruckturbinen(LPT)-Auswuchtungsgewichte, alle an ihrer eigenen unabhängigen Winkelposition, D. h., FAN ist der Teil der Auswuchtungslösung, der sich auf das Gebläse des Bereichs bezieht, und LPT ist der Teil der Auswuchtungslösung, der sich auf die Niedrigdruckturbine, manchmal als der Niedriggeschwindigkeitsrotor bezeichnet, des Triebwerks bezieht. Die Geräuscheinflußkoeffizienten sind definiert als eine Änderung in dem Ansprechen des Parameters, geteilt durch eine Änderung in der Triebwerksunwucht. Wenn der Parameter das hörbare Flugzeuggeräusch ist, ist der Geräuscheinflußkoeffizient definiert als eine Änderung im Schalldruckansprechen (in der aktuellen Größe, nicht in Dezibel), geteilt durch eine Änderung in der Triebwerksunwucht. Wenn der Parameter die Kabinentaktilvibration bzw. die tastbare Kabinenvibration ist, ist der Geräuscheinflußkoeffizient definiert als eine Änderung im Kabinenvibrationsansprechen, geteilt durch eine Änderung in der Triebwerksunwucht.
Gemäß noch anderer Aspekte der Erfindung hat die Gleichung, die zum Vorhersagen des Triebwerksvibrationsniveaus, basierend auf der Auswuchtungslösung, verwendet wird, die Form:
Dj = D · j + Rfj · FAN + Rlj · LPT (2)
worin D~ das vorhergesagte AVM-Vibrationsniveau am Ort j des Triebwerks, dessen Vibration vorhergesagt wird, ist; D · j das gemessene AVM-Vibrationsniveau am Ort j ist; Rfj der AVM-Vibrationseinflußkoeffizient am Ort j aufgrund der Einheits-FAN-Unwucht ist; und R der AVM-Vibrationseinflußkoeffizient am Ort j aufgrund der Einheits-LPT-Unwucht ist. Die AVM-Vibrationseinflußkoeffizienten sind definiert als eine Änderung im AVM (Verlagerungs)-Ansprechen, geteilt durch eine Änderung in der Triebwerksunwucht.
Gemäß anderer, weiterer Aspekte dieser Erfindung ist die Beschränkung, die auf die Gleichung, welche zum Vorhersagen der Triebwerksvibrationsniveaus benutzt wird, angewandt wird, das zulässige AVM-Vibrationsniveau (Da).
Gemäß immer noch weiterer Aspekte dieser Erfindung werden die neuen Einflußkoeffizienten (Nfi, Nli, Rfj und Rlj) jedesmal berechnet, wenn neue Auswuchtungsgewichte zu einem Triebwerk hinzugefügt werden. Wie oben bemerkt, sind die Einflußkoeffizienten die Änderung im Ansprechen (Schalldruck oder Verlagerung), geteilt durch die Änderung in der Unwucht. Durch die Mittelwertbildung dieser neuen Koeffizienten mit jenen, die vorher in einer Datenbasis gespeichert worden sind, wird die Genauigkeit der Einflußkoeffizienten verbessert, und es kann ein Maß von irgendeiner statistischen Abweichung verfolgt werden.
Wie leicht aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, ist es so, daß die vorliegende Erfindung, anstatt Triebwerke in einer Art und Weise auszuwuchten, welche so gestaltet ist, daß die Vibration minimiert wird, wie sie an den AVMs gemessen wird, die Triebwerke in einer Art und Weise auswuchtet, die so gestaltet ist, daß das Flugzeugkabinengeräusch minimiert wird. In einigen Fällen könnte die Durchführung der vorliegenden Erfindung zu einer Erhöhung in der Triebwerksvibration über einige Bereiche der Umdrehungen pro Minute resultieren. Eine Beschränkung wird auf die Triebwerksunwucht angewandt, um zu verhindern, daß eine solche Unwucht ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, obwohl dieses sogar zu einer weiteren Verminderung im Kabinengeräusch führen könnte.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorstehenden Aspekte und viele der begleitenden Vorteile dieser Erfindung werden leichter erkennbar, wenn dieselbe durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, und zwar in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, worin:
Fig. 1 eine seitliche weggeschnittene bildliche schematische Darstellung eines typischen Hochbypass-Strahltriebwerks des Typs ist, der zum Antrieb von kommerziellen Flugzeugen benutzt wird;
Fig. 2 eine Vorderansicht des in Fig. 1 veranschaulichten Strahltriebwerks ist;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer typischen Signalkonditionierungseinheit ist, die in einem in der Luft bzw. im Flugzeug befindlichen Vibrationsmonitor (AVM) zum Umwandeln von Beschleunigungsmessersignalen in Geschwindigkeits- oder Verlagerungsform enthalten ist; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Vor dem Beschreiben der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sei eine kurze Beschreibung eines Hochbypass-Strahltriebwerks des Typs gegeben, wie es üblicherweise dazu benutzt wird, moderne, kommerzielle Flugzeuge anzutreiben, gefolgt von einer kurzen Beschreibung einer Elektronikschaltung, die geeignet ist, die Signale, welche durch Beschleunigungsmesser erzeugt werden, die auf einem Flugzeugtriebwerk zum Detektieren der Triebwerksvibration angebracht sind, in Verlagerungssignale umzuwandeln.
Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen bildlich ein Hochbypass-Strahltriebwerk 11, das ein Niedriggeschwindigkeitsrotationssystem aufweist, welches eine Niedriggeschwindigkeitswelle 13, ein Gebläse 15, einen Gebläseauswuchtungsring 17, einen Niedrigdruckkompressor 19 und eine Niedrigdruckturbine 21 umfaßt. Das Triebwerk 11 weist außerdem ein Hochgeschwindigkeitsrotationssystem auf, welches nicht gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung befaßt sich nur mit dem Niedriggeschwindigkeitsrotationssystem, weil die gegenwärtigen Triebwerksausbildungen den Hochgeschwindigkeitsrotor für die Auswuchtungsgewichtsplazierung unzu gänglich machen, wenn das Triebwerk einmal zusammengebaut ist.
Der Gebläseauswuchtungsring 17 ist in der Nähe des vordersten Teils der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 angeordnet und ist daran befestigt. Der Auswuchtungsring 17 ist kreisförmig und weist eine Mehrzahl von Löchern 18 um seinen Umfang auf. Wie unten vollständiger erörtert ist, bilden die Löcher 18 Behälter zum Aufnehmen von Auswuchtungsgewichten. Demgemäß besteht die Funktion des Gebläseauswuchtungsrings 17 darin, Auswuchtungsgewichte aufzunehmen, die zum Auswuchten des Niedriggeschwindigkeitsrotationssystems des Triebwerks 11 beitragen.
Das Gebläse 15 des Triebwerks 11 ist unmittelbar hinter dem Gebläseauswuchtungsring 17 angeordnet und besteht aus einer Mehrzahl von im wesentlichen identischen Schaufeln, die von der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 in gleichen Winkelintervallen nach auswärts ausstrahlen. Die individuellen Schaufeln, die das Gebläse 15 bilden, sind fest an der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 befestigt. Hinter dem Gebläse 15 ist der Niedrigdruckkompressor 19 angeordnet. Der Niedrigdruckkompressor 19 besteht aus einer Mehrzahl von Kompressorschaufeln, die benachbart einander angeordnet und fest mit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 verbunden sind.
In der Nähe des rückwärtigen Endes der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 befindet sich die Niederdruckturbine 21. Die Niederdruckturbine 21 besteht aus einer Mehrzahl von Schaufelsätzen, die benachbart einander angeordnet und fest mit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 verbunden sind. Gegenwärtige Triebwerksausbildungen haben keinen Auswuchtungsring an dem Ende der Niederdruckturbine 21; da jedoch der letzte Satz von Schaufeln 22 von der Rückseite des vollständig zusammengebauten Triebwerks her zugänglich ist, haben die meisten Triebwerkshersteller kleine Aus wuchtungsklammern ausgebildet, die an irgendeiner bzw. allen Schaufeln angebracht werden können. Da die Gebläseauswuchtungsringe 17, das Gebläse 15, der Niederdruckkompressor 19, die Niederdruckturbine 21 alle mit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 verbunden sind, rotieren alle diese Komponenten mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Niedriggeschwindigkeitswelle 13.
Ein Triebwerksgehäuse 23 von generell rohrförmiger Gestalt ist umfangsmäßig um die Niederdruckwelle 13 herum angeordnet, wobei es sich von dem Niederdruckkompressor 19 nach rückwärts hinter die Niederdruckturbine 21 erstreckt. Das Triebwerksgehäuse 23 umgibt jenen Teil des Triebwerks, der hinter dem Gebläse 15 liegt.
Eine Triebwerksgondel 25 von generell rohrförmiger Gestalt ist umfangsmäßig um das Gebläse 15, den Auswuchtungsring 17 und das Triebwerksgehäuse 23 herum angeordnet, wobei es sich in dem Gebläse 15 nach rückwärts nahezu bis zu der Stelle erstreckt, wo die Niederdruckturbine 21 positioniert ist. In bzw. an dem vorderen Teil des Triebwerksgehäuses 23 ist ein Rotorgeschwindigkeitssensor 27 angeordnet. Der Sensor 27 liefert ein Signal, das für die Rotationsgeschwindigkeit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 indikativ ist. Spezieller arbeitet der Sensor 27 typischerweise dadurch, daß er den Durchgang der Zähne auf einem an der Niederdruckwelle 13 befestigten Zahnrad detektiert. Ein Zahn auf diesem Zahnrad 28 ist typischerweise länger (oder kürzer) als die anderen Zähne. Dieser Zahn befindet sich in Winkelfluchtung mit der Gebläseschaufel Nummer eins und/oder einer Vertiefung auf der Niedriggeschwindigkeitswelle 13. Wenn die Zähne des Zahnrads den Sensor passieren, erzeugt der Sensor ein Signal, das die Konfiguration von periodischen Reihen von Wellenformen hat. Eine der elektronischen Wellenformen, die der Sensor erzeugt, ist unterschiedlich gegenüber den anderen. Diese Wellenform entspricht dem Einzelzahn. Das Sensorsignal wird elektronisch bearbeitet, um einen TTL(Transistor-Transistor-Logik)-Impuls zu erzeugen, der dazu benutzt werden kann, die relative augenblickliche Winkelposition des Niedriggeschwindigkeitsrotors 13 in der Zeit zu verfolgen. Das Rotationssignal wird außerdem so verarbeitet, daß eine Anzeige der Rotationsgeschwindigkeit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 in Umdrehungen pro Minute (UpM) geliefert wird. Insbesondere ist die Geschwindigkeit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 in UpM sechzig (60) mal der Frequenz des Rotationssignals in Hertz.
Auf bzw. in dem rückwärtigen Teil des Triebwerksgehäuses 23 direkt oberhalb des letzten Schaufelsatzes 22 der Niederdruckturbine 21 ist ein rückwärtiger Beschleunigungsmesser 29 angeordnet. Der rückwärtige Beschleunigungsmesser 29 liefert ein rückwärtiges Beschleunigungssignal, das für die Beschleunigung (und demgemäß die Vibration) des Triebwerksgehäuses an der Stelle indikativ ist, wo der rückwärtige Beschleunigungsmesser 29 lokalisiert ist. In der Nähe des vorderen Teils des Triebwerksgehäuses 23 direkt oberhalb des Niederdruckkompressors 19 ist ein vorderer Beschleunigungsmesser 31 angeordnet. Der vordere Beschleunigungsmesser kann auch auf dem vordersten Lager, welches die Niederdruckwelle 13 lagert, lokalisiert sein. Der vordere Beschleunigungsmesser 31 liefert ein vorderes Beschleunigungssignal, dass für die Beschleunigung des Triebwerksgehäuses 23 dort, wo der vordere Beschleunigungsmesser 31 lokalisiert ist, indikativ ist. Der Betrieb von Beschleunigungsmessern ist in der Technik gut bekannt; siehe zum Beispiel E. O. Doebelin, Measurement System Application and Design, Abschnitt 4.8 (Dritte Auflage 1983), publiziert durch McGraw-Hill.
Hochbypass-Strahltriebwerke der Art, wie sie bildlich in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht und oben beschrieben sind, sind in der Flugzeugtechnik gut bekannt. Die meisten modernen Hochbypass-Strahltriebwerke enthalten alle die Komponente, die in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht und oben beschrieben sind, einschließlich des Rotorgeschwindigkeitssensors 27, des rückwärtigen Beschleunigungsmessers 29 und des vorderen Beschleunigungsmesser 31. Zum Beispiel ist es so, daß das Triebwerk vom Modell GE90, welches von General Electric hergestellt wird, das Triebwerk vom Modell PW4084, das von Pratt & Whitney hergestellt wird, und das Triebwerk vom Modell Trent 800, das von Rolls Royce hergestellt wird, alle einen Rotorgeschwindigkeitssensor, einen rückwärtigen Beschleunigungsmesser und einen vorderen Beschleunigungsmesser aufweisen. Ursprünglich wurden die in Flugzeugtriebwerken enthaltenen Beschleunigungsmesser primär dazu benutzt, Signale an Warneinrichtungen zu liefern. In den letzten Jahren sind die von Triebwerksbeschleunigungsmessern erzeugten Signale an das Triebwerksindikator- und Besatzungsalarmierungssystem (EICAS) von kommerziellen Düsenflugzeugen geliefert worden. Das EICAS warnt die Besatzung vor einer Triebwerksfehlfunktion, wenn übermäßige Vibration detektiert wird. Noch kürzlicher sind die Beschleunigungsmessersignale, die an das EICAS geliefert werden, dazu benutzt worden, eine Information für die Verwendung in Triebwerksauswuchtungssystemen zu liefern. Spezieller ist es so, daß die Beschleunigungsmessersignale und die elektronische Konditionierungsschaltung dazu benutzt worden sind, in der Luft bzw. im Flugzeug vorhandene Vibrationsmonitore (AVMs) zu erzeugen. AVMs erzeugen Signale, die, wenn sie in geeigneter Weise analysiert werden, Daten liefern, welche die Winkelposition und den Betrag des Gewichts betreffen, das an den Strahltriebwerken eines Flugzeugs anzubringen ist, um die Rotationssystems des Triebwerks auszuwuchten. Die Winkelposition und der Betrag des Gewichts, die zum Auswuchten der Rotationssysteme eines Flugzeugtriebwerks erforderlich sind, wird allgemein als die Auswuchtungslösung bezeichnet.
Der Zweck der Auswuchtungslösung besteht darin, Kabinengeräusch zu vermindern wie auch die Leistungsfähigkeit des Triebwerks zu erhöhen, die Triebwerkslebensdauer zu erhöhen, und die Triebwerkswartungskosten herabzusetzen. Unglücklicherweise vermindert die durch Systeme des Standes der Technik bestimmte Auswuchtungslösung nicht immer das Flugzeuggeräusch bis zu einem Minimum, weil andere Faktoren als die Triebwerksauswuchtung involviert sind. Wie aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 veranschaulicht ist, zu verstehen sein wird, ist die vorliegende Erfindung auf das Minimieren des Flugzeugkabinengeräuschs durch Berücksichtigen des aktuellen Kabinengeräuschs eines Flugzeugs, das durch Triebwerksvibration erzeugt wird, gerichtet.
Vor dem Beschreiben der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine kurze Diskussion eines Beispiels einer Schaltung beschrieben, die zum Umwandeln des Beschleunigungsmesserausgangssignals in Signale ausgebildet ist, welche für die Triebwerksauswuchtungsanalyse geeignet sind. In dieser Hinsicht wird die Aufmerksamkeit auf Fig. 3 gerichtet. Die in Fig. 3 veranschaulichte Signalkonditionierungsschaltung 31 umfaßt zwei Kanäle 33a und 33b. Ein Kanal ist für das rückwärtige Beschleunigungsmessersignal und der andere Kanal ist für das vordere Beschleunigungsmessersignal. Beide Kanäle enthalten einen Verstärker 35, einen Ladungswandler 37, und in den meisten Fällen einen ersten und zweiten Integrator 39 und 41.
Typischerweise wird ein Beschleunigungsmesser dazu benutzt, Strahltriebwerksvibrationen zu messen. Beschleunigungsmesser wie jene, die in den Triebwerken GE90, PW4084 und Trent 800 zu finden sind, liefern ein Beschleunigungssignal in der Form einer elektrischen Ladung. Das Niveau der elektrischen Ladung ist indikativ für den Betrag der Beschleunigung, welchen der Beschleunigungsmesser erfährt. Demgemäß verstärken die Verstärker 35 elektrische Ladun gen. Die Ladungswandler 37 wandeln die elektrische Ladung in Spannungssignale um. Da der vordere und rückwärtige Beschleunigungsmesser Signale liefert, die für die Beschleunigung indikativ sind, ist es, um eine Verlagerungsinformation zu erhalten, notwendig, die Beschleunigungssignale zweimal zu integrieren. Dieses wird durch den ersten und zweiten Integrator 39 und 41 bewerktstelligt. Demgemäß enthalten die von dem zweiten Integrator 41 austretenden Signale Verlagerungsdaten, die für die positionelle Verlagerung des zugeordneten Beschleunigungsmessers indikativ sind. Obwohl die Verwendung der von Beschleunigungsmessern abgeleiteten Verlagerungssignale typisch ist, wie es von den Fachleuten verstanden wird, könnte auch die Geschwindigkeit oder Beschleunigung in aktuellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Fig. 4 ist ein funktionelle Blockschaltbild, welches das Verfahren und die Einrichtung der Erfindung veranschaulicht. Vorzugsweise sind die in Fig. 4 veranschaulichten funktionellen Blocks in einer aktuellen Ausführungsform der Erfindung in Mikroprozessorform ausgeführt. Demgemäß veranschaulicht Fig. 4, wie ein Mikroprozessorsystem programmiert werden würde, um das Verfahren der Erfindung auszuführen. Da Mikroprozessorhardware, die für das Ausführen der in Fig. 4 veranschaulichten funktionellen Blöcke geeignet ist, gut bekannt ist, ist eine derartige Hardware, welche eine Zentraleinheit (CPU), permanente Speicherung (ROM) und Transferspeicherung (RAM), Schnittstellenchips, etc. umfaßt, nicht gezeigt.
Durch eine Mehrzahl von Mikrophonen 51a oder Beschleunigungsmessern 51b oder von beiden, die in der Kabine eines Flugzeugs 53 positioniert sind, erzeugte Geräuschsignale und Vibrationsverlagerungssignale, welche durch die AVMs erzeugt worden sind, werden von Analogform in Digitalform umgewandelt. Siehe Block 55. Die Analog-zu-Digital-Umsetzung umfaßt einen oder mehrere Schritte, um sicherzustel len, daß die Digitaldarstellung des Niedrigrotortonsignals periodisch in der Aufzeichnungslänge oder -gesamtheit ist. Das Triebwerksgeschwindigkeitssensorsignal liefert die Information, die dafür erforderlich ist, daß diese Schritte stattfinden. Das Triebwerksgeschwindigkeitssensorsignal liefert außerdem ein Mittel zum Erzeugen eines Einmalpro- Umdrehung-TTL(Transistor-Transistor-Logik)-Impulses, der als eine Phasenreferenz verwendet wird, die anzeigt, wenn die Probenahme bzw. das Sampling beginnen soll. Danach wird eine in der Ordnung verfolgte bzw. eine "order tracked" schnelle Fourier-Transformation (FFT) an den Digitalsignalen ausgeführt, die aus der Analog-zu-Digital(A/D)- Umsetzung resultieren. Diese Schritte sind auf dem Fachgebiet der Datengewinnung als Ordnungsverfolgung bzw. -nachführung bzw. order tracking bekannt. Gegenwärtig ist das beste Ordnungsnachlauf- bzw. -nachführungsverfahren bzw. das beste "order tracking"-Verfahren, das in der Praxis dieser Erfindung zu benutzen ist, in einer Abhandlung von R. Potter und M. Gribler, Computed Order Tracking Obsoletes Older Methods, SAE-Paper 891131, Noise and Vibration Conference, Traverse City, Michigan, 16. bis 18. Mai 1989 beschrieben.
Ordnungsnachlauf bzw. -nachführung bzw. "order tracking" eliminiert in den A/D-umgesetzten Signalen enthaltenes Geräusch bzw. Rauschen, das nichtsynchron mit der Rotorgeschwindigkeit der Niedriggeschwindigkeitswelle 13 ist und ergibt eine Messung des Tons der Niedriggeschwindigkeitswelle mit minimierter diskreter Fourier-Transformationsleckage bzw. -streuung. Der Ton wird über den UPM-Bereich des Triebwerks, über welchen das Geräusch minimiert werden soll, verfolgt. Dieses könnte der Reiseflug-UPM-Bereich, der Halte-UPM-Bereich, der Start-UPM-Bereich, der Lande- UPM-Bereich sein, oder es könnten alle UPM-Bereiche sein, über welche bzw. in denen das Flugzeugoperiert. Die nachstehend beschriebenen Einflußkoeffizienten sind für eine genügende Anzahl von diskreten Stellen in dem interessie renden Bereich zu bestimmen, um eine aktuelle Ausführungsform der Erfindung lebensfähig zu machen.
Als nächstes wird ein Test ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Auswuchtungsgewichte auf irgendeinem der Flugzeugtriebwerke geändert worden sind. Siehe Block 57. In dieser Hinsicht ist zu sagen, daß, wenn die Auswuchtungsgewichte auf dem Auswuchtungsring oder den rückwärtigen Schaufeln der Niederdruckturbine von irgendeinem der Flugzeugtriebwerke geändert werden, die Änderung in einem Speicher (nicht gezeigt) aufgezeichnet wird, der mit einem nachstehend beschriebenen Wartungszugangsterminal (MAT) verbunden ist, welcher sich an Bord des Flugzeugs befindet. Der Test des Blocks 57 überprüft diesen Speicher, um zu bestimmen, ob irgendeine Auswuchtungsgewichtsänderung seit der Test das letzte Mal durchgeführt worden ist, stattgefunden hat.
Wenn eine Auswuchtungsgewichtsänderung stattgefunden hat, wird eine Reihe von Einflußkoeffizienten, die mit Nfi, Nli, Rfj und Rlj bezeichnet sind, aktualisiert. Siehe Block 58. Nfi ist der Geräuscheinflußkoeffizient an dem Kabinenort i aufgrund einer Einheits-FAN-Unwucht; Nli ist der Geräuscheinflußkoeffizient an dem Kabinenort i aufgrund einer Einheits-LPT(Niederdruckturbinen)-Unwucht; Rfj ist der AVM- Vibrations-Einflußkoeffizient an dem Triebwerksort j aufgrund einer Einheits-FAN-Unwucht; und Rlj ist der AVM- Vibrationseinflußkoeffizient am Triebwerksort j aufgrund einer Einheits-LPT-Unwucht, worin FAN das Zuwachs- bzw. Inkrementalgebläseauswuchtungsgewicht an Inkrementalwinkelpositionen ist, und LPT das Zuwachs- bzw. Inkrementalniederdruckturbinenauswuchtungsgewicht an Inkrementalwinkelpositionen ist.
Die Einflußkoeffizienten sind definiert als die Änderung in dem betreffenden Kabinenansprechungsparameter (Schalldruck oder Vibration) geteilt durch die betreffende Änderung in der Triebwerksauswuchtung. Die Ansprechungen, Ein flußkoeffizienten und Auswuchtungen sind alle komplexe Zahlen. Wenn im Block 58 eine Änderung in der Auswuchtung eines Triebwerks ausgeführt worden ist (und die Daten für wenigstens einen Basislinientriebwerkslauf gespeichert worden sind) werden neue Einflußkoeffizienten entsprechend der Änderung in der Auswuchtung berechnet. Auf diese Art und Weise werden die Einflußkoeffizienten jedesmal, wenn ein gemäß dieser Erfindung gebildetes System aktiviert wird, kontinuierlich aktualisiert oder verfeinert. Idealerweise variieren die Einflußkoeffizienten nicht über die Zeit hinweg oder von Flugzeug zu Flugzeug. In solchen Fällen können die Einflußkoeffizienten geladen werden, wenn ein Triebwerk installiert wird und die Aktualisierungsberechnungsfolge kann eliminiert werden.
Nachdem sie aktualisiert worden sind, werden die Einflußkoeffizienten in einem geeigneten Speicher gespeichert. Siehe Block 59.
Wenn die Triebwerksauswuchtungsgewichte sich nicht geändert haben, oder nachdem die aktualisierten Einflußkoeffizienten berechnet und gespeichert worden sind, werden die Fourier-transformierten Signale, die von den durch die Mikrophone 51a oder Beschleunigungsmesser 51b erzeugten Geräuschsignalen abgeleitet sind, durch eine Optimierungsgleichung dazu benutzt, separat für jedes Triebwerk eine Auswuchtungslösung zu bestimmen (z. B. Gebläse- und Niederdruckturbinenkorrektivgewichte und -winkelpositionen), die das Flugzeugkabinengeräusch an den Orten der Mikrophone 51a oder der Beschleunigungsmesser 51b, oder von beiden minimieren. Die bevorzugte Form der Optimierungsgleichung ist:
Ci = C · i + Nfi · FAN + Nli · LPT (1)
worin Ci das vorhergesagte Geräuschniveau an dem Kabinenort i ist; C · i das gemessene Geräuschniveau an dem Kabine nort i ist; und die anderen Faktoren so wie oben definiert sind.
Die Gleichung (1) wird für jedes Triebwerk separat gelöst. Die Lösung der Gleichung kann auf viele Arten und Weisen gefunden werden, wobei die am wenigsten elegante hiervon das primitive krafterschöpfende Suchverfahren von vier Inkrementalausführungsschleifen bzw. inkrementellen Wirk- Schleifen über bzw. auf die FAN-Gewichtsgröße, die FAN- Gewichtswinkelausrichtung, die LPT-Gewichtsgröße und die LPT-Gewichtswinkelausrichtung ist. Das zum Finden der Lösung verwendete Verfahren ist willkürlich, da die Lösung eindeutig ist. Nachdem die FAN- und LPT-Korrektivwerte (Gewicht und Winkelort), welche das niedrigste Ci erzeugen, abgeleitet worden sind, werden die Auswuchtungslösungswerte dazu benutzt, neue Triebwerksvibrationsniveaus für alle Triebwerke an den AVM-Beschleunigungs-messerorten vorherzusagen (Block 63) und zwar basierend auf der Formel:
Dj = D · j + RfJ · FAN + Rlj · LPT (2)
worin Dj das vorhergesagte AVM-Vibrationsniveau an dem Triebwerkort j ist; D · j das gemessene AVM-Vibrationsniveau an dem Triebwerksort j ist; und die anderen Faktoren so sind, wie oben definiert, wobei FAN und LPT die durch die Optimierungsgleichung (1) bestimmte Auswuchtungslösung sind.
Als nächstes wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob die vorhergesagten neuen Triebwerksvibrationsniveaus an den AVM-Orten oberhalb oder unterhalb akzeptabler Vibrationsniveaus sind. Siehe Block 65. Wenn sie unterhalb akzeptabler Vibrationsniveaus sind, wird eine Auswuchtungsgewichtsauswahl, die dem Triebwerk angemessen ist, ausgeführt (Block 66), und das Ergebnis wird auf einem Wartungszugangsterminal (MAT) angezeigt. Siehe Block 67. Vor zugsweise werden zusätzlich zu der Korrektivauswuchtungsgewichtsinformation der vorhergesagte Kabinengeräuschreduktionswert und die vorhergesagte Änderung in den AVM- Niveaus angezeigt.
Wenn die vorhergesagten neuen Triebwerksvibrationsniveaus an den AVM-Orten nicht unter akzeptablen Vibrationsniveaus sind, wird die Optimierungsgleichung (1) wieder mit der Beschränkung gelöst, daß die zulässigen AVM-Niveaus (Dj) unterhalb von Da liegen, wobei Da das zulässige AVM-Vibrationsniveau ist. Siehe Block 68. Danach wird die Auswuchtungslösung, d. h. die FAN- und LPT-Korrektivgewichts- und -winkelpositionswerte, die aus der Lösung der Optimierungsgleichung mit dieser Beschränkung abgeleitet sind, dazu benutzt, Auswuchtungsgewichte für die Art des Triebwerks auf dem Flugzeug 51 zu wählen, und das Ergebnis wird auf dem Wartungszugangsterminal(MAT)-Display 69 angezeigt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung leicht erkennbar ist, stellt die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verfügung, welche das durch Triebwerksvibration erzeugte Flugzeugkabinengeräusch minimieren. Anstatt Triebwerke auszuwuchten, um die Triebwerksvibration zu minimieren, wuchtet die Erfindung Triebwerke aus, um das Kabinengeräusch zu minimieren. Wenn es notwendig ist, werden Grenzen bezüglich der Auswuchtungslösung plaziert bzw. angewandt, was verhindert, daß die Auswuchtungslösung eine Ausgangsgröße erzeugt, welche die Triebwerke nachteilig unauswuchten könnte.
Die Erfindung enthält eine Optimierungsgleichung, die zum Bestimmen der Gebläse- und Niederdruckturbinenkorrektivgewichte, welche das Niedrigrotorsynchrongeräusch bzw. tiefklingende Rotorsynchrongeräusch minimieren, gelöst wird. Der an die Kabine übertragene Ton, der das Geräusch erzeugt, wird durch die Niedriggeschwindigkeitsrotationssysteme der Flugzeugtriebwerke erzeugt. Ordnungsnachlauf bzw. -nachführung bzw. "order tracking" wird dazu benutzt, alles Geräusch auszuschalten, das nichtsynchron mit dem durch das Niedriggeschwindigkeitsrotationssystem erzeugten Ton ist und um eine Messung des Tons mit minimierter diskreter Fourier-Transformationsleckage bzw. -streuung zu erhalten. Der Ton muß über einen UPM-Bereich des Triebwerks verfolgt werden, welcher den Kontroll- bzw. Steuerbereich definiert, über den das Geräusch minimiert werden soll. Der Triebwerks-UPM-Bereich kann der Abhebe- bzw. Startbereich, der Steigflugbereich, der Reiseflugbereich, der Sinkflugbereich, der Haltebereich sein, oder es können alle UPM-Bereiche sein, über welche die Triebwerke operieren, oder es kann der UPM-Bereich sein, über welchen das Flugzeug ein Geräuschübertragungs-/-verstärkungsproblem hat. Natürlich muß eine ausreichende Anzahl von Einflußkoeffizienten an diskreten Stellen in dem Kontroll- bzw. Steuerbereich gewonnen werden.
Jedes Triebwerk muß separat optimiert werden. Für ein gegebenes Triebwerk werden die notwendigen Daten gewonnen, wenn das andere Triebwerk (die anderen Triebwerke) leicht verzögert oder beschleunigt wird (werden), so daß sich die Triebwerkstöne nicht überlappen. Obwohl die leichteste Art und Weise, dieses Ergebnis zu erreichen, darin besteht, daß die anderen Triebwerke außerhalb des Oktavbands des die Daten liefernden Triebwerks betrieben werden, ist dieses bei Ordnungsnachlauf bzw. -nachführung bzw. "order tracking" nicht notwendig. Die UPM der Triebwerke können viel näher zusammenbleiben. Ordnungsnachlauf bzw. -nachführung bzw. "order tracking" mit einer genügenden Anzahl von Mittelwerten eliminiert die nichtkohärenten Beiträge von anderen Triebwerken, vorausgesetzt, die UPM der anderen Triebwerke ist nicht exakt die gleiche wie die UPM des die Daten liefernden Triebwerks. Je größer das UPM-Differential ist, umso weniger Mittelwerte sind erforderlich. Da die Datensammelperiode ziemlich kurz ist, ist die UPM- Fehlanpassungsperiode relativ kurz. Demgemäß hat die Da tensammelperiode sehr wenig, wenn überhaupt, Einfluß auf den normalen Flugzeugbetrieb.
Die Optimierungsgleichung sagt im Ergebnis das Geräusch voraus, das durch eine Auswuchtungslösung erzeugt wird, und zwar durch Summieren des durch die Auswuchtungslösung erzeugten Geräuschs mit überwachtem bzw. abgehörtem oder detektiertem Geräusch. Das heißt, die Optimierungsgleichung hat die generelle Form PCN = MCN + IC · CW, worin PCN das vorhergesagte Kabinengeräusch ist, MCN das überwachte bzw. abgehörte Kabinengeräusch ist, IC ein Einflußkoeffizient ist, und CW das Korrekturgewicht ist (d. h. die Auswuchtungslösung).
Obwohl die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und beschrieben worden ist, ist es erkennbar, daß verschiedene Änderungen darin ausgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Verfahren zum Minimieren des Fahrzeugkabinengeräuschs, welches durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit eines Motors bzw. Triebwerks erzeugt wird, der bzw. das das Fahrzeug antreibt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Überwachen bzw. Abhören von Geräusch in der Kabine eines Fahrzeugs, um überwachte bzw. abgehörte Kabinengeräuschdaten zu erzeugen, welche das Geräusch in der Kabine beschreiben, das durch Vibration eines das Fahrzeug antreibenden Motors bzw. Triebwerks erzeugt wird, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Motors bzw. Triebwerks verursacht ist; und

- Bestimmen einer Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung basierend auf den überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten, welche die Winkelposition und das korrektive Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewicht definiert, das zu dem Motor bzw. Triebwerk hinzuzufügen ist, um das Geräusch in der Kabine des Fahrzeugs zu minimieren, welches durch die Vibration des das Fahrzeug antreibenden Motors bzw. Triebwerks erzeugt wird, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Motors bzw. Triebwerks verursacht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt des Bestimmens einer Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung den Unterschritt des Lösens einer das Kabinengeräusch voraussagenden Optimierungsgleichung durch Summieren der abgehörten bzw. überwachten Kabinengeräuschdaten mit Korrektivauswuchtungs- bzw. -ausgleichsgewichtsgeräuschdaten, die durch inkrementelles Ändern der genannten Winkelposition und des korrektiven Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichts erhalten werden, bis das vorausgesagte Kabinengeräusch minimiert ist, umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Optimierungsgleichung die folgende Form hat: PCN = MCN + IC · CW, worin PCN das vorausgesagte Kabinengeräusch ist; MCN die überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten sind; und IG · CW die Korrektivauswuchtungs- bzw. -ausgleichsgewichtsgeräuschdaten sind, worin IC ein Einflußkoeffizient ist, der durch Teilen einer Änderung im Geräuschansprechen durch eine Änderung in der Unwucht bzw. Unausgeglichenheit bestimmt wird, und CW die Winkelposition und das Korrektivgewicht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, umfassend die folgenden Schritte:

- Verwenden der durch Lösen der Optimierungsgleichung bestimmten Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung zum Vorhersagen des Vibrationsniveaus des Motors bzw. Triebswerks, wenn die Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung auf den Motor bzw. das Triebwerk angewandt wird;

- Bestimmen, ob das vorhergesagte Motor- bzw. Triebwerksvibrationsniveau akzeptabel ist; und

- wenn es akzeptabel ist, Verwenden der Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung zum Auswählen von Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichten für den Motor bzw. das Triebwerk.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend den Schritt des Lösens der Optimierungsgleichung ein zweites Mal, um eine alternative Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung zu bestimmen, welche durch das akzeptable Vibrationsniveau erzwungen bzw. eingeengt ist; und Verwenden der alternativen Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung zum Auswählen von Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichten für den Motor bzw. das Triebwerk.

6. Einrichtung zum bestimmen des Korrektivgewichts, das zum dem Rotationssystem eines ein Fahrzeug antreibenden Motors bzw. Triebwerks hinzuzufügen ist, um das Geräusch in der Kabine des Fahrzeugs, welches durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Rotationssystems erzeugt wird, zu minimieren, wobei die Einrichtung folgendes umfaßt:

- Überwachungs- bzw. Abhörmittel zum Überwachen bzw. Abhören des Geräuschs in der Kabine des Fahrzeugs und zum Erzeugen von überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten, welche das Geräusch in der Kabine des Fahrzeugs beschreiben, das durch die Vibration eines das Fahrzeug antreibenden Motors bzw. Triebwerks erzeugt wird, welche durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Rotationssystems des Motors bzw. Triebwerks verursacht ist; und

- Berechnungsmittel zum Verwenden der überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten für das Bestimmen einer Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung, die die Winkelposition und das Korrektivgewicht definiert, welches zu dem Motor bzw. Triebwerk hinzuzufügen ist, um das Geräusch in der Kabine des Fahrzeugs zu minimieren, das durch die Vibration des das Fahrzeug antreibenden Motors bzw. Triebwerks erzeugt wird, welche durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Rotationssystems des Motors bzw. Triebwerks verursacht ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, umfassend Vibrationsüberwachungs- bzw. -abhörungsmittel zum Überwachen bzw. Abhören der Vibration des Motors bzw. Triebwerks, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Rotationssystems des Motors bzw. Triebwerks erzeugt wird, und Erzeugen von damit in Beziehung stehenden überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten; und worin das Berechnungsmittel die Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung, welche durch Lösen der Optimierungsgleichung des Anspruchs 3 bestimmt worden ist, und die überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten verwendet, um die durch das Rotationssystem erzeugte Vibration vorherzusagen, wenn die Aus wuchtungs- bzw. Ausgleichslösung implementiert bzw. ausgeführt wird, sowie bestimmt, ob das vorhergesagte Rotationssystemvibrationsniveau akzeptabel ist, und wenn es akzeptabel ist, die Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung zum Auswählen von Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichten für den Motor bzw. das Triebwerk verwendet.

8. Verfahren zum Minimieren des Geräuschs in der Kabine eines Düsenflugzeugs, das durch eine Unwucht bzw. Unausgeglichenheit der Rotationssysteme niedriger Geschwindigkeit der Strahltriebwerke erzeugt wird, welche das Flugzeug antreiben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Überwachen bzw. Abhören des Geräuschs in der Kabine des Flugzeugs zum Erzeugen von überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten, welche das Geräusch in der Kabine des Flugzeugs beschreiben, das durch die Vibration der das Flugzeug antreibenden Strahltriebwerke erzeugt wird, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit des Rotationssystems niedriger Geschwindigkeit der Strahltriebwerke verursacht ist; und

- Bestimmen einer Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung für jedes Strahltriebwerk auf der Basis der überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten, welche die Winkelposition und die korrektiven Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichte definiert, die zu dem Strahltriebwerk hinzuzufügen sind, um das Geräusch in der Kabine des Flugzeugs zu minimieren, das durch die Vibration des Strahltriebwerks erzeugt wird, welche durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit der Rotationssysteme niedriger Geschwindigkeit des Strahltriebwerks verursacht ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin der Schritt des Bestimmens einer Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung den Unterschritt des Lösens einer Optimierungsgleichung umfaßt, welche separat durch jedes Triebwerk erzeugtes Kabinengeräusch vorhersagt, durch Summieren der überwachten bzw. abgehörten Ka binengeräuschdaten für jedes Strahltriebwerk mit dem Korrektivauswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichtsgeräusch für jedes Triebwerk, das durch inkrementelles Ändern der Gebläse- und Niedrigdruckturbinengewichts- und der Winkelpositionswerte erhalten wird, bis die durch jedes Triebwerk erzeugten vorhergesagten Kabinengeräuschdaten minimiert sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin die Optimierungsgleichung die folgende Form hat:

Ci = C · i + Nfl · FAN + Nfi · LPT

worin Ci das vorhergesagte Geräuschniveau am Ort i in der Kabine des Flugzeugs ist;

C · i das gemessene Geräuschniveau am Ort i in der Kabine des Flugzeugs ist;

Nfi der Geräuscheinflußkoeffizient am Kabinenort i aufgrund einer Einheits-FAN-Unwucht bzw. -Unausgeglichenheit ist;

Nfi der Geräuscheinflußkoeffizient am Kabinenort i aufgrund einer Einheits-LPT-Unwucht bzw. -Unausgeglichenheit ist;

FAN die inkrementelle Gebläsegewichtunwucht bzw. -unausgeglichenheit bei inkrementellen Winkelpositionen ist; und

LTP die inkrementelle Niedrigdruckturbinengewichtsunwucht bzw. -unausgeglichenheit bei inkrementeller Winkelposition ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, umfassend die Schritte des Überwachens bzw. Abhörens der Vibration der Niedriggeschwindigkeitsrotationssysteme der Strahltriebwerke und des Erzeugens von überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten, welche die Vibrationen der Niedriggeschwindigkeitsrotationssysteme der Strahltriebwerke beschreiben, und Verwenden der Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen, die durch Lö sen der Optimierungsgleichung und der überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten bestimmt worden sind, um vorherzusagen, ob das Niveau an Vibration, das durch die Triebwerksvibrationsniveaus erzeugt wird, akzeptabel ist, und wenn es akzeptabel ist, Verwenden der Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen zum Auswählen von Auswuchungs- bzw. Ausgleichsgewicht für die Triebwerke.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin der Schritt des Verwendens der Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen, die durch Lösen der Optimierungsgleichung bestimmt worden sind, und der überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten zum Vorhersagen des durch die Triebwerke erzeugten Vibrationsniveaus, wenn die Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen implementiert bzw. ausgeführt werden, für jedes Triebwerk das Lösen der folgenden Gleichung umfaßt:

Dj = D · j + Rfj · FAN + Rlj - LPT

worin

Dj das vorhergesagte Vibrationsniveau am Triebwerksort j ist;

D · j die überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten am Triebwerksort j sind;

Rfj der Vibrationseinflußkoeffizient an dem Triebwerksort j aufgrund einer Einheits-FAN-Unwucht bzw. -Unausgeglichenheit ist; und

Rlj der Vibrationseinflußkoeffizient an dem Triebwerksort j aufgrund einer Einheits-LPT-Unwucht bzw. -Unausgeglichenheit ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend den Schritt des Lösens der Optimierungsgleichung für jedes Triebwerk ein zweites Mal, um eine alternative Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung, wenn die Triebwerksvibrationsniveaus nicht akzeptabel sind, zu bestimmen, wobei die Optimierungsglei chungslösung durch das akzeptable Vibrationsniveau erzwungen bzw. eingeengt ist, und Verwenden der alternativen Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen zum Anwählen von Auswuchtungs- bzw. Ausgleichsgewichten für die Triebwerke.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin der Schritt des Verwendens der Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen, die durch Lösen der Optimierungsgleichung bestimmt worden sind, und der überwachten bzw. abgehörten Vibrationsdaten zum Vorhersagen des Niveaus der Vibration, die durch die Triebwerke erzeugt wird, wenn die Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösungen implementiert bzw. ausgeführt werden, das Lösen der folgenden Gleichung für jedes Triebwerk umfaßt:

Dj = D · j + Rfj · FAN + Rlj · LPT

worin:

Dj das vorhergesagte Vibrationsniveau am Triebwerksort j ist;

Rfj der Vibrationseinflußkoeffizient an dem Triebwerksort j aufgrund einer Eiriheits-FAN-Unwucht bzw. -Unausgeglichenheit ist; und

15. Einrichtung zum Bestimmen des Korrektivgewichts, das zu Niedriggeschwindigkeitrotationssystemen der ein Flugzeug antreibenden Strahltriebwerke hinzuzufügen ist, um das Geräusch in der Kabine des Düsenflugzeugs zu minimieren, das durch eine Unwucht bzw. Unausgeglichenheit der Niedriggeschwindigkeitsrotationssysteme der Strahltriebwerke erzeugt wird, wobei die Einrichtung folgendes umfaßt:

- Überwachungs- bzw. Abhörmittel zum Überwachen bzw. Abhören des Geräuschs in der Kabine des Flugzeugs, um überwachte bzw. abgehörte Kabinengeräuschdaten zu erzeugen, die das Geräusch in der Kabine des Flugzeugs beschreiben, welches durch die Vibration der das Flugzeug antreibenden Strahltriebwerke erzeugt wird, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit der Niedriggeschwindigkeitsrotationssysteme der Strahltriebwerke verursacht ist; und

- Berechnungsmittel für das Verwenden der überwachten bzw. abgehörten Kabinengeräuschdaten zum Bestimmen einer Auswuchtungs- bzw. Ausgleichslösung für jedes Strahltriebwerk, die die Winkelposition und die Korrektivauswuchtungs- bzw. -ausgleichsgewichte definiert, welche zu dem Strahltriebwerk hinzuzufügen sind, um das Geräusch in der Kabine des Flugzeugs zu minimieren, welches durch die Vibration des Strahltriebwerks erzeugt wird, die durch die Unwucht bzw. Unausgeglichenheit der Niedriggeschwindigkeitsrotationssysteme des Strahltriebwerks verursacht ist.