Die Akustische Kamera als Lösung für eine NVH-Analyse in einem Flugzeug

Innenraummessung eines Business-Flugzeuges

Ein Unternehmen, das sich um die Innenausstattung von Geschäftsflugzeugen kümmert, entdeckte bei einem ruhigen Flug ein störendes Geräusch in einem ihrer Premium Business Jets. Business Jets haben einen hohen Qualitätsstandard, und die Geräuschbelastung während eines Fluges sollte auf einem minimalen, komfortablen Niveau gehalten werden. Um die Schalldämmung während des nächsten Wartungszyklus des Flugzeugs entsprechend anzupassen, mussten die wichtigsten Schallquellen während des Fluges identifiziert werden.

Messungen

Messobjekt

Bombardier BD-700 - 1A10 Global Express

Messaufbau

Das kugelförmige Mikrofonarray Sphere48 AC Pro wurde an drei verschiedenen Positionen aufgestellt, vorne, in der Mitte und am Ende der Passagierkabine. Der Datenrekorder und die mobile Stromversorgung wurden zwischen zwei Sitzgruppen platziert. Der Aufbau des Systems dauerte weniger als 20 Minuten.

Als Grundlage für die dreidimensionale Analyse wurde ein 3D-Modell der Kabine mit Hilfe eines Faro Scanners erstellt (Abb. 3). Ausgehend von der länglichen Form des Flugzeugrumpfes wurde dafür an drei verschiedenen Scanner-Positionen gemessen und die Ergebnisse zu einem 3D-Modell zusammengefügt. Nach den Messungen wurde das 3D-Modell in die Software NoiseImage importiert und über einen speziellen, patentierten Algorithmus eingepasst. Für die Analyse wurden die akustischen Daten auf das 3D-Modell passend abgebildet.

Merkmale des Systems

Mikrofonarray Sphere48 AC Pro

  • 48 Mikrofone
  • 35 cm Durchmesser
  • Akustischer Abbildungsbereich: 12 dB -130 dB
  • Empfohlener Frequenzbereich: 291 Hz - 20 kHz
  • Dynamikbereich: 9 dB - 14 dB, bis zu 50 dB mit erweiterten Algorithmen
  • Typischer Messabstand: > 0.3 m

Datenrekorder mcdRec

  • Abtastrate: 192 kHz 
  • Mikrofonkanäle: bis zu 168 zeitsynchronisierte, analoge Kanäle (7 Karten mit je 24 Kanälen)
  • Ethernet-Schnittstelle > hoch
  • Übertragungsrate > 20 MByte/s, netzwerkfähig
  • Digitale Karte mit 12 zusätzlichen Kanälen zur Aufzeichnung von Drehzahl, Drehwinkel, Umkehrpunkt, etc.
  • Integrierter PC mit Windows XP (eingebettet)

Software NoiseImage

Stromversorgung

  • Mobile Stromversorgung / Akkus, welche einen Betrieb von min. 4 Stunden sicherstellt

Ergebnisse

Während des Fluges traten nur stationäre Geräusche auf. Die Schalldruckpegel (SPL) zeigten einen signifikanten Anstieg von 2 dB in den vorderen und mittleren Bereichen der Kabine.  Nach Anwendung eines A-Bewertungsfilters schien der Unterschied nicht mehr so signifikant zu sein (weniger als 1 dBA). Die stärksten Emissionen wurden in der Mitte des Fahrgastraums oberhalb von 630 Hz lokalisiert.

Die akustischen Daten wurden im Frequenzbereich und im Zeitbereich analysiert.

Ergebnisse im Frequenzbereich

Der Ursprung der Störgeräusche wurde in drei verschiedenen Terzbändern von 250 Hz, 315 Hz, 3150 Hz und 6300 Hz festgestellt. Der Schall strahlte vom Boden in der Mitte der Kabine und von der Seite des Rumpfes ab.

Zeitbereichsergebnisse für die vordere und die hintere Messposition

Diese Abbildungen veranschaulichen die Ergebnisse von zwei verschiedenen Array-Positionen. Die lautesten Schallquellen befanden sich an der Decke über der gewählten Messposition, 85,22 dB (vorne) und 83,06 (hinten) dB. In beiden Messszenarien sind auch Reflexionen mit etwa 68 dB am Boden zu sehen.