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Verfahren zur Materialauswahl für akustische Liner im Heißgaspfad von Flugtriebwerken
Björn Hinze (Broschiert, Deutsch)
Optischer Zustand
Beschreibung
Verfahren zur Materialauswahl für akustische Liner
im Heißgaspfad von Flugtriebwerken
In den vergangenen Jahren hat die Anzahl der Flugzeuge und Flüge deutlich
zugenommen, womit auch eine steigende Lärmbelastung in Flughafengebieten
einhergeht. Eine Hauptlärmquelle von Flugzeugen stellt das Triebwerk dar, weswegen
diese Arbeit die Schalldämpfung des Turbinenlärms durch in den Heißgaspfad… eingebrachte Liner beschreibt. Die besondere Herausforderung besteht
darin, dass die eingesetzten Materialien nicht nur geeignete akustische Eigenschaften
aufweisen müssen, sondern auch den extremen Umgebungsbedingungen
Stand halten müssen. Aufgrund einer Temperatur von ca. 600◦C und der
vorherrschenden Dauerschwingbelastung konzentriert sich diese Arbeit auf metallische
Strukturen. Basierend auf den Anforderungen i) Funktionalität, ii) Langzeitstabilität
und iii) Leichtbau wird ein Verfahren zur Auswahl eines geeigneten
Materials zum Einsatz als passiver Absorber in Flugtriebwerken vorgestellt.
Zunächst werden diverse metallische Strukturen mit offener Porosität bezüglich
Strömungswiderstand, Porengröße, Porosität, thermischer und mechanischer
Eigenschaften sowie akustischer Absorption charakterisiert, um die Eigenschaften
der Materialien möglichst umfassend beschreiben und ihre Eignung
als Linermaterial prüfen zu können. Parallel zu den auf dem Markt erhältlichen
Materialien werden neuartige Superlegierungsmembranen betrachtet und weiterentwickelt.
Durch die Materialcharakterisierung zeigt sich, dass Sintervliese
und Metallschwämme für den Einsatz als Linermaterial am besten geeignet sind.
Aufgrund der feinen Strukturen sollten für die Anwendung im Heißgaspfad bei
einer Temperatur von ca. 600◦C aluminiumoxidbildende Legierungen verwendet
werden, um eine Langzeitbeständigkeit zu gewährleisten.
Die Wirksamkeit der akustischen Liner basiert neben geometrischen Faktoren
wie Länge und Innendurchmesser vor allem auf dem Absorptionskoeffizienten
des Materials, welcher wiederum von der Schichtdicke abhängt. Um diesen
Zusammenhang zu klären, werden verschiedene Schalldämpferkonfigurationen
in einem modifizierten Impedanzrohr in Braunschweig und anschließend
im aeroakustischen Windkanal der Leibniz Universität Hannover getestet. Parallel
wird der Absorptionskoeffizient der verschiedenen Sintervliese und Metallschwämme
im Biot-Modell simuliert, um die Parameter zu validieren, welche
auf der Materialcharakterisierung basieren und somit unabhängig von den akustischen
Messungen bestimmt sind. Anschließend wird der Absorptionskoeffizient
bei Triebwerksbedingungen simuliert, da sich im Vergleich zu den Messungen bei
Raumtemperatur die Umgebungsbedingungen verändern. Abschließend wird für
das IAE V 2500 Triebwerk ein Metallschwamm als Linermaterial ausgewählt, welches
in einem zukünftigen Triebwerkstest erprobt wird. Dieses Produkt haben wir gerade leider nicht auf Lager.
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Technische Daten
Erscheinungsdatum
01.01.2015
Sprache
Deutsch
EAN
9783928628730
Herausgeber
Technische Uni Braunschweig NFL
Serien- oder Bandtitel
NFL-Forschungsberichte
Sonderedition
Nein
Autor
Björn Hinze
Seitenanzahl
230
Auflage
1
Einbandart
Broschiert
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