Contribution
Strömungscharakterisierung und Optimierung des Mikrofonwindschutzes zur On-Board Eigengeräuschmessung eines Multikopters (UAV) bei verschiedenen Flugsituationen
* Presenting author
Abstract:
Die präzise Messung des Eigengeräuschs von unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) ist grundlegend wichtig für die akustische Charakterisierung, Optimierung zur Reduktion der Schallemissionen und dem erlangen der gesellschaftliche Akzeptanz und Zulassung dieser Fluggeräte. Eine On-Board-Messung bietet den Vorteil, akustische Effekte in unterschiedlichen Flugsituationen direkt und flexibel erfassen zu können, ohne dass externe Sensorinstallationen erforderlich sind. Für eine präzise Durchführung der Messung, insbesondere bei höheren Flug- oder Windgeschwindigkeiten, ist der Mikrofonwindschutz von entscheidender Bedeutung. Dieser Windschutz sollte bestmöglich die Umgebungs- und Propellerluftströmungen abschirmen, sowie gleichzeitig möglichst wenig zusätzlichen Wirbellärm erzeugen. Diese Effekte können das Drohneneigengeräusch überlagern und sorgen somit zur Minderung der Messgenauigkeit. In dieser Arbeit wird die Luftströmung um das Mikrofon am UAV mithilfe von Stereo-PIV-Messtechnik für verschiedene Flugsituationen im Windkanal umfassend analysiert und eine optimierte Lösung für den Mikrofonwindschutz im aeroakustischen Windkanal entwickelt. Ausgehend von kommerziell verfügbaren Lösungen zum Windschutz wurden verschiedene Designs untersucht und optimiert, um die Überlagerung des Drohneneigengeräuschs durch hydrodynamische Druckschwankungen effektiv zu verringern. Die Ergebnisse verdeutlichen, wie sich die Strömung in verschiedenen Flugsituationen verändert und welche Optimierungsmöglichkeiten es für den Mikrofonwindschutz gibt für präzisere Akustikmessungen des UAV-Eigengeräuschs.