IC AS Paper No. (;8-33

MEASUREMENTS OF THE NOISE OF AIR JETS FROM SLOTNOZZLES WITH AND WITHOUT SHIELDS

by

Friedrich-Reinhard GroscheAerodynamische Versuchsanstalt GottingenGOttingen, Germany

TheSixthCongressofMe

InternationalCouncilofMeAeronauticalSciences

DEUTSCHES MUSEUM, MUNCHEN, GERMANY/SEPTEMBER 9-13, 1968

Preis: DM 2.00

.

SCHALLMESSUNGEN AN LUFTFREISTRAHLEN AUS SCHLITZDUESEN MIT UND OHNE ABSCHIRMUNG

von

Dipl. -Phys. F. -R. Grosche

Aerodynamische Versuchsanstalt Gottingen

So

Uebersicht

Aus Schlitzdiisen austretende Freistrahlen erzeu-gen hohere Schallfrequenzen und ergeben kiirzereturbulente Vermischungszonen als Freistrahlenaus runden Düsen mit gleichgrossem Austritts-querschnitt.

Dies gibt die Moglichkeit, den Larm eines Strahlsdurch Abschirmung mittels geeigneter Reflektorenabzumindern. Hierzu wurden far kalte Luftfrei-strahlen, die aus Schlitzdüsen austreten, Messun-gen im akustischen Fernfeld durchgefiihrt. Dabeihatte der mit der Mach zahl Ma = 0, 98 austre-tende Strahl einen Austrittsquerschnitt von etwa1 cm2 .

Schallgeschwindigkeit

Ausstromgeschwindigkeit aus derDuse

ma2 = u2/a2 Ausstront -M a c h zahl

2S = cl2U2F Diisenschub

Strahlschub der Schlitzdttse mith = 2 mm Schlitzweite bei derAusström-M a c h zahlMa2 = 0" '

98. S = 1 28 kpo

a = tU2

AS = So - S Durch den Abschirmschild verur-sachter SchubverlustDer Einfluss der Lange der.Abschirrnung und des

Abstandes zwischen Abschirmung und Strahlachseauf die Larmminderung wurde untersucht.

Akustische Grossen

Die Messungen zeigten, dass bei kleinem Schild-abstand an der Hinterkante des Schildes zusätzlichSchall erzeugt wird, der die Abschirmwirkungbe eintr achtigt.

Bezeichnungen

Geometrische Grossen (s. Bild 3 und Bild 4)

97 Winkel zwischen Strahlachse und Verbin-

dungslinie DOse-Mikrofon

Koordinate in Richtung der Strahlachse

Abstand des Abschirmschildes von derStrahlachse

ao

[(lb]

Lf1dbl

1db]

[Watt]

Schallgeschwindigkeit in der Urn-gebung des Strahls

Mittenfrequenz eines Terzbandes

Schallpegel, bezogen auf10-12 Watt/m2

Schallpegel eines Terzbandes

Schallpegel eines Oktavbandes

Schalleistung

1. Einleitung Lange des Abschirmschildes

Schlitzweite der Schlitzditse (Schlitzhohe)

Schlitzlange der Schlitzdilse (Schlitzbreite)b = 46 mm

Austrittsquerschnitt der Ditse

Stoff- und Strornungsgrossen

Index 1 bezeichnet Zustande in der Vorkammerund Index 2 im Austrittsquerschnitt der 'Nee

Adiabatenexponent, X = 1, 4

Luftdichte

Druck

Die Forderung, den Larm von Strahltriebwerkenauf ein ertragliches Mass zu reduzieren, hat zueiner grossen Zahl von Untersuchungen gefiihrt,die sich einerseits mit dem Mechanismus deraerodynamischen Schallerzeugung, andererseitsmit den praktischen Moglichkeiten zur Verringe-rung des Strahlgerausches beschaftigen. Litera-turhinweise hierzu und eine kurze vereinfachteDarstellung der theoretischen Zusammenhange,die sich im wesentlichen auf Arbeiten von M. J.Lighthill [1, 2, 3, 4], G.M. Lilley [5], H.S.Ribner [6, 7, 8Iund A. Powell [9] stiltzt,sind in [10] zu finden.

Die meisten bisher untersuchten und zum Teilauch schon technisch angewandten Methoden zurVerringerung des Strahllarms beruhen auf dem

1

Prinzip, die Starke der turbulenten Schallquellenund damit die insgesamt abgestrahltestung zu reduzieren. Hierzu gehort z.B. die Auf-teilung des Schubstrahls in mehrere miteinanderinterferierende Teilstrahlen durch "corrugatednozzles" und Mehrfachdasen und vor allem dieHerabsetzung der Strahlgeschwindigkeit durch dieEinfiihrung von Zweikreistriebwerken mit gros-sem Massendurchsatz. Die rotationssymmetrischeRichtungsverteilung des abgestrahlten Schallfel-des bleibt dabei im wesentlichen erhalten.

Eine andere Moglichkeit, die vom Strahl erzeugteSchallintensität in bestimmten Raumwinkelberei-chen zu verringern, besteht nun darin, gerade dieRichtungsverteilung des Schallfeldes zu beeinflus-sen. Man kann z.B. entsprechend Bild 1 versu-

Abschirmschild

Bild 1: Prinzip der Abschirmung

chen, mit Hilfe von geeigneten Schallreflektorenbestimmte Raumwinkel akustisch abzuschirmen,so dass der grosste Teil der Schallenergie in ei-ner unschädlichen Richtung, etwa nach oben, ab-gestrahlt wird.

Als Diisenform bietet sich für dieses Prinzip dieSchlitzduse an, da sie eine karzere turbulenteVermischungszone und höhere Schallfrequenzenergibt als die Kreisdase mit gleichgrossem Aus-trittsquerschnitt. Die Reflektorwirkung eines Ab-schirrnschildes ist namlich urn so höher, je klei-ner die Schatlwellenlange und die Lange der turbu-lenten Vermischungszone gegentiber den Schild-dimensionen ist.

Daneben könnte man bei Anordnung der Schlitzdil-sen entlang der Tragflügelhinterkante eines Flug-zeugs die Abschirmschilde, die die Ausbreitungdes Strahlgerausches nach unten verhindern sol-len, gleichzeitig Hit- Start und Landung als auf-triebserhohende Klappen ausbilden.

Aufgrund derartiger Ueberlegungen wurden vonD. J. Maglier i und H. H. Hubbar d Messungenan Schlitzdilsen mit Abschirmschild durchgefahrt113, 141. Diese Modelluntersuchungen an kaltenLuftstrahlen erganzte W.D. Coles durch ent-sprechende Messungen [151an einem Original-triebwerk.

Nach 113] und 114] verringerte die Kombination ei-

ner sehr gestreckten Schlitzthise (b/h = 200)mit einer sehr grossen Abschirmplatte (l/h =190)die maximale Schallintensitat urn bis zu 20 dbgegenilber der Kreisdilse mit gleichem Austritts-querschnitt. Der Abstand zwischen DUsenkanteund Schild war bei diesen Untersuchungen sehrklein, so dass der Strahl praktisch Ober die ganzeSchildlange am Abschirmschild anlag. Diese An-ordnung war gewahlt worden, urn den Abschirm-schild in der Praxis auch als strahlablenkendeKlappe (Strahlablenkung durch C oa nd a -Effekt)verwenden zu !airmen.

Es ist aber leicht einzusehen, dass der Abstandzwischen Schild und Strahl einen erheblichen Ein-fluss auf das Schallfeld haben kann. Bei grossemSchildabstand (im Verhältnis zur Schlitzweite undzur Schildlange) wird der turbulente Freistrahldurch die Abschirmung nicht oder nur wenig ge-stört. In diesem Falle andert sich nur die Schall-ausbreitung infolge der Reflexion der Schallwellenam Schild. Bei kleinem Schildabstand liegt dieStr6mung dagegen Ober ein mehr oder wenigerlanges Stuck am Abschirmschild an, so dass sichein Wandstrahl ausbildet. In diesem Falle wirdalso die Strornung und damit ausser der Schallaus-breitung auch die Schallerzeugung selbst beein-flusst.

Die vorliegenden Untersuchungen an Schlitzdilsenohne und mit Abschirmschild befassen sich in er-ster Linie mit diesem Punkt, namlich mit der Ab-hangigkeit des Schaltfeldes vom Abstand zwischenStrahlachse und Schild. Der erste Tell der Arbeitbehandelt Messungen des Schallspektrums und derRichtungsverteilung des Schalls. Dabei wurden derSchildabstand und die Schildlange variiert. Imzweiten Tell wird Ober einige Versuche zur Be-stimmung der Schallquellenverteilung im Strahlberichtet.

2. Messungen der Richtungsverteilung und des Schallspektrums irn akustischen Fernfeld

Versuchsanordnung

Bild 2 zeigt eine Skizze des Versuchsstandes. DasMikrofon ist an einem Schwenkarm in 1,66 mAbstand von der Dilse befestigt, es lässt sich aufeinem horizontalen Kreisbogen urn den Dilsenmit-telpunkt herumschwenken. Die Schlitzdilsen undAbschirrnschilde konnen senkrecht und parallelzur Schwenkebene des Mikrofons eingebaut wer-den, so dass man die Schallabstrahlung in derEbene senkrecht zum Düsenschlitz und in derSchlitzebene untersuchen kann. Die nächste festeWand ist etwa 4 m von der Dilse entfernt; st6-rende Schallreflexionen wurden nicht festgestellt.Die akustische Messausrüstung besteht aus einem1/4" Kondensatorrnikrofon, einem Verstarker,einem Terz-Oktavfilter und einem Pegelschreibervon Bruel u. Kjaer . Sie erlaubt Schallrnessun-gen im Frequenzbereich von ca. 30 Hz bis100 kHz und Frequenzanalysen im Bereich von

DUseStrahl

turbutenteSchallquellen

Schall

2

Vorkommw

Bild 2: Skizze des Versuchsstandes

30 Hz bis 40 kHz . Wegen der kleinen Dilsen-dimensionen liegen die zu messenden Schallfre-quenzen grossenteils im oberen Tell dieses Fre-quenzbereichs. Der Mikrofonschwenkarm ist aufeinem synchron mit dem Pegelschreiber zu betrei-benden Drehtisch befestigt, so dass die Richtungs-verteilung des Schallfeldes automatisch registriertwerden kann.

Der Dtisenschub wird aus der Kraft bestimmt, dieder Strahl auf eine senkrecht zur Strahlachse ste-hende Prallplatte ausiibt. Die Prallplatte ist alsPendel aufgehangt, der Winkelausschlag wird op-tisch gemessen (vgl. [11]). Wahrend der Schall-messungen wird die Schubmessanordnung entfernt.

Diisen und Schilde. Die untersuchten Schlitz-dilsen haben die Schlitzlange b = 46 mm und dieSchlitzweiten h = 2 mm und 4 mm . Darnit istdie Streckung des Schlitzes verhältnismassigklein,namlich b/h = 23 bzw. 11, 5 . Die Schlitzdtisensind in Bild 3 skizziert. Da es bei den geplantenMessungen vor allem auf die Untersuchung vonWechselwirkungen zwischen Abschirmschild und

b • Zom

Bild 3: SchlitzdUsen

Strahl ankam, wurden die wegen der kleinen Strek-kung des Dilsenschlitzes zu erwartenden Randein-fltisse in Kauf genommen.

Als Abschirmschilde dienten etwa 2 mm starkeBlechplatten, die zur Dampfung der Eigenschwin-gungen auf der Rtickseite mit Plastilin beklebt wa-ren. Die Schildlange variierte zwischen 1 = 50 mmund 200 mm • die auf h = 2 mm Diisenschlitz-weite bezogene Schildlange lag also zwischen1/h = 25 und 100 . Die Schildbreite betrug100 mm sie war damit etwa doppelt so gross wiedie Lange des Dtisenschlitzes. Bild 4 zeigt die An-bringung des Schildes an der SchlitzdUse.

Schlitzdiise

Bild 4: Schlitzdtise mit Abschirmschild

Ausfiihrung der Messungen

Als erstes wurde der Diisenschub ohne und mit Ab-schirmschild gemessen und der Stromungsverlaufam Schad durch Anstrichbilder sichtbar gemacht.Darauf folgten die Schallmessungen. Hierbei wur-den die Richtungsverteilungen des Schallfeldes inden Ebenen senkrecht und parallel zum Dtisen-schlitz gemessen und anschliessend Frequenzspek-tren unter einigen charakteristischen Winkeln zurStrahlachse aufgenommen.

Die meisten Messungen wurden mit der Schlitzdusemit der Schlitzweite h = 2 mm durchgefiihrt. Ei-nige Kontrollmessungen mit der 4 mm-Schlitzdtisesollten in erster Linie einen moglichen Einflussder Re-Zahl erkennen lassen. Zum Vergleich mitden SchlitzdUsen wurde auch eine Kreisdilse mit10 mm Durchmesser untersucht. Der Schildab-stand wurde bei den Messungen jeweils in weitenGrenzen variiert. Ausser bei den Schubmessungenwar die Ausstrom -M a c h zahl konstant, sie betrugMa2 = 0, 98 .

Schubmessungen

Urn verschiedene Düsenformen - die Abschirmungsoll hier als Tell der DOse gelten - hinsichttichihrer Schallabstrahlung miteinander vergleichen zukonnen, müssen die gemessenen Schallpegel aufgleiche Ausströmgeschwindigkeit aus der Ditse undauf gleichen Schub bezogen werden. Die Ausstrorn-geschwindigkeit hatte bei allen Schallmessungenden gleichen Wert, da Ausström-M a c h zahl undTemperatur konstant gehalten wurden. Der Schubanderte sich dagegen mit dem DUsenquerschnitt

r

Schhtzdu se -

StrahliarmversuchsstandAnordnungfur Schallmessung

Abschirmschild

into

3

und wegen der unter Umstanden auftretenden StrO-mungsverluste auch mit der Diisenform. Er wurdedaher mit Mlle der schon erwahnten Prallplatten-anordnung experimentell bestimmt.

Bild 5 stellt den auf den Austrittsquerschnitt derDiisen bezogenen Schub S/F für verschiedene

0) al 03 0,4 0,6 46 47 48 49 Ma; 1,1

Bild 5: Schub/Austrittsquerschnitt als Funktionder AusstrOm -M a c h zahl

DOsen als Funktion des Quadrates der Ausströrn-Mach zahl dar. - Theoretisch gilt bei reibungs-freier Stromung ohne Strahlkontraktion:

x-1

S

_D2u

2 _ 2 2X [C1) 2C- c2 - xp 2ma P

o- ( 1)

mit p1 als Vorkammerdruck, p2 als dem

Druck in der Dilsenmiindung, der gleich dem ails-seren Luftdruck po angenommen wurde, und

mit Ma2 = U2/a2 als der AusstrOm-M a c h zahl.Der gemessene Schub der Dusen ohne Schild ent-spricht, wie Bild 5 zeigt, sehr gut dieser Glei-chung.

Die Reibungsverluste am Abschirmschild verrin -gern den erzeugten Schub, und zwar um so mehr,je kleiner der Schildabstand und je grosser dieSchildlange ist.

In Bild 6 ist der relative Schubverlust A S/So

bei der Mach zahl Ma2 = 0' 98 als Funktion des

Schildabstandes y/h aufgetragen, und zwar furverschieden lange Schilde. Die Schubverluste stei-

gen erwartungsgemass mit kleiner werdendemSchildabstand erheblich an. Sie erreichen Wertebis zu etwa 12 o/o, wenn der Schild unmittelbar ander Dilsenkante anliegt. Bei Schildabstandeny/h > 10 ist der relative Schubverlust kleiner als1 o/o.

Stromungsaufnahmen

Um einen unmittelbaren Einblick in die Stromungs-verhältnisse am Abschirmschild zu gewinnen, wur-de eine Reihe von Anstrichbildern bei verschiede-nen Schildabstanden y aufgenommen. Die Schildewurden dazu mit einer Mischung aus Titanweissund Oel eingestrichen. Bild 7 zeigt als Beispiel dieStromung am Schild mit der Lange l/h = 75 beiden Schildabstanden y/h = 0, 55; 1, 5 und 6 vonder Strahlachse; die SchlitzdUse hatte die Schlitz-weite h = 2 mm .

Wie erwartet, verschiebt sich die Anlegelinie anna-

y/h =0, 55

y/h =1, 5

y/h =6

- 11&filar,kNitaiseh-imm

h.7mm

Bild 6: Retativer Schubvertust ats Funktion des Bild 7: StrOmung am Abs chirms child bei verschiede-Schildabstandes nen Schildabstanden; Schildtange t/h = 75

4

hernd linear mit wachsendem Schildabstand strom-abwarts. Es ist ausserdem deutlich zu erkennen,dass sich der Strahl bei grosseren Schildabstän-den nicht in einer Ebene an den Schild anlegt, son-dern zuerst an den Seiten und erst weiter strom-abwarts auch in der Mitte. Ansclieinend wird derzunächst flache Strahl durch das Druckfeld Oberdem Schild in ahnlicher Weise zu zwei Wirbelnumgeformt wie die Diskontinuitätsfläche hinter ei-

nem TragflOgel.

In Bild 8 ist der Abstand xA/h zwischen der DO-

senmiindung und dem dusennächsten Teil der Anle-gelinie als Funktion des Schildabstandes y/haufgetragen, und zwar für die drei Schildlangenl/h = 50, l/h = 75 und l/h = 100 . Der Strahlbreitet sich demnach etwa unter einem Winkel

m.14° aus, denn es ist (y - h/2)/xAa• 0, 25 = tan

y- h/1

... 415 taN.O.

NA

..-...

4.-14•

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I

ander ahnlichen Diisen:

8 6

N–Q0U2F U2

Sa5

a o

Bei konstant gehaltener AusstrorngeschwindigkeitU2 wachst die Schalleistung also proportional dem

Schub. Man erhält daher für die auf den Schub So

(Schub der Schlitzthise mit h = 2 mm Schlitzweiteohne Abschirmschild bei Ma2 = 0' 98) umgerechne-te Schalleistung:

N = N • — [Watt] (3)korrigiert gemessen S

bzw. beim Uebergang auf die Schallpegel:

So

+ 10 log Jab] . (4)Lkorrigiert

=Lgemessen

Das Korrekturglied 10 log So/S ist entsprechend

den relativ geringen Schubverlusten durch die Ab-schirmschilde (vgl. Bild 6) im allgemeinen kleinerals 1 db .

Ergebnisse der Schallmessungen ohne Abschirm-schild

75

IA/h

SO

IS

(2)

Die Richtungscharakteristiken der beiden Schlitzdii-sen, d.h. die gemessenen Schallpegel in Abhangig-keit von der Abstrahlungsrichtung, sind in Bild 9aufgetragen. Zum Vergleich miteingezeichnet istdie Richtungsverteilung der Kreisdilse mit 10 mmDusendurchmesser. Die Messwerte sind auf gtei-

•

Bild 8: Abstand der Anlegelinie des Strahls an denSchad von der Düse als Funktion desSchildabstandes

Bei Schildabstanden y/l > 0,25 sollte der Strahlden Abschirmschild also nicht mehr beriihren. Dadie Str6mungsgeschwindigkeit mit wachsendemAbstand von der Strahlachse asymptotisch gegenNuU geht, ist diese Angabe allerdings nur als einAnhaltspunkt zu betrachten.

Schallmessungen

Atte Schallmessungen wurden, wie schon erwahnt,bei der Ausström-M a c h zahl Ma2 = 0' 98 vor-genommen.

Der Schallpegel L 1db) = 10 log(I/lb) ist in Obli-

cher Weise auf die Intensität = 10-12 Watt/m2

bezqgen, die etwa der 1-16rschwelle des menschli -chen Ohres entspricht. Der in den Schallspektrenaufgetragene Pegel L(f) stellt die Schallin-

tensität in einem Frequenzband von 1 Terz(1/3 Oktave) Bandbreite dar; fm ist die Mit-tenfrequenz des Bandes.

Die Umrechnung gemessener Schallpegel auf glei-chen DUsenschub erfolgte anhand des Li ght hi 11 -schen U8-Gesetzes. Danach gilt fOr die Schallei-stung N von turbulenten Freistrahlen aus ein-

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Bild 9: Richtungsverteilungen ohne Schild

102

98

96

94

97

90

102

1101

98

96

94

92

90

5

chen DUsenschub umgerechnet; die Schallpegelder SchlitzdUse mit h = 4 mm Schlitzweite wur -den dazu urn 3 db herabgesetzt, die der Kreis-diise urn 0, 7 db erhoht. Die Diagramme stellenjeweils die Richtungsverteilungen der Schallab-strahlung in der Schtitzebene und senkrecht zurSchlitzebene dar.

Die Maxima sind in der Ebene senkrecht zum DU-senschlitz erheblich ausgepragter als in derSchlitzebene. Diese Abweichung des Schallfeldesvon der Rotationssymmetrie ist bei der DiIse mitder Schlitzweite h = 2 mm am starksten; sienimmt mit der Streckung b/h des Diisenschlit-zes zu.

=SchlitzduseI zur Megebene

= 15°

90

80

75

05 47 4 101kHzI10 30 4050

db)

85

75

LI

1A11.11111

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75

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SchlttzdUse1. zur Medebene

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'

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Im Vergleich zur KreisdUse treten die Schallpegel-maxima unter grosseren Winkeln zur Strahlachseauf und sind - besonders bei der SchlitzdUse mith = 2 mm Schlitzweite - merklich niedriger. ImHinblick auf die abgestrahlte Schalleistung kompen-sieren sich diese beiden Effekte allerdings teilwei-se. Eine Integration fiber den erfassten Raumwin-kelbereich 15° (P -4 115° ergab für die 4 mm-SchlitzdUse eine urn 0,2 db • fur die 2 mm-Schlitzdüse eine urn 2, 5 db geringere SchaUei-

stung als für die KreisdUse. (Die Werte sind aufgleichen Schub bezogen. ) Es ist hierbei allerdingszu berUcksichtigen, dass das Schallfeld der Schlitz-dUse mit h = 2 mm Schlitzweite infolge desgrosseren Anteils an hohen Frequenzen durch dieLuftdampfung etwas mehr geschwacht wird als dasSchallfeld der beiden anderen DUsen.

Bild 10 zeigt unter verschiedenen Winkeln zurStrahlachse aufgenommene Schallspektren der2 mm-Schlitzdüse bei senkrecht und bei parallelzur Messebene orientiertem Diisenschlitz. Hiernachwird die grassere Schallintensität des Maximumsin der Ebene senkrecht zum DUsenschlitz (vgl.Bild 9) allein durch die starkere Abstrahlung imoberen Frequenzbereich hervorgerufen; im unterenFrequenzbereich fm< 8 kHz ist die Abstrahlung

in beiden Ebenen etwa gleich stark.

Die hochsten Schallfrequenzen entstehen dicht ander Dirse, die tiefen Frequenzen werden weiterstromab im Uebergangsgebiet zum voll ausgebilde-ten Freistrahl erzeugt, in dern sich der Strahl-querschnitt bereits dern kreisformigen Querschnittdes ausgebildeten Strahls nahert. Diese Vorstel-lung gibt eine qualitative Erklarung für die experi-mentellen Ergebnisse, da die Abweichungen desStrahlquerschnitts und der Richtungsverteilung deserzeugten Schallfeldes von der Rotationssymmetrieeinander entsprechen.

Die in Bild 11 dargestellten Schallspektren der

7

/

/...---,..

F

/

//

//

//

i

I

-- —Kreisdhse lOrnm0— — Salitzdise h =4mm

h r2rnm

1 234 5 6 r_ 10IkNzl20JO 40517

q5 07 3 4 5 6 fm101kHz]20 30 4050

Bild 10: Schallspektren der Schlitzduse mith = 2 mm Schlitzweite unter verschie-denen Winkeln zur Strahlachse

Bild 11: Schallspektren der Kreisdüse und derSchlitzdilsen; jeweils unter dem Winkel derstarksten Schallabstrahlung gemessen.Schlitzditsen senkrecht zur Messebene

6

Kreisthise und der beiden Schlitzdtisen wurden et-wa unter dem Winkel der starksten Schallabstrah-lung aufgenommen, namlich unter = 300 beider Kreisdiise und unter = 40o bei den Schlitz-

(Risen. (Diisenschlitz senkrecht zur Messebene. )Sie zeigen die erwiinschte Verschiebung zu hohe-ren Frequenzen, d. h. zu kleineren Schallwellen-langen beim Uebergang von der KreisdUse zurSchlitzdilse und bei abnehmender Schlitzweite h .Die Wellenlange der Schallwellen, die der Ab-schirmschild reflektieren soll, muss ja moglichstklein gegen die Abmessungen des Schildes sein,da sonst der Abschirmeffekt durch den urn dieSchildrander herumgebeugten Schadt mehr oderweniger stark beeintrachtigt wird.

Ergebnisse der Schallmessungen mit Abschirm-schild

Ebenso wie bei den Messungen ohne Schild wurdeauch mit Schild die Schallabstrahlung in der Ebenesenkrecht zurn Diisenschlitz und in der Schlitz-ebene untersucht. Ausser bei einigen besonderserwahnten Kontrollmessungen mit der 4 mm-SchlitzdUse fand hierbei die Schlitzthise mith = 2 mm Schlitzweite Verwendung.

Richtungsverteilungen. Bild 12 zeigt die in er-ster Linie interessierenden Richtungsverteilungenin der senkrecht zurn Düsenschlitz stehenden Ebe-ne, und zwar fur vier verschiedene Schildlangen1./h = 25, 50, 75 und 100 . Kurvenparameter istder Abstand y/h des Schildes von der Strahl-achse. Die linke Hälfte der Diagramme stellt je-weils die abgeschirmte Seite des Schallfeldes dar.Die Richtungscharakteristik der Schlitzduse ohneSchild ist als gestrichelte Kurve mit eingezeichnet.

Das Schallfeld andert sich bei allen Schildlangen inahnlicher Weise mit dem Schildabstand. Als Bei-spiel betrachten wir in Bild 12 das Diagramm fardie Schildlange 1/h = 75 : Bei kleinen Schildab-standen y/h 1 3 ist die gemessene Schallinten-sität auf der abgeschirmten Seite nur schwach vondem Winkel ql zur Strahlachse abhangig.rend der Schallpegel in der Mlle des Intensitäts-maximums bei - 40° durch den Schild urn etwa 7 db herabgesetzt wird, ist er unter gros-sen Winkeln - Cf 700 sogar höher als ohne Schild. Bei mittleren Schildabstanden 6 4 y/h '125wird die Schallintensitat unter sehr grossen undunter sehr kleinen Winkeln zur Strahlachse mitwachsendern Schildabstand geringer, untercpod - 40° andert sie sich dagegen nur wenig. Die

Richtungsverteilungen haben daher in diesem Win-kelbereich ein ziemlich ausgepragtes Maximum.Bei noch wesentlich grosseren Schildabstanden,wie z. B. y/h = 37, 5 in Bild 12c, bei denen dasVerhaltnis von Schildabstand zu Schildlange

0, 5 wird, behindert der Schild die Schall-ausbreitung unter kleinen Winkeln zur Strahlachsekaum noch. Unter grossen Winkeln ç - 90°bleibt die Abschirmwirkung dagegen noch weitge-

hend erhalten.

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Bild 12: Richtungsverteilungen in der Eberle senk-recht zum Dilsenschlitz bei verschiedenenSchildlangen t/h und Schildabsttinden y /h

7

Auf der nichtabgeschirmten Seite (> 00) istder Einfluss des Schildabstandes auf die Rich-tungsverteitungen geringer. Er macht sich auchhier am starksten unter grossen Winkeln zurStrahlachse bemerkbar, und zwar mit der gleichenTendenz wie auf der abgeschirmten Seite.

Wenn man die Mr verschieden lange Schilde gel-tenden Diagramme von Bild 12 miteinander ver-gleicht, fain ins Auge, dass die bei geringemSchildabstand gemessenen Schallpegel mit kleinerwerdender Schildlange betrachtlich ansteigen. Beider Schildlange l/h = 25 ergibt sich (*Or denkleinsten Schildabstand sogar Ober den ganzen Winkelbereich eine hohere Schallintensität als ohneSchild. Offensichtlich wird infolge der Wechsel-wirkung zwischen Stromung und Schild bei kleinenSchildabstanden zusätzlich Schall abgestrahlt, undzwar umso mehr, je ktirzer der Schild ist. Wirwerden hierauf spater zuruckkommen.

Die beiden Diagramme von Bild 13 stellen dieRichtungsverteilungen in der Schlitzebene Mr dieSchilde mit den Schildlängen 1/h = 50 undl/h = 100 dar; wiederum mit dem Schildabstandals Kurvenparameter. Da das Schallfeld in derSchlitzebene symmetrisch zur Strahlachse ist,wurden die Schallpegel ebenso wie bei den Messun-gen ohne Schild Ober dem Absolutwert des Winkelszur Strahlachse I9I aufgetragen.

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Bild 13: Richtungsverteilungen in der Schlitzebenebei verschiedenen Schildlangen l/h undSchildabstanden y/h

Der parallel zum Dilsenschlitz liegende Schildkann die Schallausbreitung in der Schlitzebenenicht behindern. Abweichungen von der Richtungs-verteilung ohne Schild milssen daher im wesentli-chen vom Einfluss des Schildes auf die schaller -

zeugende Stromung herrühren, der mit wachsen-dem Schildabstand rasch abnehmen sollte.

Wie Bild 13 zeigt, wird die Schallabstrahlung inder Schlitzebene bei sehr kleinem Schildabstandmerklich reduziert, und zwar am stärksten unterkleinen Winkeln zur Strahlachse. Der Effekt nimmtmit der Schildlange zu. Wenn der Schildabstandvergrössert wird, geht dieser gunstige Einflussdes Schildes rasch verloren. Bei mittleren Schild-abstanden erhält man sogar gegentiber der Rich-tungsverteilung ohne Schad !Richt erhohte Schallpe-gel, die wahrscheinlich zumindest teilweise cturchden am Schad reflektierten Schall bedingt sind. Beigrossen Schildabständen, bei denen der Strahl denSchad nicht mehr beriihrt, unterscheiden sich dieRichtungsverteilungen ohne und mit Schild erwar-tungsgemäss kaum noch voneinander.

Auftragung Ober den Schildabstand. Deutlicherals aus den Richtungsverteilungen selbst kann mandie Abhangigkeit des Schallfeldes vom Schildab-stand erkennen, wenn man einige charakteristischeSchallpegel direkt als Funktion des Schildabstandesauftragt. Dies ist in Bild 14 Mr die abgeschirmteSeite der Ebene senkrecht zum Diisenschlitz und inBild 15 für die Schlitzebene geschehen. Der Schall-pegel Lmax im Maximum der Richtungsvertei-

lung und die unter Winkeln von 600 und 900 zurStrahlachse gemessenen Pegel wurden - mehr oderweniger willkOrlich - als die charakteristischenSchallpegel ausgewahlt und Ober dem Schildabstand37/1 aufgetragen. Kurvenparameter ist dabei dieSchildlange l/h . Die entsprechenden Schallpegelder Kreisdilse und der Schlitzdüse ohne Schild sindzurn Vergleich als Bezugslinien miteingezeichnet.Die Schallpegel wurden nach Gl. (4) auf gleichenDusenschub umgerechnet, die Korrekturen sind je-doch mit maximal 0, 7 db gering. Die AuftragungOber y/I statt Ober y/h wurde gewahlt, weitsie eine wesentlich übersichtlichere Anordnung derKurven ergibt und demnach dem Problem besserangepasst zu sein scheint.

Die in Bild 14 dargestellten Ergebnisse für die

Ebene senkrecht zum Dilsenschlitz kann man in fol-gender Weise zusammenfassen:

Mit wachsender Schildlange werden die Schall-pegel auf der abgeschirmten Seite bei allenSchildabstanden niedriger. Maximal werden diePegel durch den langsten untersuchten Schild(1/h = 100) gegenüber den entsprechendenSchallpegeln der Kreisdilse urn 8 bis 10 dbreduziert.

Aenderungen des Schildabstandes wirken sich amstarksten unter grossen Winkeln zur Strahlach-se aus. Mit abnehrnendern Schildabstand wächstdie unter dem Winkel (p = - 900 gemesseneSchallintensität urn bis zu 8 db an, unter demWinkel 99 = - 60° um bis zu 5 db .

Die beste Abschirmung ergibt sich infolgedessen

111111111111•11MEWS=

1111•1•1111Milli1111•111•1111•1111•111

60 7 8 700.

y/h455

SchiidlangeZ$ I/h • SO

IS- - - ant Sehdd

IVO

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96

94

97

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11db

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92

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42 43 44 45 0,6 y/1 Of

NI 11p=im.. IA-WS

-so

maize

0111111111

arail

chlitain

tioSaila,

MI

iiklMlilal

lirialgjal

Bad 14: Schattintensität auf der abgeschirmtenSeite des Strahls ats Funktion desSchildabstandes bei verschiedenenSchild tangen

nicht bei sehr kteinen, sondern bei mittlerenSchadabstanden.

Um ein Mass fill.' eine quantitative Abschatzungdes Optimums zu gewinnen, wurde die Schatt-intensitat im abgeschirmten Sektor Ober denRaurnwinket integriert. Die sich daraus erge-bende Schalleistung ist in Bild 16 ebenfalls atsFunktion des dimensionstosen Schildabstandesy/1 aufgetragen. (Die Leistungspeget sind aufdie in den gteichen Raumwinket abgestrahtteSchatteistung der KreisdOse bezogen. ) Danacherhält man fill- die untersuchten Schilde die op-timate Abschirmwirkung bei Schadabstanden0, 25 y/t 6 0, 5 .

3. Die verringerte Abschirmwirkung bei kleinenSchildabstanden deutet - wie schon weiter vornerwahnt wurde - auf eine zusatzliche Schattab-strahlung infolge der Wechsetwirkung zwischen

Bitd 15: Schattintensitat in der Schlitzebene atsFunktion des Schildabstandes bei ver-schiedenen Schildlangen

6

- e

-100 el 0,2 4) 0,1 0,5 41 y/1 49

Bad 16: In den abgeschirmten Sektor abge-strahlte Schalleistung als Funktion desSchitdabstandes bei verschiedenenSchildtangen

Strornung und Schild hin, die offenbar am starksten ist, wenn der Strahl Ober die ganze Langedes Schildes anliegt.

Die Diagramme von Bad 15 für die Schattabstrah-lung in der Schlitzebene unterstreichen die schonbei der Diskussion der entsprechenden Richtungs-verteitungen getroffenen Feststettungen, wenn-gleich die Verringerung der Schallpeget unter ktei-nen Winkeln zur Strahtachse bei dieser Auftragungnicht genOgend erfasst wird.

Die Beeinflussung der Str6mung durch den Schadverursacht offensichttich nur in der Ebene senk-recht zum Dusenschtitz eine zusätzliche Schaller-zeugung, wahrend die Abstrahtung in der Schlitz-ebene zumindest bei sehr kleinem Schitdabstanddeuttich reduziert wird.

Zur Kontrolle durchgefiihrte Messungen mit derSchlitzdtise mit h = 4 mm Schlitzweite erbrach-ten im wesentlichen die gleichen Ergebnisse.

On oho SOW__

840 0,1 0,2 V 04 0,5 40 iii 48

=-90,

1db)

OP

ql 42 43 44 45 1/1 47

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1161

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1rldtqlfilift

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NLN•Wog-Ni losisas.

9

Schallspektrum. In Bild 17 sind Terzspektro-gramme Mr die Schilde mit den Schildlangen1/h = 50 und 1/h = 100 wiedergegeben, die inder senkrecht zum DOsenschlitz stehenden Ebeneunter den Winkeln = ± 900 aufgenommen wur-

den. Die einzelnen Diagramme gelten für dieSchildabstande y/h = 0, 55; 15 und 30 . DieWinkel =± 90° wurden gewahlt, weil der Ein-

fluss des Schildabstandes auf den Schallpegel, wieim vorigen Abschnitt erläutert, unter grossenWinkeln zur Strahlachse am starksten ist.

Die Diagramme zeigen für den kleinsten Schildab-stand y/h = 0, 55 , bei dem der Strahl fiber die

ganze Schildlange am Schild anliegt, ein ausge-pragtes Maximum bei relativ niedrigen Schallfre-quenzen, das die maximalen Pegel der Diise ohneSchild um etwa 7 db bei der Schildlange 1/h = 50und um etwa 3 db bei der Schildlange l/h = 100ilbersteigt. Die Schallwellenlange des Maximumsist dabei jeweils etwa gleich der Schildlange.

Wenn man den Schildabstand vergrossert, nimmtdie Hale dieses Maximums, wie Bild 17 zeigt, er-heblich ab; gleichzeitig verschiebt es sich zu nie-drigeren Frequenzen. Bei dem auf die Schildlangebezogenen Schildabstand y/1 = 0,6 verschwindetes schliesslich fast vollig.

RIME

1111

1mil

i

---ohne Schild

f Schildabstand0 • 0,55

1/h • 100

NL

2 3 4 S 6 fin 10(kNzl20 30 4050

Lf

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75

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65

0,5 076

_

—

—

031I

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70

65

1111111PIPI .UI UhhmUl

..._,...1111..51.10

Igloo.Adillikii7

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//

--- ohneSchild

.4:TScbilda)standilh-15l/h • WO

'5 0760723i 5 i101110;1 1010 L0 t

YU

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80

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1 3 4 5 6 fin WIWI 20 30 4050

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irwIII1.1.all

111--- ohneScheid

! Schildabstand•15f y/h

I

.

111,• 50

523i S6,70101;12030405

/1111IIIII111111111

diIIIPIIIIIIII

II

-..•hneSchild

I

!, SchOdebstanty/h=30

1/h • SO

34 56I7011azI7030405

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IIIIIIIMINI

111 MIN

ral

IIII

ill

i

ohneSchild

Schildabstandy/h -30l/h =NO

I

5 0760 3L I e;701klizi2030405

70

(45 4760

Schildlange 1/h = 50 Schildlange l/h = 100

Bild 17: Schallspektren unter ff ± 90° in der Ebene senkrecht zum Diisenschlitzbei verschiedenen Schildabstanden

10

Die durch die Reflexion der Schallwellen am Schilubedingte Abschirmung wird erwartungsgem asserst im oberen Frequenzbereich wirksam, in demdie Schallwellenlangen wesentlich kleiner als dieAbmessungen des Schildes sind. Sie andert sichnur wenig mit dem Schildabstand. Bei der hoch-sten erfassten Frequenz fm = 40 kHz werden die

Schallpegel urn 12 db bis 15 db herabgesetzt.Die starke Zunahme der Schallabstrahlung mitkleiner werdendern Schildabstand, wie sie im vo-rigen Abschnitt beschrieben wurde, ist also prak-tisch allein durch das niederfrequente Maximumbestimmt.

Die unter = - 600 und g, = - 400 aufgenom-menen Spektrogramme, die in Bild 18 dargestelltsind, zeigen im Prinzip das gleiche Verhalten wiedie unter ço = - 900 gemessenen Spektren. Aller-dings spielt das niederfrequente Maximum - vorallem bei i, = - 400 - gegentiber den im oberenTeil des Spektrums gemessenen hoheren Schallpe-geln nur noch eine untergeordnete Rolle. Darauserklart sich der schwachere Einfluss des Schild-abstandes auf die Schallabstrahlung in diesemWinkelbereich.

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11

y/h•455i5r =-60.30

--ohneSchadI

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11111

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15 p=-40030-- -ohneSchild

24S is ,117411,1 20ln Ln

Bild 18: Schallspektren auf der abgeschirmtenSeite des Strahls bei verschiedenen Schild-abst5nden. Schildlange 1/h = 50

Es erhebt sich nun die Frage, wie die zusatzlicheSchallerzeugung im niederfrequenten Teil desSpektrums zustande kommt. Man konnte annehmen,dass sie beim Anlegen des turbulenten Strahls anden Schild oder durch die turbulente Stromung ent-tang der Schildoberflache hervorgerufen wird, dabekanntlich die Wechselwirkung zwischen Turbu-lenz und festen \Vanden zu einer Dipolstrahlungfiihren kann, die erheblich intensiver als die Qua-drupolstrahlung der freien Turbulenz ist (vgl. [16,17, 18, 19]). Dem steht aber entgegen, dass diegemessene Schallabstrahlung umso starker ist undbei umso hoheren Frequenzen liegt, je kleiner dieLange des Schildes ist. Diese Beobachtung lassteher vermuten, dass der zusätzliche niederfre-quente Schall im wesentlichen von den turbulentenDruckschwankungen an der Hinterkante des Schil-des herriihrt.

Urn diese Frage zu klaren, wurde versucht, dieVerteilung der Schallquellen tangs der Strahlachseexperimentell zu bestimmen.

3. Die Schallquellenverteilung im Strahl

Gesucht wird die Verteilung der Schallquellen ent-Lang der Strahlachse, d.h. genauer gesagt die Ab-hangigkeit der Schalleistung pro Langeneinheit desStrahls, dN/dx , von der x-Koordinate.

Messverfahren

Es erscheint zunächst als naheliegend, die Vertei-lung aus Schalldruckmessungen am Strahlrand zuermitteln. Das akustische Nahfeld andert sich je-doch sehr stark mit dem - unbekannten - Abstandvon der Schallquelle. Man kann daher aus der irnNahfeld gemessenen Druckamplitude nicht ohneweiteres auf die von der betreffenden Stelle abge-strahlte Schalleistung schliessen.

Das Prinzip des von uns erprobten Verfahrens [18]besteht nun darin, die turbulenten Schallquellenmit Hilfe eines grossen Hohlspiegels auf ein Gebietausserhalb des Strahls abzubilden, und die Intensi-tatsverteilung in diesem Abbild, die nicht vom Nah-feld der turbulenten Druckschwankungen beeinflusstwird und daher im wesentlichen der Verteilung derden Spiegel bestrahlenden Schallquellen entspricht,auszumessen. Eine Prinzipskizze der Anordnungzeigt Bild 19. Der spharische Hohlspiegel ist einenSpiegelradius seitlich von der Strahlachse ange-bracht. Der Durchmesser des Hohlspiegels und der

lioiropoosticidong

Bild 19: Prinzipskizze der Hohlspiegelanordnung

nohlsoirel

SOWN:1W

MikrolontrigorMikrofon

irolaschall•Abschinoroo

47

11

Spiegelradius betragen jeweils etwa 1 m . Dievom Strahl ausgehenden Schallwellen erzeugenanalog zu Lichtwellen ein Abbild der turbulentenSchallquellen. Das eingezeichnete Mikrofon misstdie Schallintensitat in diesern Abbild. Urn die Aus-wirkung der nach den Gesetzen der Strahlenoptikzu erwartenden Abbildungsfehler mliglichst geringzu halten, wird das Bild der Schallquellen nichtdurch eine Bewegung des Mikrofons allein abgeta-stet, sondern Spiegel und Mikrofon werden ge-meinsam in Richtung der Strahlachse verschoben.Die direkte Schallausbreitung vom turbulentenStrahl zum Mikrofon wird durch eine ausreichendgrosse Abschirmplatte - die "Direktschall-Ab-schirmung" in Bild 19 - soweit unterdruckt, dassdie Schallintensität am Mikrofon praktisch alleindurch die vom Hohlspiegel gebOndelten WeHen be-stimmt ist.

Eine grundsätzliche Schwierigkeit bei der Anwen-dung strahlenoptischer Ueberlegungen auf akusti-sche Probleme liegt in der sehr viel grösserenWellenlange des Schalls, die zu Beugungseffektenführt. Im vorliegenden Falle macht sich die Beu-gung am Rande des Hohlspiegels storend bemerk-bar. Nach einer einfachen Abschatzung, die durchKontrollrnessungen an ether punktf6rmigen Schell-quelle bestatigt wurde, liegt das erste Beugungs-minimum bei der beschriebenen Anordnung im Ab-stand xnsz 1,2 X von der Mitte des Beugungs-bildes (vM. Bild 20). Die Beugung erschwert alsovor allem die genaue Ortung der Behr niederfre-quenten Schallquellen.

Bild 20: Intensitatsverteilung im Beugungsschildeiner punktf6rmigen Schallquelle

Als eth zweiter Punkt ist zu beachten, dass diegemessene Schallquellenverteilung nicht far dieinsgesamt abgestrahlte Schalleistung gilt, sondernnur Mr den Tell, der durch den Hohlspiegel aufge-fangen wird. Man muss daher u. U. mehrere Mes-sungen mit verschiedener Spiegelstellung durch-führen und die Ergebnisse in geeigneter WeiseOberlagern.

Die ermittelten Schallquellenverteilungen

Bei den hier behandelten Messungen war der Spie-gel immer entsprechend Bild 19 eingestellt, er er-fasst also nur den unter grossen Winkeln zurStrahlachse abgestrahlten Schall. Die Schallinten-sität im Abbild des Strahls wurde als Funktion desAbstandes x/h von der DilseninUndung regi-

striert. Die Ausströrn-M a c h zahl betrug wieder

Ma2 = 0,98 . Um auch einen Einblick in die Fre-

quenzabhangigkeit der Schallquellenverteilungen zuerhalten, wurden neben der Gesamtintensität auchdie Intensitaten in den Oktavbandern mit 2 kHzbis 31, 5 kHz Mittenfrequenz gemessen.

Bild 21 gibt einige der gewonnenen Ergebnisse wie-der. Die Diagramme zeigen die Verteilungen derGesamtintensitat und der Intensität in den Oktav-bandern mit 16 kHz und 4 kHz Mittenfrequenzfar den Schild mit der Lange 1/h = 50 bei sehrkleinem (Bild 21a) und bei mittlerem Schildabstand(Bild 21 b). Aufgetragen ist jeweils die gemesseneIntensitätsverteilung im Abbild des Strahls für diedrei Falle:

Schlitzdüse ohne Schild,

Strahl zwischen Schild und Hohlspiegel,

Schild zwischen Strahl und Hohlspiegel(Strahl abgeschirmt).

Die angegebenen Schallpegel L' und L bezie-

hen sich auf denselben, allerdings willkurlich ge-wahlten Bezugswert; sie sthd also direkt miteinan-der vergleichbar.

Die Diagramme zeigen eindeutig, dass die in Fragestehende zusatzliche Schallerzeugung bei kleinenSchildabstanden an bzw. kurz hinter der Hinter-kante des Schildes stattfindet. Dies ist besondersklar bei den hohen Frequenzen, in Bild 21 also anden Verteilungen im 16 kHz-Band, zu erkennen.Die Breite des Maximums im 4 kHz-Band ist imwesentlichen durch die Breite des Beugungsbildesbei dieser niedrigen Frequenz bedingt.

Die Schallerzeugung in der Nahe der Ditse wirdnach Bild 21a zumindest bei hohen Frequenzendurch den Schad verringert, wahrend sie weiterstromab starker ist als ohne Schild. Das liegt of-fenbar daran, dass der Schild die turbulente Ver-mischung auf der einen Seite des Strahls unter-drtickt und damit auch die Schallerzeugung herab-setzt. Da der so entstandene Wandstrahl aber seineGeschwindigkeit mit wachsendem Abstand von derDüse nicht so rasch verliert wie der Freistrahl,nimmt auch seine Schallerzeugung langsamer ab.Infolgedessen kehren sich in grosserem Abstandvon der Duse die Verhältnisse um.

Wenn der Schildabstand y/h wie in Bild 21 b sogross ist, dass sich zunachst eth Freistrahl aus-bilden kann, unterscheidet sich seine Schallquel-lenverteilung in der Mlle der Duse dagegen kaumvon der des Strahls ohne Schild. Der Schild reflek-tiert aber einen Teil der abgestrahlten Schallwel-len zusatzlich auf den Hohlspiegel, wenn er Bichvom Spiegel aus gesehen hinter dem Strahl befin-det. Dadurch ist die gemessene Intensität gegen-Ober dem Strahl ohne Schild auch dicht hinter derDlise um einige Dezibel erhöht. Auf der abge-schirmten Seite erhalt man dagegen natUrlich eine

12

6esamtintensitat

JO

25 50 75 Jib IX

20

10

SChilfhintIOW*

— ohno

— Strobl MiSCAlll Schad oad lloblsotopl

•— Salld :wisdom Straw net Wispier(

Idbl4 kllz- Iktart

a) Schildabstand y/h = 0, 55 b) Schildabstand y/h = 15

ZS SO 75 i/11 100

(dbl kNz-Oktart

10

5555

Sailtbistottranto

-- --50 75 dlt 100—

10

25

Bild 21: Schallquellenverteilungen tangs der Strahlachse. Gesamtintensitat und Intensitat in den Oktavbandern mit 16 kHz und 4 kHz Mittenfrequenz. Schildlange 1/h = 50

starke Verringerung, und zwar um bis zu 30 dbim 31, 5 kHz-Band und urn bis zu etwa 20 db im16 kHz-Band.

Messungen mit dem 200 mm langen Abschirm-schild an der 2 mm-Schlitzdüse und an der 4 mm-Schlitzduse, also mit den relativen Schildlangenl/h = 100 und l/h = 50 , bestatigen die erlauter-ten Ergebnisse gut. Mit grosser werdender rela-tiven Schildlange l/h nimmt dabei die Schaller-zeugung an der Schildhinterkante erwartungsge-mass ab.

beeintrachtigen. Es ist daher erforderlich, den Ab-schirmschild in einigem Abstand vom Strahl anzu-bringen oder aber sehr Lange Schilde zu verwenden.

Die Untersuchung der Schallquellenverteilungentangs der Strahlachse hat gezeigt, dass der zusatz-liche Schall an bzw. kurz hinter der Hinterkantedes Schildes erzeugt wird. Die Ursachen derStrahlerzeugung und andere Methoden zu ihrer Ver-ringerung, z. B. durch geeignete Formgebung derSchildhinterkante, werden z.Zt. noch untersucht.

4. Zusammenfassung

Abschliessend seien die wichtigsten Ergebnissekurz zusammengefasst: SchlitzdOsen mit Ab-schirmschild strahlen in der senkrecht zum Dusen-schlitz stehenden Ebene zusätzlich Schall verhalt-nismassig niedriger Frequenz ab, und zwar um somehr, je kOrzer der Schild und je geringer derSchildabstand ist. Diese zusätzliche Schallerzeu-gung kann die Abschirmwirkung des Schildes stark

Die Anregung zu der vorliegenden Arbeit ging vonProfessor Dr. A. Betz aus. Professor Betz istam 16. April 1968 verstorben. Ich mOchte ihm andieser Stelle Mr die vielfaltigen Ratschlage undAnregungen danken, die er mir zuteil werden liess.Gleichzeitig danke ich der Aerodynamischen Ver-suchsanstalt, insbesondere Herrn Professor Dr.H. Schlichting und Herrn Dr. F.W. Riegelsfür ihre Anteilnahme und Unterstiitzung.

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Abstract

Air jets flowing out from slot nozzles generatesound of higher frequencies and have shorter tur-bulent mixing zones than jets from circular nozzlesof equal exit area. This suggests that a reductionof jet noise should be possible by shielding the jetwith suitable reflectors.

Measurements have been conducted in the acousticfar field of cold air jets from slot nozzles of about1 cm2 exit area. The Mach number wasMa = 0.98 . Flat plates were used as acousticshields. The influences of the length of the shieldand of the distance between shield and jet axis havebeen investigated. If the distance between shieldand jet is low, additional noise, which reduces theshielding effect, is produced at the end of theshield.

Résumé

Les jets de l'air des tuyeres a fente produisent unson des frequences plus hautes et ont des zonesturbulentes a melange plus courtes que ceux destuyeres circulaires de la même coupe transversalede la sortie.

C'est pourquoi il peut etre, qu'il est possible dereduire le bruit d'un jet en cachant le jet par unreflecteur propre.

Des mesurages ont éte faits dans le champs acou-stique distant d'un jet de l'air froid. II est sortides tuyeres a fente d'une coupe transversale de1 cm2 environ avec un nombre de Ma chMa = 0.98 . Les ecrans acoustiques ont consistede tables plaines.

Les influences de la longueur de l'ecran et de ladistance de l'ecran et de l'axe du jet ont ete exa-minees. En ce cas que la distance de l'ecran et dujet est courte de bruit additionel, qui réduit l'effetdesire de l'écran, est produit a la fin de l'ecran.

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