Warum ist die Tonqualität der Beschallung an Bord so schlecht?

Für den regulatorischen Teil dieser Frage.

14 CFR 121.318

Niemand darf ein Flugzeug mit einer Sitzplatzkapazität von mehr als 19 Passagieren betreiben, es sei denn, es ist mit einer Beschallungsanlage ausgestattet, die

(a) unabhängig von dem nach § 121.319 vorgeschriebenen Gegensprechsystem für Besatzungsmitglieder betrieben werden kann, mit Ausnahme von Handapparaten, Kopfhörern, Mikrofonen, Wahlschaltern und Signalgeräten;

(b) gemäß § 21.305 dieses Kapitels zugelassen ist;

(c) für den sofortigen Gebrauch von jeder der beiden Stationen für Flugbesatzungsmitglieder in der Pilotenkabine aus zugänglich ist;

(d) für jeden erforderlichen bodenebenen Notausstieg für Fluggäste, der einen angrenzenden Flugbegleitersitz hat, ein Mikrofon vorhanden ist, das für den sitzenden Flugbegleiter leicht zugänglich ist, mit der Ausnahme, dass ein Mikrofon für mehr als einen Ausgang dienen kann, vorausgesetzt, die Nähe der Ausgänge vorausgesetzt ermöglicht eine nicht unterstützte verbale Kommunikation zwischen sitzenden Flugbegleitern;

(e) innerhalb von 10 Sekunden von einem Flugbegleiter an jeder der Stationen im Fluggastraum bedient werden kann, von denen aus seine Verwendung zugänglich ist;

(f) an allen Passagiersitzen, Toiletten und Flugbegleitersitzen und -arbeitsplätzen hörbar ist; und

(g) Flugzeuge der Transportkategorie, die am oder nach dem 27. November 1990 hergestellt wurden, die Anforderungen von § 25.1423 dieses Kapitels erfüllen.

[Dok. Nr. 24995, 54 FR 43926, 27. Okt. 1989]

14 CFR 25.1423

Ein in diesem Kapitel vorgeschriebenes Beschallungssystem muss –

(a) antreibbar sein, wenn sich das Luftfahrzeug im Flug befindet oder am Boden steht, nach dem Abschalten oder Versagen aller Triebwerke und Hilfsaggregate oder dem Trennen oder Versagen aller Energiequellen, die von ihrem fortgesetzten Betrieb abhängen, für

(1) Eine Zeitdauer von mindestens 10 Minuten, einschließlich einer Gesamtzeitdauer von mindestens 5 Minuten für Durchsagen von Flug- und Kabinenbesatzungsmitgliedern, unter Berücksichtigung aller anderen Lasten, die von derselben Quelle versorgt bleiben können, wenn alle anderen Stromquellen ausfallen ; und

(2) Eine zusätzliche Zeitdauer im Standby-Zustand, die für alle anderen Lasten angemessen oder erforderlich ist, die von derselben Quelle gespeist werden und die für die Flugsicherheit wesentlich sind oder während Notfällen erforderlich sind.

(b) innerhalb von 3 Sekunden betriebsbereit sein, nachdem ein Mikrofon aus seiner Aufbewahrung entfernt wurde.

(c) an allen Passagiersitzen, Toiletten und Flugbegleitersitzen und -arbeitsplätzen verständlich sein .

(d) so konstruiert sein, dass kein unbenutztes, nicht verstautes Mikrofon das System funktionsunfähig macht.

(e) in der Lage sein, unabhängig von allen erforderlichen Sprechanlagen für Besatzungsmitglieder zu funktionieren.

(f) von jeder der beiden Stationen für Flugbesatzungsmitglieder in der Pilotenkabine aus zur sofortigen Benutzung zugänglich sein.

(g) für jeden erforderlichen bodenebenen Notausgang für Fluggäste, der einen angrenzenden Flugbegleitersitz hat, ein Mikrofon haben, das für den sitzenden Flugbegleiter leicht zugänglich ist, mit der Ausnahme, dass ein Mikrofon für mehr als einen Ausgang dienen kann, vorausgesetzt, die Nähe der Ausgänge vorausgesetzt ermöglicht eine nicht unterstützte verbale Kommunikation zwischen sitzenden Flugbegleitern.

[Dok. Nr. 26003, 58 FR 45229, 26. August 1993, geändert durch Amdt. 25-115, 69 FR 40527, 2. Juli 2004]

Es gibt Systeme, um die Lautstärke in bestimmten Fällen zu erhöhen, z. B. beim 767, wenn beide Motoren laufen, wird die Lautstärke um 6 dB erhöht, und wenn die O2-Masken fallen, wird die Lautstärke um weitere 3 dB erhöht.

Das PA-System (Public Address) besteht aus einem Bandpassfilter zwischen einem Bereich von Frequenzen$f \in [f_i , f_f]$

Die Qualität des Tons wird beeinträchtigt, da die Sprachfrequenzen diesen Bereich überschreiten können und der Bandpassfilter daher diese Spitzen unterdrückt, die den Filterbereich überschreiten.

Denken Sie daran, wie ein Bandpassfilter funktioniert:

Die Frequenzen unten$f_i$sind nicht erlaubt, noch die oben genannten Frequenzen$f_f$. Wenn die Frequenzen jedoch außerhalb des Bandbreitenbereichs liegen (bestimmt durch die$\Delta f=f_2-f_1$bei dem der Gewinn einen Wert von hat$\mathrm{gain_{max}}-3$ $\mathrm{dB}$), verschlechtert sich die Tonqualität und daher hören wir aus der Kabine eine abgedämpfte Stimme der Flugbesatzung.

Einige der neueren Flugzeug-PA-Systeme verwenden DSP-Systeme (Digital Signal Processing), ebenfalls innerhalb des begrenzten Bereichs, aber die Klangqualität ist stärker verbessert.

Referenzen: Dimov Stojce Ilcev, „Global Aeronautical Communications, Navigation and Surveillance (CNS)“, Juni 2013.

Die in Luftfahrt-Headsets verwendeten Mikrofone sind einfache Elektretmikrofone mit hoher Stimmklarheit, aber geringer Reaktion bei hohen Frequenzen. Sie bieten eine ähnliche Qualität wie Standard-Telefondienste. Da die Piloten diese Mikrofone verwenden, um über die interne PA zu sprechen, gibt es keinen Grund, eine High-Fidelity-PA zu installieren, die von einem Low-Fidelity-Mikrofon gespeist wird.

Der Zweck der PA ist die klare Übertragung von Informationen, genau wie das Radio. Eine hohe Sprachqualität hat eine sehr niedrige Priorität und ist ohne ein individuelles Mikrofon-Setup für jeden einzelnen Piloten auch schwer zu kontrollieren.

Es ist auch erwähnenswert, dass Ihre Grundannahme darin besteht, dass ein System mit höherer Wiedergabetreue die Fähigkeit der Passagiere verbessern würde, die Besatzung zu verstehen. Dies ist nicht wirklich wahr. Systeme mit niedriger Bandbreite wie Telefone arbeiten nach dem Prinzip, dass Sprache auch (und manchmal besser) verstanden werden kann, wenn ihre hochfrequenten Komponenten entfernt werden. Dies bietet den zusätzlichen Vorteil, dass pro Benutzer des Systems (sowohl bei der Telefon- als auch bei der Funkkommunikation) eine geringere Kanalkapazität erforderlich ist.

Ein hochwertiges Audioadressierungssystem, wie es beispielsweise von einem Radio-DJ verwendet wird, erfordert eine ruhige Umgebung, ein hochwertiges, hochempfindliches Mikrofon und einen Sprecher mit konstanter Stimme, der einen konstanten Abstand zum Mikrofon einhält. Keines davon ist in einem Flugzeugcockpit praktikabel.

Ein etwas niedrigeres System, wie es beispielsweise von einem Redner auf einer Bühne verwendet wird, würde ein Mikrofon an einem Ohrhörer an einer ähnlichen Stelle wie das Mikrofon des Piloten verwenden. Dies sind jedoch Kondensatormikrofone, die ungerichtet und hochempfindlich sind. Ein solches Mikrofon würde in einem Flugzeugcockpit von Hintergrundgeräuschen überwältigt werden.

Sowohl in der Radioumgebung als auch in der des Sprechers auf einer Bühne gibt es auch einen eigenen Tontechniker, der den Pegel des Sprechers überwacht und Anpassungen am Mikrofonausgang vornimmt. Equalizer, Kompressoren und Reverb werden neben anderen Effekten ebenfalls eingesetzt, um die Qualität der Stimme des Sprechers zu verbessern.