DE10035349C1 - Flugzeugtür - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flugzeugtür, mindestens bestehend aus einem Türgerüst und einer damit verbundenen Außenhaut, welche Drucklasten aufnimmt. Aufgabe der Erfindung ist es, das Gewicht einer Flugzeugtür unter Einhaltung der Sicherheitsanforderungen weiter deutlich zu reduzieren und auch die Fertigungskosten gegenüber bekannten Türen zu senken. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Außenhaut (20) der Flugzeugtüren (1) gegenüber der Oberflächenkontur (5) des Rumpfes radial in Richtung Rumpfinneres versetzt ist und mindestens die versetzte Fläche der Außenhaut (20) mit einer Beplankung (21) abdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flugzeugtür, mindestens bestehend aus einem Türgerüst und einer damit verbundenen Außenhaut, welche Drucklasten aufnimmt.

Ein Flugzeug besitzt in der Regel eine Passagiertür, ein Frachttor und/oder eine Frachtklappe. Passagiertür, Frachttor und Frachtklappe werden nachfolgend unter dem Begriff der Tür umfaßt. Diese Tür hat eine Wandung nachfolgend Außenhaut genannt, die sich bei Schließlage der Tür der umgebenden Oberflächenkontur des Flugzeugrumpfes anpaßt, so daß ein nahtloser Übergang zwischen Rumpfoberfläche und der Außenhaut der Tür besteht. Diese Anpassung der Außenhaut erfolgt sowohl in Umfangsrichtung der Rumpfzelle als auch in Längsrichtung der Rumpfzelle.

Diese Außenhaut ist mit einem Türgerüst verbunden, welches der Außenhaut die erforderliche Steifigkeit gibt. Diese Außenhaut bildet eine geschlossene Fläche, die während des Fluges möglichst keinen zusätzlichen Strömungswiderstand erzeugt und die Türöffnung des Flugzeugrumpfes sicher abdichtet. Die Außenhaut entspricht einem sogenannten tragenden Bereich, der dynamischen Belastungen ausgesetzt ist. Damit wird zum Ausdruck gebracht, daß die Außenhaut während des Fluges Drucklasten und aerodynamische Lasten aufnehmen muß. Drucklasten entstehen aus der Druckdifferenz zwischen Kabineninneren und äußerer Atmosphäre und aerodynamische Lasten werden verursacht z. B. durch Wirbel oder Strömungen der Atmosphäre. Die Außenhaut der Tür ist jedoch auch sogenannten Bedienlasten ausgesetzt, die z. B. in Vorbereitung des Passagierein- oder -ausstieg durch eine heranzufahrende Treppe bzw. einer Frachtrutsche gegenüber der Tür entstehen. Diese Bedienlasten können im ungünstigen Fall die Außenhaut verletzten. Das kann letztlich eine Ursache für Materialversagen der Außenhaut während des Fluges sein.

Die Außenhaut bekannter Türen besteht aus einer Metallfläche von im wesentlichen konstanter Materialstärke, welche durch Nieten mit dem Türgerüst verbunden ist. Es sind aber auch Türen bekannt, wo Außenhaut und Türgerüst einstückig aus Guß gefertigt sind.

In beiden Fällen ist in den Zwischenräumen des Türgerüsts eine Handhabungseinrichtung untergebracht, bestehend aus elektrischen und mechanischen Baugruppen mindestens zum Öffnen und Schließen der Tür. In Richtung Kabineninneres ist das Türgerüst mit einer Beplankung (Abdeckung) abgedeckt. Die Beplankung entspricht einem sogenannten nicht tragenden Bereich, die im Vergleich zur Außenhaut wesentlich geringere Lasten aufzunehmen hat.

Nachteilig bei den bekannten Türen ist, daß sie ein relativ hohes Gewicht besitzen und relativ hohe Fertigungskosten verursachen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Gewicht einer Flugzeugtür unter Einhaltung der Sicherheitsanforderungen weiter deutlich zu reduzieren und auch die Fertigung gegenüber bekannten Türen zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1. Die Außenhaut der Flagzeugtür ist gegenüber der Oberflächenkontur des Rumpfes radial in Richtung Rumpfinneres versetzt, d. h. in Richtung Rumpfinneres abgesenkt. Damit entsteht eine Mulde. Diese Mulde bzw. die versetzte Fläche der Außenhaut ist mit einer Beplankung strömungsgünstig abgedeckt. Sinnvollerweise passt sich die Beplankung an die Oberflächenkontur des Rumpfes an. Die Beplankung dichtet die von der Außenhaut gebildete Mulde nicht vollständig ab. Es sollte eine Verbindung in Gestalt einer kleinen abgedeckten Öffnung oder eines kleinen Rohres bestehen bleiben um einen Druckausgleich zur äußeren Atmosphäre zu erzielen. Die abgesenkte Außenhaut wird somit weiterhin durch die Druckdifferenz zwischen äußerer Atmosphäre und Kabineninnendruck belastet. Somit werden von der Beplankung wesentliche Druckbelastungen fern gehalten.

Es ergibt sich der Vorteil, dass die durch das Drucklastgefälle erzeugten Verschiebungen auf der Außenhaut sich strömungstechnisch nicht nachteilig auswirken können. Es sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich um diese Verschiebungen deutlich reduzieren zu müssen. Das senkt den Aufwand bei der Fertigung der Tür.

Die Erfindung erbringt weiterhin den Vorteil, dass der Aufwand für eine thermische Isolierung der Tür deutlich verringert werden kann, denn der zwischen Beplankung und Außenhaut befindliche muldenförmige Hohlraum kann als zusätzliche Isolation genutzt werden.

Weiterhin kann vorteilhafterweise die Handhabungseinrichtung zum Öffnen und Schließen der Tür im muldenförmigen Hohlraum zwischen dem Türgerüst installiert werden. Dieses Türgerüst ist mindestens mit der Außenhaut verbunden und kann beispielsweise die Beplankung aufnehmen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Außenhaut ohne einen sich in Umfangsrichtung befindlichen Rand abgesenkt. Der Rand der Außenhaut ist der Oberflächenkontur des Rumpfes angepasst. Durch diese "wannenförmige" Ausgestaltung der Außenhaut wird eine Versteifung erzielt, die es ermöglicht, auf bisher erforderliche Rippenelemente zu verzichten. Das erbringt einen Vorteil für die Gewichtsreduzierung und bei der Fertigung.

In Anknüpfung an diese Ausgestaltung kann sich die Beplankung in die Kontur des Randes der Außenhaut einfügen. Die Beplankung würde in einem solchen Fall lediglich die Fläche der abgesenkten Außenhaut überdecken.

Nach einer weiteren Ausgestaltung wäre es jedoch auch möglich, dass die Beplankung auch den Rand der Außenhaut vollständig überdeckt. Der Rand wäre somit auch gegenüber der Oberflächenkontur des Rumpfes etwas nach Innen gerichtet abgesetzt. Somit könnte sich die Beplankung in die Oberflächenkontur des Rumpfes einfügen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 schematische Ansicht eines Rumpfsegments mit Tür

Fig. 2a schematisierter Schnitt A-A mit versetzte Außenhaut und mit Beplankung

Fig. 2b schematisierter Schnitt A-A mit versetzter Außenhaut ohne abgesenkten Rand und mit Beplankung

Fig. 2c schematisierter Schnitt A-A mit versetzter Außenhaut ohne abgesenkten Rand und mit den Rand bedeckender Beplankung

Fig. 3 Ansicht der Außenseite einer versetzten Außenhaut in Verbindung mit einem Türgerüst und dazugehöriger Beplankung.

Mittels Fig. 1 ist erkennbar, daß sich eine in Schließlage befindliche Flugzeugtür 1 der Oberflächenkontur 5 des Flugzeugrumpfes 4 anpaßt. Dadurch bietet die Flugzeugtür 1 keinen zusätzlichen Strömungswiderstand. Die Flugzeugtür 1 ist in Umfangsrichtung gewölbt entsprechend der Oberflächenkontur 5 des Rumpfes 4. Im Rumpfinneren befindet sich hinter der Tür der Passagier- und Frachtraum.

Während des Fluges ist die Flugzeugtür 1 einer Druckbelastung ausgesetzt. Die Druckbelastungsrichtung P wirkt vom Rumpfinneren im wesentlichen in radialer Richtung außerhalb des Rumpfes 4.

Anhand des Schnittes A-A in Fig. 2a werden Merkmale der Erfindung erläutert. Der Schnitt A-A zeigt einen Querschnitt durch die Flugzeugtür 1. Es ist zu erkennen, daß die Außenhaut 20 der Flugzeugtür 1 gegenüber der Oberflächenkontur 5 des Rumpfes radial in Richtung Rumpfinneres Y versetzt ist. Dieser Versatz der Außenhaut 20 erfolgt somit entgegen der Druckbelastungsrichtung P. Entlang des Umfangs der Außenhaut 20 kann beispielsweise ein Kranzring 60 mit der Außenhaut 20 verbunden sein, wobei der Kranzring 60 mit einem Überhang 61 am Anschlag 50 der Oberflächenkontur 5 anliegt und abdichtet. Zusätzliche Dichtmittel sind aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt. Die so im Bereich der Flugzeugtür zwischen Oberflächenkontur 5 und Außenhaut 20 entstehende Mulde kann das Türgerüst 30 aufnehmen. Das Türgerüst 30 ist mit der Außenhaut 20 verbunden. Das Türgerüst 30 kann durch Träger 31 und/oder Spante gebildet werden. Das Türgerüst 30 dient einer zusätzlichen Versteifung der Außenhaut 20. Die Mulde und das darin liegende Türgerüst 30 werden durch eine Beplankung 21 abgedeckt. Die Beplankung 21 kann dabei wahlweise am Türgerüst 30 und/oder am Kranzring 60 befestigt werden. Die Beplankung 21 bedeckt mindestens die versetzte Fläche der Außenhaut 20.

Fig. 2b zeigt, daß die Außenhaut 20 ohne ihren in Umfangsrichtung befindlichen Rand 201 versetzt ist, d. h. die Außenhaut 20 ist gegenüber ihrem Rand 201 abgesenkt. In diesem Fall liegt der Rand 201, der sich entlang des Umfangs der Außenhaut erstreckt, selbst am Anschlag 50 des Rumpfsegments 5 an und trägt zur Abdichtung der Türöffnung bei. Die Beplankung 21 deckt die versetzte Außenhaut 20 ab, jedoch nicht den Rand 201.

Eine andere Ausgestaltung zeigt Fig. 2c. Dort deckt die Beplankung 21 die Außenhaut 20 in ihre Gesamtheit, d. h. einschließlich Rand 201 ab.

Fig. 3 zeigt eine räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Flugzeugtür. Die Türstruktur wird gebildet durch die Außenhaut 20, das Türgerüst 30 und die Beplankung 21. Die Außenhaut 20 ist gegenüber dem Rand 201 abgesenkt. Die abgesenkte bzw. versetzte Außenhaut 20 liegt damit in einer gekrümmten Ebene, die gegenüber der gekrümmten Ebene des Randes 201 radial ins Rumpfinnere versetzt ist. Damit bildet sich eine Mulde. In diese Mulde sind zur nachträglichen Versteifung der Außenhaut 20 Träger 32 angeordnet, die im wesentlichen in Rumpflängsrichtung angeordnet sind. Diese Gestalt der Außenhaut 20 kann beispielsweise durch Tiefziehen einer metallischen Außenhaut oder bei einer Außenhaut aus Faserverbundwerkstoff durch entsprechendes Laminieren erzeugt werden. Diese abgesenkte Kontur der Außenhaut 20 erzeugt selbst eine Steifigkeit, die es zuläßt, auf bisher übliche Spante oder Längsrippen zu verzichten. Das bringt eine vorteilhafte Gewichtsreduzierung der Tür.

Diese Außenhaut 20 ist nach wie vor der die Drucklast tragende Bereich, der dynamischen Belastungen ausgesetzt ist. Damit treten die durch das Drucklastgefälle erzeugten Verschiebungen weiterhin auf der Außenhaut 20 auf. Vorteilhafterweise können sich diese Verschiebungen jedoch nicht mehr als Strömungswiderstand auswirken und sie können bis zu einer vertretbaren Größe akzeptiert werden. Die Außenhaut 20 kann nicht mehr den Strömungswiderstand beeinflussen.

Um den Strömungswiderstand der versetzten Außenhaut 20 zu vermeiden, wird diese mit der Beplankung 21 abgedeckt. Die Beplankung 21 paßt sich der Oberflächenkontur 5 des Rumpfes an. Die Beplankung 21 muß nicht vollständig dicht mit der Außenhaut verbunden sein, sondern es sollte ein Druckausgleich zur äußeren Atmosphäre vorhanden sein. Damit werden von der Beplankung 21 wesentliche Druckbelastungen ferngehalten. Die Beplankung 21 erfüllt dadurch lediglich die Funktion einer sogenannten nicht tragenden Beplankung. Die Fig. 2a, 2b, 2c lassen deshalb erkennen, dass der Raum muldenförmiger Hohlraum zwischen Beplankung 21 und Außenhaut nicht hermetisch abgedichtet ist, sondern eine Verbindung zur äußeren Atmosphäre hat. Eine solche Verbindung kann beispielsweise als ein Kanal, eine Rohrleitung, ein verdeckter Spalt ausgebildet sein, die jedoch die Strömung nicht beeinflußt. Vorteilhafterweise kann die Beplankung den gesamten muldenförmigen Hohlraum abdichten bis auf eine kleine Rohrleitung, die eine Druckausgleich ermöglicht. Dieser erfindungsgemäße Strukturaufbau erbringt auch den Vorteil, daß der Umfang und Aufwand für eine thermische Isolierung der Tür deutlich verringert werden kann, denn der zwischen Beplankung 21 und Außenhaut 20 befindliche muldenförmige Hohlraum kann als zusätzliche Isolation genutzt werden.

Auch die Handhabungseinrichtung zum mindestens Öffnen und Schließen der Tür kann im muldenförmigen Hohlraum zwischen dem Türgerüst 30 untergebracht werden. Es ergibt sich damit auch der Vorteil, daß die integrierte Handhabungseinrichtung problemlos von Außen inspezierbar ist.

Die Beplankung 21 wird auf die Außenseite der Außenhaut 20 aufgelegt und kann mit der Außenhaut 20 selbst oder dem Türgerüst 30 verbunden werden. Die Beplankung 21 fügt sich vorteilhafterweise in die Oberflächenkontur 5 des Rumpfes ein. Die Beplankung 21 könnte jedoch in einer verkleinerten Fläche nur die abgesenkte Fläche der Außenhaut 20 bis in Randhöhe abdecken, so daß sich die Beplankung in die Kontur des Randes 201 einfügt. Der Rand 201 seinerseits ist natürlich eingefügt in die Oberflächenkontur 5 des Rumpfes.

Claims (4)

1. Flugzeugtür, mindestens bestehend aus einem Türgerüst und einer damit verbundenen Außenhaut, welche Drucklasten aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (20) der Flugzeugtür (1) gegenüber der Oberflächenkontur (5) des Rumpfes radial in Richtung Rumpfinneres (Y) versetzt ist und mindestens die versetzte Fläche der Außenhaut (20) mit einer Beplankung (21) abgedeckt ist.

2. Flugzeugtür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenhaut (20) und Beplankung (21) das Türgerüst (30) angeordnet ist und mindestens mit der Außenhaut (20) verbunden ist.

3. Flugzeugtür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (20) ohne einen sich in Umfangsrichtung befindlichen Rand (201) abgesenkt ist.

4. Flugzeugtür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beplankung (21) in die Kontur des Randes (201) der Außenhaut (20) einfügt.