DE10145687B4 - Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug - Google Patents

Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug Download PDF

Info

Publication number
DE10145687B4
DE10145687B4 DE10145687A DE10145687A DE10145687B4 DE 10145687 B4 DE10145687 B4 DE 10145687B4 DE 10145687 A DE10145687 A DE 10145687A DE 10145687 A DE10145687 A DE 10145687A DE 10145687 B4 DE10145687 B4 DE 10145687B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuselage
aircraft
air pressure
flap
air inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10145687A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10145687A1 (de
Inventor
Markus Dipl.-Ing. Petrac
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Priority to DE10145687A priority Critical patent/DE10145687B4/de
Publication of DE10145687A1 publication Critical patent/DE10145687A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10145687B4 publication Critical patent/DE10145687B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/02Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being pressurised
    • B64D13/04Automatic control of pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/02Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being pressurised
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Emergency Lowering Means (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck bei einem fliegenden Flugzeug, mit einem Staulufteinlass (5), welcher einem Flugzeugrumpf (12) eingelassen und einer Flugzeugrumpfverkleidung, die den Flugzeugrumpf (12) umgibt, integriert ist, der in stromabwärtiger Richtung des Flugzeugrumpfes (12) längsabgesenkt ist, dessen Öffnungsbereich (51) sich einer Flugzeugaußenumgebung (13) zuwendet, der mit einer Klappe (7) und einem Antrieb (8) ausgerüstet ist, wobei die Klappe (7) an einem stromabwärts und rumpfquerliegend gelegenen Flächenrandbereich einer Flugzeugrumpfaußenhaut (6) befestigt ist und dort drehbeweglich gelagert ist, die den Öffnungsbereich (51) im geschlossenen Zustand des Staulufteinlasses (5) gänzlich überdeckt, welche sich aus einer Ruheposition zur Flugzeugaußenumgebung (13) entfernend bewegen lässt und zwischen dem Staulufteinlass (5) und einem dem Rumpfinnenbereich (11) angeschlossenen Luftverteilungssystem (10) eine Luftstrom-Verbindung besteht, über die ein Luftdruckausgleich geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Staulufteinlass (5) mit einem Rahmen (9) ausgerüstet ist, der randseitlich des Öffnungsbereiches (51) angeordnet und mit der Flugzeugrumpfaußenhaut...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit ihr wird das Auftreten des negativen Differenzluftdruckes während des Fluges gänzlich verhindert und somit auf den Einsatz von Luftdruckausgleichsventilen, die üblicherweise in der Verkleidung, die das Flugzeug umgibt, installiert werden, die auch bei einem invers wirkenden Differenzluftdruck für einen Luftdruckausgleich zwischen der Flugzeugaußenumgebung und dem Flugzeuginneren sorgen, verzichtet, wobei eine Gewichtsreduktion durch den Wegfall von weiteren Strukturverstärkungen und eine Aufwandssenkung an Fertigungskapazität durch die Geräteeinsparung erreicht wird.
  • Eine Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck bei einem fliegenden Flugzeug zählt mit der Druckschrift: „US-A 3,101,918" zum Stand der Technik. Dort wird ein Staulufteinlass vorgestellt, der mit einer Klappe und mit einem für diese vorgesehenen Antrieb ausgerüstet ist. Die Klappe ist an einem stromabwärts und rumpfquerliegend gelegenen Flächenendbereich einer Flugzeugrumpfaußenhaut drehbeweglich gelagert und wird im geschlossenen Zustand des Staulufteinlasses dessen Öffnungsbereich gänzlich überdecken. Dabei lässt sie sich mittels dem Antrieb aus einer Ruheposition zur Flugzeugaußenumgebung entfernend bewegen, wobei der Antrieb innerhalb eines abgesenkten Bodenbereiches befestigt ist und an einer Innenfläche der Klappe gelenkbeweglich angeschlossen ist. Eine Klappe, die randseitlich einem der Flugzeugrumpfhaut eingelassenen Rahmen scharnierbefestigt angeordnet ist, welche den umrahmten Öffnungsbereich des Staulufteinlasses im Normalfall (bei positivem Differenzluftdruck) verschließen wird, wird druckschriftlich nicht berücksichtigt.
  • Außerdem wird durch die Druckschrift: „ DE 689 17 365 T2 " ein Klappenventil vorgeschlagen, das zum Regeln des Innendruckes eines Luftfahrzeuges eingesetzt wird. Nach dieser Druckschrift wird vorgesehen, dass die Befestigung einer Klappe auf einer Ventilklappe erfolgt, die in axialer Verlängerung einer Wand, die sich der Außenumgebung eines Flugzeuges zuwendet, angeordnet ist. Diese Klappe ist einer (der Ventilklappe nahegelegenen) Klappenachse 7 zum Rumpfinneren schwenkbar (drehbeweglich) gelagert, wobei jene Klappe in Normalstellung (während ausgeglichener Druckverhältnisse) eine (der Wand ausgenommenen) Öffnung verschließt, also in einer geschlossenen Klappenstellung ruht. In der Druckschrift wird zwar druckschriftlich der Hinweis gegeben, dass „Verstärkungen der Flugzeugaußenhaut" zu berücksichtigen sind, hinsichtlich deren Gestaltung schweigt sich die Druckschrift allerdings aus.
  • Ebenso ist es der Fachwelt bekannt, dass ein Flugzeugrumpf konstruktiv als Druckrumpf ausgelegt ist. Dabei muss der statische Luftdruck (statische Kabinendruck) im Rumpfinneren größer dem Luftdruck (statischen Außendruck), der außerhalb der Flugzeugumgebung herrscht, sein.
  • Aus Sicherheitsgründen werden in die den Flugzeugrumpf umgebende Verkleidung autark arbeitende Luftventile eingebaut, die in der (angenommenen) Situation von auftretender inverser Druckdifferenz zwischen dem druckbelüfteten Rumpfinnenbereich (Kabinen- und Frachtraumbereich) und dem von einem atmosphärischen Umgebungsdruck belasteten Rumpfaußenbereich einen Druckausgleich schaffen. Im angenommenen Fall, dass der atmosphärische Umgebungsluftdruck (Außenluftdruck) größer dem Luftdruck im Rumpfinneren (Innenluftdruck) ist, wird ein in der Verkleidung installiertes Lufteinlassventil (bzw. sogenanntes Außenhautventil) aktiv tätig, seine tadellose Funktion vorausgesetzt.
  • Ein derartiges Druckausgleichsventil 1 wird in der das Flugzeug umgebenden Druckverkleidung 2 (Rumpfaußenhaut) eingebaut, dessen Anordnung man aus den beiliegenden 5 und 6 entnehmen kann. Es besteht aus einem Ventildeckel 3, der von mehreren Federn 4 (Druckfedern) in geschlossenem Zustand zu einem Rahmen 31 gehalten wird, solange der Innenluftdruck (statische Kabinendruck) größer oder gleich dem Außenluftdruck (statischen Außendruck) ist. Der Ventildeckel 3 wird sich nach innen ins Flugzeug hinein öffnen und einen Strömungsbereich (einen mit dem Rumpfinnenbereich verbundenen Einströmquerschnitt) freigeben. Diese Situation besteht bei vorhandenem invers wirkenden Differenzluftdruck, wenn der Innenluftdruck auf der flugzeuginnenseitig gelegenen Seite des Druckausgleichventils 1 den Außenluftdruck auf der flugzeugaußenseitig gelegenen Seite des Druckausgleichventils 1 um einen bestimmten Wert unterschreitet, wenn also der Außenluftdruck größer dem Innenluftdruck ist. In dieser Situation wird also exakt die Außendruckkraft, die auf den Ventildeckel 3 flugzeugaußenseitig lastet, größer einer resultierenden Innendruckkraft, die sich aus einer resultierenden Federkraft von allen drucklastig beanspruchten Federn 4 und einer auf den Ventildeckel 3 flugzeuginnenseitig lastenden Kraft des Innenluftdrucks zusammensetzt, sein.
  • Öffnet sich zu einem Zeitpunkt der Ventildeckel 3 aufgrund von negativem Differenzluftdruck, wird eine Außenluft 14 durch den Strömungsquerschnitt von der flugzeugseitig außen gelegenen Seite des Druckausgleichsventils 1 ins Innere des Flugzeuges strömen. Dadurch wird der Innenluftdruck dem Außenluftdruck angeglichen, d. h. der Innenluftdruck entspricht ungefähr dem Außenluftdruck. Diese Einströmung der Außenluft 14 wird über keinerlei Maßnahmen gerichtet optimiert. Auch wird als erhebliche Schwäche angesehen, dass der tatsächliche Luftstrom, der unter inversen Druckbedingungen über diese (mehrfach an verschiedenen Stellen installierten) genannten Ventile in den Flugzeugrumpf eintritt, (durch die Art der Ventile) stark von der (den Flugzeugrumpf umgebenden) äußeren Luftströmung (Außenluftströmung) beeinflusst wird und somit quasi nicht ohne aufwendige Testreihen im Flugzeug bestimmt werden kann. Deshalb wird man nach geeigneteren Maßnahmen Ausschau halten, mit denen man das Auftreten von invers wirkenden Differenzluftdruck (nahezu gänzlich) verhindern wird und gleichfalls auf eine Installation von Luftdruck-Ausgleichsventilen 1 verzichten wird.
  • Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug bereitzustellen, mit der das Auftreten des negativen Differenzluftdruckes während des Fluges gänzlich verhindert wird, die gleichermaßen eine Aufwandssenkung an Fertigungskapazität durch die Geräteeinsparung von Luftdruck-Ausgleichsventilen und eine Gewichtsreduktion durch den Wegfall von weiteren Strukturverstärkungen im Ventilbereich einschließen wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen die 1 bis 3 den zeitlichen Druckverlauf des Innenluftdrucks pi, mit dem der Rumpfinnenbereich 11 eines druckbelüfteteten Flugzeugrumpfes 12 beaufschlagt wird, und den zeitlichen Druckverlauf des atmosphärischen Umgebungsluftdrucks pa (Außenluftdrucks), der außerhalb der Flugzeugumgebung auf dem Flugzeugrumpf lastet, wobei
  • 1 bei einem Ausfall der Frischluftversorgung – den zeitlichen Druckverlauf ohne Druckausgleich mit einem Druckausgleichsventil (nach 5);
  • 2 bei einem Ausfall der Frischluftversorgung – den zeitlichen Druckverlauf mit Druckausgleich durch ein Druckausgleichsventil (nach 5);
  • 3 den zeitlichen Druckverlauf bei einem frühzeitig betätigtem Staulufteinlass (nach 4) und
  • 4 die Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug (also: den Staulufteinlass mit Elementen der Anordnung)
    wiedergibt. Es zeigen außerdem
  • 5 die Anordnung eines Druckausgleichsventils in der das Flugzeug umgebenden Druckverkleidung;
  • 6 die Draufsicht nach 5.
  • Es werden nachfolgend einige Erläuterungen über den Luftdruck inner- und außerhalb von Flugzeugen gegeben, die dem weiteren Verständnis förderlich sind.
  • Geht man von einem fliegenden Flugzeug aus, so bewegt es sich in einer Höhe von mehreren Kilometern über dem Erdboden, wo der atmosphärische Umgebungsluftdruck, im folgenden Außenluftdruck pa genannt, deutlich niedriger liegt als der Luftdruck auf der Erdoberfläche ist. Dabei wird man folgende Zusammenhänge erkunden: Je höher das Flugzeug vom Erdboden entfernt fliegt, desto niedriger ist der auf dem Flugzeugrumpf des Flugzeuges lastende Umgebungsluftdruck, der nachfolgend (allg.) als Außenluftdruck pa bezeichnet wird. Unter einem Differenzluftdruck dp versteht man bei (auf Flughöhe fliegenden) Flugzeugen die Differenz zwischen dem Luftdruck im Rumpfinneren, mit dem der Flugzeugrumpf beaufschlagt wird, der im folgenden (allg.) als Innenluftdruck pi bezeichnet wird, und dem erwähnten Außenluftdruck pa. Der Differenzluftdruck dp bildet sich aus der Gleichung dp = pi – pa, wobei man einen positiven Differenzluftdruck vorfinden wird, wenn der Innenluftdruck pi größer dem Außenluftdruck pa. ist [pi > pa], und einen negativen (inversen) Differenzluftdruck, wenn der Innenluftdruck pi kleiner dem Außenluftdruck pa ist [pi < pa]. Aus Gründen der Atemluftversorgung für mitfliegende Flugzeuginsassen wird der Innenluftdruck pi immer deutlich über dem Außenluftdruck pa gehalten.
  • Da ein Flugzeug durch ungewollte und gewollte Öffnungen in der das Flugzeug umgebenden Außenhaut (des Flugzeugrumpfes) immer Luft von innen nach außen verlieren wird, die durch (sogenannte) Leckagen tritt, wird das (nicht näher erläuterte) Luftversorgungssystem, welches Luft aus der umgebenden Atmosphäre in das Flugzeug einbläst, nicht nur die Atemluft bereitstellen, sondern auch die Leckage(n) ausgleichen.
  • Der Flugzeugrumpf 12 des Flugzeuges ist als Druckrumpf so dimensioniert, das er mit einem Innenluftdruck pi bedruckt wird, der immer größer oder (in bestimmten Flugsituationen) gleich dem Außenluftdruck pa sein wird [pi ≧ pa]. Auf diese Weise werden im Rumpfinnenbereich 11 hinsichtlich des Druckes und (auch der Temperatur) Umweltbedingungen für die mitfliegenden Flugzeuginsassen (Flugpersonal und Flugpassagiere) geschaffen, die den normalen Ablauf der Atmungs- und Kreislauffunktionen auch in großen Flughöhen (bei pi > pa) gestatten. Allerdings droht auch ein ungewünschter Sonderfall, bei dem der Außenluftdruck pa größer werden kann als der Innenluftdruck pi, der in der 1 dargestellt wird. Aus dem figurlich dort dargestellten Druckverlauf kann man entnehmen, dass bis zum Zeitpunkt T1 der Innenluftdruck pi größer dem Außenluftdruck pa gehalten wird. Bei Ausfall des (nicht näher erläuterten) Frischluftversorgungssystems zum Zeitpunkt T1 sinkt infolge der von letzterem nicht mehr ausgeglichenen Leckage der Innenluftdruck pi und nähert sich dem Außenluftdruck pa. Aus den erwähnten Gründen der Atemluftversorgung muss nun das Flugzeug seine Flughöhe verlassen, wodurch der Außenluftdruck pa steigt, der zum Zeitpunkt T2 bei einer bestimmten niedrigeren Lüfthöhe gleich dem Innenluftdruck pi ist. Wenn das Flugzeug nach diesem Zeitpunkt T2 weiter auf eine noch geringere Flughöhe sinken wird, dann wird der Differenzdruck dp negativ, weshalb der Außenluftdruck pa größer dem Innenluftdruck pi ist. Diese Situation gilt es zwingend zu verhindern, um gravierende Schäden an der Flugzeugstruktur zu vermeiden.
  • Negativem Differenzluftdruck dp wird bei heutigen Flugzeugen mit dem Einbau von entsprechenden Druckausgleichsventilen 1 nach den 5 und 6, wie einleitend darüber berichtet, begegnet. Öffnet sich (anknüpfend der Erläuterungen und der figurlichen Darstellung nach 1 und fortsetzend mit einem Blick auf 2) der einleitend erwähnte Ventildeckel 3 des Druckausgleichventils 1 (nach den 5 und 6) zu einem (dem Zeitpunkt T2 späteren) Zeitpunkt T3 aufgrund von bestehendem negativem (invers wirkenden) Differenzluftdruck dp, dann strömt Außenluft 14 durch den Strömungsquerschnitt des Druckausgleichsventils 1 von der flugzeugrumpfaußenseitig gelegenen Seite des Druckausgleichsventils 1 ins Innere des Flugzeug(rumpf)es. Durch diese Maßnahme wird der Innenluftdruck pi dem Außenluftdruck pa nach Erreichen eines späteren Zeitpunktes T4 angeglichen, das heißt, der Innenluftdruck pi entspricht etwa dem Außenluftdruck pa[pi ≈ pa]. Dieses Verhalten wird in der 2 gezeigt.
  • Mit letzterer Maßnahme wird man allerdings nicht das Wirken eines inversen Differenzluftdruckes dp gänzlich verhindern. Um dieses Problem zu lösen, wird man dem Flugzeug eine Anordnung installieren, wie sie in der 4 dargestellt wird.
  • Mit dieser Anordnung wird es gelingen, den Aufbau von einem invers wirkenden Differenzluftdruck dp zur verhindern, wobei man dann auch auf den Einsatz von Druckausgleichsventilen gänzlich verzichten wird.
  • Diese Anordnung, die einen Staulufteinlass 5 umfasst, ist mit ein Teil des erwähnten Frischluftsystems für das Flugzeug. Dieser Staulufteinlass 5, der eigentlich ein Not-Staulufteinlass ist, ist allgemein in die das Flugzeug umgebende Verkleidung eingebaut. Im besonderen ist der Staulufteinlass 5 in dem Flugzeugrumpf 12 eingelassen und in der Flugzeugrumpfaußenhaut 6 integriert, der in stromabwärtiger Richtung des Flugzeugrumpfes 12 längsabgesenkt ist. Dessen Öffnungsbereich 51 wendet sich der Flugzeugaußenumgebung 13 zu, wobei zwischen dem Staulufteinlass 5 und einem dem Rumpfinnenbereich 11 angeschlossenen Luftverteilungssystem 10 eine Luftstrom-Verbindung besteht, über die ein Luftdruckausgleich geschaffen wird. Der Staulufteinlass 5 ist mit einer Klappe 7, einem Antrieb 8 und einem Rahmen 9 ausgerüstet, wobei der Rahmen 9, der randseitlich des Öffnungsbereiches 51 angeordnet ist, mit der Flugzeugrumpfaußenhaut 6 fest verbunden ist und den Querschnitt des Öffnungsbereiches 51 umrahmt. Außerdem ist die Klappe 7 an einem stromabwärts und rumpfquerliegend gelegenen Flächenrandbereich des Rahmens 9 befestigt und in einem Bereich von letzteren drehbeweglich gelagert. Die Klappe 7 überdeckt den Öffnungsbereich 51 im geschlossenen Zustand des Staulufteinlasses 5 gänzlich. Sie lässt sich aus dieser Ruheposition zur Flugzeugaußenumgebung entfernend mit Hilfe eines Antriebs 8 bewegen. Dieser Antrieb 8, der innerhalb eines abgesenkten Bodenbereiches nämlich dem Staulufteinlass 5 befestigt ist, ist an einer Klappeninnenfläche der Klappe 7 gelenkbeweglich angeschlossen, mit dem die Klappe 7 aus einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position oder umgekehrt geschwenkt wird.
  • Der Antrieb 8 soll ein elektrisch betätigter Verstellmechanismus, beispielsweise ein Einzel- oder Doppelantrieb sein, dessen elektrischer Antriebsteil mit einem Regelcomputer elektrisch verbunden ist, der beispielsweise in einem Innendruckregelsystem schaltungstechnisch integriert ist. Mit einem Vorgriff auf die nachgeordneten Ausführungen wird der Regelcomputer (spätestens) zu einem Zeitpunkt Tx (vgl. dazu 3) entsprechende Schaltbefehle zum Schwenken der Klappe 7 in eine geöffnete Position oder zu einem späteren Zeitpunkt zum Schließen der Klappe 7 in eine Ruheposition an den (schaltungstechnischen) Antriebsteil des elektrischen Antriebs 8 weiterleiten, das einen mechanischen Antriebsteil, der innerhalb dem Antrieb 8 angeordnet ist, zum Umsetzen einer mechanischen Antriebsenergie veranlasst, die einem aus- und einfahrbaren Gestänge, das an der Klappeninnenfläche befestigt ist, übertragen wird.
  • Ergänzt wird, dass die Klappe 7 und der Rahmen 9 der Wölbung der Flugzeugrumpfaußenhaut 6 angepasst ist. Der Regelcomputer ist informationstechnisch dem Cockpit des Flugzeuges verbunden, von dem aus das erwähnte Innendruckregelsystem durch den Piloten flugzeugintern überwacht wird.
  • Dieser Staulufteinlass 5 wird auch benutzt, um zum Zwecke der Luftversorgung der Flugzeuginsassen zum Zeitpunkt T4 nach der 2 Außenluft 14 in das Flugzeuginnere strömen zu lassen.
  • Zurückkommend auf den Gedanken, mit der Anordnung nach den 4 den Aufbau von einem invers wirkenden Differenzluftdruck dp bei einem fliegenden Flugzeug gänzlich zu verhindern, wird man folgende Maßnahmen, die sich anhand der 3 verfolgen lassen, umsetzen.
  • Zunächst wird man davon auszugehen haben, dass bei einem fliegenden Flugzeug in einer bestimmten Situation zwischen einem druckbelüfteten Rumpfinnenbereich 11 eines Flugzeugrumpfes 12, welcher von einem Innenluftdruck pi beaufschlagt wird, und einem in stromabwärtiger Richtung des Flugzeugrumpfes 11 längsabgesenkten Staulufteinlass 5, auf dessen Öffnungsbereich 51 eingangs des Staulufteinlassbereiches ein Außenluftdruck pa (atmosphärischer Umgebungsluftdruck) lastet, ein invers wirkender Differenzluftdruck dp auftreten kann, sofern der Innenluftdruck pi den Außenluftdruck pa unterschreiten wird. Diese Situation setzt – mit einem Blick auf die 3 – ab dem Zeitpunkt T1 ein, weil ab diesem Zeitpunkt ein Absinken des (vorher konstant gehaltenen) Innenluftdrucks pi infolge nicht mehr ausgeglichener Rumpfleckagen eintreffen wird. Dadurch wird sich der Innenluftdruck pi dem Außenluftdruck pa immer mehr nähern, sofern kein Luftdruckausgleich (also: ein neuerliches Anheben des Innenluftdrucks pi mit geeigneten Maßnahmen) bis zu einem nachfolgendem Zeitpunkt T2 geschehen wird. Außerdem wird man ab einem späteren Zeitpunkt Tx0 ein Anwachsen des (vorher konstant gehaltenen) lastenden Umgebungsluftdruck pa beobachtet, weshalb sich – wie angedeutet – ohne zwischenzeitlich geschehenen Luftdruckausgleich zu einem nachfolgendem Zeitpunkt T2 ein dem Umgebungsluftdruck pa gleicher Innenluftdruck pi einstellen wird. Nach dem Zeitpunkt T2 wird dann der inverse Differenzluftdruck dp wirken, dem man mit der Umsetzung folgender Maßnahmen verhindern kann.
  • Zu einem Zeitpunkt Tx, der innerhalb einem Zeitintervall ΔT liegt, das (auf der Zeitachse – nach der 3) den Zeitpunkt T2 und den Zeitpunkt Tx0 eingrenzt, wird die Klappe 7 (nach der 4), die den Staulufteinlass 5 verschließt und (wie vorher erwähnt) an letzteren stromabwärts des Öffnungsbereiches 51 randseitig befestigt ist und in diesem drehbeweglich gelagert ist, während des Fluges in eine geöffnete Klappenposition geschwenkt. Dabei wird sich die Klappe 7 von dem Öffnungsbereich 51 entfernen und (in Richtung) zur Flugzeugaußenumgebung 13 bewegt werden. Darauffolgend wird eine dem Flugzeugrumpf 12 nahegelegene Außenluft 14, die durch einen rumpfaußenseitig vorhandenen Stauluftdruck Q getrieben wird, aus der Flugzeugaußenumgebung 13 durch den Öffnungsbereich 51 eintreten und in das (dem Staulufteinlass 5 angeschlossenen) Luftverteilungssystem 10 strömen, die danach den Rumpfinnenbereich 11 erreichen wird. Dadurch wird das Auftreten des invers wirkenden Differenzluftdruckes dp gänzlich verhindert, wobei mit dem Stauluftdruck Q auch eine Teilbedruckung des Rumpfinnenbereiches 11 realisiert wird.
  • Zusammenfassend wird eine Anordnung vorgestellt, mit der sich der Aufbau von einem invers wirkenden Differenzluftdruck dp bei einem fliegenden Flugzeug gänzlich verhindern lässt und somit auf den Einsatz von bisher dafür eingesetzten Druckausgleichsventilen 1 (nach der 5) verzichtet wird.
  • Die Anordnung bezieht sich (nach der 4) auf einen dafür benutzten (Not-)Staulufteinlass 5, der in die das Flugzeug umgebende Verkleidung eingebaut bzw. in die Flugzeugrumpfaußenhaut 6 integriert wird. Der Staulufteinlass 5 ist mit einer Klappe 7 ausgerüstet, die von einem elektrischen Antrieb 8 zu einem Rahmen 9, der in die Flugzeugverkleidung eingebaut ist, in eine geöffnete bzw. geschlossene Position gebracht wird. Dieser Antrieb 8 kann vom Cockpit des Flugzeuges aus elektrisch betätigt werden. Sofern die Klappe 7 während des Fluges in eine geöffnete Position gebracht wird, strömt Außenluft von der flugzeugseitig außen gelegenen Seite des Flugzeuges, die vom Staudruck Q getrieben wird, der sich aus der Flugzeuggeschwindigkeit ergibt, durch den Staulufteinlass 5 hindurch in ein Luftverteilungssystem, das sich stromabwärts an den Staulufteinlass 5 anschließt, und von dort in das Flugzeuginnere. Der Staudruck Q errechnet sich aus der Beziehung: Q = ½ρV2, wobei ρ die Luftdichte auf der Flugzeugaußenseite und V die Fluggeschwindigkeit darstellt. Um den Aufbau eines invers wirkenden Differenzluftdruckes dp zu verhindern, wird man (nach der 3) bereits zum Zeitpunkt Tx (die) den Staulufteinlass 5 (verschließende Klappe 7) automatisch öffnen, wodurch die staudruckgetriebene Außenluft 14 in den Öffnungsbereich 51 des Staulufteinlasses 5 einströmt. Hierbei wird der Staudruck Q, der über den Staulufteinlass 5 auf das Flugzeuginnere wirkt, zur Teilbedruckung des Flugzeuginneren herangezogen. Mit diesen Maßnahmen wird eine Kostensenkung durch Geräteeinsparung, eine Gewichtsreduktion durch Wegfall von Strukturverstärkungen, eine Aufwandsreduktion durch Wegfall von Konstruktion, Qualifikation und Zulassung eines Gerätes und der dazugehörigen flugzeugseitigen Maßnahmen, eine Kosteneinsparung bei der Flugzeugproduktion durch Wegfall der zu fertigenden Aussparungen (Löcher) in der Flugzeugaußenverkleidung umsetzen.
  • 1
    Druckausgleichsventil
    2
    Druckverkleidung
    3
    Ventildeckel, nach innen öffnend
    31
    Rahmen (des Druckausgleichsventils 1)
    4
    Druckfeder
    5
    Staulufteinlass
    51
    Öffnungsbereich
    6
    Flugzeugrumpfaußenhaut
    7
    Klappe, einseitig beweglich, nach außen öffnend
    8
    Antrieb, elektrisch
    9
    Rahmen (des Staulufteinlasses 5)
    10
    Luftverteilungssystem
    11
    Rumpfinnenbereich (des Flugzeugrumpfes 12)
    12
    Flugzeugrumpf
    13
    Flugzeugaußenumgebung
    14
    Außenluft
    pi
    Innenluftdruck (im Rumpfinnenbereich 11 vorherrschend)
    pa
    Außenluftdruck (atmosphärischer Umgebungsluftdruck)
    Q
    Stauluftdruck
    ρ
    Luftdichte
    V
    Fluggeschwindigkeit

Claims (2)

  1. Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck bei einem fliegenden Flugzeug, mit einem Staulufteinlass (5), welcher einem Flugzeugrumpf (12) eingelassen und einer Flugzeugrumpfverkleidung, die den Flugzeugrumpf (12) umgibt, integriert ist, der in stromabwärtiger Richtung des Flugzeugrumpfes (12) längsabgesenkt ist, dessen Öffnungsbereich (51) sich einer Flugzeugaußenumgebung (13) zuwendet, der mit einer Klappe (7) und einem Antrieb (8) ausgerüstet ist, wobei die Klappe (7) an einem stromabwärts und rumpfquerliegend gelegenen Flächenrandbereich einer Flugzeugrumpfaußenhaut (6) befestigt ist und dort drehbeweglich gelagert ist, die den Öffnungsbereich (51) im geschlossenen Zustand des Staulufteinlasses (5) gänzlich überdeckt, welche sich aus einer Ruheposition zur Flugzeugaußenumgebung (13) entfernend bewegen lässt und zwischen dem Staulufteinlass (5) und einem dem Rumpfinnenbereich (11) angeschlossenen Luftverteilungssystem (10) eine Luftstrom-Verbindung besteht, über die ein Luftdruckausgleich geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Staulufteinlass (5) mit einem Rahmen (9) ausgerüstet ist, der randseitlich des Öffnungsbereiches (51) angeordnet und mit der Flugzeugrumpfaußenhaut (6) fest verbunden ist, wobei der Rahmen (9) den Querschnitt des Öffnungsbereiches (51) umrahmt, außerdem ist die Klappe (7) an einem stromabwärts und rumpfquerliegend gelegenen Flächenrandbereich des Rahmens (9) befestigt und überdeckt den Öffnungsbereich (51), in den die Stauluft einströmt, im geschlossenen Zustand gänzlich, zudem ist der Antrieb (8), der innerhalb eines abgesenkten Bodenbereiches nämlich dem Staulufteinlass (5) befestigt ist, an einer Klappeninnenfläche der Klappe (7) gelenkbeweglich angeschlossen, mit dem Antrieb (8) wird die Klappe (7) aus einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position oder umgekehrt geschwenkt.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (8) ein elektrisch betätigter Verstellmechanismus ist, dessen elektrischer Antriebsteil einem Regelcomputer elektrisch verbunden ist, der zu einem Zeitpunkt (Tx) entsprechende Schaltbefehle zum Schwenken der Klappe (7) in eine geöffnete Position an das Antriebsteil weiterleitet, das einen mechanischen Antriebsteil, der innerhalb dem Antrieb (8) angeordnet ist, zum Umsetzen einer mechanischen Antriebsenergie veranlasst, die einem aus- und einfahrbaren Gestänge, das an der Klappeninnenfläche befestigt ist, übertragen wird.
DE10145687A 2001-09-15 2001-09-15 Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug Expired - Fee Related DE10145687B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10145687A DE10145687B4 (de) 2001-09-15 2001-09-15 Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10145687A DE10145687B4 (de) 2001-09-15 2001-09-15 Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10145687A1 DE10145687A1 (de) 2003-04-10
DE10145687B4 true DE10145687B4 (de) 2006-06-01

Family

ID=7699256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10145687A Expired - Fee Related DE10145687B4 (de) 2001-09-15 2001-09-15 Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10145687B4 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005053696B4 (de) * 2005-11-10 2009-05-14 Airbus Deutschland Gmbh Notfall-Staulufteinlassklappe eines Flugzeuges
DE102008002205A1 (de) 2008-06-04 2009-12-17 Airbus Deutschland Gmbh Lufteinlassventil für ein Flugzeug und Herstellungsverfahren für ein Lufteinlassventil
EP2740665B1 (de) * 2012-12-10 2017-02-08 Airbus Operations GmbH Verbessertes verfahren und system für notbelüftung und -bedruckung einer flugzeugkabine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3101918A (en) * 1961-05-31 1963-08-27 Boeing Co Emergency ram air cabin pressurization system
DE68917365T2 (de) * 1988-04-18 1994-12-01 Abg Semca Klappenventil für ein Luftfahrzeug.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3101918A (en) * 1961-05-31 1963-08-27 Boeing Co Emergency ram air cabin pressurization system
DE68917365T2 (de) * 1988-04-18 1994-12-01 Abg Semca Klappenventil für ein Luftfahrzeug.

Also Published As

Publication number Publication date
DE10145687A1 (de) 2003-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1147986B1 (de) Drucksteuerung für einen Verdrängungskörper
DE102005053696B4 (de) Notfall-Staulufteinlassklappe eines Flugzeuges
DE102009006395B4 (de) Dekompressionsvorichtung für ein Flugzeug
DE102005013566B4 (de) Anordnung zur Lärmreduzierung in Vakuumsystemen für ein Luftfahrzeug
EP1602577B1 (de) Sauerstoffnotversorgungseinrichtung
EP2250083B1 (de) Hochauftriebssystem für ein flugzeug mit einem hauptflügel und einem verstellbaren vorflügel
EP2203349B1 (de) Lüftungssystem und auslassventil für ein flugzeug
EP0803630B1 (de) Hydraulische Betätigungsanordnung
DE102008040184A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Innendrucks in einem Luftfahrzeug
DE102009010150A1 (de) Luftauslassventil sowie System und Verfahren zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine
DE102008056417B4 (de) Verfahren und System zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine
DE112010005912T5 (de) Stratosphärenaufenthaltseinrichtung
DE102009002435A1 (de) Hochauftriebssystem für ein Flugzeug und Verfahren zum Detektieren von Fehlern in einem Hochauftriebssystem für ein Flugzeug
DE10035349C1 (de) Flugzeugtür
DE19921326C1 (de) Rinnenprofil zur Ableitung von Flüssigkeit
DE10313729B4 (de) Luftauslaßventil für ein Flugzeug
DE102010044048A1 (de) Verbindungsanordnung, Luft- oder Raumfahrzeug, Verfahren zum Abwerfen von Last sowie Verfahren zum Landen
DE10145687B4 (de) Anordnung zur Verhinderung des Aufbaus von einem invers wirkenden Differenzluftdruck in einem Flugzeug
EP1966042B1 (de) Luftfahrzeugtür-anordnung sowie luftfahrzeugrumpf mit einer derartigen luftfahrzeugtür-anordnung
DE102012213424B3 (de) Unterseebootrettungsanzug
DE10207033B4 (de) Antriebsmittel zum Schwenken einer an einem Tragarm schwenkbar gelagerten Flugzeugtür
DE102007060514A1 (de) Vorrichtung zur Begrenzung der Durchbiegung einer in einer Rumpfzelle eines Flugzeugs angeordneten Tür
DE102018100170A1 (de) Vorrichtung zum bedarfsweisen Bereitstellen von Sauerstoffmasken
DE102019112336B4 (de) Türeinheit für ein Fahrzeug
DE102016207149A1 (de) System und Verfahren zur Notbelüftung eines Flugzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: AIRBUS OPERATIONS GMBH, 21129 HAMBURG, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee