DE102007027735B4

DE102007027735B4 - Flugzeugfenster mit Mikrostruktur als Sonnenschutz

Info

Publication number: DE102007027735B4
Application number: DE102007027735.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Saalmann
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2027-06-16
Also published as: US8640991B2; US20090321571A1; DE102007027735A1

Abstract

Flugzeug (22) mit einem Flugzeugfenster (26) und einem Passagiersitz (21), wobei das Flugzeugfenster (26) eine Schutzvorrichtung vor Lichtstrahlen (23) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der Schutz vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen (23, 30) auf das Flugzeugfenster (26) abhängt, wobei das Flugzeugfenster (26) mit der Schutzvorrichtung in Form einer Mikrostruktur (28), die am äußeren Rand des Flugzeugfensters (26) angeordnet ist, verhindert, dass Lichtstrahlen (23) von außen den Kopf (27) eines auf dem Passagiersitz (21) schlafenden Passagiers erreichten können, wenn der Passagiersitz (21) zurückgesetzt ist, und wobei es das Flugzeugfenster (26) mit der Schutzvorrichtung ermöglicht, dass Lichtstrahlen (30) von außen, die mit der planparallelen Grundfläche (29) des Flugzeugfensters (26) einen Einfallswinkel von 90 Grad aufweisen, das Flugzeugfenster (26) nahezu ungehindert passieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeugfenster mit einer Schutzvorrichtung vor Lichtstrahlen.
Hintergrund der Erfindung
Flugzeugfenster bieten derzeit, bis auf einen UV-Filter, keinerlei Sonnenschutz. Allenfalls werden separate mechanische Blenden als Sonnenschutz vor Flugzeugfenster angeordnet, die manuell betätigt werden können. Diese Blenden kommen auch als elektromechanisch betätigte Vorhänge zum Einsatz. Kabinenfenster mit elektrochromen Schichten als Sonnenschutz bieten jedoch keinen totalen Sonnenschutz aufgrund der zu hohen Resttransmission.
DE 39 40 146 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Änderung der Lichtdämpfung bei unterschiedlichem Lichtdurchtrittswinkel. Unter Berücksichtigung des Lichteinfallswinkels können LCD-Zellen, die sich auf der Scheibe befinden, elektronisch angesteuert werden, um das einfallende Licht zu dämpfen.
DE 101 61 938 A1 beschreibt eine Sonnenschutzvorrichtung für Gebäudefenster.
DE 602 15 227 T2 beschreibt ein Flugzeugfenster mit einer elektrochromen Scheibe mit variabler Lichtdurchlässigkeit.
DE 198 24 215 A1 beschreibt ein Fahrzeugfenster mit einer elektrochromen Anordnung mit variabler Lichtdurchlässigkeit.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flugzeug mit Flugzeugfenstern bereitzustellen, die einen verbesserten Sonnenschutz bieten.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst, wobei das Flugzeugfenster eine Schutzvorrichtung vor Lichtstrahlen aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der Schutz vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf das Flugzeugfenster abhängt.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, ein Flugzeugfenster bereitzustellen, das mit einer optischen Prismenstruktur versehen ist. Hierbei sind auf die planparallele Grundfläche des Flugzeugfensters insbesondere an der Außenseite des Flugzeugfensters optische Prismen angeordnet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die optische Prismenstruktur als Mikrostruktur ausgebildet. Die Größenordnung der einzelnen Prismen der Mikrostruktur liegt dabei im Bereich von Lichtwellenlängen. Die Mikrostrukturen sind daher visuell nicht erkennbar und die Sicht des Passagiers durch das Flugzeugfenster wird somit nicht signifikant beeinträchtigt. Die Mikrostrukturen sind insbesondere an dem Kabineninnenbereich abgewandten Außenbereich des Flugzeugfensters angeordnet. Aufgrund der Größenordnung der Mikrostrukturen sind Verschmutzungen und aerodynamische Einflüsse nahezu auszuschließen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist das Flugzeugfenster eine schaltbare Verglasung auf. Diese kann insbesondere als elektrochrome Schicht ausgebildet sein, mittels derer die Lichttransmission gesteuert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Flugzeug mit einem erfindungsgemäßen Flugzeugfenster bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden sind zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 ein 90° Retroprisma;
2 ein gekipptes 90° Prisma;
3 ein System mit einer Totalreflexion;
4 ein System mit zwei Totalreflexionen und Selbstverschattung;
5 Transmission von Lichtstrahlen in Abhängigkeit vom Einfallswinkel;
6 einen schematischen Querschnitt durch einen Teil eines Flugzeugs;
7 einen Ausschnitt eines Teils des Querschnitts des Flugzeugs.
8 ein Bild eines Kabinenaufzeichnungsgeräts
9 eine Abbildung von Flugzeugfenstern mit elektrochromen Kabinenverglasungen
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführugsformen
1 zeigt eine Mikrostruktur 2, die als ein 90° Retroprisma ausgebildet ist. Wie in 1 zu erkennen ist, wird ein Lichtstrahl 1 zwar abgelenkt, kann aber dennoch durch die Mikrostruktur 2 hindurch treten und gelangt daher in den Kabineninnenbereich eines Flugzeugs. Der Lichtstrahl 3 hingegen wird zweifach reflektiert und in den Außenbereich zurückgeworfen. Es ergibt sich daher aufgrund der Mikrostruktur 2 ein Ausblendbereich 4, wobei Strahlen innerhalb dieses Ausblendbereichs 4 nicht das Flugzeugfenster passieren können.
2 zeigt eine weitere Mikrostruktur 5, u. z. ein gekipptes 90° Prisma. Dargestellt ist ein Lichtstrahl 6, der aufgrund der Mikrostruktur 5 in den Außenbereich zurückgeworfen wird.
3 zeigt ein System mit einer Totalreflexion, wobei eine Mikrostruktur 7 offenbart ist, die im Querschnitt als eine Aneinanderreihung von gleichschenkligen Dreiecken ausgebildet ist. Wie in 3 zu erkennen ist, wird ein Lichtstrahl 8 mit entsprechendem Einfallswinkel reflektiert.
4 zeigt ein System mit zwei Totalreflexionen und Selbstverschattung. Gezeigt ist ein Lichtstrahl 14, der in etwa senkrecht auf die Mikrostruktur 9 auftrifft und nahezu ungehindert durch die Mikrostruktur 9 hindurch tritt. Ein Lichtstrahl 13 mit hierzu entsprechend geneigtem Einfallswinkel wird hingegen in den Außenbereich zurückgeworfen. Die Oberfläche der Flugzeugfenster nach 4 ist gekennzeichnet durch den ständigen Wechsel einer planparallelen Grundfläche 11 des Flugzeugfensters mit einer prismatischen Wirkfläche 10. Der Winkel 12 der prismatischen Wirkfläche 10 zur Planfläche 11 ist charakteristisch, wobei er in diesem Fall bei etwa 42° bzw. im Bereich des Grenzwinkels der Totalreflektion an der Grenzschicht Polycarbonat bzw. PMMA (Acrylglas, bzw. Plexiglas) zu Luft ist.
5 zeigt die Lichttransmission durch die Mikrostruktur 9 gemäß 4 in Abhängigkeit vom Einfallswinkel. Es ist auf der y-Achse der Anteil des auftreffenden Lichtstrahls dargestellt, der durch die Mikrostruktur 9 hindurch gelassen wird. Auf der x-Achse ist dabei der Winkel des Einfallswinkels abgebildet. Der Winkel des Einfallswinkels ergibt sich als Abweichung zur Lotrechten auf die Grundfläche 11. In der 4 weist der Lichtstrahl 14 daher einen Einfallswinkel von ungefähr 0 auf und der Lichtstrahl 13 einen Einfallswinkel von ca. 45° auf.
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Flugzeug 22, wobei mehrere Sitzreihen 21 abgebildet sind. Die Flugzeugfenster 19 sind hierbei von Rahmenelementen 18 eingefasst und weisen Mikrostrukturen 20 auf. Diese Mikrostrukturen 20 führen dazu, dass Lichtstrahlen innerhalb eines Bereichs 16 nahezu ungehindert in das Flugzeug eindringen können. Lichtstrahlen innerhalb des Bereichs 15 werden nahezu vollständig abgeblockt. Lichtstrahlen innerhalb des Bereich 17 werden aufgrund der Mikrostruktur 20 nur teilweise abgeblockt.
7 zeigt ein Flugzeugfenster 26, umfassend eine Mikrostruktur 28. Das Flugzeugfenster 26 ist hierbei zwischen Rahmen 25 angeordnet. Ein Passagier kann seinen Sitz verstellen, um z. B. während eines längeren Fluges zu schlafen. In diesem Falle befindet sich sein Kopf 27 gemäß 7 zur sonstigen Position nach rechts versetzt (wie in der Figur dargestellt). Aus diesem Grunde könnten dann im wesentlichen nur Lichtstrahlen 23 mit entsprechendem Einfallswinkel den Passagier erreichen. Es ist allerdings davon auszugehen, dass er bei zurückgesetztem Sitz auch keine Sonnenbestrahlung wünscht, da der Passagier sich ausruhen oder auch schlafen möchte. Die Mikrostruktur 28, die am äußeren Rand des Flugzeugfensters 26 angeordnet ist, führt nun dazu, dass die Lichtstrahlen 23 mit ihrem relativ großen Einfallswinkel nicht das Flugzeugfenster 26 durchdringen können. Diese Lichtstrahlen 23 werden als Lichtstrahlen 24 in den Außenbereich zurückgeworfen. Im Gegensatz dazu werden Lichtstrahlen 30 mit einem relativ kleinen Einfallswinkel (d. h. die einfallenden Lichtstrahlen 30 bilden mit der planparallelen Grundfläche 29 des Flugzeugfensters ungefähr einen Winkel von 90°) nicht zurückgeworfen und können das Flugzeugfenster 26 nahezu ungehindert passieren. Dadurch wird der Blick des Passagiers senkrecht durch das Fenster 26 kaum beeinträchtigt.
8 zeigt das Bild eines Kabinenaufzeichnungsgeräts. Dargestellt sind Sitzreihen 32 und 33, wobei die Aufnahme der Sitzreihen 32 normal belichtet ist. Die Aufnahme der Sitzreihen 33, die in der Nähe der Flugzeugfenster 31 angeordnet sind, ist im Gegensatz dazu überbelichtet. Ein erfindungsgemäßes Flugzeugfenster würde insbesondere die schräg einfallenden Lichtstrahlen, die zur Überbelichtung der Sitzreihen 33 führen, ausfiltern. Aus diesem Grunde würde sich bei Verwendung von erfindungsgemäßen Flugzeugfenstern keine Überbelichtung mehr ergeben.
9 zeigt die Abbildung zweier Flugzeugfenster 34 und 35 mit elektrochromer Kabinenverglasung. Bei Flugzeugfenster 34 ist der Sonnenschutz eingeschaltet, bei Flugzeugfenster 35 ist der Sonnenschutz ausgeschaltet. Flugzeugfenster 34 weist trotz Sonnenschutz noch eine unerwünschte Resttransmission des Lichts auf. Diese Resttransmission wäre in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Sonnenschutz deutlich verringert.
Anhand der 7 wird ein Flugzeugfenster 26 offenbart, das eine Mikrostruktur 28 umfasst, sodass Lichtstrahlen 23 mit entsprechend großem Einfallswinkel in den Außenbereich zurückgeworfen werden 24. Lichtstrahlen 30 mit einem anderen, d. h. kleinerem Einfallswinkel hingegen werden nahezu ungehindert durchgelassen. Die Mikrostrukturen 28 sind als optische Prismen ausgebildet, wobei die Größenordnung der Prismen im Bereich von Lichtwellenlängen liegt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung und dem erfindungsgemäßen Prinzip auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungsformen Gebrauch macht.
Bezugszeichenliste

1: Einfallender Lichtstrahl
2: Mikrostruktur
3: Reflektierter Lichtstrahl
4: Ausblendbereich
5: Mikrostruktur
6: Reflektierter Lichtstrahl
7: Mikrostruktur
8: Reflektierter Lichtstrahl
9: Mikrostruktur
10: Wirkfläche des Prismas
11: Grundfläche des Flugzeugfensters
12: Winkel Wirkfläche
13: Reflektierter Lichtstrahl
14: Einfallender Lichtstrahl
15: Bereich bei dem Lichtstrahlen blockiert werden
16: Bereich bei dem Lichtstrahlen durch Flugzeugfenster hindurchtreten
17: Bereich bei dem Lichtstrahlen teilweise blockiert werden
18: Rahmen
19: Flugzeugfenster
20: Mikrostruktur
21: Sitze
22: Querschnitt Flugzeug
23: Einfallende Lichtstrahlen
24: Reflektierte Lichtstrahlen
25: Rahmen
26: Flugzeugfenster
27: Kopf Passagier
28: Mikrostruktur
29: Grundfläche Flugzeugfenster
30: Einfallende Lichtstrahlen
31: Flugzeugfenster
32: Sitze Innenbereich
33: Sitze Flugzeugfensterbereich
34: Flugzeugfenster mit eingeschaltetem Sonnenschutz
35: Flugzeugfenster mit ausgeschaltetem Sonnenschutz

Claims

Flugzeug (22) mit einem Flugzeugfenster (26) und einem Passagiersitz (21), wobei das Flugzeugfenster (26) eine Schutzvorrichtung vor Lichtstrahlen (23) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der Schutz vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen (23, 30) auf das Flugzeugfenster (26) abhängt, wobei das Flugzeugfenster (26) mit der Schutzvorrichtung in Form einer Mikrostruktur (28), die am äußeren Rand des Flugzeugfensters (26) angeordnet ist, verhindert, dass Lichtstrahlen (23) von außen den Kopf (27) eines auf dem Passagiersitz (21) schlafenden Passagiers erreichten können, wenn der Passagiersitz (21) zurückgesetzt ist, und wobei es das Flugzeugfenster (26) mit der Schutzvorrichtung ermöglicht, dass Lichtstrahlen (30) von außen, die mit der planparallelen Grundfläche (29) des Flugzeugfensters (26) einen Einfallswinkel von 90 Grad aufweisen, das Flugzeugfenster (26) nahezu ungehindert passieren.
Flugzeug (22) nach Anspruch 1, wobei das Flugzeugfenster (26) eine optische Prismenstruktur umfasst.
Flugzeug (22) nach Anspruch 2, wobei die optische Prismenstruktur an der Außenseite des Flugzeugfensters (26) angeordnet ist.
Flugzeug (22) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die optische Prismenstruktur als Mikrostruktur ausgebildet ist.
Flugzeug (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flugzeugfenster (26) eine schaltbare Verglasung umfasst.
Flugzeug (22) nach Anspruch 5, wobei die schaltbare Verglasung als elektrochrome Schicht ausgebildet ist.