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Die Erfindung bezieht sich auf eine Brandschutzvorrichtung für ein Luft- oder Raumfahrzeug und auf ein Luft- oder Raumfahrzeug mit einer derartigen Brandschutzvorrichtung.
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Obwohl auf beliebige Luft- oder Raumfahrzeuge anwendbar, werden die Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf ein Passagierflugzeug näher erläutert.
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9 zeigt eine Ansicht eines Querschnitts eines Rumpfs 1 eines herkömmlichen Verkehrsflugzeuges. Ein Fußboden 2 trennt den Rumpf in vertikaler Richtung in eine Kabine 3 oben, angedeutet durch Sitze 4, und einen Unterflurraum 5 unten. Der Unterflurraum 5 weist eine aus Brandschutzgründen im Wesentlichen luftdichte Trennwand 6 auf, welche den Unterflurraum 5 in einen innenliegenden Frachtbereich 7 und einen diesen umgebenden, an die Rumpfschale 9 angrenzenden Randbereich 8 trennt.
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Im Betrieb des Flugzeuges erzeugt eine nicht weiter dargestellte Klimaanlage einen Luftstrom 12, welcher Luft aus der Kabine 3 in einen im unteren Bereich der Rumpfschale 9 vorgesehenen Drainagekanal 13 leitet. In diesem Bereich, vorliegend als Rumpfboden bezeichnet, ist typischerweise eine thermische Isolierung 14, welche die Rumpfschale 9 an ihrem inneren Umfang umgibt, ausgespart. Aufgrund der fehlenden Isolierung ist der Bereich bedingt durch die, insbesondere während der Flugphase, kalte Atmosphäre deutlich kälter als die isolierten Bereiche der Rumpfschale 9. Dies führt zur Kondensation von Wasserdampf in dem Luftstrom 12. Das Kondensat kann somit kontrolliert über den Drainagekanal 13 abgeführt werden.
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Kommt es nun jedoch zu einem Brand 16 mit starker Hitzeentwicklung unter dem den Drainagekanal 13 aufweisenden unteren Bereich der Rumpfschale 9, beispielsweise durch eine auf der Startbahn stehende brennende Kerosinlache, so erweist sich die in dem Bereich des Drainagekanals 13 fehlende Isolierung als sehr nachteilig. Die dünne Rumpfschale 9 brennt innerhalb von wenigen Sekunden durch und es besteht die Gefahr eines Kamineffekts, bei dem ein Rauch- und Hitzestrom 17 in kürzester Zeit bis in die Kabine 3 vordringt, wobei es zu schwerwiegenden Folgen für die Passagiere kommen kann.
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Aus der
WO 00/37313 A1 ist ein Umgebungssteuersystem zur Schaffung einer gesteuerten Lüftung des Innenraums eines Luftfahrzeugrumpfs bekannt. Dabei ist ein oberer Spalt zwischen einer Außenhaut eines Flugzeugs und einer Verkleidung einer Kabine vorgesehen. Entsprechend ist ein unterer Spalt zwischen der Außenhaut und einer Verkleidung eines Frachtraums vorgesehen. Des Weiteren ist eine umlaufende Isolierung auf einer Innenseite der Außenhaut vorgesehen und an Stringern befestigt. Zum Steuern der Luft innerhalb der Kabine und dem oberen und unteren Spalt ist eine Luftsteuervorrichtung vorgesehen, sowie Leitungen die in Längsrichtung des Flugzeugrumpfs verlaufen und in Verbindung mit der Luftsteuervorrichtung sind. Des Weiteren ist eine Luftzweigleitung vorgesehen, welche mit den Leitungen in Verbindung steht und sich entlang des oberen und unteren Spalts erstreckt. Außerdem ist eine Rückluftsteuereinrichtung vorgesehen, welche erlaubt, dass Luft aus der Kabine oder dem Spalt entnommen und abgeführt werden kann, im Falle von Rauchentwicklung in der Kabine. Die Rückluftsteuereinrichtung weist ein Gehäuse mit einer Spaltöffnung auf, die mit dem oberen Spalt in Verbindung steht und eine Kabinenöffnung auf, die mit der Kabine in Verbindung steht. Eine Klappe ist in dem Gehäuse angeordnet, welche abwechselnd die Spaltöffnung und die Kabinenöffnung öffnen und schließen kann. Die Position der Klappe wird hierbei durch einen Servomotor, einen pneumatischen Aktor oder einen Hubmagneten gesteuert, basierend auf einem Steuersignal einer Steuereinheit.
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Die
DE 103 58 978 A1 ist des Weiteren auf flächige oder geformte Brandschutzelemente zum Ersticken von Bränden, als Schutz gegen Entflammen und zur Dämmung bei Explosionsgefahr gerichtet. Das Brandschutzelement besteht aus einem Auslöser, einem Expander und einer Löschdecke und ist im Lagerzustand platzsparend kompaktiert. In einen Brandherd geworfen, gibt der Auslöser den elastisch vorgespannten Expander frei und es kommt zu einer selbsttätigen Entfaltung der Löschdecke.
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Weiter ist aus der
WO 93/19984 A1 ein Brandschott bekannt, das als Barriere fest in einem Kanal zwischen einer Rumpfhaut und einer Kabinenwand eingespannt ist. Das Brandschott wird dabei aus einer flammenhemmenden äußeren Abdeckung, welche einen Kern aus einem flammenhemmenden Material umgibt, gebildet. Die äußere Abdeckung weist dabei wenigstens eine Gasausgangsöffnung auf, zum Ablassen von Gasen, welche von dem Kern bei hohen Temperaturen erzeugt werden.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Brandschutzvorrichtung für ein Luft- oder Raumfahrzeug bzw. ein Luft- oder Raumfahrzeug mit einer derartigen Brandschutzvorrichtung bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird wenigstens eine dieser Aufgaben durch eine Brandschutzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch ein Luft- oder Raumfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 und/oder durch einen Auslösemechanismus mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.
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Die Erfindung schafft eine Brandschutzvorrichtung für ein Luft- oder Raumfahrzeug. Die Brandschutzvorrichtung ist mit einem Brandschott und einer Verstelleinrichtung versehen, mittels welcher das Brandschott von einer Belüftungsstellung in eine Abschottstellung verstellbar ist. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, ein Vordringen eines Rauch- und Hitzestroms bei einem Brand unterhalb des Rumpfs in die Kabine zu verhindern.
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Demgemäß wird eine Brandschutzvorrichtung für ein Luft- oder Raumfahrzeug, mit einem Brandschott und einer Verstelleinrichtung bereitgestellt. Das Brandschott lässt sich mittels der Verstelleinrichtung von einer Belüftungsstellung in eine Abschottstellung verstellen, wobei die Verstelleinrichtung Haltemittel aufweist, welche das Brandschott in der Belüftungsstellung halten und das Brandschott im Brandfall für eine Bewegung desselben in die Abschottstellung freigeben und die Haltemittel ein Bimetall, eine Gedächtnislegierung und/oder ein schmelzbares Element aufweisen.
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Ferner wird ein Luft- oder Raumfahrzeug mit einer derartigen Brandschutzvorrichtung bereitgestellt. Das Luft- oder Raumfahrzeug weist dabei eine Trennwand, eine Außenwand, sowie einen Spalt zwischen der Trennwand und der Außenwand auf.
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Weiterhin wird ein Auslösemechanismus für eine derartige Brandschutzvorrichtung mit wenigstens zwei Elementen, welche mittels eines intumeszierenden Klebstoffs, insb. abschnittsweise, aneinander geklebt sind und welche derart zueinander vorgesehen sind, dass eine Zug- und/oder Schubspannung in dem intumeszierenden Klebstoff ungleich null ist, bereitgestellt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass im oberhalb beschriebenen Beispiel im Normalfall Luft ungehindert zwischen der Kabine und dem dem Drainagekanal 13 zugeordneten Randbereich 8, beispielsweise zum Abscheiden von Kondensat, ausgetauscht werden kann. Im Brandfall kann dann das Brandschott derart verstellt werden, dass es einen Rauch- und Wärmestrom, insbesondere aufgrund eines Brandes im Bereich des Drainagekanals 13, gegenüber der Kabine 3 abschottet.
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Die Zug- und/oder Schubspannungen in dem intumeszierenden Klebstoff des Auslösemechanismus ergeben sich aus auf die Elemente wirkenden Lasten, insb. der Schwerkraft, beispielsweise, wenn die Elemente flexibel ausgebildet sind und jeweils an ihrem von der Klebung abgewandten Ende gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise Federelemente vorgesehen sein, welche die zwei Elemente relativ zueinander in Zug belasten. Im Normalfall hält der intumeszierende Klebstoff die beiden Elemente zusammen. Im Brandfall verliert der intumeszierende Klebstoff seine Klebwirkung und gibt die beiden Elemente frei. Aufgrund der nun nicht mehr in dem Klebstoff aufnehmbaren Lasten kommt es zur Bewegung der zwei Elemente relativ zueinander. Wegen des Aufschäumens von intumeszierenden Klebstoffen sind nur sehr geringe Lasten notwendig, um die beiden Elemente von einander zu trennen bzw. das Aufschäumen bewirkt sogar ein aktives Abstoßen der Elemente von einander. Ein derartiger Auslösemechanismus ist beispielsweise besonders gut geeignet um die Verstellung des Brandschotts der vorstehend beschriebenen Brandschutzvorrichtung aus der Belüftungsstellung in die Abschottstellung auszulösen.
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Bei der Erfindung weist die Verstelleinrichtung die Haltemittel auf, welche das Brandschott in der Belüftungsstellung halten und das Brandschott für eine Bewegung desselben in die Abschottstellung freigeben. Solche Haltemittel verhindern, dass sich das Brandschott auch im Normalfall, also nicht im Brandfall, beispielsweise durch Schwerkraft aus der Belüftungsstellung herausbewegt und somit die Belüftung eines Rumpfbodens des Luft- oder Raumfahrzeugs beeinträchtigt.
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Vorzugsweise sind die Haltemittel an einem dem der Schwenkachse zugeordneten Randabschnitt gegenüberliegenden Randabschnitt vorgesehen. Gemäß der Erfindung weisen die Haltemittel ein Bimetall, eine Gedächtnislegierung und/oder ein schmelzbares Element, insbesondere aus Kunststoff oder Lot, auf. Derart ausgebildeten Haltemitteln kommen zwei Funktionen zu. Zum Einen halten sie das Brandschott im Normalfall in der Belüftungsstellung. Zum Anderen geben sie das Brandschott im Brandfall zum Verstellen, beispielsweise mittels einer vorgespannten Feder, in die Abschottstellung frei. Den beschriebenen Haltemitteln ist gemeinsam, dass sie ihre äußere Gestalt unter Wärmeeinwirkung, vorliegend bevorzugt durch Wärmeeinwirkung, die der eines Brandes entspricht, ihre äußere Gestalt verändern. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gibt das Brandschott in der Belüftungsstellung einen Spalt zwischen einer Trennwand und einer Außenwand des Luft- oder Raumfahrzeugs für eine Belüftung eines Rumpfbodens frei. Eine Belüftung des Rumpfbodens ist aus den bereits oberhalb beschrieben Gründen, aber auch bei einem rapiden Druckverlust im Rumpf wünschenswert.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung verschließt das Brandschott in der Abschottstellung den Spalt für eine Abschottung eines Brandes im Bereich des Rumpfbodens. Das Verschließen eines Spalts ist technisch sehr einfach zu erreichen, verhindert aber effektiv ein Strömen des Rauch- und Hitzestroms in die Kabine.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verstellt die Verstelleinrichtung das Brandschott in einem Brandfall von der Belüftungsstellung in die Abschottstellung. Eine derartige Steuerung des Brandschotts erlaubt es lediglich im Notfall, von der Belüftungsstellung auf die Abschottstellung umzuschalten. Allerdings ist es auch denkbar, das Brandschott in anderen Konfigurationen von der Abschottstellung in die Belüftungsstellung in einem Brandfall, zu verstellen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Verstelleinrichtung eine Schwenkachse auf, um welche das Brandschott von der Belüftungsstellung in die Abschottstellung schwenkbar ist. Eine solche Verstellung lässt sich konstruktiv sehr einfach umsetzen. Vorzugsweise ist die Schwenkachse an einem ihr zugeordneten Randabschnitt des Brandschotts, beispielsweise in Form eines Lagers oder eines biegbaren Materials, vorgesehen.
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Mit „schwenkbar” ist vorliegend nicht nur ein Schwenken eines relativ starren Elements um eine als Lager ausgebildete Schwenkachse gemeint. Vielmehr sollen vorliegend alle Ausführungsformen umfasst sein, bei welchen ein zum Verschließen eines Spalts oder Ähnlichem ausgebildetes Element um eine oder mehrere Achsen bewegt wird.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Brandschott als Vorhang und/oder Klappe ausgebildet. Eine Klappe weist den Vorteil auf, dass sie stabil ausgebildet werden kann und damit einem heftigen, aus einem Brand resultierenden Rauch- und Hitzestrom in der Abschottstellung standhalten kann. In dem Fall, dass ein Spalt mit einer unebenen Geometrie abzudecken ist, ist ein als Vorhang ausgebildetes Brandschott vorteilhaft. Eine solche unebene Geometrie kann sich beispielsweise durch Systeme, wie beispielsweise Rohrleitungen, welche entlang der Rumpfschale des Luft- oder Raumfahrzeugs geführt werden, ergeben. Unter „Vorhang” ist vorliegend jede Art von formlabilem, vorzugsweise flächigem, Element gemeint. Ein solches legt sich dann in der Abschottstellung vergleichsweise dicht um die Systeme, also beispielsweise Rohrleitungen, und dichtet die Kabine somit besser gegenüber dem aus dem Brand resultierenden Rauch- und Hitzestrom ab.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Klappe Aussparungen zur Aufnahme von Flugzeugsystemen in der Abschottstellung auf. Wenn eine Klappe zum Abdichten des oberhalb beschriebenen ungleichmäßigen Spalts verwendet werden soll, sollte diese aus Gründen der Dichtigkeit bevorzugt mit entsprechenden Aussparungen versehen sein, damit die Klappe bündig an diesen anliegt.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Klappe aus Glasfasermaterial und besitzt einen eine ausgehärtete Matrix aufweisenden Befestigungsabschnitt, einen an diesen angrenzenden, matrixfreien Lagerabschnitt und einen mittels des Lagerabschnitts an dem Befestigungsabschnitt schwenkbar befestigten, eine ausgehärtete Matrix aufweisenden Schwenkabschnitt. Eine derartige Klappe besteht aus lediglich einem Teil und ist deshalb sehr einfach herzustellen und zu montieren.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Brandschott wenigstens ein Element aus Federdraht, Bimetall und/oder eine Gedächtnislegierung zum Verstellen des Brandschotts zwischen der Belüftungsstellung und der Abschottstellung auf. Ein derartiges Element erlaubt ein automatisches Verstellen des Brandschotts im Brandfall. Die Wirkprinzipien sind dabei die gleichen, wie sie bereits oberhalb für das Haltemittel beschrieben wurden. Auch ein automatisches Zurückstellen, also beispielsweise von der Abschottstellung in die Belüftungsstellung, kann vorgesehen sein.
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Vorzugsweise ist das Element dabei als Rippe, insbesondere als Längs- oder Querrippe, ausgebildet. Mehrere solcher Rippen können beispielsweise in einem als Vorhang ausgebildeten Brandschott für ein an mehreren Stellen sehr enges Anliegen des Brandschotts an und zwischen den Systemen sorgen.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Vorhang an wenigstens einer Seite durch Kleben, insbesondere mittels eines nicht-hitzebeständigen Klebstoffs, oder Nähen, insbesondere mittels eines nicht-hitzebeständigen Fadens, an der Trennwand und/oder Außenwand befestigbar. Dabei könnte beispielsweise der Vorhang an gegenüberliegenden Seiten mittels einer Klebstoff- oder Textilnaht befestigt werden, wobei die Nähte unterschiedliche Schmelztemperaturen aufweisen, so dass im Brandfall lediglich eine Naht zerstört wird, so dass der Vorhang zum Schwenken in die Abschottstellung freigegeben ist. Das oberhalb beschriebene Haltemittel ist bei dieser Ausführungsform als sich auflösende, insbesondere schmelzende Klebstoff- oder Textilnaht ausgebildet.
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Die Brandschutzvorrichtung ist vorzugsweise an einer Seite an der Trennwand angebracht. Sie könnte jedoch auch an der Außenwand angebracht sein. Mit „Trennwand” und „Außenwand” sind vorliegend jede Art von Wände gemeint, welche einen Spalt zwischen sich definieren, welcher zur Belüftung vorgesehen ist, wobei die Gefahr besteht, dass durch diesen Spalt im Brandfall ein Rauch- und/oder Hitzestrom geleitet wird.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung weist das Brandschott einen trennwandseitigen Vorhang und einen außenwandseitigen Vorhang auf, wobei der trennwandseitige Vorhang an seinem einen Ende an einer trennwandseitigen Struktur des Luft- oder Raumfahrzeugs und der außenwandseitige Vorhang an seinem einen Ende an einer außenwandseitigen Struktur des Luft- oder Raumfahrzeugs befestigbar ist, wobei in der Belüftungsstellung der trennwandseitige und der außenwandseitige Vorhang an dem jeweils anderen Ende mittels eines nicht-hitzebeständigen Klebstoffs aneinander befestigt sind. ”Nicht hitzebeständig” heißt vorliegend, dass der Klebstoff im Brandfall seine Klebwirkung verliert. Bei fehlender Klebwirkung trennen sich die beiden Vorhänge von einander auf Grund der auf sie wirkenden Schwerkraft. In der Folge nimmt der außenwandseitige Vorhang die Abschottstellung ein.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung ist der Klebstoff als ein intumeszierendes Material ausgebildet ist. Unter einem ”intumeszierenden Material” ist vorliegend ein Material zu verstehen, welches unter einer hohen Wärmeeinwirkung, wie sie für einen Brandfall typisch ist, aufschäumt. Bevorzugt basiert das intumeszierende Material auf einem Epoxydharz.
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Für einen effektiven Brandschutz ist es essentiell, dass der Klebstoff seine Klebwirkung innerhalb kürzester Zeit verliert und somit beispielsweise den außenwandseitigen Vorhang für ein Verschwenken in die Abschottstellung freigibt. Dabei spielt auch das Gewicht der Vorhänge eine Rolle: Je schwerer die Vorhänge, desto schneller kann die verbleibende Klebwirkung überwunden werden. Allerdings ist ein höheres Gewicht in der Luft- und Raumfahrt immer nachteilig.
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Überraschenderweise konnte im Experiment die Zeitspanne zwischen Brandbeginn und Verschwenken des außenwandseitigen Vorhangs in die Abschottstellung mittels des intumeszierenden Klebstoffs, auch für Vorhänge mit einem geringen Gewicht, minimiert werden. Beispielsweise wurden auch thermoplastische Klebstoffe experimentell untersucht. Dabei stellte sich aber heraus, dass diese nach dem Aufschmelzen von dem Glasfasermaterial der Vorhänge aufgesaugt werden, anschließend Karbonisieren und ihre Klebwirkung deutlich weniger verlieren. Intumeszierende Klebstoffe sind daher gegenüber thermoplastischen Klebstoffen zu bevorzugen.
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Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung überlappen sich die jeweils anderen Enden des trennwandseitigen und des außenwandseitigen Vorhangs abschnittsweise, und der nicht-hitzebeständige Klebstoff ist zwischen den sich überlappenden, jeweils anderen Enden vorgesehen. Mittels der Überlappung lässt sich einfach eine ausreichende Menge Klebstoff zwischen die Enden einbringen um, wenn kein Brandfall vorliegt, eine zuverlässige Verbindung zwischen dem trennwandseitigen und dem außenwandseitigen Vorhang zu schaffen.
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Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brandschutzvorrichtung weist der außenwandseitige Vorhang eine größere Länge – mit ”Länge” des Vorhangs ist vorliegend die Erstreckung in etwa in Querrichtung des Luft- oder Raumfahrzeugs gemeint – auf als der trennwandseitige Vorhang. Der außenwandseitige Vorhang bildet das eigentliche Brandschott und muss daher den gesamten Spalt abdichten. Dem trennwandseitigen Vorhang dagegen kommt dagegen eine reine Haltefunktion für den außenwandseitigen Vorhang in der Belüftungsstellung zu. Insofern ist es materialsparend diesen kurz auszubilden.
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Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Brandschott einen Kunststoff, insbesondere ein Glasfasermaterial, insbesondere S-Glas, und/oder Glasfasergewebe, und/oder ein Metall und/oder eine Metalllegierung und/oder ein Metallgewebe auf. All diese Materialien können hitzebeständig ausgebildet sein und sind somit zur Abschottung eines Rauch- und Hitzestroms geeignet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen:
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1 eine Ansicht eines Querschnitts eines Flugzeugrumpfs mit zwei Brandschutzvorrichtungen gemäß zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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2 eine vergrößerte und perspektivische Ansicht A des ersten Ausführungsbeispiels aus 1, wobei sich das Brandschott in einer Belüftungsstellung befindet;
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2A eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts entlang der Schnittlinie D-D aus 2;
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3 die Ansicht A aus 1, wobei sich das Brandschott in der Abschottstellung befindet;
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3A eine vergrößerte Ansicht C aus 3;
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4 ein Brandschott gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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5 eine vergrößerte und perspektivische Ansicht B aus 1 einer Brandschutzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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6 eine perspektivische Ansicht eines Einbaubereichs für eine Brandschutzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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7 die Ansicht aus 6, wobei die Brandschutzvorrichtung in dem Einbaubereich eingebaut ist und sich in einer Belüftungsstellung befindet;
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8 die Ansicht aus 7, wobei sich die Brandschutzvorrichtung in der Abschottstellung befindet; und
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9 eine Ansicht eines herkömmlichen Flugzeugrumpfs.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 zeigt in einer Querschnittsansicht den bereits einleitend beschriebenen Flugzeugrumpf 1. Zusätzlich weist der Rumpf 1 eine linke Brandschutzvorrichtung 20 und eine rechte Brandschutzvorrichtung 21 auf. Diese sind in der Realität vorzugsweise identisch ausgebildet. Für illustrative Zwecke jedoch sind die Brandschutzvorrichtungen 20, 21 verschiedenartig dargestellt und stellen somit zwei unterschiedliche, wenn auch einander nicht ausschließende Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
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Die Brandschutzvorrichtung 20 ist in den 2, 2A, 3 und 3A näher dargestellt.
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Eine auf der Rumpfschale 9 aufgebrachte Isolierung 14 definiert zusammen mit der Trennwand 6 eines Frachtbereichs 7 einen Spalt 10, der sich in Längsrichtung des Rumpfs 1 erstreckt. Durch den Spalt 10 kann im Normalfall Luft zwischen der Kabine 3 und dem dem Drainagekanal 13 zugeordneten Randbereich 8 ausgetauscht werden.
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Die Brandschutzvorrichtung 20 weist ein Brandschott 22 auf, welches als steife, vorzugsweise abgewinkelte Platte ausgebildet ist. Das Brandschott 22 ist für eine verbesserte Darstellbarkeit abgebrochen dargestellt, erstreckt sich aber vorzugsweise entlang der gesamten Länge der Kabine 3 oder lediglich entlang jeweils eines Spantfeldes, wie in 5 gezeigt. Das Brandschott 22 befindet sich in 2 in der Belüftungsstellung I und gibt dabei den Spalt 10 frei.
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Das Brandschott 22 ist, wie in der in 3A gezeigten vergrößerten Ansicht C aus 3, an seinem hinteren Ende 23 mittels eines an der Trennwand 6 vorgesehenen Scharniers 24 um eine Schwenkachse 25 schwenkbar vorgesehen. Ferner ist an der Trennwand 6 vorzugsweise eine Platte 28 senkrecht zu dieser vorgesehen, welche in einem Schlitz 29 des hinteren Endes 23 des Brandschotts 22 zum Führen und Stabilisieren dessen in der Abschottstellung II eingreift.
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An seinem vorderen Ende 26 ist das Brandschott 22, wie in 2A gezeigt, über Haltemittel 27 an der Trennwand 6 lösbar befestigt. Die Haltemittel 27 umfassen eine Buchse 30, die an dem vorderen Ende 26 des Brandschotts 22 fest vorgesehen ist, und eine Bohrung 31 zur Aufnahme eines Zapfens 32 aufweist. Der Zapfen 32 ist an seinem hinteren Ende in der Trennwand 6 fest aufgenommen und greift an seinem vorderen Ende reibschlüssig in die Bohrung 31 ein. Dazu ist der Zapfen 32 in die Bohrung 31 elastisch eingepresst und mit an seinem Umfang umlaufenen Zacken 33 versehen ist. Ferner ist der Zapfen 32 aus einem elastischen Material ausgebildet, welches unter Wärmeeinwirkung schmilzt und/oder schrumpft.
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Kommt es nun zu einem Brand 16, wie darstellt in 1, insbesondere unterhalb der Rumpfschale 9 in dem dem Drainagekanal 13 zugeordneten Bereich, der keine Isolierung 14 aufweist, brennt die Rumpfschale 9 in diesem Bereich in kürzester Zeit durch. Ein Rauch- und Hitzestrom 17, wie gezeigt in 3, steigt dann durch den zwischen der Trennwand 6 und der Isolierung 14 gebildeten Spalt 10 zur Kabine 3 hin auf.
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Der Rauch- und Hitzestrom 17 bewirkt ein Aufschmelzen des Materials des Zapfens 32 und dieser gibt somit das vordere Ende 26 des Brandschotts 22 zum Schwenken um die Schwenkachse 25 frei. Vorzugsweise ist das Brandschott 22 dafür federvorgespannt um die Schwenkachse 25, wie durch die Schenkelfeder 34 angedeutet, vorgesehen. Alternativ kann die Betätigung des Brandschotts 22 zum Schwenken auch durch Schwerkraft erfolgen.
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Im Folgenden verschwenkt das vordere Ende 26, bis es mit der Isolierung 14 in Anlage kommt und sich somit in der Abschottstellung II befindet, wobei der Spalt 10 im Wesentlichen gasdicht verschlossen ist. Da die Isolierung 14 aus einem verhältnismäßig weichen Material, wie beispielsweise Glaswolle, ausgebildet ist, kommt es vorteilhaft zu einem gewissen Einsinken des vorderen Endes 26 in die Isolierung 14, wodurch eine Dichtigkeit der gesamten Brandschutzvorrichtung 20 gegenüber dem Rauch- und Hitzestrom 17 erhöht wird. Ein Vordringen des Rauch- und Hitzestroms 17 in die Kabine 3 kann somit verhindert oder zumindest minimiert werden.
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Alternativ zu den in 2A gezeigten Haltemitteln 27 könnte, wie in der 2 dargestellt, auch ein schmelzbarer Stift 35, beispielsweise aus Lot oder Kunststoff, durch eine Aufnahme 36 (lediglich in 3 und 3A zu erkennen) der Platte 28 zum Halten des Brandschotts 22 in der Belüftungsstellung I gesteckt sein, wobei ein Verschwenken des Brandschotts 22 blockiert wird. Im Brandfall schmilzt dann der Stift 35 und gibt das Brandschott 22 zum Verschwenken frei.
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4 zeigt eine alternative Ausbildung des Brandschotts 22 gemäß 2.
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Das Brandschott 22 ist als zweiteilige Klappe ausgebildet und besteht im Wesentlichen aus Glasfasermaterial. Das Glasfasermaterial weist einen Befestigungsabschnitt 40 auf, welcher mit Löchern 41 zur Befestigung an der Trennwand 6 versehen ist. Dabei ist der Befestigungsabschnitt 40 mittels einer in sein Glasfasermaterial eingebrachten Matrix ausgehärtet. Weiterhin weist das Brandschott 22 einen an den Befestigungsabschnitt 40 angrenzenden Lagerabschnitt 42 auf, wobei dieser lediglich Glasfasern und keine Matrix besitzt. Somit ist der Lagerabschnitt 42 flexibel und kann als Gelenk für einen sich an diesen anschließenden Schwenkabschnitt 43, der wiederum mittels einer Matrix ausgehärtet ausgebildet ist, fungieren. Selbstverständlich können anstelle von Glasfasern auch beliebig andere Fasermaterialien, beispielsweise Kohlefasern, verwendet werden.
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5 zeigt in einer vergrößerten Ansicht B aus 1 eine Brandschutzvorrichtung 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Wie in den 1 und 5 angedeutet, sind in vielen Bereichen der Rumpfschale 9 Systeme 50 des Flugzeugs, wie beispielsweise Rohr- oder Stromleitungen, verlegt. Diese können dabei oberhalb oder unterhalb der Isolierung 14 verlegt sein, führen aber zumeist zu einer unebenen Geometrie des Spalts 10. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, ein als Vorhang ausgebildetes Brandschott 22 zu verwenden.
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Die Trennwand 6 ist zur vereinfachten Darstellung in 5 nicht dargestellt. Ferner sind in 5 von der Isolierung 14 bedeckte Spanten 52 dargestellt, welche bezüglich einer Verschwenkung des Brandschotts 22 weitere Hindernisse zusätzlich zu den Systemen 50 darstellen.
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Das Brandschott 22 ist in 5 in der Abschottstellung II gezeigt, wobei es um die Schwenkachse 25 nach unten geschwenkt, angedeutet durch den Pfeil 51, angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Brandschott 22 aus einem sehr hitzebeständigen, formlabilen Material, beispielsweise hitzbestständiges S-Glas Gewebe (Glasfasergewebe) oder Kohlenstofffasergewebe, ausgebildet.
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Ferner weist das Brandschott 22 vorzugsweise Längsrippen 53 auf, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse 25 erstrecken. Die Längsrippen 53 weisen vorzugsweise einen Federstahl, ein Bimetall und/oder eine Gedächtnislegierung auf. Alternativ können die Längsrippen 53 auch starr ausgebildet sein, wobei ein Verschwenken des Brandschotts 22 dann beispielsweise mittels Schwerkraft erfolgt.
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In dem Fall, dass ein Federstahl verwendet wird, ist beispielsweise eine Befestigung des vorderen Endes 26 in der in 2A dargestellten Art möglich. Wird ein Bimetall oder eine Gedächtnislegierung verwendet, können die Rippen 53 derart ausgebildet sein, dass sie im Normalfall, also ohne Wärmeeinwirkung, an der Trennwand 6, wie in 1 dargestellt, anliegen. Im Brandfall verformen sich dann die Rippen 53 nach unten, wie angedeutet durch den Pfeil 51, und sorgen dann für ein dichtes Anliegen des Brandschotts 22 an den Systemen 50 und/oder den Spanten 52. Um ein derart dichtes Anliegen des vergleichsweise steif ausgebildeten Brandschotts 22 aus 3 zu ermöglichen, müsste dieses mit entsprechenden, unterbrochen dargestellten Ausnehmungen 54 versehen werden.
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An seinem hinteren Ende 23 kann das Brandschott 22 beispielsweise mit einem hitzebeständigen Faden oder mittels einer Klebstoffnaht, an einem vergleichsweise schmalen Abschnitt an der Trennwand 6 befestigt sein. Dieser bildet dann die Schwenkachse 25 aus.
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Auch an einem vorderen Ende 26 kann das Brandschott 22 beispielsweise anstelle der in 2A gezeigten Haltemittel 27 mit einem nicht hitzebeständigen Textilfaden oder Klebstoff an der Trennwand 6 befestigt sein.
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6 zeigt einen Einbaubereich 60 für eine Brandschutzvorrichtung 61 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede gegenüber der Brandschutzeinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Der Einbaubereich 60 weist zwei sich in Längsrichtung des Flugzeugs erstreckende Trägerprofile 62, 63 auf, welche eine gestrichelt angedeutete Fußbodenplatte 64 zwischen sich aufnehmen. Die Trägerprofile 62 bzw. 63 sind dabei trennwandseitig bzw. außenwandseitig zueinander angeordnet. Die Fußbodenplatte 64 bildet dabei im Wesentlichen die Trennwand 6 aus, welche mit der Isolierung 14 zusammen den Spalt 10 ausbildet, den es im Brandfall zu schließen gilt.
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Die Brandschutzvorrichtung 61 weist einen Vorhang 65, welcher an dem Trägerprofil 62 an seinem einen Ende 66 mittels Schrauben 69 befestigt ist, und einen Vorhang 67 auf, welcher an seinem einen Ende 68 an dem Trägerprofil 63 mittels Schrauben 70 befestigt ist. Vorzugsweise werden dazu dieselben Schrauben verwendet, mit denen auch die Fußbodenplatte 64 mit den Trägerprofilen 62, 63 verschraubt wird, um Teile und Gewicht einzusparen. Selbstverständlich können die Schrauben 69, 70 auch durch andere Befestigungsmittel ersetzt werden.
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Alternativ können die Enden 66 und 68 der Vorhänge 65 bzw. 67 auch in Schlitze in der Fußbodenplatte 64 eingesteckt und dort verklebt sein.
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An ihren anderen Enden 74 bzw. 75 sind die Vorhänge 65 bzw. 67 in der in 7 dargestellten Belüftungsstellung I aneinander befestigt. Dazu überlappen sich die Enden 74 bzw. 75 in einem Bereich 76, in welchem sie mittels eines intumeszierenden Klebstoffs 77 (lediglich gestrichelt angedeutet, weil zwischen den Enden 74, 75 liegend und daher nicht sichtbar) miteinander verklebt sind. Die Vorhänge 65, 67 sind jeweils aus einer oder mehrerer Lagen Glasfasermaterial (S-Glas-Material oder Quarzglasfaser-Material) aufgebaut. Bevorzugt wird lediglich eine Gewebelage eingesetzt werden, deren Dicke insbesondere den Anforderungen hinsichtlich der geforderten Brandfestigkeit (d. h. die maximale Wärmeeinwirkung über einen vorbestimmten Zeitraum, bis die Gewebelage durchbrennt) angepasst ist. Dabei ist die Länge L1 des Vorhangs 67 deutlich größer als die Länge L2 des Vorhangs 65.
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Im Brandfall, angedeutet durch den Rauch- und Hitzestrom 17, schäumt der Klebstoff 77 auf und hält die Enden 74, 75 somit nicht mehr zusammen. Aufgrund der Schwerkraft fallen die Enden 74, 75 nach unten, siehe 8. Das Ende 75 schließt dann im Wesentlichen bündig mit der Isolierung 14 ab und schließt damit den Spalt 10. Der als Brandschott wirkende Vorhang 67 befindet sich dann in der Abschottstellung II und ein Vordringen des Rauch- und Hitzestroms in die Kabine 3 wird verhindert.
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Obwohl die Erfindung vorliegend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, ist sie auf diese keineswegs begrenzt, aber auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rumpf
- 2
- Fußboden
- 3
- Kabine
- 4
- Sitze
- 5
- Unterflurfrachtraum
- 6
- Trennwand
- 7
- Frachtbereich
- 8
- Randbereich
- 9
- Rumpfschale
- 10
- Spalt
- 12
- Luftstrom
- 13
- Drainagekanal
- 14
- Isolierung
- 15
- Atmosphäre
- 16
- Brand
- 17
- Rauch- und Hitzestrom
- 20
- Brandschutzvorrichtung
- 21
- Brandschutzvorrichtung
- 22
- Brandschott
- 23
- hinteres Ende
- 24
- Scharnier
- 25
- Schwenkachse
- 26
- vorderes Ende
- 27
- Haltemittel
- 28
- Platte
- 29
- Schlitz
- 30
- Buchse
- 31
- Bohrung
- 32
- Zapfen
- 33
- Zacken
- 34
- Schenkelfeder
- 35
- Stift
- 36
- Aufnahme
- 40
- Befestigungsabschnitt
- 41
- Loch
- 42
- Lagerabschnitt
- 43
- Schwenkabschnitt
- 50
- System
- 51
- Pfeil
- 52
- Spant
- 53
- Rippe
- 54
- Ausnehmung
- 60
- Einbaubereich
- 61
- Brandschutzvorrichtung
- 62
- Trägerprofil
- 63
- Trägerprofil
- 64
- Fußbodenplatte
- 65
- Vorhang
- 66
- Ende
- 67
- Vorhang
- 68
- Ende
- 69
- Schrauben
- 70
- Schraube
- 74
- Ende
- 75
- Ende
- 76
- Bereich
- 77
- Intumeszierender Klebstoff
- L1
- Länge
- L2
- Länge
- I
- Belüftungsstellung
- II
- Abschottstellung
