DE102007062111A1

DE102007062111A1 - Abschirmanordnung für insbesondere elektrische Leitungen in Flugzeugen

Info

Publication number: DE102007062111A1
Application number: DE102007062111A
Authority: DE
Inventors: Volker Leisten; Frank Falow; Holger Frauen
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abschirmanordnung, insbesondere zum Blitzschutz von elektrischen Leitungen 3, 4, 5 in Flugzeugen, mit einem insbesondere im Bereich eines Fußbodengerüstes 2 angeordneten geschützten Einbauraum 1 zur Aufnahme der Leitungen 3, 4, 5. Erfindungsgemäß weist mindestens eine Begrenzungsfläche 6, 13 des Einbauraums 1 zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Abschirmung 20, 21, 29, 30 auf. Elektrische Leitungen 3, 4, 5 und andere Geräte bzw. Komponenten können ohne weitere Abschirmmaßnahmen in dem geschützten Einbauraum 1 unter Anwendung konventioneller Installationstechniken verlegt werden und sind hierdurch bereits weitgehend gegen den Einfluss äußerer elektromagnetischer Störfelder geschützt. Erforderliche Modifikationen an der Verkabelung können auf einfache Weise vorgenommen werden. Leitungsabzweigungen innerhalb des geschützten Einbauraums 1 - für die ansonsten aufwändige Abschirmmaßnahmen, insbesondere im Abknickbereich, getroffen werden müssten - sind gleichfalls geschirmt. Die Verwendung von metallischen Kabelkanälen, zusätzlichen Schirmgeflechten, die Verwendung von verdrillten Leiteranordnungen und/oder die Verlegung in der Nähe der metallischen Komponenten innerhalb der Rumpfzellenstruktur des Flugzeugs, die in der Regel zu Gewichtserhöhungen, zu erhöhtem Montageaufwand, zu erheblichen Einschränkungen der möglichen Kabeltrassierung führen und die zudem nachträgliche Änderungen der Verkabelung erschweren, sind nicht mehr ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Abschirmanordnung, insbesondere zum Blitzschutz von elektrischen Leitungen und Komponenten in Flugzeugen, mit einem insbesondere im Bereich eines Fußbodengerüstes angeordneten geschützten Einbauraum zur Aufnahme der Leitungen.
Im Flugzeugbau werden für die Fertigung von Tragflächen, Seiten- und Höhenleitwerken sowie für Rumpfzellen von Flugzeugen zunehmend Verbundmaterialien, insbesondere kohlefaserverstärkte Epoxydharze (CFK-Material), eingesetzt. Infolge der im Vergleich zu konventionellen Aluminiumrümpfen erheblich reduzierten elektrischen Leitfähigkeit einer beispielsweise mit einem CFK-Material hergestellten Rumpfzelle verringert sich der Schutz der in der Regel hochsensiblen elektrischen Bordsysteme innerhalb des Flugzeugs gegenüber äußeren elektromagnetischen Störungen. Bei diesen äußeren elektromagnetischen Störungen handelt es beispielsweise um Blitzeinschläge, Funk- und Radarwellen mit hoher Feldstärke oder dergleichen. Darüber hinaus können auch innerhalb der Rumpfzelle eines Flugzeugs selbst elektromagnetische Störquellen, wie beispielsweise Telekommunikationsgeräte oder tragbare Datenverarbeitungsanlagen von Passagieren, präsent sein, die oftmals hochfrequente und gepulste elektromagnetische Strahlung abgeben. Daher müssen alle Installationen so durchgeführt werden, dass die empfindlichen elektrischen und elektronischen Bordsysteme, insbesondere der Flugrechner, die elektronischen Steuerungssysteme für die aerodynamischen Wirkflächen des Flug zeugs, elektrische Notfallsysteme sowie die Triebwerksteuerung von derartigen Störungen in irgendeiner Weise in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.
Um die Einkopplung von derartigen elektromagnetischen Störungen in die elektrischen Bordsysteme zu minimieren, wird verbreitet eine Vielzahl von Maßnahmen ergriffen. So können beispielsweise miteinander verdrillte Hin- und Rückleiter oder eine Verlegung von Leitungen in der Nähe von metallischen Strukturen, wie zum Beispiel an Sitzschienen, Stringern, Ringspanten oder dergleichen, für die Verkabelung der Flugzeugbordelektrik angewendet werden. Ferner können zur Erzielung einer besonders guten Abschirmwirkung metallische Geflechte für die Umhüllung der elektrischen Leitungen und/oder metallische Kabelkanäle, in denen dann die ungeschirmten Leitungen verlaufen, eingesetzt werden. Sämtliche Maßnahmen können isoliert voneinander oder in Kombination miteinander Anwendung finden. Sowohl die Abschirmgeflechte, die beispielsweise in der Form von netzartigen Schläuchen von außen über die Leitungen gezogen werden, als auch die metallischen Kabelkanäle führen – abgesehen von einem erhöhten Montageaufwand und einer Beschränkung der zur Verfügung stehenden Verlegewege – stets zu einem erheblichen Mehrgewicht der gesamten Verkabelung. Darüber hinaus erschweren die Abschirmgeflechte und die metallischen Kabelkanäle eine nachträgliche Modifikation der elektrischen Installation. Ferner müssen in den Kabelkanälen zusätzliche, in der Regel gewichtserhöhend wirkende Maßnahmen ergriffen werden, um eine Beeinträchtigung der mechanischen Integrität der Leitungsisolierungen, zum Beispiel in Form von Durchscheuern, zu vermeiden. Die Verwendung von verdrillten Leiteranordnungen und/oder eine Verlegung in der Nähe von metallischen Strukturen im Flugzeug ist im Hinblick auf den erreichbaren Grad der elektromagnetischen Schutzwirkung jedoch oftmals unbefriedigend oder bedeutet eine starke Einschränkung für die Routenführung. Eine direkte Integration eines elektromagnetisch vollwirksamen Schutzgeflechtes in die CFK-Rumpfzelle des Flugzeugs würde hingegen die Gewichtsvorteile des Verbundmaterials zu großen Teilen wieder zunichte machen.
Aufgrund der vorstehend aufgezeigten Nachteile der bekannten Abschirmmaßnahmen für elektrische Leitungen sind diese nur bedingt für den Einsatz in Flugzeugen mit CFK-Rümpfen zu empfehlen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Ausführungsformen von Abschirmungen von Leitungen in Flugzeugen gegen elektromagnetische Störquellen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch eine Abschirmanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass mindestens eine Begrenzungsfläche des Einbauraums zumindest bereichsweise mit einer elektrisch leitfähigen Abschirmung versehen ist, ergibt sich eine effektive Abschirmung eines großvolumigen Einbauraums für insbesondere elektrische Leitungen sowie andere Geräte bzw. Komponenten gegenüber äußeren elektromagnetischen Störfeldern bei einem zugleich geringen zusätzlichen Gewicht, da ohnehin in der Rumpfzelle vorhandene Bauteile, wie beispielsweise Fußbodenplatten, Deckenverkleidungsplatten, Verkleidungselemente oder andere Bauelemente als Begrenzungsfläche zur Definition des Einbauraums mitgenutzt werden. Gleichzeitig können auch andere physikalische Eigenschaften der Bauteile innerhalb der Rumpfzelle, wie beispielsweise deren mechanische Festigkeit oder deren Durchbrandverhalten durch die Abschirmung gezielt optimiert werden. Bei den vom Einbauraum geschützten Komponenten bzw. Geräten kann es sich um beliebige elektronische und/oder elektrische Einrichtungen oder auch um metallische Rohrleitungen, Schächte oder dergleichen handeln. Denn die in metallische Rohrleitungen für beispielsweise Sauerstoff oder Wasser eingestreuten elektromagnetischen Felder können ebenfalls hohe Spannungen induzieren, die zu einer explosionsgefährlichen Funkenbildung bzw. zu Über- und Durchschlägen führen können.
Darüber hinaus wird die Montage des elektrischen Leitungssystems in einer Rumpfzelle eines Flugzeugs erheblich vereinfacht, da Abschirmgeflechte bzw. Abschirmschläuche zur Umhüllung der Leitungen, metallische Kabelkanäle, spezielle Kabelformen mit verdrillten Leiteranordnungen nicht mehr erforderlich sind. Bisher bestehende Einschränkungen hinsichtlich der einzuhaltenden Verlegewege bzw. der Leitungstrassierung, beispielsweise in der Gestalt des Erfordernisses, sensible Leitungen nicht in der Nähe von elektrisch leitfähigen Bauteilen in der Rumpfzelle zur Verbesserung der Störunempfindlichkeit verlaufen zu lassen oder zu gruppieren, brau chen nicht mehr beachtet zu werden. Vielmehr werden die zu schützenden Leitungen nahezu beliebig in den Einbauraum eingelegt und gegebenenfalls dort in ihrer Lage fixiert. Eine konventionelle Leitungsverlegung ohne spezielle abschirmende Maßnahmen ist in der Regel völlig ausreichend. Etwaiges Übersprechen zwischen parallel verlaufenden elektrischen Leitungen innerhalb des Einbauraums wird durch die ohnehin definierten Sicherheitsabstände zwischen den jeweiligen Kabeln vermieden. Hierüber hinausgehende Maßnahmen zur elektromagnetischen Abschirmung sind nicht mehr erforderlich.
Eine Weiterbildung der Abschirmanordnung sieht vor, dass die mindestens eine Begrenzungsfläche eben und/oder mindestens in einer Richtung des Raumes gekrümmt ausgebildet ist.
Hierdurch wird eine raumsparende Anpassung des abgeschirmten Einbauraums zum Schutz der elektrischen Leitungen an die zur Verfügung stehenden räumlichen Verhältnisse möglich, was insbesondere im Fall der im Allgemeinen sehr beengten Platzverhältnisse innerhalb von Flugzeugrumpfzellen von Bedeutung ist.
Nach Maßgabe einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Abschirmanordnung umschließt die mindestens eine Begrenzungsfläche den Einbauraum möglichst vollständig.
Infolge der im Wesentlichen vollständig in sich geschlossenen Begrenzungsfläche wird eine besonders effektive Abschirmwirkung des Einbauraums und der darin verlaufenden elektrischen Leitungen gegenüber äußeren elektromagnetischen Störfeldern erreicht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Fortbildung der Abschirmanordnung variiert die elektrische Leitfähigkeit der Abschirmung bereichsweise.
Durch diese Ausgestaltung wird eine lokale Anpassung der Abschirmwirkung an die jeweiligen örtlichen Erfordernisse möglich. So kann im Bereich von besonders sicherheitsrelevanten Komponenten beispielsweise die Leitfähigkeit der Abschirmung, die in der Regel mit der Schichtdicke der Abschirmung korreliert, erhöht werden, um die Störsicherheit zu erhöhen. Zudem lässt sich das Gewicht der erforderlichen elektrischen Abschirmung durch eine örtliche Variation der Leitfähigkeit optimieren.
Nach Maßgabe einer Weiterbildung der Abschirmanordnung ist vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung zumindest bereichsweise mit einer Isolationsschicht versehen ist.
Hierdurch wird eine Beeinträchtigung der Integrität der elektrischen Isolierung der im Einbauraum verlaufenden Leitungen, beispielsweise durch erschütterungsbedingtes Durchscheuern und hierdurch bedingte Kurzschlüsse, vermieden.
Eine weitere Fortbildung der Abschirmanordnung sieht vor, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung des Einbauraums mit einem zentralen Massesystem des Flugzeugs verbunden ist.
Die Anbindung an das zentrale Massesystem ermöglicht eine besonders effektive Abschirmwirkung gegen äußere elektromagnetische Störeinflüsse, da dann auch andere elektrische Einrichtungen des Flugzeugs mit der Abschirmung und dem zentralen Massesystem verbunden sind.
Nach Maßgabe einer weiteren Fortbildung der Abschirmanordnung ist vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung als Rückleiter für weitere elektrische Bordsysteme dient.
Hierdurch lässt sich die für eine Verkabelung eines elektrischen Bordsystems eines Flugzeugs notwendige Anzahl von elektrischen Leitungen verringern, da nicht mehr für jede zu einer elektrischen Komponente führende Leitung ein separater Rückleiter vorgesehen werden muss. Der Effekt der Verringerung der erforderlichen Leitungszahl tritt insbesondere bei Rumpfzellen ein, die über keine ausreichend hohe elektrische (Eigen-)Leitfähigkeit (Stromtragfähigkeit) verfügen, wie dies beispielweise bei überwiegend mit CFK-Materialien oder mit anderen faserverstärkten Kunststoffen gefertigten Rumpfzellen der Fall ist, um in allen auftretenden Betriebszuständen des Flugzeugs einen ausfallsicheren Betrieb aller elektronischen und elektrischen Komponenten zu gewährleisten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Abschirmanordnung sind in den weiteren Patentansprüchen dargelegt.
In der Zeichnung zeigt:
1 Eine Querschnittsdarstellung durch eine Rumpfzelle eines Flugzeugs mit einem Fußbodengerüst mit einem darin angeordneten, gegen äußere elektromagnetische Störfelder weitgehend geschützten Einbauraum für insbesondere elektrische Leitungen,
2 eine perspektivische Schrägansicht des Fußbodengerüstes mit dem geschützten Einbauraum, und
3 eine Schnittdarstellung durch eine Fußboden- bzw. Deckenplatte als Begrenzungsfläche für den geschützten Einbauraum.
In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils die gleiche Bezugsziffer auf.
Die 1 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch eine Rumpfzelle eines Flugzeugs mit einem geschützten Einbauraum.
Ein geschützter Einbrauraum 1 ist innerhalb eines Fußbodengerüstes 2 gebildet. Innerhalb des durch die punktierte, rechteckförmige Umrissdarstellung symbolisierten Einbauraums 1 befindet sich eine Vielzahl von insbesondere elektrischen Leitungen und Komponenten, von denen lediglich drei Leitungen 3, 4, 5 repräsentativ für die übrigen mit einer Bezugsziffer versehen sind, im Wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene.
Leitungsabzweigungen, die parallel zur Zeichenebene verlaufen, sind nicht dargestellt. Zusätzlich zu den elektrischen Leitungen können im Einbauraum 1 Leitungen jeglicher Art, wie beispielsweise Hydraulikleitungen, Wasser- und Abwasserleitungen, Belüftungs- und Entlüftungsleitungen, Klimatisierungsleitungen oder dergleichen angeordnet sein.
Der Einbauraum 1 wird nach oben von einer Begrenzungsfläche 6 abgeschlossen, die mit einer Vielzahl von im Wesentlichen aneinander schließenden Fußbodenplatten 7 gebildet ist. Die Fußbodenplatten 7 sind auf einem metallischen Querträger 8 durch geeignete Befestigungselemente, wie beispielsweise metallische Schrauben oder Nieten, befestigt, die in den 1, 2 nicht dargestellt sind. Der Querträger 8 ist bevorzugt mit einem Aluminiumlegierungsmaterial gebildet und beidseitig an Ring spanten einer im Wesentlichen nicht leitenden CFK-Rumpfzellenstruktur 9 eines nicht dargestellten Flugzeugs angebunden. In einem im Wesentlichen vollständig mit CFK-Materialien gefertigten Flugzeugrumpf werden auch die Querträger in der Regel mit CFK-Materialien gefertigt sein, wodurch sich die Notwendigkeit von Schutzmaßnahmen nochmals erhöht. Der Einbauraum 1 ist in diesem Fall besonders vorteilhaft zur Aufnahme von elektrischen Leitungen bzw. Kabeln geeignet, die quer zur Flugzeuglängsachse verlaufen und die nicht mehr in der Nähe eines metallischen Querträgers angeordnet werden können.
Unterhalb des Querträgers 8 sind zwei Stützstangen 10, 11 (Samerstangen) zur weiteren Abstützung des Querträgers 8 vorgesehen. Nach unten, gegenüber einem Frachtraum 12, wird der geschützte Einbauraum 1 von einer weiteren Begrenzungsfläche 13 abgeschlossen, die mit einer Vielzahl von aneinander schließenden Deckenplatten – von denen lediglich eine Deckenplatte 14 eine Bezugsziffer trägt – gebildet ist. Oberhalb der Fußbodenplatten 7 ist eine Vielzahl von Passagiersitzen 15 in einem Passagierraum 16 des Flugzeugs angeordnet. Sowohl die Fußbodenplatten 7 als auch die Deckenplatten 14 sind beidseitig mit einer in den 1, 2 nicht dargestellten, elektrisch leitfähigen Abschirmung versehen, um den geschützten Einbauraum 1 zu schaffen. Sowohl bei den Fußbodenplatten 7 als auch bei den Deckenplatten 14 handelt es sich üblicherweise sich um Sandwichplatten mit einer beispielsweise honigwabenförmigen Kernstruktur aus getränktem Nomex^®-Papier, die beidseitig mit Deckschichten aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial gebildet sind. Bevorzugt sind beide Deckschichten mit der elektrisch leitfähigen Abschirmung versehen, die zum Beispiel in der Form einer metallischen Folie, einer metallischen Bedampfung, einer Metallisierung, einem metallischen Gewebe, einem metallischen Gelege, einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial oder einer beliebigen Kombination hiervon aufgebracht sein kann. Wenn die Kernstruktur beispielsweise eine metallische Faltwabenkernstruktur ist, kann die hierdurch erzielbare Abschirmwirkung ausreichend sein, so dass auf eine separate leitfähige Beschichtung der Deckschichten bzw. der Decklagen der Fußbodenplatten 7 und der Deckenplatten 14 verzichtet werden kann.
Im Bereich von zwei im Wesentlichen dreieckförmigen Zwickeln 17, 18 verlaufen keine Deckenplatten und keine der Innenkontur der CFK-Rumpfzellenstruktur folgende seitliche Abschirmungen, so dass die Abschirmwirkung gegen seitlich in den geschützten Einbauraum 1 einstreuende elektromagnetische Störstrahlung vermindert ist. In einer nicht gezeigten Ausführungsvariante sind im Bereich der Zwickel 17, 18 zusätzlich gekrümmte Abschirmungen angeordnet, die zusammen mit den Fußbodenplatten 7 und den Deckenplatten 14 eine weitgehend in sich geschlossene, elektrisch leitende Abschirmung (im Wesentlichen geschlossene, elektrische leitfähige Hüllfläche) mit hoher Abschirmwirkung auch gegen seitlich in den geschützten Einbauraum 1 eintretende Störstrahlung darstellt.
Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Fußbodengerüstes mit dem geschützten Einbauraum.
Auf einer Vielzahl von Querträgern, von denen lediglich der vordere Querträger 8 mit einer Bezugsziffer versehen ist, ruhen die Fußbodenplatten 7, während die Deckenplatten 14 des Frachtraums 12 unterseitig an den Querträgern 8 befestigt bzw. abgehängt sind. Mittels der Samerstange 10 ist der vordere Querträger 8 auf einem Ringspant 19 abgestützt. Sowohl die Fußbodenplatten 7 als auch die Deckenplatten 14 sind jeweils beidseitig mit einer elektrisch leitfähigen Abschirmung 20, 21 versehen. Die elektrisch leitfähigen Abschirmungen 20, 21 auf den Fußboden- und Deckenplatten 7, 14 können mit metallischen Folien, einer metallischen Bedampfung, einer Metallisierung, einem metallischen Gewebe, metallischen Fasergelegen, elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterialien oder einer beliebigen Kombination hiervon gebildet sein. Für den Fall, dass die Fußboden- und Deckenplatten in Sandwichbauweise gebildet sind, kann die elektrisch leitfähige Abschirmung zum Beispiel mit einem elektrisch leitfähigen Faltwabenkern, beispielsweise einer mit einem metallisierten Nomex^®-Papier hergestellten Faltwabe, hergestellt werden. Die elektrische Leitfähigkeit der Abschirmungen kann lokal variieren, um erforderlichenfalls die Abschirmwirkung des Einbauraums 1 im Bereich von Leitungen, die für die Flugsicherheit besonders relevant sind, zu erhöhen. Dies kann zum Beispiel durch unterschiedliche Materialstärken der Metallisierung und/oder eine Kombination von verschiedenen Metallen (Kupfer, Silber, Gold etc.) erreicht werden. Durch die Abschirmung 20, 21 können zudem weitere physikalische Eigenschaften – beispielsweise das Durchbrandverhalten, das so genannte "Impact"-Verhalten, d. h. unter anderem die Durchschlagfestigkeit gegenüber mit hoher kinetischer Energie herumfliegenden Teilen im Fall von Triebswerksdefekten oder die mechanische Festigkeit – der Fuß bodenplatten 7, der Deckenplatten 14 und weiterer zur Abschirmung dienender Bauteile gezielt optimiert werden.
Infolge der ober- und unterseitig vom geschützten Einbauraum 1 verlaufenden elektrisch leitfähigen Abschirmungen 20, 21 können äußere elektromagnetische Störfelder die im geschützten Einbauraum 1 verlaufenden elektrischen Leitungen 3, 4, 5 nicht störend beeinflussen. Auf den Querträgern des Fußbodengerüsts 2 sind mehrere, in einer Längsrichtung der CFK-Rumpfzellenstruktur verlaufende metallische, bevorzugt mit einem Aluminiumlegierungsmaterial gebildete Sitzschienen, von denen lediglich eine mit einer Bezugsziffer 22 versehen ist, angeordnet. Zwischen den im Wesentlichen parallel zueinander beabstandet verlaufenden Sitzschienen, die unter anderem zur Arretierung der Passagiersitze 15 dienen, sind die Fußbodenplatten 7 eingelegt und auf den darunter liegenden Querträgern befestigt. Die Sitzschienen 22 und die Querträger 8 verlaufen unter einem Winkel von etwa 90° zueinander und bilden gemeinsam das rasterförmige Fußbodengerüst zur Schaffung der erforderlichen Auflage für die Fußbodenplatten 7 und die Befestigung der Passagiersitze 15 im Passagierraum 16 des Flugzeugs. Gleichzeitig bildet dieses Raster für sich einen zumindest grobmaschigen Faradayschen Käfig.
Um eine möglichst effektive Abschirmwirkung des geschützten Einbauraums 1 zu erreichen, sind die Fußbodenplatten 7, die Deckenplatten 14, die Querträger 8 sowie die Sitzschienen 22 mittels geeigneter metallischer Befestigungselemente, insbesondere mit Schrauben, Nietverbindungen, Klemmverbindungen oder dergleichen, jeweils untereinander elektrisch leitend verbunden. Die genannten Bauteile können zusätzlich jeweils über Masseleitungen 23 mit einem zentralen Massesystem 24 des Flugzeugs verbunden sein. Weiterhin ist es möglich, die elektrisch leitfähigen Abschirmungen 20, 21 selbst als Rückleiter für die Leitungen 3, 4, 5 einzusetzen, um dem Erfordernis von separaten Rückleitungen für den Stromrückfluss zu entgehen.
Die 3 zeigt einen exemplarischen Querschnitt durch eine Fußbodenplatte zur Bildung einer Begrenzungsfläche des geschützten Einbauraums.
Eine Fußbodenplatte 25 weist einen Sandwichaufbau mit einer Kernstruktur 26 und beidseitig auf die Kernstruktur 26 aufgebrachten Deckschichten 27, 28 auf. Beide Deckschichten 27, 28 sind jeweils bevorzugt vollflächig mit einer elektrisch leitfähigen Abschirmung 29, 30 versehen. Die elektrisch leitfähige Abschirmung 29, 30 kann gegebenenfalls bereichsweise ausgebildet sein, örtlich unterschiedliche Materialstärken aufweisen sowie lokal mit verschiedenen Metallen oder Metalllegierungen gebildet sein. Beide Deckschichten 27, 28 können beispielsweise mit einem kohlefaserverstärkten Epoxidharz, einem glasfaserverstärkten Phenolharz oder anderen faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen gebildet sein. Die Kernstruktur 26 weist in der Regel eine honigwabenförmige geometrische Gestalt auf und ist mit einem Phenolharz getränkten Nomex^®-Papier gebildet, wobei die Längsachsen der Honigwabenzellen jeweils im Wesentlichen senkrecht zur Plattenoberfläche verlaufen. Alternativ können auch faserverstärkte thermoplastische Kunststoffe für die Herstellung der Deckschichten 27, 28 und/oder der Kernstruktur 26 Anwendung finden.
Zur Befestigung der Fußbodenplatte 25 auf einem Querträger 31 eines in der Darstellung der 3 nicht dargestellten Fußbodengerüstes dient beispielsweise eine zylindrische Befestigungsbohrung 32 mit einer kegelstumpfförmigen Ansenkung 33, in der eine metallische Befestigungsschraube 34 eingebracht ist, die mit einer Gewindebohrung 35 im Querträger 31 verschraubt ist. Im Bereich der kegelstumpfförmig ausgestalteten Ansenkung 33 ist zumindest die obere elektrisch leitfähige Abschirmung 29 "durchgewarzt", das heißt die Abschirmung 29 erstreckt sich bis in den Bereich der Ansenkung 33 hinein, bis unmittelbar an die zylindrische Befestigungsbohrung 32 heran. Infolge dieser Ausgestaltung wird ein durchgehend elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen der Abschirmung 29, der leitfähigen metallischen Befestigungsschraube 34 und dem gleichfalls bevorzugt elektrisch leitend ausgebildeten Querträger 31 geschaffen.
Durch diese im Wesentlichen in sich vollständig geschlossene Abschirmfläche des Einbauraums 1 wird dessen elektrische Abschirmwirkung weiter optimiert. An Stelle der metallischen Befestigungsschraube 34 können grundsätzlich Befestigungselemente aller Art, wie beispielsweise Niet- oder Klemmverbindungen, treten, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass ein möglichst durchgängiger Kontakt zwischen der Abschirmung der Fußbodenplatten 25 und den Querträgern 31 bzw. den Sitzschienenprofilen des Fußbodengerüstes entsteht. Der vorstehend detailliert geschilderte Aufbau der Fußbodenplatte 25 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau einer Deckenplatte, die für eine Deckenverkleidung des Frachtraums 12 Anwendung findet. Eine oder beide elektrisch leitfähig ausgebildeten Abschirmungen 29, 30 können bereichsweise oder vollflächig mit einer Isolationsschicht 36 versehen sein, um beispielsweise das vibrationsbedingte Durchscheuern von Kabelisolierungen der im geschützten Einbauraum 1 verlegten (vgl. 1, 2) elektrischen Leitungen 3, 4, 5 und hierdurch bedingte Kurzschlüsse zu verhindern.
Für den Fall, dass eine Kernstruktur 26 der bevorzugt als Sandwichplatte ausgestalteten Fußbodenplatte 25 elektrisch leitfähig ausgebildet wird, um eine innenliegende elektrisch leitfähige Abschirmung zu schaffen, sind in radialer Richtung aufspreizende Nieten zur Befestigung der Fußbodenplatte 25 auf dem Querträger 31 besonders gut geeignet, da durch das sich in radialer Richtung beim Setzvorgang aufweitende Niet ein elektrischer Kontakt zwischen der dann innenliegenden Abschirmung und dem gleichfalls elektrisch leitfähigen Querträger 31 geschaffen wird. Über die Fußbodenplatten und Deckenplatten hinaus können beliebige weitere Bauteile der Rumpfzellenstruktur des Flugzeugs mit einer entsprechend ausgestalteten elektrisch leitfähigen Abschirmung versehen werden, um den geschützten Einbauraum 1 zu bilden und/oder weiter zu ergänzen.
Der Einbauraum 1 kann – eine entsprechende geometrische Gestalt vorausgesetzt – abweichend vom beschriebenen Ausführungsbeispiel auch in anderen Bereichen des Flugzeugs, in denen ähnliche Abschirmprobleme auftreten, zum Einsatz kommen. Denkbar ist beispielsweise die Schaffung von derartigen Einbauräumen für Installationen in der so genannten "Crown Area" oberhalb der "Hatracks" im Bereich der Deckenverkleidung einer Passagierflugzeugkabine oder gegebenenfalls auch in Nasszellen, wie beispielsweise in Sanitär- oder Küchenmodulen.

1: Einbauraum
2: Fußbodengerüst
3: Leitung (elektrisch)
4: Leitung (elektrisch)
5: Leitung (elektrisch)
6: Begrenzungsfläche (oben)
7: Fußbodenplatte
8: Querträger
9: CFK-Rumpfzellenstruktur
10: Stützstange
11: Stützstange
12: Frachtraum
13: Begrenzungsfläche (unten)
14: Deckenplatte
15: Passagiersitz
16: Passagierraum
17: Zwickel
18: Zwickel
19: Ringspant
20: elektrisch leitfähige Abschirmung
21: elektrisch leitfähige Abschirmung
22: Sitzschiene
23: Masseleitung
24: zentrales Massesystem
25: Fußbodenplatte
26: Kernstruktur
27: Deckschicht
28: Deckschicht
29: elektrisch leitfähige Abschirmung
30: elektrisch leitfähige Abschirmung
31: Querträger
32: Befestigungsbohrung
33: Ansenkung
34: Befestigungsschraube
35: Gewindebohrung
36: Isolationsschicht

Claims

Abschirmanordnung, insbesondere zum Blitzschutz von elektrischen Leitungen (3, 4, 5) und Komponenten in Flugzeugen, mit einem insbesondere im Bereich eines Fußbodengerüstes (2) angeordneten geschützten Einbauraum (1) zur Aufnahme der Leitungen (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Begrenzungsfläche (6, 13) des Einbauraums (1) zumindest bereichsweise mit einer elektrisch leitfähigen Abschirmung (20, 21, 29, 30) versehen ist.
Abschirmanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Begrenzungsfläche (6, 13) eben und/oder mindestens in einer Richtung des Raumes gekrümmt ausgebildet ist.
Abschirmanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Begrenzungsfläche (6, 13) den geschützten Einbauraum (1) im Wesentlichen vollständig umschließt.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Leitfähigkeit der Abschirmung (20, 21, 29, 30) bereichsweise variiert.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung (20, 21, 29, 30) zumindest bereichsweise isoliert ist.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung (20, 21, 29, 30) mit einem zentralen Massesystem (24) des Flugzeugs verbunden ist.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung (20, 21, 29, 30) einen Rückleiter für elektrische Bordsysteme bildet.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die mindestens eine Begrenzungsfläche (6, 13) des Einbauraums (1) insbesondere mit einer Vielzahl von Fußbodenplatten (7, 25) und dass eine weitere Begrenzungsfläche (6, 13) des Einbauraums (1) insbesondere mit einer Vielzahl von Deckenplatten (14) gebildet ist.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußbodenplatten (7, 25) auf Querträgern (8, 31) des Fußbodengerüstes (2) und die Deckenplatten (14) unterhalb der Querträger (8, 31) mit Befestigungselementen, insbesondere mit elektrisch leitfähigen Befestigungsschrauben (34), fixiert sind.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußbodenplatten (7, 25) und/oder die Deckenplatten (14) als Sandwichplatten ausgestaltet sind, die insbesondere beidseitig und jeweils vollflächig mit der elektrisch leitfähigen Abschirmung (20, 21, 29, 30) versehen sind.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung (20, 21, 29, 30) mit einer metallischen Folie, einer metallischen Bedampfung, einer Metallisierung, einem metallischen Gewebe, einem metallischen Gelege, einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial oder einer beliebigen Kombination hiervon gebildet ist.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger (8, 31) mit einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere mit einem Aluminiumlegierungsmaterial und/oder mit einem CFK-Material gebildet sind.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Querträgern (8, 31) Sitzschienen (22) angeordnet sind, die mit einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere mit einem Aluminiumlegierungsmaterial und/oder mit einer Titanlegierung, gebildet sind.
Abschirmanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Abschirmung (20, 21, 29, 30) der Fußbo denplatten (7, 25) und der Deckenplatten (14) im Bereich von Befestigungsbohrungen (32) zumindest einseitig durchgewarzt ist, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Querträgern (8, 31), Fußbodenplatten (7, 25), Deckenplatten (14) und Sitzschienen (22) zu schaffen.