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Die
Erfindung betrifft einen Abweiser für ein Luftfahrzeug, eine Verwendung
eines Abweisers in einem Luftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Abführen von
Fluiden aus einem Luftfahrzeug in eine Umgebung des Luftfahrzeugs.
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Als
Abweiser werden im Folgenden Vorrichtungen und Vorkehrungen bezeichnet,
die zum Abführen
von Fluiden aus dem Inneren eines Luftfahrzeugs in die Umgebung
eingerichtet sind. Es ist bekannt, dass Fluide über einen Austritt eines Flugzeugs
freigesetzt werden können,
wobei ein solcher Austritt bündig
an der Außenhaut
des Luftfahrzeugs positioniert ist. Wahlweise kann der Austritt
durch einen Blindstopfen verschlossen werden, wobei der Blindstopfen
durch den Druck des austretenden Fluids herausgelöst werden
kann. Bei einem bündig
an der Außenhaut
angeordneten Austritt wird sich im Flug jedoch das abzuführende Fluid
an die Außenhaut
des Luftfahrzeugs anlegen und diese benetzen. Bei Struktur schädigenden
Fluiden, die eine besonders starke Verschmutzung, eine Brandgefahr
oder dergleichen hervorrufen, ist diese Art des Abführens von
Fluid nicht besonders vorteilhaft.
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Hierfür werden
im Stand der Technik sogenannten Drainage-Masten verwendet, die
jeweils als starre und permanent herausstehende Leitungen ausgeführt sind.
Die jeweilige Leitung ist vorzugsweise aerodynamisch verkleidet
und befindet sich so im Strömungsfeld
des Luftfahrzeugs, dass sich das freizusetzende Fluid nicht an die
Außenhaut
des Luftfahrzeugs anlegen kann.
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Es
existieren zusätzlich
Leitbleche entsprechend den 1 und 2, die starr schräg im Strömungsfeld des Luftfahrzeugs
angeordnet sind, durch die austretendes Fluid aus dem Strömungsfeld
abgelenkt wird, so dass verhindert wird, dass sich das Fluid an
die Außenstruktur
des Luftfahrzeugs anlegt.
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Das
Freisetzen von Struktur schädigenden gasförmigen Fluiden
wird bisher unterschiedlich gehandhabt. Auslässe von Klimaanlagen in Luftfahrzeugen
setzen Luft mit relativ geringer Temperaturerhöhung frei, so dass hierfür nur kleinere
Vorkehrungen erforderlich zum Schutz der Struktur erforderlich sind. Ölkühlerauslässe von
Hilfstriebwerken („APU”) setzten
ebenfalls nur Luft mit geringer Temperaturerhöhung frei. Hier reicht eine
Auslassöffnung
mit einer relativ kleinen Titanverkleidung aus. Abgase von Hilfstriebwerken
werden bei Flugzeugen bislang am Ende einer Heckspitze abgeführt, wobei
dies eine Position ist, in der das Abgas unter allen Wind- und Flugbedingungen
die Struktur oder Außenhaut
des Luftfahrzeugs nicht mehr in ausreichender Konzentration erreicht,
um die Außenhaut
des Flugzeugs aufzuheizen.
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Es
sind jedoch auch Abgasauslässe
bekannt, die innerhalb der aerodynamischen Verkleidung von Flugzeugflügeln angeordnet
sind. In diesem Bereich wird durch Wind und durch die aerodynamischen
Verhältnisse
im Flugbetrieb die sogenannte Abgasfahne des Hilfstriebwerks auf
die Struktur bzw. die Außenhaut
des Luftfahrzeugs gedrückt. Hier
existiert jedoch die Möglichkeit,
das Abgas durch Fremdluft zu kühlen,
wodurch ein Abweiser deutlich kleiner ausfallen oder sogar ganz
entfallen kann.
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Aufgrund
der Tatsache, dass verschiedene Fluidquellen existieren können, aus
denen Fluide abgeführt
werden müssen,
können
mehrere Abweiser an einem Luftfahrzeug notwendig sein. Verschiedene Systeme,
die Flüssigkeiten
drainieren, können
jedoch einfach gekoppelt werden. Auf diese Weise lassen sich Flüssigkeiten
aus verschiedenen Quellen mit lediglich einem Drainagemast drainieren.
Ein fest außen
stehender Drainagemast ist für
das Flugzeug wirtschaftlicher, wenn dieser Drainagemast zum Drainieren
verschiedener Quellen genutzt wird.
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Bekannte
Systeme zum Freisetzen von Gasen lassen sich jedoch nicht ohne weiteres
für andere Zwecke
einsetzen bzw. koppeln. Abzuführendes
Gas würde
ein der Kopplung dienendes Leitungsnetz fluten, was bei brennbaren
Gasen ein Risiko darstellen könnte.
Ist ferner ein Notfallsystem zum Abführen eines brennbaren Gases
am Luftfahrzeug integriert, welches nur selten oder nie gebraucht
wird, ist der dadurch hervorgerufene Strömungswiderstand von erheblicher
Bedeutung. Ohne einen in die Strömung ragenden
Abweiser würde
sich ein abzuführendes brennbares
Gas auf die Außenstruktur
des Luftfahrzeugs legen und in erhitzte Bereiche, etwa Triebwerke
oder dergleichen, geraten und damit die Sicherheit des Luftfahrzeugs
beeinträchtigen.
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Die
vorstehend beschriebenen Abweiser aus dem Stand der Technik weisen
eine Reihe von Nachteilen auf, von denen als besonders gravierend
das permanente Einragen des Abweisers in die das Luftfahrzeug umgebende
Strömung
anzusehen ist. Dadurch wird der Strömungswiderstand des Luftfahrzeugs
dauerhaft erhöht,
was aufgrund gegenteiliger Auslegungskriterien für Luftfahrzeuge nicht akzeptabel
ist. Weiterhin ist keiner der im Stand der Technik gezeigten Abweiser
speziell für
die Freisetzung von brennbaren Gasen in Notfällen konzipiert, die eine möglichst
geringe Erhöhung
des Strömungswiderstands
verursachen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist, einen Abweiser zum Abführen von
Fluiden aus einem Luftfahrzeug vorzuschlagen, der im Bedarfsfall
die abzuführenden
Fluide möglichst
sicher von der Außenstruktur
des Luftfahrzeugs wegführt,
ohne den Strömungswiderstand
des Luftfahrzeugs permanent zu erhöhen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Abweiser für
ein Luftfahrzeug, aufweisend eine Abführleitung zum Leiten eines
abzuführenden
Fluids aus dem Luftfahrzeug über
ein Austrittsende in eine Umgebung des Luftfahrzeugs, einen mit
der Abführleitung
gekoppelten Aktuator zum bedarfsweisen Auslenken der Abführleitung
in mindestens eine Aktivierungsstellung, wobei in der Aktivierungsstellung
das Austrittsende von einer Außenhaut
des Luftfahrzeugs beabstandet angeordnet ist und der Abweiser das
abzuführende
Fluid außerhalb
einer an der Außenhaut
anliegenden Strömungsgrenzschicht
ausleitet.
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Durch
die Kombination eines Aktuators und einer Abführleitung kann in der beschriebenen
Weise ein vorteilhafter Abweiser realisiert werden, der lediglich
im Bedarfsfall in eine sogenannte Aktivierungsstellung gebracht
werden kann, um dort möglichst
sicher das abzuführende
Fluid in die Umgebung des Luftfahrzeugs abzugeben. Bei dem Abgeben
bzw. Abführen
des Fluids wird durch die auslenkbare Abführleitung realisierbar, das
Fluid möglichst
weit von der Außenhaut
des Luftfahrzeugs auszuleiten. Dadurch kann sicher verhindert werden,
dass die mitunter gefährlichen
Fluide, wie beispielsweise brennbare Gase oder Flüssigkeiten,
in die unmittelbare Außenhautströmung des
Luftfahrzeugs geraten, um dort stromabwärts beispielsweise in erhitzte
Bereiche, Triebwerke oder dergleichen zu geraten. Der erfindungsgemäße Abweiser
ist dafür
auslenkbar, ausfahrbar bzw. verschwenkbar, so dass der Abweiser
in dem Normalfall innerhalb der Außenstruktur des Luftfahrzeugs
angeordnet ist. Durch diese Bauweise wird der Strömungswiderstand
des Luftfahrzeugs im Normalfall nicht erhöht. Bei Bedarf wird der Abweiser
automatisch oder vom Piloten aktiviert und fährt rasch aus der Struktur,
um das abzuführende
Fluid sicher freizusetzen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abweisers
ist die Abführleitung
in einer Grundstellung innerhalb einer Kontur des Luftfahrzeugs
unterhalb einer Abdeckung positioniert, die bündig mit der Kontur des Luftfahrzeugs
abschließt.
Dadurch wird eine aerodynamisch saubere Oberfläche des Luftfahrzeugs bereitgestellt,
durch die der zusätzliche
Strömungsverlust
durch den erfindungsgemäßen Abweiser
minimiert bzw. eliminiert wird.
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In
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abweisers
weist der Aktuator einen Kolben auf, der axial verschiebbar gelagert
ist und dazu eingerichtet ist, durch das abzuführende Fluid zum Auslenken
der Abführleitung
bewegt zu werden. Dadurch entfällt
insbesondere eine aktive Betätigung
des erfindungsgemäßen Abweisers
durch den Piloten, Bordpersonal oder eine aufwändige Detektiereinrichtung
mit Sensoren und elektronischen Steuergeräten, wodurch der erfindungsgemäße Abweiser
einfach, robust und zuverlässig ausgeführt werden
kann.
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Weiterhin
vorteilhaft ist, wenn der Kolben Vertiefungen aufweist, in denen
im Wesentlichen mindestens ein radial bewegbarer Schieber angeordnet
ist, der in mindestens einer korrespondierenden Vertiefung einer
den Kolben umgebenden Buchse bei Erreichen der Aktivierungsstellung
der Abführleitung
einrastet. Dies verursacht ein mechanisch einfaches Halten des erfindungsgemäßen Abweisers
zum Bereitstellen einer gleichbleibenden Position des Abweisers
mit konstanten Strömungseigenschaften
in der Umgebung bzw. in der Abführleitung.
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Bevorzugt
weist der Kolben mindestens eine Durchgangsöffnung auf, die derart positioniert
ist, dass der mindestens eine Schieber in der Grundstellung des Abweisers
die Durchgangsöffnung
verdeckt und in der Aktivierungsstellung die Durchgangsöffnung freigibt.
Dadurch kann die Freigabe des Fluids erst dann erfolgen, wenn der
Abweiser in der Aktivierungsstellung ist, so dass frühzeitiges
Abgeben des Fluids nicht zu einer Beeinträchtigung der Außenstruktur
des Luftfahrzeugs führt.
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Es
ist ferner besonders günstig,
dass der Aktuator reversibel ist, so dass sich die Abführleitung durch
den Aktuator in eine Grundstellung bringen lässt ist, wobei die Abdeckung
so mit dem Aktuator gekoppelt ist, dass sie sich bei in Grundstellung
befindlicher Abführleitung
in einer mit der Außenhaut bündigen Position
befindet. Dadurch kann die Erhöhung
des Strömungswiderstands
des Luftfahrzeugs nach Abführen
des Fluids wieder eliminiert werden.
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Besonders
bevorzugt weist der erfindungsgemäße Abweiser ein Leitblech auf,
um das abzuführende
Fluid so in das Strömungsfeld
abzuleiten, dass die Außenhaut
des Luftfahrzeugs nicht benetzt wird. Das Leitblech könnte beispielsweise
an der Abführleitung
angebracht werden, an einem separaten Bauteil oder es könnte auch
durch die Abdeckung realisiert sein, die dazu verschwenkbar gelagert
sein könnte.
Es sind jedoch auch andere Formen von aerodynamischen Vorkehrungen
denkbar, die das abzuführende
Fluid aus dem Strömungsfeld
leiten und unter den Begriff „Leitblech” fallen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Abweisers
ist die Abdeckung zum Freigeben einer Aufnahmeöffnung für die Abführleitung bewegbar gelagert.
Dies bedeutet, dass die Abdeckung keinen eigenen Aktuator oder eine mechanische
Kopplung mit dem Aktuator der Abführleitung benötigt, um
geöffnet
zu werden. Wird die Abführleitung
ausgefahren oder das abzuführende
Fluid abgeführt,
kann die Abdeckung durch ihre bewegbare Lagerung aufgeschwenkt oder
gänzlich
entfernt werden. Die Abdeckung kann dabei durch den Abweiser geführt werden,
beispielsweise in einer definierten Position einrasten oder aber
auch durch Winddruck unterstützt
geöffnet,
aufgehalten oder geschlossen werden. Weiterhin kann die Abdeckung auch
vollständig
herausgedrückt
werden, so dass sie verloren geht. Als Nebeneffekt würde die
fehlende Abdeckung Bodenpersonal anzeigen, dass der Abweiser aktiviert
wurde und ein Notfall in einem System vorlag.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Abweisers
ist die Abdeckung so ausgestaltet, dass sie in einer ausgelenkten
Position die Funktion eines Leitblechs übernimmt. Wird beispielsweise
die Abführleitung
ausgelenkt und die Abdeckung dabei aufgestoßen, könnte die Abdeckung so gestaltet
sein, dass sie bei vollständig
ausgelenkter Abführleitung
in einem entsprechenden Winkel angeordnet ist, dass sie aerodynamisch
vorteilhaft die Strömung
an der Außenhaut
des Luftfahrzeugs so an der Austrittsseite der Abführleitung
vorbeiströmen
lässt,
dass das abzuführende
Fluid nicht mehr in die Strömungsgrenzschicht
an der Außenhaut
des Luftfahrzeugs geraten kann.
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Die
Abdeckung kann in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abweisers ferner
Lüftungsschlitze
aufweisen, so dass sich keine explosiven Gase in der Grundstelle
der Abführleitung ansammeln
können.
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Es
ist ferner besonders bevorzugt, dass die Abdeckung zum Öffnen und/oder
Schließen
mit dem Aktuator gekoppelt ist, so dass ein Verlust der Abdeckung
durch Aufstoßen
vermieden werden kann und der erfindungsgemäße Abweiser bei wiederverschließbarer Abdeckung
den zusätzlichen
Luftwiderstand eliminiert.
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Schließlich ist
es auch vorteilhaft, wenn die Abführleitung mindestens ein Drehgelenk
aufweist und dazu eingerichtet ist, um die Drehachse in die Aktivierungsstellung
verschwenkt zu werden. Dadurch wird der notwendige Bauraum flacher
und der erfindungsgemäße Abweiser
ragt relativ wenig in den Innenraum des Luftfahrzeugs ein.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, wenn der Schieberin mindestens einer parallel zur
Längsachse
des Kolbens verlaufenden Nut gleitend gelagert und dadurch verdrehsicher
ist.
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Aus
dem gleichen Grund ist es vorteilhaft, wenn der erfindungsgemäße Abweiser
einen Stützring
mit einer Durchgangsöffnung
aufweist, in der die Abführleitung
verdrehsicher gleitend gelagert ist. Dies ist allerdings nur dann
besonders vorteilhaft, wenn die Abführleitung ausgefahren und nicht
ausgeschwenkt wird.
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Ebenso
Verdrehsicherheit wird durch einen mit der Abführleitung gekoppelten Stützring erreicht, der
verdrehsicher in der Buchse gleitend gelagert ist.
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Die
Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum Ausleiten von Fluiden
aus dem Inneren eines Luftfahrzeugs gelöst, aufweisend die Schritte: Öffnen einer
Abdeckung an der Außenstruktur
des Luftfahrzeugs, Ausfahren des Abweisers, Halten der Position des
Abweisers, Ablassen des Fluids ohne Benetzen der Luftfahrzeugaußenstruktur.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn anschließen der Abweiser eingefahren und
die Abdeckung geschlossen werden kann.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele
und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung
auch unabhängig
von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche
oder ähnliche
Objekte. Es zeigen:
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1a +
b: Abweiser aus dem Stand der Technik, bestehend aus Leitblech und
Rohr;
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2a +
b: Abweiser aus dem Stand der Technik mit ausgeschnittenem Leitblech;
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3a +
b: erfindungsgemäßer Abweiser mit
schräg
stehendem Leitblech;
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4a +
b: erfindungsgemäßer Abweiser mit
integrierter Abdeckung und schräg
stehendem Leitblech;
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5a +
b: erfindungsgemäßer Abweiser mit
Abdeckung als Leitblech;
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6a +
b: erfindungsgemäßer Abweiser mit
Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
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7a +
b: erfindungsgemäßer Abweiser mit
Abdeckung als Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
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8a–c: erfindungsgemäßer Abweiser
mit Abdeckung als Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
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9a +
b: erfindungsgemäßer Abweiser mit
Abdeckung als Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
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10a + b: Aktuator zum Auslenken eines erfindungsgemäßen Abweisers;
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11a + b: Detaildarstellung der Kolbenbaugruppe
des Aktuators aus den 10a +
b und
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12a + b: schematische Ansicht einer Verdrehsicherung
mit Hilfe eines Stützrings
für den Aktuator
aus 10a + b und
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13:
schematische Übersicht
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In
den 1a bis 2b wird
ein Abweiser 2 aus dem Stand der Technik gezeigt, der nicht
ausfahrbar ist. Dadurch verursacht der Abweiser 2 permanent
eine Erhöhung
des Strömungswiderstands des
Luftfahrzeugs. Der Abweiser 2 weist eine Abführleitung 4 auf,
an deren Austrittsende 6 ein zur nicht dargestellten Außenhaut
des Luftfahrzeugs schräg ausgerichtetes
Leitblech 8 angeordnet ist. Das abzuführende Fluid wird durch die
Abführleitung
zum Austrittsende 6 geleitet, von wo aus es in die Umgebung des
Luftfahrzeugs austreten kann. Verläuft die beim Flug des Luftfahrzeugs
anliegende Strömung
in der Zeichnungsebene von links nach rechts, wie durch die dazu
entgegengesetzte Flugrichtung 10 angedeutet, wird das aus
der Abführleitung 4 austretende Fluid
an seinem Austrittsende 6 von der Luftströmung erfasst
und vom Austrittsende 6 schräg weg geleitet, wobei das Fluid
durch das Leitblech 8 eine Geschwindigkeitskomponente parallel
zur Abführleitung 4 erhält.
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In
den 2a und 2b wird
ein weiterer Abweiser 12 aus dem Stand der Technik gezeigt,
bei dem jedoch ein Leitblech 14 mit einer Öffnung 16 an einer
Abführleitung 18 angeordnet
ist. Durch die Öffnung 16 wird
ein Teil der von in der Zeichnungsebene links kommenden Strömung über das
Leitblech 14 mit einer Geschwindigkeitskomponente parallel
zur Abführleitung
abgelenkt. Der übrige
Teil der Strömung
gerät durch
die Öffnung 16 und
verläuft
unterhalb des Leitblechs 14 um die Abführleitung 18 herum
im Wesentlichen ohne Richtungsänderung
weiter an der nicht dargestellten Außenstruktur des Luftfahrzeugs.
Dies hat zur Folge, dass ein aus dem Austrittsende 20 austretendes
Fluid von der Außenstruktur
des Luftfahrzeugs weg gelenkt wird, gleichzeitig jedoch der Abweiser 12 einen
etwas geringeren Luftwiderstand als der Abweiser aus den 1a und 1b aufweist.
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Zur übersichtlichen
Schilderung der verschiedenen Ausführungsbeispiele wird im folgenden jeweils
eine Ansicht mit eingefahrenem Abweiser in der sogenannten Grundstellung
und eine Ansicht mit ausgefahrenem Abweise in der sogenannten Aktivierungsstellung
gezeigt. Das Auslenken bzw. Aktivieren der Abweiser kann jeweils
durch einen Aktuator vollzogen werden, wobei die Aktuatoren in den grundlegenden
Darstellungen der einzelnen Ausführungsbeispiele
nicht gezeigt werden.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Abweisers 22 wird
in 3a gezeigt. An der Außenstruktur 24 des
Luftfahrzeugs befindet sich eine Öffnung 26, die durch
eine Abdeckung 28 verschlossen ist. Unterhalb der Abdeckung 28 und der Öffnung 26 befindet
sich eine Abführleitung 30, an
deren Austrittsende 32 ein Leitblech 34 angeordnet
ist. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Abweiser 22 ein
Gehäuse 36 auf,
das mehrere Funktionen erfüllt.
Zum einen wird die Öffnung 26 abgedichtet,
so dass bei deutlichen Druckunterschieden zwischen der Umgebung
und dem Innern des Luftfahrzeugs keine Luft aus dem Luftfahrzeug
ausströmt.
Zum anderen wird durch das geschlossene Gehäuse 36 ermöglicht,
einen Anschluss 38 für
abzuführendes
Fluid mit der Abführleitung 30 zu
verbinden. In das Gehäuse 36 strömendes Fluid
gerät in
die Abfuhrleitung 30 und von dort – unterstützt durch eine nach außen wirkende
Druckdifferenz – über die
Austrittsöffnung 32 in
die Umgebung.
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Bei
aktiviertem erfindungsgemäßen Abweiser 22,
wie in 3b gezeigt, wird das abzugebende Fluid
durch das Leitblech 34 aus der an der Außenstruktur 24 anliegenden
Strömungsgrenzschicht 40 getrieben,
so dass sich das Fluid nicht an die Außenstruktur 24 anlegen
kann und diese beschmutzen oder beschädigen kann. Die Auslenkung
der Abführleitung 30 geschieht
durch einen nicht näher
dargestellten Aktuator, dessen mögliche
Bauformen weiter nachfolgend nach den verschiedenen Ausführungsbeispielen
beschrieben werden. In dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel
befindet sich an der Abführleitung 30 unterhalb
des Leitblechs 34 ferner ein ringförmiger Anschlag 42,
der sich bei vollständig
aktiviertem erfindungsgemäßen Abweiser 22 mit
ausgefahrener Abführleitung 30 an
die Innenseite der Außenstruktur 24 des
Luftfahrzeugs anschmiegt. Der erfindungsgemäße Abweiser 22 erfährt dadurch
seine Aktivierungsstellung, in der ein weiteres Auslenken der Abführleitung 30 und
des Leitblechs 34 verhindert wird.
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In
den 4a und 4b wird
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Abweisers 44 gezeigt.
Der Abweiser 44 ist ähnlich
aufgebaut wie der Abweiser 22 aus den 3a und 3b,
jedoch ist hier nun ein Leitblech 46 an dem Austrittsende 48 der
Abführleitung 50 angeordnet, bei
dem gleichzeitig eine Abdeckung 52 integriert ist. Dadurch
kann die Abdeckung 52 bei Aktivieren des Abweisers 44 automatisch
entfernt werden und – falls gewünscht – optional
beim Zurückfahren
des erfindungsgemäßen Abweisers 44 wieder
geschlossen werden. Ein ringförmiger
Anschlag 54 könnte
sich ferner an die Außenstruktur 56 unterhalb
der Öffnung 58 anschmiegen,
wenn die Abführleitung 50 für einen ordnungsgemäßen Betrieb
des erfindungsgemäßen Abweisers 44 vollständig ausgefahren
ist, sofern keine alternativen Haltemittel zum Halten des Abweisers 44 in
ausgelenkter Form an dem Gehäuse 60 vorgesehen
sind.
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In 4b wird
der erfindungsgemäße Abweiser 44 in
der Aktivierungsstellung gezeigt, bei der das abzuführende Fluid über einen
Anschluss 62 an der Unterseite des Gehäuses 60 über die
Abführleitung 50 in
die Umgebung gelangt. Im Gegensatz dazu zeigt die 4a den
erfindungsgemäßen Abweiser 44 in
seiner Grundstellung.
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In
den 5a und 5b wird
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Abweisers 64 gezeigt,
der relativ einfach aufgebaut ist. Der erfindungsgemäße Abweiser 64 besteht
aus einer Abführleitung 66 und
einer Abdeckung 68, die an dem Austrittsende 70 der
Abführleitung 66 angeordnet
ist. An der Abführleitung 66 befindet
sich ein ringförmiger
Anschlag 72, der bei in Aktivierungsstellung befindlichem
Abweiser die Außenstruktur 74 des Luftfahrzeugs
berühren
könnte.
Die Abdeckung 68 wird in diesem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig
als Leitblech verwendet, das das aus der Abführleitung 66 strömende Fluid
möglichst
von der Außenstruktur 74 des
Luftfahrzeugs aus der Strömungsgrenzschicht 76 an
der Außenstruktur 74 des Luftfahrzeugs
wegtransportiert. Auch bei dem erfindungsgemäßen Abweiser 64 wie hier
gezeigt befindet sich ein Gehäuse 78 unterhalb
einer Öffnung 80, an
das sich ein Anschluss 82 für abzuführendes Fluid anschließt.
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Eine
weitere Abwandlung wird in den 6a und 6b gezeigt.
Dort weist ein erfindungsgemäßer Abweiser 84 eine
Abführleitung 86 auf,
die über ein
Drehgelenk 88 um eine Drehachse 90 verschwenkbar
gelagert ist. An dem Austrittsende 92 befindet sich ein
Leitblech 94. Ein Gehäuse 96 zum
Aufnehmen der Abführleitung 86 und
des Leitblechs 94 ist etwas größer ausgestaltet als in den
vorangehend dargestellten Ausführungsbeispielen.
Dies liegt daran, dass bei 90° verschwenkter
Abführleitung 86 ein größerer Bauraum
für den
erfindungsgemäßen Abweiser 84 beansprucht
wird, als bei lediglich vertikal verfahrbaren Abführleitungen.
Die Abdeckung 98 ist in der in 6a dargestellten
Grundstellung bündig in
einer Öffnung 100 der
Außenstruktur 102 des
Luftfahrzeugs positioniert und könnte
beispielsweise bei in der Aktivierungsstellung befindlicher Abfuhrleitung 86 weggedrückt bzw.
weggesprengt sein, wie in 6b gezeigt.
Dies ist dadurch von Vorteil, da die Abdeckung 100 dann
keinen eigenen Aktuator zum Auslenken bzw. Öffnen benötigt und es weiterhin für Bodenpersonal
bereits ein offensichtliches Indiz für einen Fehlerfall an Bord
des Luftfahrzeugs ist, wenn sie fehlt.
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Die 7a und 7b zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Abweisers 104, der prinzipiell dem erfindungsgemäßen Abweiser 84 aus
den 6a und 6b ähnelt. Der
Hauptunterschied liegt jedoch darin begründet, dass der Abweiser 104 kein
dediziertes Leitblech aufweist. Das Austrittsende 106 befindet
sich bei um 90° ausgeklappter
Abführleitung 108 offen
in der Strömung
an der Außenstruktur 110 des
Luftfahrzeugs, wobei jedoch die Abdeckung 112 um einen
Schwenkpunkt 114 verschwenkbar gelagert sein kann, so dass
die Abdeckung im ausgeklappten Zustand 112 als Leitblech dient,
wie in der in 7b ersichtlichen Aktivierungsstellung
gezeigt. Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Abweisers 104 liegt
darin, dass beispielsweise das Gehäuse 116 einen geringeren
Bauraum beansprucht als das in den 6a und 6b korrespondierende
Ausführungsbeispiel.
Die Abführleitung 108 weist
in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
weiterhin ebenfalls ein Drehgelenk 118 mit einem Drehpunkt 120 auf,
so dass die Abführleitung 108 in
die Umgebung aus der Öffnung 122 der
Außenstruktur 110 geschwenkt
werden kann.
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Die 8a–c zeigen
als weiteres Ausführungsbeispiel
einen erfindungsgemäßen Abweiser 124,
der eine Abführleitung 126 aufweist,
an der mindestens ein quer dazu angeordneter Bolzen 128 positioniert
ist, der beim Auslenken der Abführleitung 126 die
Abdeckung 130 um einen gewissen Betrag anhebt, bzw. verschwenkt.
Hierzu ist in der Abdeckung 130 ein Langloch 132 angeordnet,
durch das die Abführleitung 126 hindurch
gesteckt werden kann. Bevorzugt ist deshalb die Abdeckung 130 verschwenkbar
um einen stromaufwärts
gelegenen Schwenkpunkt 134 gelagert und dient bei ausgefahrener
Abführleitung 126 als
Leitblech. Der erfindungsgemäße Abweiser 124 weist
ebenso ein Gehäuse 136 auf,
welches über
einen Anschluss 138 für abzuführendes
Fluid verfügt.
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In
den 9a und 9b wird
ein weiter abgewandelter erfindungsgemäßer Abweiser 140 dargestellt,
bei dem eine Trennung von Funktionen zum Auslenken einer Abdeckung 142 durch
einen Kolben 144 oder dergleichen vollzogen wird, während die Abführleitung 146 davon
beabstandet in der Außenstruktur 148 des
Luftfahrzeugs angeordnet ist. Bei der in 9b ersichtlichen
Aktivierungsstellung ist die Abdeckung 142 geöffnet und
die stromaufwärts davon
austretenden Fluide werden wie auf einer Rampe von der Außenstruktur 148 des
Luftfahrzeugs weg gelenkt. Das Gehäuse 150 des Abweisers 140 ist
an der Weiterleitung von abzugebenden Fluiden an die Abführleitung 146 nicht
beteiligt.
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Die 10a und 10b stellen
analog zu dem Ausführungsbeispiel
aus den vorstehenden 3a und 3b einen
Abweiser 152 mit einem Aktuator 154 dar, der zum
Auslenken der Abführleitung 156 dient.
Es sei an dieser Stelle erwähnt,
dass der Aktuator 154 nicht auf das Ausführungsbeispiel der 3a und 3b beschränkt ist.
Vielmehr ist durch die ähnliche
Konstruktion der verschiedenen Ausführungsbeispiele denkbar, dass
der Aktuator 154 für
sämtliche
Ausführungsbeispiele
einsetzbar ist, so dass eine getrennte Vorstellung der abgewandelten
Abweiser und des Aktuators 154 als sinnvoll erachtet wird.
Lediglich zum besseren Verständnis
ist der Aktuator in den folgenden Figurenbeschreibungen auf ein
einzelnes Ausführungsbeispiel
bezogen.
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Der
Aktuator 154 weist einen Kolben 158 auf, der Durchgangsöffnungen 160 besitzt,
die in der in 10a gezeigten Grundstellung
durch Schieber 162 geschlossen sind. Durch Beaufschlagen
des Kolbens 158 mit Druck aus einem abzuführendem Fluid,
das an einem Anschluss 164 anliegt, bewegt sich der Kolben 158 in
Richtung zur Abdeckung 166 hin. Der Kolben 158 weist
in diesem Ausführungsbeispiel
zwei Schieber 162 auf, die bevorzugt federbelastet sind
und in Nuten des Kolbens 158 angeordnet sind. Diese Anordnung
aus Kolben 158 und Schiebern 162 wird im folgenden
auch als „Kolbenbaugruppe” bezeichnet.
Aufgrund der Federspannung bewegen sich die Schieber 162 bei
Entlastung radial nach außen.
Bei sich nach oben zur Abdeckung 166 hin bewegendem Kolben 158 rasten
die Schieber 162 in Nuten 168 der Buchse 170 ein
und halten die Abführleitung 156 in
dieser Position fest. Dadurch wird die in 10b gezeigte
Aktivierungsstellung erreicht, in der das abzuführende Fluid in die Umgebung
des Luftfahrzeugs abgegeben werden kann. Bei eingerasteten Schiebern 162 werden
die Durchgangsöffnungen 160 im
Kolben geöffnet,
wodurch das abzugebende Fluid durch den Kolben zur Austrittsöffnung der
Abführleitung 156 in
die Umgebung strömen
kann.
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In 11a und 11b wird
in einer schematischen Ansicht gezeigt, wie die Schieber 162 an dem
Kolben 158 angeordnet sind. Zwischen den Schiebern 162 befindet
sich beispielsweise eine Druckfeder 172, die in eingebautem
Zustand bei in der Buchse 170 befindlichem Kolben 158 stetig
unter Spannung steht. Dadurch werden die Schieber 162 bei
Erreichen der Nuten 168 nach außen gedrückt werden und rasten dort
ein bzw. kommen mit einer oberen Öffnungskante der Nuten 168 in
Anschlag. In der 11b wird ferner dargestellt,
dass die Anordnung von Schiebern 162 unter einer Deckplatte 174 verschraubt
werden kann. Dadurch kann verhindert werden, dass die Schieber 162 und/oder
die Druckfeder 172 aus ihren vorgesehenen Positionen herausspringen
oder fallen können
bzw. eine verbesserte Führung
der Schieber 162 realisiert werden kann.
-
In
der 12a wird weiterhin eine Verdrehsicherung
des Kolbens 158 bzw. der Abführleitung 156 mittels
einer Nutführung
vorgeschlagen. Die Verdrehsicherung wird dabei bevorzugt über einen
Stützring 176 realisiert,
der starr an der Abführleitung 156 montiert
ist. Die Baugruppe aus Abführleitung 156,
Kolbenbaugruppe und Stützring 176 kann
im folgenden aufgrund des rohrartigen Charakters auch „Rohrbaugruppe” genannt
werden. Die Buchse 170 hat in dem Bereich des Stützrings 176 zwei
Nuten 178, in denen der Stützring 176 verdrehsicher
geführt
wird. Damit lässt
sich sicherstellen, dass sich die Kolbenbaugruppe ausschließlich in
der gewünschten
Ausrichtung montieren lässt,
die dann auch Verdrehsicherheit gewährleistet. Die Verdrehsicherung über den Stützring 176 hat
weiterhin auch den Vorteil, dass keine zusätzlichen Leckstellen entstehen.
-
Für den Fall,
dass ein Stützring 180 aus 12b starr mit der Buchse 170 verbunden
ist und die Abführleitung 156 in
dem Stützring 180 läuft, ist die
Durchgangsöffnung
im Stützring,
durch die sich die Abführleitung 156 bewegt,
mit einer Nut 182 zu versehen. Die Abführleitung 156 hat
dann eine korrespondierend angeordnete Feder 184 und geht
mit der Nut 182 eine Feder-Nut-Verbindung ein. Auch diese Variante
garantiert eine sichere Montage, Verdrehsicherheit und keine zusätzlichen
Leckstellen.
-
Wahlweise
kann die Verdrehsicherung auch durch den Kolben 158 erfolgen,
wobei die Buchse 170 dann mit einer durchgehenden Nut parallel
zur Längsachse
der Kolbenbaugruppe zu versehen ist. In dieser Nut laufen der oder
die ein Schieber 162 zu jeder Kolbenposition. Um eine falsche
Montage der Rohrbaugruppe vorzubeugen, stehen die Schieber 162 immer
etwas über
den Durchmesser des Kolbens 158 hinaus, auch dann, wenn
die Schieber vollständig
eingefahren sind. Auch mit dieser Variante kann sichergestellt werden,
dass die Kolbenbaugruppe immer in der gewünschten Ausrichtung montiert ist,
was dann wiederum die Verdrehsicherheit gewährleistet.
-
Um
ein sicheres Einrasten der Schieber 162 zu gewährleisten,
kann vorzugsweise der zylindrische Bereich, in dem der Stützring 180 läuft, im Durchmesser
kleiner dimensioniert werden, als der Bereich, in dem sich der Kolben 158 bewegt.
Dieses Merkmal verhindert weiterhin das unbeabsichtigte Herausfallen
der Rohrbaugruppe.
-
Schließlich stellt 13 das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Ausleiten von Fluiden aus dem Inneren eines Luftfahrzeugs dar.
Nach dem Öffnen (186)
einer Abdeckung an der Außenstruktur
des Luftfahrzeugs erfolgt das Auslenken (188) des Abweisers,
das Halten (190) der Position des Abweisers und das Ablassen
(192) des Fluids ohne Benetzen der Luftfahrzeugaußenstruktur.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn anschließend der Abweiser zurückgelenkt (194)
und die Abdeckung geschlossen (196) werden kann.
-
Zusammenfassend
ist festzuhalten, dass der erfindungsgemäße Abweiser eine Reihe von
Vorteilen gegenüber
bekannten Abweisern aufweist. So ist der erfindungsgemäße Abweiser
dazu eingerichtet, nur in einem Notfall – d. h. bei dem Bedarf an abzuführenden
Fluiden – ausgefahren
und verwendet zu werden. Zu allen anderen Zeitpunkten befindet sich der
erfindungsgemäße Abweiser
innerhalb der Struktur des Luftfahrzeugs und verursacht keinen erhöhten Strömungswiderstand.
-
Ergänzend ist
darauf hinzuweisen, dass ”umfassend” keine
anderen Elemente oder Schritte ausschließt und ”eine” oder ”ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner
sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis
auf eines der obigen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen
oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden
können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen
sind nicht als Einschränkung
anzusehen.
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- 2
- Abweiser
(Stand der Technik, SdT)
- 4
- Abführleitung
(SdT)
- 6
- Austrittsende
(SdT)
- 8
- Leitblech
(SdT)
- 10
- Flugrichtung
(SdT)
- 12
- Abweiser
(SdT)
- 14
- Leitblech
(SdT)
- 16
- Öffnung (SdT)
- 18
- Abführleitung
(SdT)
- 20
- Austrittsende
(SdT)
- 22
- Abweiser
- 24
- Außenstruktur
- 26
- Öffnung
- 28
- Abdeckung
- 30
- Abführleitung
- 32
- Austrittsende
- 34
- Leitblech
- 36
- Gehäuse
- 38
- Anschluss
- 40
- Strömungsgrenzschicht
- 42
- Anschlag
- 44
- Abweiser
- 46
- Leitblech
- 48
- Austrittsende
- 50
- Abführleitung
- 52
- Abdeckung
- 54
- Anschlag
- 56
- Außenstruktur
- 58
- Öffnung
- 60
- Gehäuse
- 62
- Anschluss
- 64
- Abweiser
- 66
- Abführleitung
- 68
- Abdeckung
- 70
- Austrittsende
- 72
- Anschlag
- 74
- Außenstruktur
- 76
- Strömungsgrenzschicht
- 78
- Gehäuse
- 80
- Öffnung
- 82
- Anschluss
- 84
- Abweiser
- 86
- Abführleitung
- 88
- Drehgelenk
- 90
- Drehachse
- 92
- Austrittsende
- 94
- Leitblech
- 96
- Gehäuse
- 98
- Abdeckung
- 100
- Öffnung
- 102
- Außenstruktur
- 104
- Abweiser
- 106
- Austrittsende
- 108
- Abführleitung
- 110
- Außenstruktur
- 112
- Abdeckung
- 114
- Schwenkpunkt
- 116
- Gehäuse
- 118
- Drehgelenk
- 120
- Drehpunkt
- 122
- Öffnung
- 124
- Abweiser
- 126
- Abführleitung
- 128
- Bolzen
- 130
- Abdeckung
- 132
- Langloch
- 134
- Schwerpunkt
- 136
- Gehäuse
- 138
- Anschluss
- 140
- Abweiser
- 142
- Abdeckung
- 144
- Kolben
- 146
- Abführleitung
- 148
- Außenstruktur
- 150
- Gehäuse
- 152
- Abweiser
- 154
- Aktuator
- 156
- Abführleitung
- 158
- Kolben
- 160
- Durchgangsöffnung
- 162
- Schieber
- 164
- Anschluss
- 166
- Abdeckung
- 168
- Nut
- 170
- Buchse
- 172
- Druckfeder
- 174
- Deckplatte
- 176
- Stützring
- 178
- Nut
- 180
- Stützring
- 182
- Nut
- 184
- Feder