-
Die Erfindung betrifft einen Abweiser für ein Luftfahrzeug und ein Luftfahrzeug mit einem Abweiser.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Abühren 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.
-
In
US 2 573 207 A wird ein Abweiser zum Abführen von Fluiden aus einem Tank oder dergleichen gezeigt, wobei ein äußerer Flansch über einen Spindelmechanismus ausgefahren werden kann, so dass eine Öffnung zum Abweisen von Stoffen freigegeben wird.
-
US 2 247 406 A zeigt einen Kraftstoffabweiser für ein Flugzeug, der als längliches, rohrartiges Bauteil ausgeführt ist, welches über ein Zahngetriebe oder dergleichen ausgefahren werden kann, so dass eine Öffnung in ein Strömungsfeld um das Flugzeug herum ragt.
-
US 2 248 308 A zeigt ebenfalls einen Abweiser für Flüssigkeiten an einem Flugzeug, das ein Drehventil aufweist, an dem sich ein kurzes Rohrstück befindet. Durch Verdrehen dieses Drehventils kann der Abweiser geöffnet oder geschlossen werden. in geöffneter Position ragt das Rohrstück in die Strömung.
-
Schließlich zeigt auch
US 2 138 970 A einen Abweiser für Kraftstoff an Flugzeugen, bei dem magnetgesteuert eine aufgewickelte oder zusammengelegte Abführleitung mit einem Kraftstofftank verbunden wird und bei Verbindung über eine Flugzeugöffnung ins Freie gerät und an einem freien Ende Kraftstoff ablässt. Die Ablaufleitung kann zusätzlich durch einen kleinen Fallschirm weit aus dem Flugzeug herausgezogen werden.
-
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.
-
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.
-
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. Der Aktuator des erfindungsgemäßen Abweisers weist einen Kolben auf, der axial verschiebbar gelagert ist und dazu eingerichtet ist, durch das abzuführende Fluid zum Auslenken der Abführleitung bewegt zu werden.
-
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. Durch den axial verschiebbaren Kolben 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn der Schieber in mindestens einer parallel zur Längsachse des Kolbens verlaufenden Nut gleitend gelagert und dadurch verdrehsicher ist.
-
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.
-
Ebenso Verdrehsicherheit wird durch einen mit der Abführleitung gekoppelten Stützring erreicht, der verdrehsicher in der Buchse gleitend gelagert ist.
-
Die Aufgabe kann ferner durch ein Verfahren zum Ausleiten von Fluiden aus dem Inneren eines Luftfahrzeugs gelöst werden, 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 anschließend der Abweiser eingefahren und die Abdeckung geschlossen werden kann.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte. Es zeigen:
-
1a + b: Abweiser aus dem Stand der Technik, bestehend aus Leitblech und Rohr;
-
2a + b: Abweiser aus dem Stand der Technik mit ausgeschnittenem Leitblech;
-
3a + b: erfindungsgemäßer Abweiser mit schräg stehendem Leitblech;
-
4a + b: erfindungsgemäßer Abweiser mit integrierter Abdeckung und schräg stehendem Leitblech;
-
5a + b: erfindungsgemäßer Abweiser mit Abdeckung als Leitblech;
-
6a + b: erfindungsgemäßer Abweiser mit Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
-
7a + b: erfindungsgemäßer Abweiser mit Abdeckung als Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
-
8a–b: erfindungsgemäßer Abweiser mit Abdeckung als Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
-
9a + b: erfindungsgemäßer Abweiser mit Abdeckung als Leitblech in einer weiteren Ausführungsform;
-
10a + b: Aktuator zum Auslenken eines erfindungsgemäßen Abweisers;
-
11a + b: Detaildarstellung der Kolbenbaugruppe des Aktuators aus den 10a + b und
-
12a + b: schematische Ansicht einer Verdrehsicherung mit Hilfe eines Stützrings für den Aktuator aus 10a + b und
-
13: schematische Übersicht des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Abführleitung 30 und von dort – unterstützt durch eine nach außen wirkende Druckdifferenz – über die Austrittsöffnung 32 in die Umgebung.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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 Abführleitung 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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Bezugszeichenliste
-
- 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
