-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Notbelüftung
einer Flugzeugkabine im Fall eines Lecks im Bereich eines Luftmischers
der Flugzeugklimaanlage.
-
In
Verkehrsflugzeugen werden derzeit zur Klimatisierung der Flugzeugkabine üblicherweise
sogenannte luftgestützte Klimaanlagen eingesetzt. Die Flugzeugklimaanlage
dient der Kühlung der Flugzeugkabine, die sonst durch Wärmelasten,
wie z. B. Sonneneinstrahlung, Körperwärme der
Passagiere und Abwärme von an Bord des Flugzeugs vorhandenen
Geräten zu stark erwärmt würde. Darüber
hinaus führt die Flugzeugklimaanlage ausreichend Frischluft in
die Flugzeugkabine zu, um sicherzustellen, dass in der Flugzeugkabine
ein vorgeschriebener Mindestanteil an Sauerstoff vorhanden ist.
Schließlich dient die Flugzeugklimaanlage dazu, den Druck
in der Flugzeugkabine im Flugbetrieb des Flugzeugs ab einer bestimmten
Flughöhe auf einem gegenüber dem Umgebungsdruck
erhöhten Niveau zu halten.
-
Bei
einer beispielsweise aus der
DE 10 2006 016 541 A1 bekannten Flugzeugklimaanlage
wird heiße Prozessluft, die im Flugbetrieb des Flugzeugs von
den Flugzeugtriebwerken abgezapft wird, zwei unabhängig
voneinander betreibbaren Klimaaggregaten zugeführt. In
den Klimaaggregaten wird die mit einer hohen Temperatur und einem
hohen Druck zugeführte Prozessluft derart aufbereitet,
dass sie die Klimaaggregate als entspannte und gekühlte
Prozessluft verlässt. Die entspannte und gekühlte
Prozessluft wird als Frischluft einem Mischer zugeführt, in
dem sie mit aus der Flugzeugkabine abgeführter Rezirkulationsluft
vermischt wird. Die Rezirkulationsluft wird üblicherweise
von Rezirkulationsventilatoren aus der Flugzeugkabine in den Mischer
gefördert. Die in dem Mischer erzeugte Luftmischung aus Frischluft
und Rezirkulationsluft wird schließlich zur Belüftung
der Flugzeugkabine in die Flugzeugkabine geleitet.
-
Wenn
während des Fluges ein Defekt in der Flugzeugklimaanlage
auftritt, der bewirkt, dass die Flugzeugkabine nicht mehr mit ausreichend
Frischluft versorgt werden kann, so sinkt das Flugzeug auf eine
sichere Flughöhe, in der es nicht länger erforderlich
ist, den Druck in der Flugzeugkabine auf einem gegenüber
dem Umgebungsdruck erhöhten Niveau zu halten, und fliegt
unbedruckt zum Zielflughafen bzw. zu einem nähergelegenen
Flugfeld. Um für diesen Zeitraum die notwendige Atemluft
für die Passagiere bereitzustellen, ist es bekannt, Flugzeuge
mit einem bzw. mehreren Notstaulufteinlässen zu versehen.
Durch eine entsprechende Steuerung von die Notstaulufteinlässe
im Normalbetrieb des Flugzeugs verschließenden Notstaulufteinlassklappen,
kann dafür gesorgt werden, dass über die Notstaulufteinlässe Stauluft
aus der Flugzeugumgebung zugeführt und als Frischluft in
den Mischer der Flugzeugklimaanlage eingespeist wird.
-
Als
besonders problematisch ist ein Fehlerfall einzustufen, bei dem
im Bereich des Mischers der Flugzeugklimaanlage, beispielsweise
durch abgetrennte Rotorteile oder dergleichen, ein Leck erzeugt wird.
Bei einer Leckage im Bereich des Mischers entweicht Luft aus dem
Mischer in einen zu dem Mischer benachbarten Flugzeugbereich. Infolge
dessen kommt es zu einem Druckabfall im Mischer, so dass nicht länger
ausreichend Luft aus dem Mischer in die Flugzeugkabine gedrückt
werden kann. Durch den Druckabfall im Mischer steigt der Luftmassenstrom aus
den Klimaaggregaten aufgrund des wegfallenden Mischergegendrucks
kurzeitig rapide an. Daraufhin verringert die Steuerung der Klimaaggregate
den Luftmassenstrom aus den Klimaaggregaten, wodurch der Mischerdruck
weiter abfällt. Ferner bewirkt der Druckabfall im Mischer,
dass die Rezirkulationsventilatoren Luft aus dem Mischer statt aus
der Flugzeugkabine saugen. Folglich entsteht ein Kurzschluss im
Rezirkulationsluftsystem, der dazu führt, dass auch der
Rezirkulationsluftstrom zusammenbricht. Im Fehlerfall einer Leckage
im Bereich des Mischers wird somit weder ausreichend Frischluft aus
den Klimaaggregaten noch ausreichend Rezirkulationsluft in die Flugzeugkabine
geleitet.
-
Die
Frischluftzufuhr über die Notstaulufteinlässe
kann bei einer Leckage im Bereich des Mischers ebenfalls keine ausreichende
Frischluftversorgung der Flugzeugkabine gewährleisten,
da die über die Notstaulufteinlässe zugeführte
Frischluft über den Mischer in der Kabine verteilt wird.
Folglich entweicht auch die über die Notstaulufteinlässe
zugeführte Frischluft ungenutzt in die Umgebung des Mischers
im Unterflurbereich des Flugszeugs. Ein Leck im Bereich des Mischers
der Flugzeugklimaanlage kann somit dazu führen, dass insbesondere
in Flugzeugen, bei denen kein Cockpit- oder Kabinenfenster geöffnet
werden kann, der CO2-Anteil in der Kabinenluft
auf ein gesundheitsschädliches Niveau steigt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System
zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine bereitzustellen,
die auch im Fall eines Lecks im Bereich eines Luftmischers der Flugzeugklimaanlage
eine ausreichende Versorgung der Flugzeugkabine mit Frischluft gewährleisten.
-
Zur
Lösung dieser Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine in einem
ersten Schritt das Vorhandensein eines Lecks im Bereich eines Luftmischers
einer Flugzeugklimaanlage erfasst. Das im Bereich des Luftmischers
der Flugzeugklimaanlage vorhandene Leck kann beispielsweise ein
durch ein abgetrenntes Rotorteil oder dergleichen verursachtes Leck
sein. Die Leckerfassung bzw. Leckerkennung kann beispielsweise von
einer elektronischen Steuereinheit anhand von Signalen durchgeführt werden,
die der elektronischen Steuereinheit von ohnehin in der Flugzeugklimaanlage
vorgesehenen Sensoren übermittelt werden. Die Sensoren
können beispielsweise in verschiedenen Bereichen der Flugzeugklimaanlage
angeordnete Drucksensoren sein, so dass die elektronische Steuereinheit
ein im Bereich des Luftmischers der Flugzeugklimaanlage vorhandenes
Leck anhand der für einen derartigen Fehlerfall charakteristischen
Druckentwicklungen in den verschiedenen Bereichen der Flugzeugklimaanlage erkennen
kann. Zusätzlich oder alternativ dazu können die
Sensoren, deren Signale zur Erkennung eines Lecks im Bereich des
Luftmischers der Flugzeugklimaanlage genutzt werden können,
Sensoren sein, die einen Frischluftmassenstrom von einem Klimaaggregat
der Flugzeugklimaanlage zu dem Luftmischer, einen Rezirkulationsluftmassenstrom und/oder
einen von dem Luftmischer in die Flugzeugkabine geleiteten Mischluftmassenstrom
messen.
-
Wie
oben erläutert, entweicht beim Vorliegen eines Lecks im
Bereich des Luftmischers der Flugzeugklimaanlage Luft aus dem Mischer
in einen zu dem Mischer benachbarten Flugzeugbereich. Wenn sich
der Luftmischer der Flugzeugklimaanlage, wie es in modernen Verkehrsflugzeugen
allgemein üblich ist, im Unterflurbereich des Flugzeugs
befindet, entweicht die Luft folglich aus dem Mischer in einen den Mischer
umgebenden Abschnitt des Flugzeugunterflurbereichs und wird nicht
länger der Flugzeugkabine zugeführt. Bei dem erfindungsgemäßen
Notbelüftungsverfahren wird daher eine Notluftklappe, die
in einer geschlossenen Stellung einen Luftaustausch zwischen dem
zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich und der Flugzeugkabine
verhindert, in eine geöffnete Stellung gesteuert. Die Notluftklappe
kann mit Hilfe der elektronischen Steuereinheit gesteuert werden,
die auch die Erkennung der Leckage im Bereich des Luftmischers übernimmt.
Dies kann beispielsweise die zentrale Steuereinheit der Flugzeugklimaanlage
sein. Alternativ dazu können für die Leckerkennung
und die Steuerung der Notluftklappe jedoch auch separate elektronische
Steuereinheiten vorgesehen sein.
-
Ferner
wird Luft aus dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich
durch die geöffnete Notluftklappe in die Flugzeugkabine
gefördert. Mit anderen Worten, bei dem erfindungsgemäßen
Notbelüftungsverfahren wird dafür gesorgt, dass
die aus dem Luftmischer der Flugzeugklimaanlage entweichende Luft
nicht ungenutzt bleibt, sondern über die Notluftklappe
ihrem ursprünglichen Bestimmungsort, der Flugzeugkabine,
zugeführt wird. Durch das erfindungsgemäße
Notbelüftungsverfahren kann somit selbst in Flugzeugen,
bei denen kein Cockpit- oder Kabinenfenster geöffnet werden
kann, auch beim Vorliegen eines Lecks im Bereich des Luftmischers der
Flugzeugklimaanlage eine ausreichende Versorgung der Flugzeugkabine
mit Frischluft gewährleistet werden. Ferner wird bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren zur Notbelüftung
einer Flugzeugkabine die gewünschte Förderung
von Luft aus dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich
in die Flugzeugkabine selbst durch eine Beschädigung der Flugzeugaußenhaut
in der Umgebung des Luftmischers nicht beeinträchtigt,
da im Flugbetrieb des Flugzeugs der Außendruck auf die
beschädigte Flugzeugaußenhaut so hoch ist, dass
keine Luft aus dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich in
die Flugzeugumgebung austritt.
-
Grundsätzlich
kann die Luft, die aufgrund eines Lecks im Bereich des Luftmischers
aus dem Luftmischer in den zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich
entweicht, durch jede beliebige geeignete Fördereinrichtung
aus dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich in die Flugzeugkabine
gefördert werden. Beispielsweise kann in dem zu dem Luftmischer
benachbarten Flugzeugbereich ein Ventilator oder ein Gebläse
vorgesehen sein, der/das im Bedarfsfall dazu dienen kann, Luft aus
dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich durch die geöffnete
Notluftklappe in die Flugzeugkabine zu fördern. Die Fördereinrichtung kann
mit Hilfe der Steuereinrichtung gesteuert werden, die auch die Leckerkennung
im Bereich des Luftmischers und/oder die Steuerung der Notluftklappe übernimmt.
Alternativ dazu kann jedoch auch eine separate Steuereinrichtung
zur Steuerung der Fördereinrichtung vorgesehen sein.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Notbelüftungsverfahrens wird jedoch ein Luftauslassventil
eines Flugzeugkabinendruckregelsystems derart in eine geöffnete
Stellung gesteuert, dass in einem zu dem Luftauslassventil benachbarten
Bereich des Flugzeugs ein Druck erzeugt wird, der geringer ist als
der Druck in dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich. Dies
ist beispielsweise in einem Betriebszustand des Luftauslassventils
möglich, in dem das in Form einer Klappe ausgebildete Luftauslassventil
50% geöffnet ist. Beispielsweise kann bei einer Reisegeschwindigkeit
des Flugzeugs von 0,5 Mach in einem Flugzeugbereich, der zu einem
mit einer Klappenöffnung von 50% geöffneten Luftauslassventil
benachbart ist, ein Unterdruck von –0,1 cp relativ zum
Flugzeugumgebungsdruck erzeugt werden. Falls das Flugzeugkabinendruckregelsystem
des Flugzeugs mehrere Luftauslassventile umfasst, wird bei dem erfindungsgemäßen
Notbelüftungsverfahren vorzugsweise ein Luftauslassventil
geöffnet, das in einem hinteren Rumpfbereich des Flugzeugs
angeordnet ist.
-
Da
der zu dem Luftauslassventil des Flugzeugkabinendruckregelsystems
benachbarte Flugzeugbereich üblicherweise von dem den Luftmischer umgebenden
Flugzeugbereich getrennt ist, ermöglicht die gezielte Einstellung
eines Unterdrucks in dem zu dem Luftauslassventil benachbarten Flugzeugbereich
durch eine entsprechende Steuerung des Öffnungszustands
des Luftauslassventils die Erzeugung einer unterdruckgetriebenen
Luftströmung aus dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich
in die Flugzeugkabine. Nach dem Durchströmen der Flugzeugkabine
wird die Luft schließlich aus der Flugzeugkabine in den
zu dem Luftauslassventil benachbarten Flugzeugbereich gesaugt und
durch das geöffnete Luftauslassventil in die Flugzeugumgebung
abgeführt. Die Luftströmung aus der Flugzeugkabine
in den zu dem Luftauslassventil benachbarten Flugzeugbereich kann
beispielsweise durch Luftauslassöffnungen erfolgen, die
in einem die Flugzeugkabine vom Unterflurbereich des Flugzeugs trennenden
Boden und/oder Seitenwänden der Flugzeugkabine ausgebildet
sind. Das Luftauslassventil des Flugzeugkabinendruckregelsystems
kann mit Hilfe der Steuereinheit gesteuert werden, die auch zur
Erkennung des Lecks im Bereich des Luftmischers der Flugzeugklimaanlage
und/oder zur Steuerung der Notluftklappe genutzt wird. Alternativ
dazu kann jedoch auch eine separate elektronische Steuereinheit
oder eine elektronische Steuereinheit des Flugzeugkabinendruckregelsystems
in das erfindungsgemäße Verfahren zur Notbelüftung einer
Flugzeugkabine einbezogen und zur Steuerung des Luftauslassventils
genutzt werden.
-
Die
unterdruckgetriebene Förderung von Luft aus dem den Luftmischer
umgebenden Flugzeugbereich in die Flugzeugkabine durch eine entsprechende
Steuerung des Luftauslassventils des Flugzeugkabinendruckregelsystems
ermöglicht den Verzicht auf eine separate Fördereinrichtung.
Dadurch können Gewichts- und Einbauraumersparnisse realisiert
werden. Ferner wird die Zuverlässigkeit des Notbelüftungssystems
erhöht, da ausgeschlossen werden kann, dass in einem Fehlerfall
auch die separate Fördereinrichtung beschädigt
wird und folglich nicht mehr betriebsbereit ist.
-
Wenn
ein Klimaaggregat der Flugzeugklimaanlage von dem beispielsweise
durch ein abgetrenntes Rotorteil verursachten Defekt nicht betroffen
und daher noch betriebsbereit ist, wird das Klimaaggregat vorzugsweise
derart gesteuert, dass von dem Klimaaggregat ein maximaler Luftmassenstrom
erzeugt und dem Luftmischer zugeführt wird. Falls beide
Klimaaggregate der Flugzeugklimaanlage noch betriebsbereit sind,
werden vorzugsweise beide Klimaaggregate so gesteuert, dass sie
einen maximalen Luftmassenstrom erzeugen und dem Luftmischer zuführen.
Dadurch wird sichergestellt, dass im Luftmischer und insbesondere
in dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich ausreichend
Luft zur Zufuhr in die Flugzeugkabine vorhanden ist.
-
Ferner
kann eine Notstaulufteinlassklappe in eine geöffnete Stellung
gesteuert werden, so dass dem Luftmischer durch einen Notstaulufteinlass Flugzeugumgebungsluft
zuführbar ist. Falls mehrere Notstaulufteinlässe
vorhanden sind, werden vorzugsweise alle Notstaulufteinlassklappen
in ihre geöffnete Stellung gesteuert. Die Zufuhr von Flugzeugumgebungsluft
in den Luftmischer über einen Notstaulufteinlass ist besonders
wichtig, wenn beide Klimaaggregate der Flugzeugklimaanlage ausgefallen
sind. Eine Umgebungsluftzufuhr über einen Notstaulufteinlass
ist jedoch auch im betriebsbereiten Zustand der Klimaaggregate der
Flugzeugklimaanlage denkbar, beispielsweise um für eine
zusätzliche Luftzufuhr in den Luftmischer und insbesondere
in den zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich zu sorgen.
Die Steuerung der Klimaaggregate der Flugzeugklimaanlage und der
Notstaulufteinlassklappe des Notstaulufteinlasses kann mit Hilfe
der Steuereinheit erfolgen, die auch zur Erkennung des Lecks im
Bereich des Luftmischers und/oder zur Steuerung der Notluftklappe
genutzt wird. Alternativ dazu kann der Betrieb der Klimaaggregate
und der Notstaulufteinlassklappe jedoch auch durch (eine) separate Steuereinheit(en)
gesteuert werden.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine werden
ferner die Rezirkulationsventilatoren der Flugzeugklimaanlage derart
gesteuert, dass ihr Betrieb unterbrochen wird. Dadurch kann der
Druck im Bereich des Luftmischers, der der Zufuhr von Luft aus den
Klimaaggregaten und dem Notstaulufteinlass in den Luftmischer entgegenwirkt, verringert
werden. Ferner wird verhindert, dass die Rezirkulationsventilatoren
beim Vorliegen entsprechender Druckverhältnisse Luft aus
dem Luftmischer saugen. Die Rezirkulationsventilatoren können
mit Hilfe der elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, die
auch die Leckerkennung im Bereich des Luftmischers und/oder die
Steuerung der Notluftklappe übernimmt. Alternativ dazu
kann der Betrieb der Rezirkulationsventilatoren jedoch auch von
einer separaten Steuereinheit gesteuert werden.
-
Vorzugsweise
ist die Notluftklappe in einem Kabinenverkleidungspaneel angeordnet
oder durch ein Kabinenverkleidungspaneel gebildet. Das Kabinenverkleidungspaneel
kann beispielsweise ein Dado-Paneels der Flugzeugkabinenverkleidung
sein. Selbstverständlich kann auch eine Mehrzahl von Notluftklappen
vorgesehen sein. Beispielsweise können ein Teil der oder
alle Dado-Paneele der Flugzeugkabinenverkleidung als Notluftklappen
ausgebildet sein. Die Dado-Paneele können beispielsweise
beweglich angeordnet sein, so dass sie in einer geschlossenen Stellung
einen Luftaustausch zwischen dem zu dem Luftmischer benachbarten
Flugzeugbereich und der Flugzeugkabine verhindern und in einer geöffneten
Stellung die Zufuhr von Luft aus dem zu dem Luftmischer benachbarten
Flugzeugbereich in die Flugzeugkabine ermöglichen.
-
Ein
erfindungsgemäßes System zur Notbelüftung
einer Flugzeugkabine umfasst eine elektronische Steuereinheit, die
dazu eingerichtet ist, ein Leck im Bereich eines Luftmischers einer
Flugzeugklimaanlage zu erkennen und eine Notluftklappe, die in einer
geschlossenen Stellung einen Luftaustausch zwischen einem zu dem
Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich und der Flugzeugkabine
verhindert, in eine geöffneten Stellung zu steuern. Ferner
umfasst das erfindungsgemäße Notbelüftungssystem
eine Einrichtung zur Förderung von Luft aus dem zu dem Luftmischer
benachbarten Flugzeugbereich durch die geöffnete Notluftklappe
in die Flugzeugkabine. Durch das erfindungsgemäße
Notbelüftungssystem kann selbst in einem Fehlerfall, bei
dem der Luftmischer der Flugzeugklimaanlage beschädigt
ist, so dass Luft aus dem Luftmischer in den zu dem Luftmischer
benachbarten Flugzeugbereich austritt, eine ordnungsgemäße
Belüftung der Flugzeugkabine gewährleistet werden.
-
Vorzugsweise
umfasst die Einrichtung zur Förderung von Luft aus dem
zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich in die Flugzeugkabine ein
Luftauslassventil eines Flugzeugkabinendruckregelsystems, das dazu
eingerichtet ist, derart in eine geöffnete Stellung gesteuert
zu werden, dass in einem zu dem Luftauslassventil benachbarten Bereich des
Flugzeugs ein Druck erzeugt wird, der geringer ist als der Druck
in dem zu dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich. Da der zu
dem Luftauslassventil benachbarte Bereich des Flugzeugs von dem zu
dem Luftmischer benachbarten Flugzeugbereich getrennt ist, kann
durch eine entsprechende Öffnung des Luftauslassventils
eine unterdruckgetriebene Luftströmung aus dem zu dem Luftmischer
benachbarten Flugzeugbereich über die Flugzeugkabine in den
zu dem Luftauslassventil benachbarten Flugzeugbereich erzeugt werden.
Auf die Bereitstellung einer separaten Fördereinrichtung
zur Förderung von Luft aus dem zu dem Luftmischer benachbarten
Flugzeugbereich in die Flugzeugkabine kann somit verzichtet werden.
-
Das
erfindungsgemäße Notbelüftungssystem
kann ferner eine elektronische Steuereinheit umfassen, die dazu
eingerichtet ist, ein Klimaaggregat der Flugzeugkabine derart zu
steuern, dass von dem Klimaaggregat ein maximaler Luftmassenstrom
erzeugt und dem Luftmischer zugeführt wird. Falls beide
Klimaaggregate der Flugzeugklimaanlage noch betriebsbereit sind,
ist die elektronische Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet,
beide Klimaaggregate derart zu steuern, dass von den Klimaaggregaten
ein maximaler Luftmassenstrom erzeugt und dem Luftmischer zugeführt
wird.
-
Ferner
kann das erfindungsgemäße Notbelüftungssystem
eine elektronische Steuereinheit umfassen, die dazu eingerichtet
ist, eine Notstaulufteinlassklappe in eine geöffnete Stellung
zu steuern, so dass dem Luftmischer durch einen Notstaulufteinlass Flugzeugumgebungsluft
zuführbar ist.
-
Ferner
kann eine elektronische Steuereinheit vorgesehen sein, die dazu
eingerichtet ist, Rezirkulationsventilatoren der Flugzeugklimaanlage
derart zu steuern, dass ihr Betrieb unterbrochen wird.
-
Die
elektronische Steuereinheit des erfindungsgemäßen
Notbelüftungssystems, die dazu dient, ein im Bereich des
Luftmischers vorhandenes Leck zu erkennen und/oder die Notluftklappe
zu steuern, kann auch zur Steuerung des Klimaaggregats/der Klimaaggregate
der Flugzeugklimaanlage, der Notstaulufteinlassklappe und/oder der
Rezirkulationsventilatoren herangezogen werden. Beispielsweise kann
diese elektronische Steuereinheit die zentrale Steuereinheit der
Flugzeugklimaanlage sein. Falls gewünscht oder erforderlich,
können jedoch auch separate elektronische Steuereinheiten zur
Leckerkennung, zur Steuerung der Notluftklappe, zur Steuerung des
Klimaaggregats/der Klimaaggregate, zur Steuerung der Notstaulufteinlassklappe und/oder
zur Steuerung der Rezirkulationsventilatoren eingesetzt werden.
Ferner kann die Steuerung des Luftauslassventils des Flugzeugkabinendruckregelsystems
von der elektronischen Steuereinheit übernommen werden,
die auch dazu dient, ein im Bereich des Luftmischers vorhandenes
Leck zu erkennen und/oder die Notluftklappe zu steuern. Alternativ dazu
kann jedoch auch eine separate elektronische Steuereinheit oder
eine elektronische Steuereinheit des Flugzeugkabinendruckregelsystems
Teil des erfindungsgemäßen Notbelüftungssystems
sein.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Systems zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine ist die Notluftklappe
in einem Kabinenverkleidungspaneel angeordnet oder durch ein Kabinenverkleidungspaneel
gebildet. Das Kabinenverkleidungspaneel kann beispielsweise ein
Dado-Paneel der Flugzeugkabinenverkleidung sein.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand
der beigefügten schematischen Zeichnungen näher
erläutert, von denen
-
1 eine Übersichtsdarstellung
eines Systems zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine zeigt, und
-
2a und 2b in
einem Notbelüftungssystem gemäß 1 als
Notluftklappen eingesetzte Dado-Paneele einer Flugzeugkabinenverkleidung zeigen.
-
1 zeigt
ein System 10 zur Notbelüftung einer Flugzeugkabine 12.
Unter dem Begriff Flugzeugkabine 12 sind hier alle im Normalbetrieb
eines Flugzeugs zu belüftende Bereiche des Flugzeugs, wie
beispielsweise ein Cockpit, eine Passagierkabine, Crewbereiche und
zu belüftende Frachträume zu verstehen. Das Notbelüftungssystem 10 umfasst eine
elektronische Steuereinheit 14, die Signale von einer Mehrzahl
von im Bereich einer Flugzeugklimaanlage 16 angeordneten
Sensoren 18 empfängt. Die Sensoren 18 dienen
dazu, den Druck und die Luftmassenströme in verschiedenen
Bereichen der Flugzeugklimaanlage 16 zu messen.
-
Die
Flugzeugklimaanlage 16 umfasst zwei unabhängig
voneinander betreibbare Klimaaggregate 20, 22.
In den Klimaaggregaten 20, 22 wird den Klimaaggregaten 20, 22 von
den Triebwerken des Flugzeugs zugeführte heiße
Zapfluft derart aufbereitet, dass sie die Klimaaggregate 20, 22 als
entspannte und gekühlte Prozessluft verlässt.
Die entspannte und gekühlte Prozessluft wird als Frischluft
einem zentralen Mischer 24 zugeführt. In dem Mischer 24 wird
die Frischluft aus den Klimaaggregaten 20, 22 mit
Rezirkulationsluft vermischt, die Rezirkulationsventilatoren 26, 28 aus
der Flugzeugkabine 12 in den Mischer 24 fördern.
Die in dem Mischer 24 erzeugte Luftmischung aus Frischluft
und Rezirkulationsluft wird schließlich über ein
in 1 nicht veranschaulichtes Luftverteilungssystem
in die Flugzeugkabine 12 geleitet.
-
Der
Mischer 24 der Flugzeugklimaanlage 16 steht ferner
mit einem Notstaulufteinlass 30 in Verbindung. Im Normalbetrieb
des Flugzeugs ist der Notstaulufteinlass 30 durch eine
im Bereich der Flugzeugaußenhaut angeordnete Notstaulufteinlassklappe 32 verschlossen.
Bei geöffneter Notstaulufteinlassklappe 32 kann
Stauluft aus der Flugzeugumgebung durch den Notstaulufteinlass 30 in
den Mischer 24 der Flugzeugklimaanlage 16 geleitet
werden. Der Betrieb der Notstaulufteinlassklappe 32 wird
von der elektronischen Steuereinheit 14 gesteuert.
-
Ferner
sind in 1 ein erstes und ein zweites
Luftauslassventil 34, 36 eines Flugzeugkabinendruckregelsystems
veranschaulicht. Im Normalbetrieb des Flugzeugs dienen die Luftauslassventile 34, 36 dazu,
bei sinkender Flughöhe des Flugzeugs für einen
Druckausgleich zwischen der Flugzeugumgebung und einem Flugzeugbereich
zu sorgen, der ab einer gewissen Flughöhe des Flugzeugs
unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten
Druck gehalten wird. Die Luftströmung aus der Flugzeugkabine 12 in
Richtung des zweiten Luftauslassventils 36 erfolgt durch
Luftauslassöffnungen 44, die in einem die Flugzeugkabine 12 vom
Unterflurbereich des Flugzeuges trennenden Boden 46 ausgebildet
sind. Das erste Luftauslassventil 34 ist in einem vorderen Bereich
des Flugzeugrumpfs angeordnet, während sich das zweite
Luftauslassventil 36 in einem hinteren Rumpfbereich des
Flugzeugs befindet. Mit anderen Worten, das zweite Luftauslassventil 36 ist
entlang einer Längsachse des Flugzeugs weiter von einer
Nase des Flugzeugs entfernt als das erste Luftauslassventil 34.
-
Schließlich
umfasst das Notbelüftungssystem 10 eine in 1 lediglich
schematisch angedeutete Mehrzahl von Notluftklappen 38,
die in einer geschlossenen Stellung einen Luftaustausch zwischen einem
zu dem Luftmischer 24 benachbarten Flugzeugbereich 40 und
der Flugzeugkabine 12 verhindern. Wie aus den 2a und 2b ersichtlich wird,
werden die Notluftklappen 38 durch Dado-Paneele der Flugzeugkabinenverkleidung
gebildet. Die Dado-Paneele sind zwischen ihrer geschlossenen Stellung,
in der sie einen Luftaustausch zwischen dem zu dem Mischer 24 benachbarten
Flugzeugbereich 40 im Unterflurbereich des Flugzeugs und
der Flugzeugkabine 12 verhindern, und einer geöffneten Stellung
bewegbar. In ihrer geöffneten Stellung ermöglichen
die Dado-Paneele die Zufuhr von Luft aus dem zu dem Mischer 24 benachbarten
Flugzeugbereich 40 in die Flugzeugkabine 12. Der
Betrieb der Notluftklappe 38 wird ebenso wie der Betrieb
der Notstaulufteinlassklappe 32 von der elektronischen Steuereinheit 14 gesteuert.
Ferner dient die elektronische Steuereinheit 14 zur Steuerung
des Betriebs der Klimaaggregate 20, 22, der Rezirkulationsventilatoren 26, 28 und
der Luftauslassventile 34, 36.
-
Im
Folgenden wird der Betrieb des Notbelüftungssystems 10 erläutert.
In einem Fehlerfall, bei dem im Bereich des Mischers 24 der
Flugzeugklimaanlage 16, beispielsweise durch ein abgetrenntes Rotorteil
oder dergleichen, ein Leck erzeugt wird, entweicht Luft aus dem
Mischer 24 in den zu dem Mischer 24 benachbarten
Flugzeugbereich 40. Infolgedessen kommt es zu einem Druckabfall
im Mischer 24, so dass nicht länger ausreichend
Luft aus dem Mischer 24 in die Flugzeugkabine 12 gedrückt
werden kann. Durch den Druckabfall im Mischer 24 steigt der
Luftmassenstrom aus den Klimaaggregaten 20, 24 aufgrund
des wegfallenden Mischergegendrucks kurzzeitig rapide an. Daraufhin
wird der Luftmassenstrom aus den Klimaaggregaten 20, 22 verringert, wodurch
der Mischerdruck weiter abfällt. Ferner bewirkt der Druckabfall
im Mischer 24, dass die Rezirkulationsventilatoren 26, 28 Luft
aus dem Mischer 24 statt aus der Flugzeugkabine 12 saugen.
Folglich entsteht ein Kurzschluss im Rezirkulationsluftsystem der
Flugzeugklimaanlage 16, der dazu führt, dass auch
der Rezirkulationsluftstrom in den Mischer 24 zusammenbricht.
Diese Entwicklung der Druckverhältnisse und der Luftmassenströme
in den verschiedenen Bereichen der Klimaaggregate 16 wird
von den Sensoren 18 erfasst. Folglich kann die elektronische
Steuereinheit 14 auf der Grundlage der ihr von den Sensoren 18 übermittelten
Signale das Vorliegen eines Lecks im Bereich des Luftmischers 24 der
Flugzeugklimaanlage 16 erkennen.
-
In
Reaktion auf die Erkennung eines Lecks im Bereich des Luftmischers 24 steuert
die elektronische Steuereinheit 14 die Notluftklappen 38 in
ihren geöffneten Zustand. Dadurch wird ermöglicht,
dass aus dem Mischer 24 entweichende Luft aus dem zu dem
Mischer 24 benachbarten Flugzeugbereich 40 in die
Flugzeugkabine 12 strömen kann. Zur Förderung der
Luft aus dem zu dem Mischer 24 benachbarten Flugzeugbereich 40 in
die Flugzeugkabine 12 steuert die elektronische Steuereinheit 14 das
zweite Luftauslassventil 36 in einen Öffnungszustand,
in dem das in Form einer Klappe ausgebildete zweite Luftauslassventil 36 50%
geöffnet ist. Dadurch wird in einem zu dem zweiten Luftauslassventil 36 benachbarten
Flugzeugbereich 42 ein Druck erzeugt, der geringer ist
als der Druck in dem zu dem Luftmischer 24 benachbarten
Flugzeugbereich 40.
-
Da
der zu dem zweiten Luftauslassventil 36 benachbarte Flugzeugbereich 42,
wie in 1 schematisch angedeutet ist, von dem zu dem Mischer 24 der
Klimaanlage 16 benachbarten Flugzeugbereich 40 getrennt
ist, ermöglicht die oben beschriebene Drucksteuerung in
dem zu dem zweiten Luftauslassventil 36 benachbarten Flugzeugbereich 42 eine
unterdruckgetriebene Luftströmung aus dem zu dem Mischer 24 benachbarten
Flugzeugbereich 40 in die Flugzeugkabine 12 und
von der Flugzeugka bine 12 in den zu dem zweiten Luftauslassventil 36 benachbarten
Flugzeugbereich 42. Die Luftströmung aus der Flugzeugkabine 12 in
den zu dem zweitem Luftauslassventil 36 benachbarten Flugzeugbereich 42 erfolgt
durch die in dem Boden 46 ausgebildeten Luftauslassöffnungen 44.
Auf eine separate Einrichtung zur Förderung von Luft aus
dem zu dem Mischer 24 benachbarten Flugzeugbereich 40 in
die Flugzeugkabine 12 kann somit verzichtet werden.
-
Falls
eines der Klimaaggregate 20, 22 der Klimaanlage 16 noch
betriebsbereit ist, steuert die elektronische Steuereinheit 14 dieses
Klimaaggregat 20, 22 derart, dass von dem Klimaaggregat 20, 22 ein maximaler
Luftstrom erzeugt und dem Luftmischer 24 zugeführt
wird. Falls beide Klimaaggregate 20, 22 noch betriebsbereit
sind, werden beide Klimaaggregate 20, 22 von der
elektronischen Steuereinheit 14 derart gesteuert, dass
von den Klimaaggregaten 20, 22 ein maximaler Luftmassenstrom
erzeugt und dem Luftmischer 24 zugeführt wird.
Dadurch wird sichergestellt, dass im Mischer 24 und insbesondere
in dem zu dem Mischer 24 benachbartem Flugzeugbereich 40 ausreichend
Luft zur Zufuhr in die Flugzeugkabine 12 zur Verfügung
steht.
-
Falls
keines der Klimaaggregate 20, 22 mehr betriebsbereit
ist, steuert die elektronische Steuereinheit 14 die Notstaulufteinlassklappe 32 in
eine geöffnete Stellung. Dadurch kann durch den Notstaulufteinlass 30 Luft
aus der Flugzeugumgebung in den Luftmischer 24 geleitet
werden.
-
Schließlich
steuert die elektronische Steuereinheit 14 die Rezirkulationsventilatoren 26, 28 derart,
dass ihr Betrieb unterbrochen wird. Dadurch wird im Bereich des
Mischers 24 ein der Zufuhr von Frischluft aus den Klimaaggregaten 20, 22 oder über den
Notstaulufteinlass 30 in den Mischer 24 entgegenwirkender
Druck verringert. Ferner wird verhindert, dass die Rezirkulationsventilatoren 26, 28 Luft aus
dem Mischer 24 saugen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006016541
A1 [0003]