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Die
Erfindung betrifft einen Stauluftauslasskanal, der dazu dient, Luft
aus dem Innenraum eines Flugzeugs in die Flugzeugumgebung abzuführen. Ferner
betrifft die Erfindung eine mit einem derartigen Stauluftauslasskanal
ausgestattete Flugzeugklimaanlage.
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Ein
modernes Flugzeug ist mit einer Reihe von Systemen ausgestattet,
die im Flug- und/oder im Bodenbetrieb des Flugzeugs mit Umgebungsluft
versorgt werden müssen. Zu diesen mit Umgebungsluft zu
versorgenden Systemen gehören z. B. eine zur Klimatisierung
der Flugzeugkabine sowie zur Kühlung von wärmeerzeugenden
Einrichtungen an Bord des Flugzeugs dienende Klimaanlage sowie weitere Kühl-
und Belüftungssysteme, die z. B. dazu vorgesehen sein können,
elektronischen Komponenten des Flugzeugs zu Kühl- und/oder
Belüftungszwecken Umgebungsluft zuzuführen. Die
Zufuhr von Umgebungsluft zu den mit Umgebungsluft zu versorgenden
Systemen an Bord des Flugzeugs erfolgt üblicherweise mit
Hilfe eines z. B. in der
DE 10 2007 023 685 B3 beschriebenen Stauluftkanals.
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Ein
herkömmlicher, beispielsweise zum Einsatz in einer Flugzeugklimaanlage
geeigneter Stauluftkanal umfasst einen Staulufteinlasskanal, der
z. B. mit einem im Bereich der Flugzeugaußenhaut angeordneten
NACA(National Advisory Committee for Aeronautics)-Staulufteinlass
versehen sein kann. Ein Strömungsquerschnitt des Staulufteinlasses und/oder
eines stromabwärts des Staulufteinlasses angeordneten Abschnitts
des Staulufteinlasskanals wird durch eine entsprechende Positionierung
einer oder mehrerer Staulufteinlasskanalklappe(n) gesteuert. Zur
Betätigung der Staulufteinlasskanalklappe(n) kann/können
(ein) entsprechend geeignete(r) Aktuator(en) eingesetzt werden.
Stromabwärts des Staulufteinlasses ist in dem Staulufteinlasskanal
ein Diffusor ausgebildet. In dem Diffusor wandelt sich aufgrund
der Strömungsverlangsamung in dem Diffusor ein Teil des
dynamischen Drucks der über den Staulufteinlass in den
Staulufteinlasskanal zugeführten Umgebungsluftströmung
in statischen Druck um. Dadurch entsteht im Bereich eines Einlasses
einer mit Umgebungsluft zu versorgenden Flugzeugkomponente, beispielsweise
eines in dem Stauluftkanal angeordneten Wärmetauschers,
relativ zum Umgebungsdruck ein auch als Staudruck bezeichneter statischer Überdruck.
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Der
Stauluftkanal umfasst ferner einen in 1 veranschaulichten
Stauluftauslasskanal 100, der dazu dient, über
den Staulufteinlasskanal in den Innenraum des Flugzeugs geleitete
Umgebungsluft nach ihrer Nutzung an Bord des Flugzeugs, beispielsweise
nach dem Durchströmen eines in dem Stauluftkanal angeordneten
Wärmetauschers, wieder in die Flugzeugumgebung zurückzuführen.
Ein Strömungsquerschnitt eines im Bereich der Flugzeugaußenhaut 114 angeordneten
Stauluftauslasses 112 des Stauluftauslasskanals 100 wird
durch eine entsprechende Positionierung einer Stauluftauslasskanalklappe 122 gesteuert.
Zur Betätigung der Stauluftauslasskanalklappe 122 kann, ähnlich
wie zur Betätigung der Staulufteinlasskanalklappe(n), ein
entsprechend geeigneter Aktuator eingesetzt werden.
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Im
Bodenbetrieb des Flugzeugs wird die Umgebungsluft üblicherweise
mittels einer geeigneten Fördereinrichtung durch den Stauluftkanal
gefördert. Beispielsweise kann ein Ventilator der Air Cycle
Machine (ACM) dazu eingesetzt werden, im Bodenbetrieb des Flugzeugs
Umgebungsluft durch den Stauluftkanal zu fördern. Im Flugbetrieb
des Flugzeugs wird der Stauluftkanal dagegen bereits aufgrund der Druckverhältnisse
im Bereich des Staulufteinlasses sowie des Stauluftauslasses von
Umgebungsluft durchströmt. Vorzugsweise ist der Staulufteinlass
in einem Bereich der Flugzeugaußenhaut angeordnet, auf
den im Flugbetrieb des Flugzeugs ein höherer Druck wirkt
als auf einen Bereich der Flugzeugaußenhaut, in dem der
Stauluftauslass positioniert ist.
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Ferner
werden die Druckverhältnisse im Bereich des Staulufteinlasses
sowie des Stauluftauslasses durch die Position der Staulufteinlasskanalklappe(n)
sowie der Stauluftauslasskanalklappe beeinflusst. Beispielsweise
entsteht in dem Stauluftauslasskanal relativ zum Umgebungsdruck
ein Unterdruck, wenn die Stauluftauslasskanalklappe in einer Position,
in der sie einen gewünschten Strömungsquerschnitt
des Stauluftauslasses freigibt, in die die Flugzeugaußenhaut
im Flugbetrieb des Flugzeugs umströmende Umgebungsluftströmung
ragt. Insbesondere der sich in dem Stauluftauslasskanal bei geöffneter
Stauluftauslasskanalklappe aufbauende Unterdruck bewirkt im Flugbetrieb
des Flugzeugs die Entstehung eines Differenzdrucks zwischen dem Staulufteinlass
und dem Stauluftauslass und folglich die Förderung von
Umgebungsluft durch den Stauluftkanal und beispielsweise einen in
dem Stauluftkanal angeordneten Wärmetauscher.
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Je
weiter die Stauluftauslasskanalklappe in die die Flugzeugaußenhaut
im Flugbetrieb des Flugzeugs umströmende Umgebungsluftströmung
ragt, desto größer wird die Differenz zwischen
dem Umgebungsdruck und dem Druck in dem Stauluftauslasskanal. Zur
Förderung eines großen Umgebungsluftmassenstroms
durch den Stauluftka nal ist es daher günstig, wenn die
Stauluftauslasskanalklappe möglichst weit in die die Flugzeugaußenhaut
im Flugbetrieb des Flugzeugs umströmende Umgebungsluftströmung
ragt. Ferner gibt eine weit in die die Flugzeugaußenhaut
im Flugbetrieb des Flugzeugs umströmende Umgebungsluftströmung
ragende Stauluftauslasskanalklappe einen großen Strömungsquerschnitt
des Stauluftauslasses frei. Dadurch wird ein der Durchströmung
des Stauluftkanals mit Umgebungsluft entgegenwirkender Widerstand
des Stauluftauslasskanals minimiert.
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Unter
Berücksichtigung dieser Einflussfaktoren kann der Umgebungsluftmassenstrom
durch den Stauluftkanal somit durch eine entsprechende Positionierung
der Staulufteinlasskanalklappe(n) und/oder der Stauluftauslasskanalklappe
gesteuert werden. Beispielsweise kann der Umgebungsluftmassenstrom
durch den Stauluftkanal durch Öffnen der Staulufteinlasskanalklappe(n)
und/oder der Stauluftauslasskanalklappe erhöht werden,
wenn eine Regeltemperatur, beispielsweise eine mittels eines geeigneten
Sensors erfasste Temperatur einer Komponente der Flugzeugklimaanlage,
einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. In ähnlicher
Weise kann der Umgebungsluftmassenstrom durch den Stauluftkanal
durch Schließen der Staulufteinlasskanalklappe(n) und/oder
der Stauluftauslasskanalklappe verringert werden, wenn die Regeltemperatur
einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
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Da
das Öffnen der Stauluftauslasskanalklappe aufgrund der
Tatsache, dass die Klappe im geöffneten Zustand aus der
Flugzeugaußenhaut herausragt, den Luftwiderstand und damit
den Treibstoffverbrauch des Flugzeugs erhöht, sollte bei
der Steuerung des Umgebungsluftmassenstroms durch den Stauluftkanal
stets eine möglichst geschlossene Position der Klappe angestrebt
werden. Neuere aerodynamischen Untersuchungen haben außerdem
gezeigt, dass eine geöffnete Stauluftauslasskanalklappe
einen höheren zusätzlichen Luftwiderstand erzeugt
als (eine) geöffnete Staulufteinlasskanalklappe(n). Um
einen ausreichenden Umgebungsluftmassenstrom durch den Stauluftkanal
zu gewährleisten, ist es im Normalbetrieb herkömmlich
gestalteter Stauluftkanäle in der Regel jedoch nicht vermeidbar, die
Stauluftauslasskanalklappe relativ weit zu öffnen, d. h.
in einem Winkel von >10° relativ
zu einem den Stauluftauslass umgebenden Flugzeugaußenhautabschnitt
geneigt zu positionieren. Darüber hinaus verursachen die
in die die Flugzeugaußenhaut im Flugbetrieb des Flugzeugs
umströmende Umgebungsluftströmung ragende Stauluftauslasskanalklappe
sowie Ablösungen der aus dem Stauluftauslass austretenden
Luftströmung Verwirbelungen in der die Flugzeugaußenhaut
im Flugbetrieb des Flugzeugs umströmenden Umgebungsluftströmung,
die den durch den Stauluftkanal verursach ten zusätzlichen
Luftwiderstand des Flugzeugs weiter erhöhen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zum Einsatz in einem
Flugzeug vorgesehenen Stauluftauslasskanal bereitzustellen, der
im Flugbetrieb des Flugzeugs einen geringen zusätzlichen Luftwiderstand
des Flugzeugs verursacht. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine mit einem derartigen Stauluftauslasskanal ausgestattete Flugzeugklimaanlage
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Stauluftauslasskanal mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie eine Flugzeugklimaanlage mit den Merkmalen
des Anspruchs 6 gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßer Stauluftauslasskanal zur Luftabfuhr
aus einem Flugzeug umfasst eine einen Innenraum des Stauluftauslasskanals
begrenzende Stauluftauslasskanalwand sowie einen Stauluftauslass,
der im in einem Flugzeug montierten Zustand des Stauluftauslasskanals
im Bereich einer Flugzeugaußenhaut angeordnet ist und dadurch
den Innenraum des Stauluftauslasskanals mit der Flugzeugumgebung
verbindet. Der Stauluftauslasskanal kann beispielsweise dazu dienen, „verbrauchte” Kühlluft
in die Flugzeugumgebung zurückzuführen. Eine Stauluftauslasskanalklappe
dient der Einstellung eines Strömungsquerschnitts des Stauluftauslasses.
Die Stauluftauslasskanalklappe kann beispielsweise in Form einer
um eine Achse schwenkbaren Klappe ausgebildet sein. Wenn sich die
Stauluftauslasskanalklappe in einer Schließstellung befindet,
minimiert sie den durchströmbaren Querschnitt des Stauluftauslasses.
Je weiter die Stauluftauslasskanalsklappe geöffnet wird,
d. h. je weiter die Stauluftauslasskanalklappe relativ zu einem
den Stauluftauslass umgebenden Abschnitt der Flugzeugaußenhaut
geneigt wird, desto größer wird der durchströmbare
Querschnitt des Stauluftauslasses. Darüber hinaus steigt
mit zunehmenden Öffnungswinkel der Stauluftauslasskanalklappe
im Flugbetrieb eines mit dem erfindungsgemäßen
Stauluftauslasskanal ausgestatteten Flugzeugs die Differenz zwischen
dem verringerten Druck im Innenraum des Stauluftauslasskanals und
dem Umgebungsdruck.
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Zur
Minimierung des von dem Stauluftauslasskanal im in einem Flugzeug
montierten Zustand im Flugbetrieb des Flugzeugs verursachten zusätzlichen
Luftwiderstands ist eine Klappenfläche der Stauluftauslasskanalklappe
kleiner als eine Querschnittsfläche des Stauluftauslasses.
Zusätzlich oder alternativ dazu weist die Stauluftauslasskanalwand
in einem an dem Stauluftauslass angrenzenden Abschnitt eine abgerundete
Form auf. Durch die Minimierung des von dem erfindungsgemäßen
Stauluftauslass kanal im in einem Flugzeug montierten Zustand im
Flugbetrieb des Flugzeugs verursachten zusätzlichen Luftwiderstands
kann der Treibstoffverbrauch eines mit dem erfindungsgemäßen
Stauluftauslasskanal ausgestatteten Flugzeugs in vorteilhafter Weise
gesenkt werden.
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Eine
Stauluftauslasskanalklappe, deren Klappenfläche kleiner
ist als die Querschnittsfläche des Stauluftauslasses, deckt
auch in ihrer Schließstellung die Querschnittsfläche
des Stauluftauslasses nicht vollständig ab. Ein mit einer
derartigen Stauluftauslasskanalklappe versehener Stauluftauslasskanal
zeichnet sich dadurch aus, dass er selbst bei kleinen Öffnungswinkeln
der Stauluftauslasskanalklappe, d. h. auch wenn die Stauluftauslasskanalklappe
nur geringfügig relativ zu dem den Stauluftauslass umgebenden
Flugzeugaußenhautabschnitt geneigt positioniert ist, einen
geringen Stauluftauslasskanalwiderstand aufweist. Mit anderen Worten, der
Stauluftauslasskanal ermöglicht selbst bei kleinen Öffnungswinkeln
der Stauluftauslasskanalklappe eine vergleichsweise ungehinderte
Ausströmung von Luft aus dem Stauluftauslass. Darüber
hinaus erzeugt eine Stauluftauslasskanalklappe mit einer verringerten
Klappenfläche in ihrer geöffneten Stellung, d.
h. wenn die Stauluftauslasskanalklappe im Flugbetrieb des Flugzeugs
in die die Flugzeugaußenhaut umströmende Luftströmung
ragt, einen verringerten zusätzlichen Luftwiderstand.
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Eine
Stauluftauslasskanalwand, die in einem an den Stauluftauslass angrenzenden
Abschnitt eine abgerundete Form aufweist, ist aerodynamisch optimiert
und leitet die Luft aus dem Stauluftauslasskanal sanft und ohne
Ablösungen in die die Flugzeugaußenhaut im Flugbetrieb
des Flugzeugs umströmende Luftströmung. Dadurch
wird die Entstehung von Verwirbelungen in der die Flugzeugaußenhaut
im Flugbetrieb des Flugzeugs umströmenden Luftströmung, die
bei einem herkömmlichen Stauluftauslasskanal für
eine weitere Erhöhung des von dem Stauluftauslasskanal
verursachten zusätzlichen Luftwiderstands des Flugzeugs
sorgen, vermieden.
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Grundsätzlich
kann der erfindungsgemäße Stauluftauslasskanal
nur mit einer, wie oben beschrieben, gestalteten Stauluftauslasskanalklappe oder
nur mit einem abgerundet geformten und somit aerodynamisch optimierten
Stauluftauslasskanalwandabschnitt versehen sein. Ein besonders geringer
zusätzlicher Luftwiderstand wird jedoch von einem Stauluftauslasskanal
erzeugt, der sowohl eine, wie oben beschrieben, gestaltete Stauluftauslasskanalklappe
als auch einen abgerundet geformten und somit aerodynamisch optimierten
Stauluftauslasskanalwandabschnitt aufweist. Die Kombination einer Stauluftauslasskanalklappe,
deren Klappenfläche kleiner ist als die Querschnittsfläche
des Stauluftauslasses mit einem abgerundet geformten an den Stauluftauslass
angrenzenden Stauluftauslasskanalwandabschnitt hat insbesondere
bei kleinen Öffnungswinkeln der Stauluftauslasskanalklappe
eine überproportionale Wirkung hinsichtlich der Verringerung
des Stauluftauslasskanalwiderstands. Mit anderen Worten, besonders
bei kleinen Öffnungswinkeln der Stauluftauslasskanalklappe
ist der Stauluftauslasskanalwiderstand eines Stauluftauslasskanals, der
eine, wie oben beschrieben, gestaltete Stauluftauslasskanalklappe
sowie einen abgerundet geformten Stauluftauslasskanalwandabschnitt
aufweist, im Vergleich zu herkömmlichen Stauluftauslasskanälen deutlich
verringert. Das wirkt sich positiv auf den Wert des Unterdrucks
an der Schnittstelle zwischen dem Stauluftauslasskanal und einer
Klimaanlage aus. Das erlaubt das Durchsetzen der notwendigen Kühlungsluftmenge
bei kleineren Öffnungswinkeln der Stauluftauslasskanalklappe.
Diese überraschende Wirkung der Kombination einer, wie
oben beschrieben, gestalteten Stauluftauslasskanalklappe mit einem
abgerundet geformten Stauluftauslasskanalwandabschnitt ermöglicht
es, den Stauluftauslasskanal im Normalflugbetrieb des Flugzeugs
mit extrem kleinen Stauluftauslasskanalklappenwinkeln von bis zu
0° zu betreiben. Dadurch können im Betrieb eines mit
dem erfindungsgemäßen Stauluftauslasskanal ausgestatteten
Flugzeugs deutliche Treibstoffersparnisse realisiert werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Stauluftauslasskanals nimmt die Klappenfläche der Stauluftauslasskanalklappe
40 bis 80% der Querschnittsfläche des Stauluftauslasses ein.
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Im
Vergleich zu einer herkömmlichen Stauluftauslasskanalklappe
erzeugt eine Stauluftauslasskanalklappe, deren Klappenfläche
kleiner ist als die Querschnittsfläche des Stauluftauslasses
bei einem vorgegebenen Öffnungswinkel und bei vorgegebenen
Strömungsverhältnissen in dem Stauluftauslasskanal
eine geringere Differenz zwischen dem verringerten Druck im Innenraum
des Stauluftauslasskanals und dem Umgebungsdruck. Diese Druckdifferenz
kann bei dem erfindungsgemäßen Stauluftauslasskanal,
falls erforderlich, durch eine Vergrößerung des Öffnungswinkels
der Stauluftauslasskanalklappe erhöht werden. In dem erfindungsgemäßen
Stauluftauslasskanal ist daher ein maximaler Winkel, in dem die
Stauluftauslasskanalklappe im in einem Flugzeug montierten Zustand
des Stauluftauslasskanals relativ zu dem den Stauluftauslass umgebenden
Abschnitt der Flugzeugaußenhaut positionierbar ist, d.
h. der maximale Öffnungswinkel der Stauluftauslasskanalklappe,
vorzugsweise an eine Differenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem
Druck in dem Stauluftauslasskanal angepasst, die sich einstellt,
wenn die Stauluftauslasskanalklappe in einem vorbestimmten Winkel
relativ zu dem den Stauluftauslass umgebenden Abschnitt der Flugzeugaußenhaut
positioniert ist. Mit anderen Worten, für die Stauluftauslasskanal klappe
wird ein umso größerer maximaler Öffnungswinkel
vorgesehen, je kleiner die von der Stauluftauslasskanalklappe bei
einem vorbestimmten Öffnungswinkel, beispielsweise dem
maximalen Öffnungswinkel erzeugbare Druckdifferenz zwischen dem
Umgebungsdruck und dem Druck in dem Stauluftauslasskanal ist.
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Beispielsweise
kann die Stauluftauslasskanalklappe in einem Winkel bis 60° relativ
zu dem den Stauluftauslass umgebenden Abschnitt der Flugzeugaußenhaut
positionierbar sein.
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Wenn
die Stauluftauslasskanalwand des erfindungsgemäßen
Stauluftauslasskanals in einem an den Stauluftauslass angrenzenden
Abschnitt eine abgerundete Form aufweist, ist vorzugsweise lediglich
ein heckseitiger Bereich der Stauluftauslasskanalwand in einem an
den Stauluftauslass angrenzenden Abschnitt abgerundet geformt und
somit aerodynamisch optimiert. Eine derartige Ausgestaltung der Stauluftauslasskanalwand
ermöglicht eine besonders günstige Strömungsführung,
die eine besonders sanfte und ablösungsfreie Ausströmung
der Luft aus dem Stauluftauslass in die die Flugzeugaußenhaut im
Flugbetrieb des Flugzeugs umströmende Luftströmung
erlaubt.
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Eine
aerodynamisch besonders günstige Form der Stauluftauslasskanalwand
ergibt sich, wenn die Stauluftauslasskanalwand in Richtung des Innenraums
des Stauluftauslasskanals gewölbt ist. Mit anderen Worten,
die Stauluftauslasskanalwand des erfindungsgemäßen
Stauluftauslasskanals weist vorzugsweise einen heckseitigen, an
den Stauluftauslass angrenzenden Abschnitt auf, der in Form einer
Rampe ausgebildet ist, die in Richtung der Luftströmung
durch den Stauluftauslasskanal eine zunächst zunehmende
und anschließend abnehmende Steigung aufweist. Durch eine
derart geformte Rampe wird die den Stauluftauslasskanal durchströmende
Luft bereits beim Durchströmen des Stauluftauslasskanal
in eine Richtung gelenkt, die an die Strömungsrichtung
der die Flugzeugaußenhaut im Flugbetrieb des Flugzeugs
umströmende Luftströmung angepasst ist. Mit anderen
Worten, die Rampe lenkt die den Stauluftauslasskanal durchströmende
Luft so um, dass der Neigungswinkel der Strömungsrichtung der
Luft beim Austritt aus dem Stauluftauslasskanal relativ zur Strömungsrichtung
der die Flugzeugaußenhaut im Flugbetrieb des Flugzeugs
umströmende Luftströmung minimiert wird.
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Der
erfindungsgemäße Stauluftauslasskanal kann in
verschiedenen Systemen an Bord eies Flugzeugs, die beispielsweise
zur Kühlung und/oder Belüftung diverser Flugzeugkomponenten
dienen, zur Umgebungsluftversorgung dieser Systeme einge setzt werden.
Besonders gut ist der erfindungsgemäße Stauluftauslasskanal
jedoch zur Verwendung in einer Flugzeugklimaanlage geeignet. Beispielsweise kann
der erfindungsgemäße Stauluftauslasskanal dazu
dienen, einem oder mehreren Wärmetauschern) der Flugzeugklimaanlage
zugeführte Umgebungsluft nach der Durchströmung
des/der Wärmetauschers) in die Flugzeugumgebung abzuleiten.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand
der beigefügten schematischen Figuren näher erläutert,
von denen
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1 eine
Querschnittsansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Stauluftauslasskanals
zeigt und
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2 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Stauluftauslasskanals
zeigt.
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In 2 ist
ein Stauluftauslasskanal 10 gezeigt, der zum Einsatz in
einer Flugzeugklimaanlage vorgesehen ist und dazu dient, Wärmetauschern
der Flugzeugklimaanlage zugeführte Umgebungsluft nach der
Durchströmung der Wärmetauscher in die Flugzeugumgebung
abzuführen. Der Stauluftauslasskanal 10 weist
einen Stauluftauslass 12 auf, der in den in der Figur veranschaulichten,
im in einem Flugzeug montierten Zustand des Stauluftauslasskanals 10 in
einer Flugzeugaußenhaut 14 ausgebildet ist. Der
Stauluftauslass 12 verbindet somit einen Innenraum 16 des
Stauluftauslasskanals 10 mit einer Flugzeugumgebung 18.
Der Innenraum 16 des Stauluftauslasskanals 10 wird
durch eine Stauluftauslasskanalwand 20 begrenzt.
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Zur
Einstellung eines Strömungsquerschnitts des Stauluftauslasses 12 ist
der Stauluftauslasskanal 10 mit einer Stauluftauslasskanalklappe 22 versehen.
Die Stauluftauslasskanalklappe 22 ist um eine Achse 24 schwenkbar,
die benachbart zu einem bugseitigen Abschnitt der Querschnittsfläche
des Stauluftauslasses 12 angeordnet ist. Eine Klappenfläche der
Stauluftauslasskanalklappe ist kleiner als die Querschnittsfläche
des Stauluftauslasses 12, so dass die Stauluftauslasskanalklappe 22 auch
in ihrer Schließstellung einen heckseitigen Abschnitt der Stauluftauslassquerschnittsfläche
freigibt.
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Da
die Stauluftauslasskanalklappe 22 aufgrund ihrer verringerten
Klappenfläche im Vergleich zu einer herkömmlichen
Stauluftauslasskanalklappe eine lediglich geringere Druckdifferenz
zwischen dem verringerten Druck im Innenraum 16 des Stauluftauslasskanals 10 und
dem Umgebungsdruck erzeugen kann, ist ein maximaler Öff nungswinkel
der Stauluftauslasskanalklappe 22 an die von der Klappenfläche abhängige
Druckdifferenz angepasst, die sich einstellt, wenn die Stauluftauslassklappe 22 in
einem vorbestimmten Winkel, beispielsweise dem maximalen Öffnungswinkel
relativ zu einem den Stauluftauslass 12 umgebenden Abschnitt
der Flugzeugaußenhaut 14 positioniert ist. Mit
anderen Worten, der maximale Öffnungswinkel der Stauluftauslasskanalklappe 22 ist
groß genug gewählt, dass in allen Betriebszuständen
des Stauluftauslasskanals 10 eine ausreichend große
Druckdifferenz zwischen dem Druck im Innenraum 16 des Stauluftauslasskanals 10 und
dem Umgebungsdruck einstellbar ist. In dem in der Figur gezeigten
Ausführungsbeispiel beträgt der maximale Öffnungswinkel
der Stauluftauslasskanalklappe 22 45°.
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Wie
ferner in 2 zu erkennen ist, weist die Stauluftauslasskanalwand 20 in
einem an den Stauluftauslass 12 angrenzenden heckseitigen
Abschnitt 26 eine abgerundete Form auf. Insbesondere ist
die Stauluftauslasskanalwand 20 in dem Abschnitt 26 in Richtung
des Innenraums 16 des Stauluftauslasskanals 10 gewölbt
und bildet dadurch eine Rampe, die in Richtung der Luftströmung
durch den Stauluftauslasskanal 10, Pfeil P, zunächst
eine zunehmende und anschließend eine abnehmende Steigung
aufweist.
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Die
Stauluftauslasskanalklappe 22 verursacht im Vergleich zu
einer herkömmlichen Stauluftauslasskanalklappe aufgrund
ihrer verringerten Klappenfläche im Flugbetrieb des Flugzeugs
bei gleichen Öffnungswinkeln einen verringerten Luftwiderstand. Darüber
hinaus wird durch die verringerte Klappenfläche der Stauluftauslasskanalklappe 22 insbesondere
in Kombination mit der abgerundet geformten Stauluftauslasskanalwand 20 der
Widerstand des Stauluftauslasskanals verringert. Das wirkt sich
positiv auf den Wert des Unterdrucks an der Schnittstelle zwischen
dem Stauluftauslasskanal und einer Klimaanlage aus. Das erlaubt
das Durchsetzen der notwendigen Kühlungsluftmenge bei kleineren Öffnungswinkeln
der Stauluftauslasskanalklappe. Dadurch kann der Stauluftauslasskanal 10 im
Normalflugbetrieb des Flugzeugs mit extrem kleinen Öffnungswinkeln
der Stauluftauslasskanalklappe 22 von bis zu 0° betrieben
werden, ohne dass der Luftmassenstrom durch den Stauluftauslasskanal 10 zu
gering wird. Schließlich ermöglicht der abgerundet
geformte Stauluftauslasskanalwandabschnitt 26 durch seine
aerodynamisch optimierte Form eine sanfte und ablösungsfreie
Ableitung der Luft aus dem Stauluftauslasskanal 10 in eine
die Flugzeugaußenhaut 14 im Flugbetrieb des Flugzeugs
umströmende Luftströmung L. Der Stauluftauslasskanal 10 ermöglicht somit
eine Minimierung des von dem Stauluftauslasskanal 10 erzeugten
zusätzlichen Luftwiderstands und folglich des Treibstoffverbrauchs
des Flugzeugs.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007023685
B3 [0002]