DE102009017039A1 - Stauluftauslasskanal - Google Patents

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Rüdiger Dipl.-Ing. Schmidt
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Ein Stauluftauslasskanal (10) zur Luftabfuhr aus einem Flugzeug umfasst eine einen Innenraum (16) des Stauluftauslasskanals (10) begrenzende Stauluftauslasskanalwand (20), einen Stauluftauslass (12) und eine Stauluftauslasskanalklappe (22) zur Einstellung eines Strömungsquerschnitts des Stauluftauslasses (12). Zur Minimierung des von dem Stauluftauslasskanal (10) in in einem Flugzeug montierten Zustand im Flugbetrieb des Flugzeugs verursachten zusätzlichen Luftwiderstands ist eine Klappenfläche der Stauluftauslasskanalklappe (22) kleiner als eine Querschnittsfläche des Stauluftauslasses (12) und/oder weist die Stauluftauslasskanalwand (20) in einem an den Stauluftauslass (12) angrenzenden Abschnitt (26) eine abgerundete Form auf.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Stauluftauslasskanal mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Flugzeugklimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stauluftauslasskanals nimmt die Klappenfläche der Stauluftauslasskanalklappe 40 bis 80% der Querschnittsfläche des Stauluftauslasses ein.
  • 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.
  • Beispielsweise kann die Stauluftauslasskanalklappe in einem Winkel bis 60° relativ zu dem den Stauluftauslass umgebenden Abschnitt der Flugzeugaußenhaut positionierbar sein.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen Figuren näher erläutert, von denen
  • 1 eine Querschnittsansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Stauluftauslasskanals zeigt und
  • 2 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Stauluftauslasskanals zeigt.
  • 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.
  • 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.
  • 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°.
  • 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.
  • 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.
  • 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 102007023685 B3 [0002]

Claims (6)

  1. Stauluftauslasskanal (10) zur Luftabfuhr aus einem Flugzeug, mit: – einer einen Innenraum (16) des Stauluftauslasskanals (10) begrenzenden Stauluftauslasskanalwand (20), – einem Stauluftauslass (12), und – einer Stauluftauslasskanalklappe (22) zur Einstellung eines Strömungsquerschnitts des Stauluftauslasses (12) dadurch gekennzeichnet, dass zur Minimierung des von dem Stauluftauslasskanal (10) im in einem Flugzeug montierten Zustand im Flugbetrieb des Flugzeugs verursachten zusätzlichen Luftwiderstands eine Klappenfläche der Stauluftauslasskanalklappe (22) kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Stauluftauslasses (12) und/oder dass die Stauluftauslasskanalwand (20) in einem an den Stauluftauslass (12) angrenzenden Abschnitt (26) eine abgerundete Form aufweist.
  2. Stauluftauslasskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauluftauslasskanalklappe (22) dazu eingerichtet ist, in ihrer Schließstellung einen bugseitigen Abschnitt der Stauluftauslassquerschnittsfläche zu verschließen.
  3. Stauluftauslasskanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Winkel, in dem die Stauluftauslasskanalklappe (22) im in einem Flugzeug montierten Zustand des Stauluftauslasskanals (10) relativ zu einem den Stauluftauslass (12) umgebenden Abschnitt einer Flugzeugaußenhaut (14) positionierbar ist, an eine Differenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck in dem Stauluftauslasskanal (10) angepasst ist, die sich einstellt, wenn die Stauluftauslasskanalklappe (22) in einem vorbestimmten Winkel relativ zu dem den Stauluftauslass (12) umgebenden Abschnitt der Flugzeugaußenhaut (14) positioniert ist.
  4. Stauluftauslasskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein heckseitiger Bereich der Stauluftauslasskanalwand (20) in einem an den Stauluftauslass (12) angrenzenden Abschnitt (26) eine abgerundete Form aufweist.
  5. Stauluftauslasskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauluftauslasskanalwand (20) eine in Richtung des Innenraums des Stauluftauslasskanals (10) gewölbte Form aufweist.
  6. Flugzeugklimaanlage, gekennzeichnet durch einen Stauluftauslasskanal (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015201342A1 (de) * 2015-01-27 2016-07-28 Airbus Operations Gmbh Kabinenluftextraktionssystem, Verfahren zum Betreiben eines Kabinenluftextraktionssystems und Flugzeugklimatisierungssystem

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10807722B2 (en) 2017-07-11 2020-10-20 Hamilton Sunstrand Corporation Cabin air compressor motor cooling flow enhancement cowl

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR942092A (fr) * 1942-08-21 1949-01-28 Constructions Aeronautiques Sudest Dispositions de radiateurs sur les aéronefs
DE10361644A1 (de) * 2003-12-30 2005-08-11 Airbus Deutschland Gmbh Luftleitklappe eines Luftfahrzeuges mit Regelung der auf sie wirkenden Druckkräfte, Verfahren zur Stellungsregelung einer Luftleitklappe und Stauluftsystem mit einer solchen Luftleitklappe
DE102007023685B3 (de) 2007-05-22 2008-10-30 Airbus Deutschland Gmbh Stauluftbasiertes Kühl- und Ventilationssystem für ein Luftfahrzeug
WO2009064288A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 The Boeing Company Cabin air and heat exchanger ram air inlets for aircraft environmental control systems, and associated method of use

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR942092A (fr) * 1942-08-21 1949-01-28 Constructions Aeronautiques Sudest Dispositions de radiateurs sur les aéronefs
DE10361644A1 (de) * 2003-12-30 2005-08-11 Airbus Deutschland Gmbh Luftleitklappe eines Luftfahrzeuges mit Regelung der auf sie wirkenden Druckkräfte, Verfahren zur Stellungsregelung einer Luftleitklappe und Stauluftsystem mit einer solchen Luftleitklappe
DE102007023685B3 (de) 2007-05-22 2008-10-30 Airbus Deutschland Gmbh Stauluftbasiertes Kühl- und Ventilationssystem für ein Luftfahrzeug
WO2009064288A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 The Boeing Company Cabin air and heat exchanger ram air inlets for aircraft environmental control systems, and associated method of use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015201342A1 (de) * 2015-01-27 2016-07-28 Airbus Operations Gmbh Kabinenluftextraktionssystem, Verfahren zum Betreiben eines Kabinenluftextraktionssystems und Flugzeugklimatisierungssystem

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