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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Kabinendeckenverkleidungspaneel für eine Flugzeugkabine. Derartige Kabinendeckenverkleidungspaneele werden typischerweise zur abschnittsweisen räumlichen Begrenzung der Flugzeugkabine, insbesondere zur räumlichen Begrenzung des Deckenbereichs der Flugzeugkabine, genutzt.
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Hintergrund der Erfindung
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Im Bereich von herkömmlichen Kabinendeckenverkleidungspaneelen können Luftauslässe vorgesehen sein, durch die konditionierte Luft zur Versorgung der Passagiere in die Kabine geleitet wird. Die konditionierte Luft wird dabei von Flugzeugklimatisierungssystemen erzeugt, die der Einstellung und Aufrechterhaltung der gewünschten Umgebungsbedingungen in der Flugzeugkabine, beispielsweise des Kabinendrucks, der Kabinentemperatur und der Kabinenfeuchtigkeit dienen.
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Dem Flugzeugklimatisierungssystem bzw. einer Flugzeugklimaanlage wird beispielsweise den Triebwerkskompressoren oder Hilfstriebwerkskompressoren entnommene Zapfluft zugeführt, die in den Klimaaggregaten, den sogenannten Klimapacks der Flugzeugklimaanlage, auf eine gewünschte tiefe Temperatur abgekühlt wird. Die in den Klimapacks der Flugzeugklimaanlage abgekühlte Luft wird in einen Mischer geleitet, wo sie mit aus der Flugzeugkabine abgesaugter Rezirkulationsluft vermischt wird. Die in dem Mischer erzeugte Mischluft aus von den Klimapacks bereitgestellter kalter Frischluft und aus der Flugzeugkabine abgesaugter Rezirkulationsluft wird schließlich zur Klimatisierung der Flugzeugkabine in die Flugzeugkabine eingeleitet.
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Bei herkömmlichen Flugzeugklimatisierungssystemen wird die erzeugte Mischluft über ein Luftverteilungssystem in die Flugzeugkabine eingeleitet. Da die zentralen Mischer typischerweise im Unterdeckbereich, insbesondere im Bereich der so genannten „Belly Fairing“ des Flugzeugs (in etwa im vorderen Bereich des Flügelmittelkastens), angeordnet sind, gelangt die gemischte Luft über Luftzufuhrrohre zu den Passagierbereichen im Oberdeck des Flugzeugs.
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Die Luftzufuhrrohre sind zu ihrer sicheren Positionierung und Fixierung im Flugzeug über Haltemittel, wie beispielsweise Streben und Schellen, mit ausreichendem Abstand zu anderen Strukturelementen bzw. Flugzeugsystemkomponenten angeordnet. Die Luftzufuhrrohre weisen in der Regel kreisrunde, elliptische oder abgeflachte Querschnitte auf, je nach Positionierung im Flugzeug und je nachdem wie viel Raum zur Verfügung steht.
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Die Luftauslässe, über die die konditionierte Luft in die Flugzeugkabine zugeführt wird, sind im Wesentlichen oberhalb der Sitzpositionen der Flugzeugpassagiere angeordnet und sind daher unter anderem auch im Bereich der Deckenverkleidungspaneele der Flugzeugkabine als separate Bauteile angeordnet. Solche Luftauslässe sind typischerweise über einzeln dafür vorgesehene so genannte „Feeder Ducts“ mit dem in der Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Hauptluftzuführungsrohr verbunden. Mithin umfasst das Luftzuführungs- und Luftverteilungssystem eine nicht unwesentliche Anzahl an Luftzufuhrrohren mit der damit einhergehenden Systemkomplexität.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Luftzuführung und Luftverteilung im Bereich der Kabine eines Flugzeugs zu verbessern und zu vereinfachen.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Kabinendeckenverkleidungspaneel für eine Flugzeugkabine mit einem zwischen einem Lufteinlass und mindestens zwei Luftauslässen gebildeten inneren Strömungsraum, wobei der Strömungsraum zumindest abschnittsweise begrenzt ist durch einerseits eine kabinenzugewandte erste Schale, an der die Luftauslässe ausgebildet sind, und andererseits eine davon beabstandet angeordnete kabinenabgewandte zweite Schale, an der der Lufteinlass ausgebildet ist. Durch das erfindungsgemäße Kabinendeckenverkleidungspaneel ist es möglich, die Systemkomplexität, insbesondere die Anzahl der genutzten Luftzufuhrrohre zu verringern und somit das Gesamtgewicht vorteilhaft zu reduzieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen kann die Anzahl der Komponenten nicht unwesentlich reduziert werden, denn durch das erfindungsgemäße Kabinendeckenverkleidungspaneel ist es möglich, Teile der Luftzufuhr bzw. Luftverteilung in das Kabinendeckenverkleidungspaneel zu integrieren. Der erfindungsgemäß in das Kabinendeckenverkleidungspaneel integrierte Strömungsraum ist als ein rundum für das in ihm strömende Fluid begrenzter Strömungskanal ausgebildet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schalen im Wesentlichen rechteckförmig mit einer Längs- und Quererstreckung ausgebildet sind. Auf diese Weise lässt sich das Kabinendeckenverkleidungspaneel bei der Montage vergleichsweise gut hantieren und somit im Bereich der Flugzeugkabinendecke zu Montagezwecken einfach anordnen. Mehrere Kabinendeckenverkleidungspaneele können hierbei zu einander benachbart bzw. modulartig entlang der Flugzeugkabinenlängsrichtung angeordnet werden. An den seitlichen Rändern des Kabinendeckenverkleidungspaneels kommen diese dann typischerweise an den so genannten „Overhead-Compartments“ (den Gepäck- bzw. Hutablagefächern) zu liegen.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der vorhergehenden Ausführungsform entspricht die Längserstreckung der Schalen im Wesentlichen dem doppelten Abstand zweier benachbarter Spante eines Flugzeugrumpfs. Somit weisen die erfindungsgemäßen Kabinendeckenverkleidungspaneele eine Längserstreckung auf, durch die sich das Kabinendeckenverkleidungspaneel bei der Montage gut hantieren lässt. Das Anordnen des Kabinendeckenverkleidungspaneels im Bereich der Flugzeugkabinendecke zu Montagezwecken wird dadurch ebenfalls vereinfacht. Bevorzugt beträgt die Quererstreckung des Kabinendeckenverkleidungspaneels in etwa die Breite der Lücke zwischen den beiden so genannten „Overhead-Compartments“ (den Gepäck- bzw. Hutablagefächern).
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Bevorzugt ist auch ein Kabinendeckenverkleidungspaneel, bei dem die Luftauslässe im Bereich der seitlichen Schalenränder angeordnet sind. Auf diese Weise wird über den Flugzeugrumpfquerschnitt gesehen die klimatisierte Luft im Deckenbereich nicht ausschließlich mittig sondern auch seitlich hiervon beabstandet in die Kabine zugeführt. Somit profitieren auch die seitlich bzw. außenmittiger gelegenen Flugzeugkabinenbereiche von der deckenseitig zugeführten Luft.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die Luftauslässe Ausströmgitter, durch die die Luft in die Kabine einströmt. Durch die Ausströmgitter kann in vorteilhafter Weise die Ausströmrichtung der Luft in die Kabine beeinflusst (z.B. gezielt vorgegeben) werden. Die Ausströmgitter können ferner eine Reduzierung des mit den Ausströmgeräuschen verbundenen Schalldruckpegels bewirken. Das Ausströmgitter kann auch eine filternde Funktion übernehmen. Alternativ können die Luftauslässe als reine (beispielsweise kreisrunde) Luftauslassöffnungen ohne ein Ausströmgitter ausgebildet sein. Durch die Luftauslässe wird Luft aus dem Kabinendeckenverkleidungspaneel in die Flugzeugkabine eingeblasen.
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Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der der Lufteinlass exzentrisch an der zweiten Schale angeordnet ist. Durch die exzentrische bzw. außermittige Anordnung des Lufteinlasses (und insbesondere dann, wenn die Lufteinlässe sämtlicher Kabinendeckenverkleidungspaneele derart ausgebildet sind) ist mittelbar auch eine außermittige Führung bzw. Positionierung des Hauptluftzufuhrrohres in der Flugzeuglängsrichtung möglich. Dies ermöglicht wiederum die mittige Führung weiterer Flugzeugsysteme entlang der Längsrichtung.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schalen aus einem wärmeisolierenden Material gebildet sind. Unter „wärmeisolierend“ wird vorliegend verstanden, dass die Wärmeleitfähigkeit maximal 0.04 W/mK beträgt. Somit können unerwünschte Wärmeverluste über das Kabinendeckenverkleidungspaneel hinweg vorteilhaft vermieden werden.
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Besonders bevorzugt ist ferner eine Ausführungsform des Kabinendeckenverkleidungspaneels, die ferner umfasst: eine Rippenanordnung im Strömungsraum zwischen der ersten und der zweiten Schale, deren Rippenflächen derart angeordnet sind, dass die Rippenflächen dem Strömungsverlauf zwischen Lufteinlass und den Luftauslässen folgen. Mit anderen Worten: die Rippenflächen sind derart geformt und im Strömungsraum zwischen den beiden Schalen ausgerichtet, dass sie dem Stromlinienverlauf der Luft folgen, die in dem Strömungsraum strömt. Zum einen wird dem Kabinendeckenverkleidungspaneel hierdurch in vorteilhafter Weise eine Steifigkeit verliehen, die das Paneel robuster werden lässt, zum anderen bildet die Rippenanordnung eine Vielzahl an Kanälen, durch die die zugeführte Luft stromlinienförmig und somit widerstandsreduziert und leise durch den inneren Strömungsraum geleitet wird.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Luftverteilungsanordnung umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Kabinendeckenverkleidungspaneel und ein mit einer Flugzeugklimaanlage fluidisch verbindbaren Luftzufuhrrohr. Das Luftzufuhrrohr kann ein in der Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Hauptluftzufuhrrohr sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Luftzufuhrrohr ein Luftzufuhrrohr für eine bestimmte Kabinentemperaturzone sein. Die Verbindung zwischen Luftzufuhrrohr und Lufteinlass des Kabinendeckenverkleidungspaneels kann anhand eines flexiblen Schlauchs erfolgen, der dann einen einfachen Zugang hinter das Kabinendeckenverkleidungspaneel für Wartungszwecke ermöglicht.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Flugzeug mit einer erfindungsgemäßen Luftverteilungsanordnung und/oder mit einem erfindungsgemäßen Kabinendeckenverkleidungspaneel. Das erfindungsgemäße Flugzeug macht im Wesentlichen von denselben Vorteilen Gebrauch, die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kabinendeckenverkleidungspaneel bzw. der erfindungsgemäßen Luftverteilungsanordnung genannten wurden.
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Die oben beschriebenen Aspekte und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung können ebenfalls aus den Beispielen der Ausführungsform entnommen werden, welche im Folgenden unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben wird.
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Figurenliste
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In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder zumindest ähnliche Elemente, Komponenten oder Aspekte verwendet. Es wird angemerkt, dass im Folgenden Ausführungsformen im Detail beschrieben werden, die lediglich illustrativ und nicht beschränkend sind. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisend“ nicht andere Elemente aus und der unbestimmte Artikel „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Alleinig der Umstand, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, beschränkt nicht den Gegenstand der Erfindung. Auch Kombinationen dieser Merkmale können vorteilhaft eingesetzt werden. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen sollen nicht den Umfang der Ansprüche beschränken. Die Figuren sind nicht maßstäblich zu verstehen sondern haben nur schematischen und illustrativen Charakter. Es zeigen
- 1 einen Querschnitt durch einen Flugzeugrumpf eines erfindungsgemäßen Flugzeugs mit einem erfindungsgemäßen Kabinendeckenverkleidungspaneel,
- 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kabinendeckenverkleidungspaneel,
- 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kabinendeckenverkleidungspaneel gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 4 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kabinendeckenverkleidungspaneel gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 5 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kabinendeckenverkleidungspaneel gemäß einer dritten Ausführungsform,
- 6 eine erfindungsgemäße Luftverteilungsanordnung mit einem Luftzufuhrrohr und mehreren Kabinendeckenverkleidungspaneelen, und
- 7 ein erfindungsgemäßes Flugzeug.
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Die 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Flugzeugrumpf 10, in dessen Inneren, insbesondere im Deckenbereich 12 zwischen den so genannten Overhead-Compartments (den Gepäck- bzw. Hutablagefächern 14), ein Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 angeordnet ist. Über das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 wird der Flugzeugkabine 18 klimatisierte Luft 20 zugeführt. Die klimatisierte Luft 20 setzt sich typischerweise aus in den Klimapacks einer Flugzeugklimaanlage abgekühlter Luft und damit in einem Mischer hinzu gemischter so genannter Rezirkulationsluft zusammen, wobei die Rezirkulationsluft vor der Mischung aus der Flugzeugkabine 18 abgesaugt wird (nicht dargestellt). Ausgehend von dem Mischer, der in der Regel in einem Unterflurbereich des Flugzeugrumpfes 10 angeordnet ist, wird die klimatisierte Luft zunächst über ein Luftzufuhrrohr 22 in den Deckenbereich 12 geleitet und dort anschließend über mehrere über die Flugzeuglängsrichtung 24 verteilte Lufteinlässe 26 in das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 und anschließend über Luftauslässe 28 der Flugzeugkabine 18 zugeführt.
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In 2 ist das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 vergrößert im Querschnitt dargestellt. Das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 weist einen zwischen dem Lufteinlass 26 und den Luftauslässen 28 gebildeten inneren Strömungsraum 30 auf, wobei der Strömungsraum 30 zumindest abschnittsweise begrenzt ist durch einerseits eine kabinenzugewandte erste Schale 32, an der die Luftauslässe 28 ausgebildet sind, und andererseits eine davon beabstandet angeordnete kabinenabgewandte zweite Schale 34, an der der Lufteinlass 26 ausgebildet ist. Die Luftauslässe 28 sind im Bereich der seitlichen Schalenränder 36 angeordnet.
Die aus den Luftauslässen 28 ausströmende klimatisierte Luft 20 weist aufgrund der Anordnung und Ausrichtung der Luftauslässe 28 jeweils eine Strömungskomponente in Richtung der Kabinenmitte hin auf. Die klimatisierte Luft 20 strömt dabei im Wesentlichen in der Flugzeugkabine 18 nach unten in Richtung der Passagiere 38. Der auf der kabinenabgewandten Seite des Kabinendeckenverkleidungspaneels 16 angeordnete Lufteinlass 26 ist exzentrisch bzw. außermittig an der zweiten Schale 34 angeordnet. Somit wird der mittige Deckenbereich 12 frei für anderweitige Systemkomponenten.
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Um einen unerwünschten Wärmetransport von dem Deckenbereich 12 durch das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 hindurch (oder umgekehrt) zu vermeiden, sind die Schalen 32, 34 aus einem wärmeisolierenden Material gebildet.
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Die 3 zeigt das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 der 2 in einer Draufsicht. Das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 weist insgesamt vier Luftauslässe 28 auf, die im Bereich der seitlichen Schalenränder 36 angeordnet sind und die jeweils Ausströmgitter 40 umfassen, durch die die Luft hindurch in die Kabine 18 einströmt. Durch die Ausströmgitter 40 können die Ausströmrichtungen der Luft 20 an den Luftauslässen 28 gezielt beeinflusst und die Ausströmgeräusche verringert werden.
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Wie aus der Draufsicht der 3 besonders deutlich wird, sind die beiden Schalen 32, 34 und mithin das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 im Wesentlichen rechteckförmig mit einer Längs- und Quererstreckung 42, 44 ausgebildet. Auf diese Weise kann das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 besonders gut im Zwischenraum zwischen den beiden Overhead Compartments 14 angeordnet werden. Dabei entspricht die Längserstreckung 42 der Schalen 32, 34 im Wesentlichen dem doppelten Abstand zweier benachbarter Spante 46 des Flugzeugrumpfs 10.
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In der 4 ist ein alternatives Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 in einer Draufsicht dargestellt. Im Unterschied zu der 6 weist dieses Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 sechs Luftauslässe 28 auf, die keine Ausströmgitter 40 umfassen sondern eine direkte Zufuhr der klimatisierten Luft 20 in die Flugzeugkabine 18 bewirken. Auch bei diesem Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 sind die Luftauslässe 28 im Bereich der seitlichen Schalenränder 36 angeordnet.
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Die Schalen 32, 34 sind ebenfalls aus einem wärmeisolierenden Material gebildet, um einen unerwünschten Wärmetransport von der Flugzeugkabine 18 durch das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 hindurch in den Deckenbereich 12 (oder umgekehrt) zu vermeiden. Der an dem Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 angeordnete Lufteinlass 26 ist außermittig an der zweiten Schale 34 angeordnet. Die Längserstreckung 42 der Schalen 32, 34 entspricht im Wesentlichen dem doppelten Abstand zweier benachbarter Spante 46 des Flugzeugrumpfs 10.
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Die 5 zeigt ein weiteres Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 mit prinzipiell gleichem Aufbau wie die Kabinendeckenverkleidungspaneele 16 der 3 und 4, wobei im Strömungsraum 30 zwischen der ersten und der zweiten Schale 32, 34 eine Rippenanordnung 48 angeordnet ist, deren Rippenflächen 50 derart ausgerichtet und geformt sind, dass die Rippenflächen 50 dem Strömungsverlauf zwischen dem Lufteinlass 26 und den Luftauslässen 28 folgen. Das Kabinendeckenverkleidungspaneel 16 weist dadurch eine höhere (Torsion-)Steifigkeit auf und ist somit robuster.
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In 6 ist eine Luftverteilungsanordnung 52 dargestellt umfassend eine Mehrzahl an Kabinendeckenverkleidungspaneelen 16a, 16b, 16c und ein mit einer (nicht dargestellten) Flugzeugklimaanlage fluidisch verbindbaren Luftzufuhrrohr 22. Die Kabinendeckenverkleidungspaneele 16a, 16b, 16c sind in der Flugzeuglängsrichtung 24 hintereinander angeordnet.
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Die 7 zeigt schließlich ein Flugzeug 54 mit einer Luftverteilungsanordnung 52 bzw. mit einem Kabinendeckenverkleidungspaneel 16.
