-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftfrachtcontainer mit auslösbarer Kollabierung zur Änderung einer Belastungsverteilung einer Fracht auf eine Laderauminnenstruktur eines Flugzeugs in einer vorbestimmten Belastungssituation.
-
Bei der Bündelung von Stückgut in Sammelbehältnissen wie Containern zur einfacheren und vereinheitlichten Abfertigung von Luftfracht, treten im Bereich des Laderaumes in Abhängigkeit der Flugsituation und der Auflagerstruktur einer Containeranordnung mehr oder weniger ausgeprägte partielle Ungleichverteilungen von Flächenlasten an der Innenstruktur des Flugzeugrumpfs auf.
-
Ein Luftfrachtcontainer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise in der
US 3 294 034 A offenbart. Zudem offenbart die
US 6 435 786 B1 ein Sicherungsnetz für die Ladungssicherung im Hauptfrachtraum eines Flugzeugs.
-
Um eine geeigneten Krafteinleitung von Befestigungspunkten der Luftfracht in die Rumpfkonstruktion sicherzustellen, sind Flugzeugkonfigurationen für den Luftfrachtverkehr, insbesondere größere Flugzeuge mit einem Rumpf vom sogenannten Wide Body Typ, zur Aufnahme von Containern mit einer verstärkten Innenstruktur im Laderaum versehen. Kleinere Flugzeuge mit einem Rumpf vom Narrow Body Typ, die bevorzugt für den Kurz- und Mittelstreckenverkehr von Passagieren und deren Gepäck konfiguriert werden, haben zur Gewichtsersparnis in der Regel keine verstärkte Innenstruktur des Laderaumes, der vorwiegend zur Aufnahme von Passagiergepäck ausgelegt ist. Die Flugzeughersteller und Luftfahrtbehörden geben typbezogene „Weight and Balance Manuals“ heraus, in welchen Vorschriften zu Umfang und Verteilung der Luftfracht, zulässigen spezifischen Flächenlasten im Laderaum und dergleichen festgelegt sind.
-
Für einzelne Flugzeugtypen mit einem Narrow Body Rumpf ist es nach solchen typbezogenen Vorschriften nicht zulässig, mit herkömmlichen Luftfrachtcontainern beladen zu werden. Dieser Umstand führt zu einer Abfertigung der Luftfracht als Stückgut kleiner Einheiten oder Gepäckstücke, die durch das Logistikpersonal in beengten Verhältnissen eines Laderaumes mit einer Höhe von etwa 1 m manuell gestapelt bzw. aufgeschichtet werden. Durch eine solche als Schüttung von Stückgut wirkende Frachtverteilung, kann der Vorteil einer gleichmäßigeren Flächenlastverteilung im Laderaum erzielt werden.
-
Dennoch birgt eine vereinzelte Abfertigung von Stückgut bei der Beladung derartiger Flugzeugtypen offensichtlich Nachteile hinsichtlich des logistischen Aufwands, wie der aufwendigeren manuellen Handhabung innerhalb der beengten Platzverhältnisse eines Laderaumes ohne Stehhöhe, der erschwerten Kalkulation des Zeitmanagements, oder der Sicherstellung einer schonenden Handhabung der Luftfracht.
-
Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Luftfrachtcontainer zu schaffen, dessen partiell aufgebrachte Flächenlast unter einer zulässigen Gesamtbeladung, in vorbestimmten Belastungsszenarien des Flugbetriebs, eine lokal zugewiesene sicherheitsrelevante Maximalbelastung der flugzeugseitigen Konstruktion nicht überschreitet.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Luftfrachtcontainer nach dem Anspruch 1 gelöst. Dieser weist einen Aufnahmekörper mit Öffnungen und zugeordneten Flächenbespannungen als Abdeckung auf, und zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass er zumindest eine Stütz/Auslöse-Einrichtung aufweist, die an dem Aufnahmekörper und an zumindest einer der Flächenbespannungen angreift und/oder sich in einen Querschnitt einer Containeröffnung erstreckt, um eine Abgrenzung des Innenraumes durch zumindest eine der Flächenbespannungen zu unterstützen, wobei die zumindest eine Stütz/Auslöse-Einrichtung dazu eingerichtet ist, eine Aufhebung der Unterstützung der Abgrenzung des Innenraumes durch zumindest eine der Flächenbespannungen auszulösen, wenn eine Kraft, die von der Fracht aus dem Innenraum gegen eine Querschnittsfläche von einer der Containeröffnungen gerichtet ist, eine vorbestimmte Kraft überschreitet.
-
Die vorliegende Erfindung umfasst hierzu folgende erfindungsgemäße Aspekte.
-
Zum einen beschäftigt sich die Erfindung erstmals mit der grundsätzlichen Überlegung, einen Luftfrachtcontainer bereitzustellen, der den Gegebenheiten eines Laderaumes ohne charakteristische Innenstruktur zur Aufnahme herkömmlicher Luftfrachtcontainer derart gerecht wird, dass eine Verwendung desselben den gegebenen sicherheitstechnischen Erwägungen nicht mehr entgegensteht.
-
Zum anderen liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, sich zur Lösung der eingangs genannten Aufgabenstellung nicht an konventionellen Maßnahmen zu orientieren, die bislang eine flugzeugseitige Verstärkung des Laderaumes oder statische Konstruktionsmerkmale eines Luftfrachtcontainers betreffen, sondern dem Problem erstmals durch ein funktionales Merkmal eines Luftfrachtcontainers zu begegnen.
-
Mit Blick auf die technische Umsetzung sieht die Erfindung erstmals eine Funktion eines Luftfrachtcontainers vor, in einer vorgegebenen Belastungssituation eine Abgrenzung des Containers kollabieren zu lassen, um eine von dem Luftfrachtcontainer losgelöste Schüttung der Fracht, die einem Ausgleich der Lastverteilung innerhalb des Laderaumes entgegenstrebt, gewähren zu lassen. Ein weiterer technischer Aspekt der Erfindung liegt in der Realisierung der Auslösung dieser Funktion durch ein Zusammenwirken zwischen dem Luftfrachtcontainer und der darin enthaltenen Fracht, sodass diese vorzugsweise mechanisch selbsttätig erfolgen kann.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luftfrachtcontainers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann der Luftfrachtcontainer nur eine Stütz/Auslöse-Einrichtung aufweisen, die einen Querschnitt des Luftfrachtcontainers umgreift. Dabei kann die Stütz/Auslöse-Einrichtung in ihrer Erstreckung in beliebiger Weise, z.B. waagerecht, senkrecht, diagonal oder dergleichen um den Aufnahmekörper herum angeordnet werden. Durch diesen Ausführungsaspekt kann eine Stütz/AuslöseEinrichtung für beide gegenüberliegenden Containeröffnungen verwendet werden. Im Vergleich zu möglichen weiteren Ausführungsalternativen, wie z.B. einer Stütz/AuslöseEinrichtung für jede Containeröffnung, mehreren Stütz/Auslöse-Einrichtung über den Umfang einer Containeröffnung, oder einer Stütz/Auslöse-Einrichtung in jedem Fixierungsmittel der Flächenbespannung, ermöglicht dieser Ausführungsaspekt die Sicherstellung einer zeitgleichen Auslösung einer Kollabierung der Abgrenzung und Freigabe beider Containeröffnungen, was insbesondere bei der Verwendung in einer Reihenanordnung von Containern vorteilhaft ist. Ferner bietet der Einsatz einer einzigen Stütz/Auslöse-Einrichtung einen möglichst einfachen Aufbau, der Kosten bezüglich der Montage, des Materials und der Wartung einspart.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann die zumindest eine Stütz/Auslöse-Einrichtung als Seilbund ausgebildet sein, der eine Schleife eines Zugseils und eine zwischen den Enden des Zugseils eingespannte Auslösevorrichtung zum Öffnen der Schleife umfasst. Im Gegensatz zu möglichen weiteren Ausführungsalternativen der Stütz/Auslöse-Einrichtung, wie z.B. starren oder elastischen Verriegelungen und Rastmechanismen oder dergleichen zur Unterstützung der Flächenbespannung, bietet dieser Ausführungsaspekt den Vorteil, dass eine Summe aus unterschiedlich positionierten, nach außen gerichteten Kräften der Gepäckstücke an der Containeröffnung bzw. Flächenbespannung in einer umlaufend gleichmäßigen Umfangsspannung des Seilbundes resultiert. Somit kann eine effektive und bezüglich örtlicher Lastverschiebungen neutrale Krafteinleitung bereitgestellt werden. Zudem stellt diese Umsetzung der Krafteinleitung auf einen definierten Punkt der Auslösevorrichtung keine herstellungskritischen Anforderungen an eine Positionierungsgenauigkeit.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann die Auslösevorrichtung einen Scherbolzen aufweisen, welcher durch eine Zugkraft am Zugseil an der Auslösevorrichtung abgeschert wird. Die Scherfestigkeit und Dimensionierung des Querschnitts des Scherbolzens können in herkömmlicher Weise vorab empirisch bestimmt werden. Mit diesem Ausführungsaspekt wird eine mechanisch selbsttätig auslösende Auslösevorrichtung bereitgestellt, die im Vergleich zu möglichen weiteren Ausführungsalternativen, wie beispielsweise einer mittels elektronischer Belastungssensoren oder drahtlos gesteuerten Auslösung, kostengünstig, einfach und dennoch zuverlässig ist.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann die Stütz/Auslöse-Einrichtung im Wesentlichen waagerecht entlang eines oberen Endabschnitts von zumindest einer der Flächenbespannungen geführt sein. Mit diesem Ausgestaltungsaspekt, bei dem das Zugseil einen großen Umfangsabschnitt der Flächenbespannung angreift, kann im Vergleich zu weiteren möglichen Ausführungsalternativen, wie beispielsweise einer kreuzförmigen oder mittig über den Öffnungsquerschnitt verlaufenden Zugseilführung, eine besonders effektive und ortsneutrale Einleitung einzelner Punktbelastungen an der Flächenbespannung auf den Seilbund realisiert werden. Insofern der Öffnungsquerschnitt der gesamten Projektionsfläche des Innenraumes entspricht, bietet der Ausgestaltungsaspekt ferner den Vorteil, dass ein Deckenelement des Frachtcontainers zur umlaufend Fixierung der Flächenbespannung entfallen kann.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann eine den Innenraum nach oben begrenzende Deckenfläche des Frachtcontainers abnehmbar und aufsetzbar zu dem Aufnahmekörper ausgebildet sein, oder in eine zum Innenraum geöffnete oder geschlossene Position am Aufnahmekörper versetzbar sein. Durch diesen Ausführungsaspekt wird das Be- und Entladen des Frachtcontainers wesentlich erleichtert. Ein Entfernen und erneutes Fixieren der Flächenbespannungen an den Containeröffnungen kann entfallen.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung können die Flächenbespannungen mittels riemenartigen Fixierungsmitteln am Aufnahmekörper und an der zumindest einen Stütz/Auslöse-Einrichtung fixierbar sein. Die Festigkeit der riemenartigen Fixierungsmittel ist ausreichend hoch gewählt, sodass die Fixierung zumindest bis zu einer jeweiligen Teilbelastung aufrechterhalten bleibt, die aus der vorbestimmten Kraft zur Auslösung der Auslösevorrichtung resultiert. Durch diesen Ausführungsaspekt wird sichergestellt, dass der Seilbund das maßgebliche Element zur Auslösung einer Freigabe des Gepäcks aus dem Luftfrachtcontainer verbleibt. Im Vergleich zu weiteren möglichen Ausführungsalternativen, bei denen die Flächenbespannung z.B. mittels Druckköpfen, Klettverschluss, oder dergleichen am Aufnahmekörper fixiert wird, und von einem darüber liegenden, z.B. über Kreuz geführten Seilbund unterstützt wird, ermöglicht dieser Ausführungsaspekt eine zuverlässige Krafteinleitung von Punktbelastungen an der Flächenbespannung auf den Seilbund, während ein Öffnungsverhalten der Flächenbespannung nach einer Auslösung zur Freigabe einem vorbestimmten Verhalten folgt.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann an einer Unterseite des Aufnahmekörpers ein im Wesentlichen quadratischer Sockel mit einer umlaufenden Hinterschneidung angeordnet sein. Durch diesen Ausführungsaspekt wird ein genormtes Aufnahmeprofil am Frachtcontainer bereitgestellt, das zu standardisierten Förderorganen und Positionsverriegelungen kompatibel ist.
-
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann der Aufnahmekörper aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt sein. Gegenüber einem aus Aluminium gefertigten Aufnahmekörper lassen sich mit einem faserverstärkten Verbundwerkstoff eine ausreichende Festigkeit und Schlagzähigkeit bei geringerem Gewicht erzielen.
-
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung kann eine Sicherungseinrichtung vorgesehen sein, vermittels der freie Enden der Stütz/AuslöseEinrichtung nach dem Auslösen am Luftfrachtcontainer gehalten werden können. Das Vorsehen einer derartigen Sicherungseinrichtung, die beispielsweise in Form von Fangseilen, Klammern, Haken oder dergleichen ausgebildet ist, kann in vorteilhafter Weise verhindern, dass die beim Auslösen der Stütz/Auslöse-Einrichtung voneinander getrennten Enden des Seilbunds frei durch den Laderaum schwingen und umliegende Strukturen beschädigen.
-
Gemäß einem Anwendungsaspekt der Erfindung kann der Luftfrachtcontainer zum Beladen und Entladen von Luftfracht in einem Laderaum eines Flugzeugs, vorzugsweise mit Narrow Body Rumpf verwendet werden. Somit kann insbesondere an Flugzeugtypen, für die eine Beladung mit herkömmlichen Luftfrachtcontainern bislang vorschriftsmäßig untersagt ist, die logistisch vorteilhafte Verwendung von Luftfrachtcontainer zugänglich gemacht werden, ohne flugzeugseitige Modifizierungen, wie insbesondere Containeraufnahmen oder Verstärkungen nachzurüsten, die das Gesamtgewicht des Flugzeugs erhöhen. Der Laderaum kann unter Zuhilfenahme geeigneter Förderorgane innerhalb eines erheblich kürzeren Zeitfensters auf dem Rollfeld be- und entladen werden.
-
Gemäß einem vorteilhaften Anwendungsaspekt der Erfindung wird eine Mehrzahl von Luftfrachtcontainern in einer Längsrichtung des Flugzeugs in dem Laderaum hintereinander positioniert und ein Abstand von wenigstens 50 mm zwischen gegenüberliegenden Flächen der Luftfrachtcontainer eingehalten. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Funktionsweise der beispielgebenden Ausführungsform nicht durch einen benachbarten Container beeinträchtigt wird, d.h. beispielsweise durch ein Verhaken des Zugseils ausgelöst oder gehemmt wird.
-
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1A und 1B einen Luftfrachtcontainer der beispielgebenden Ausführungsform mit und ohne Flächenbespannung an den Containeröffnungen;
- 2 eine Querschnittansicht eines Luftfrachtcontainers zur Darstellung einer vereinfachten Kräfteverteilung in Bezug zu der Längsrichtung des Flugzeugs;
- 3 den Luftfrachtcontainer der beispielgebenden Ausführungsform ohne Deckenelement zur Darstellung einer vereinfachten Kräfteverteilung in Bezug zu der Längsrichtung des Flugzeugs;
- 4A und 4B eine Auslösevorrichtung der beispielgebenden Ausführungsform in einer Explosionsansicht und einer Ansicht im Betriebszustand;
- 5 einen Ablauf einer Funktion des Luftfrachtcontainers der beispielgebenden Ausführungsform;
- 6 einen Ablauf einer Funktion einer Reihenanordnung des Luftfrachtcontainers der beispielgebenden Ausführungsform in einem Laderaum.
-
Nachstehend wird ein Aufbau der beispielgebenden Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 4B beschrieben.
-
Wie den 1A und 1 B zu entnehmen ist, setzt sich die nachstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftfrachtcontainers im Wesentlichen aus einem Aufnahmekörper 1, der im Querschnitt schalenförmigen ist, einem Seilbund, der den Aufnahmekörper 1 an einem oberen Endabschluss umspannt, und einem Deckenelement 4, das auf den Aufnahmekörper 1 aufgesetzt ist, zusammen. Zwei Seiten des Aufnahmekörpers 1, die sich senkrecht gegenüberliegen, sind über den Querschnitt eines Innenraumes 10 des Containers, der durch die Innenkontur des Aufnahmekörpers 1 und das Deckenelement 4 gebildet wird, vollständig geöffnet. Diese geöffneten Seiten bilden die Containeröffnungen 12.
-
Der Aufnahmekörper ist in einer Sandwich-Anordnung aus mehreren Lagen eines faserverstärkten Verbundwerkstoffs und darin eingebetteten Rippenprofilen gefertigt und ist als gewölbtes Paneel ausgeformt, dessen Krümmungen der charakteristischen Querschnittskontur des Laderaumes eines betreffenden Narrow Body Flugzeugs möglichst raumfüllend nachempfunden sind. Der schalenförmige Querschnitt des Paneels als Aufnahmekörper 1 lässt sich im Wesentlichen in einen Bodenabschnitt mit einer waagerechten Bodenfläche 11 und in zwei daran anschließende Bogenabschnitten mit senkrecht zum oberen Ende auslaufenden Begrenzungsflächen 13 unterteilen.
-
Die offene Oberseite des gewölbten Paneels des Aufnahmekörpers 1 ist durch das Deckenelement 4 abgedeckt, das den Innenraum 10 des Aufnahmekörpers 1 nach oben hin verschließt. Das Deckenelement 4 ist zum Beladen und Entladen des Luftfrachtcontainers abnehmbar, und wird zum Verschließen auf die oberen Abschlusskanten der seitlich auslaufenden Begrenzungsflächen 13 aufgesetzt und formschlüssig arretiert. Da dem Containerabschnitt, der das Deckenelement 4 bildet, keine statisch tragende Bedeutung am Aufnahmekörper 1 zukommt, ist er als separates Element mit einer geringeren Festigkeit, d.h. insbesondere einem geringeren Gewicht, im Vergleich zu den übrigen Abschnitten des Aufnahmekörpers 1 ausgeführt, wodurch die Handhabbarkeit verbessert wird. In der beispielgebenden Ausführungsform ist das Deckenelement 4 ebenfalls als ein Paneel aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellt.
-
In einem Bereich einer Schnittfläche zwischen dem Aufnahmekörper 1 und dem Deckenelement 4 bzw. waagerecht um einen oberen Endbereich des Innenraumes 10 herum, ist eine Schleife eines Zugseils 31, vorzugsweise aus rostfreiem Edelstahldraht, gespannt, sodass die Schleife die oberen Abschlusskanten der seitlich nach oben auslaufenden Begrenzungsflächen 13 umgreift. Innerhalb der Schleife des Zugseils 31 ist eine Auslösevorrichtung 30 eingespannt, deren Funktionsweise später beschrieben wird. Das Zugseil 31 und die Auslösevorrichtung 30 bilden gemeinsam eine Stütz/Auslöse-Einrichtung 3, wie sie in den Patentansprüchen bezeichnet ist.
-
Wie in 1B gezeigt ist, sind die Containeröffnungen 12 im Betriebszustand des Luftfrachtcontainers durch Flächenbespannungen 2 verschlossen. Die Flächenbespannungen 2 decken den Öffnungsquerschnitt der Containeröffnungen 12 ab, welcher in der beispielgebenden Ausführungsform dem Querschnitt des Innenraumes 10 entspricht. Die Flächenbespannung 2 wird über ihren Umfang verteilt durch Riemen 21, 22, 23 als Fixierungsmittel verzurrt. Ein Riemenpaar 21 fixiert die Flächenbespannung in einem Bereich der Bodenfläche 11 beidseitig an dem Aufnahmekörper 1. In einem darüber liegenden Bereich der Bogenabschnitte ist die Flächenbespannung 2 ebenfalls durch ein Riemenpaar 22 beidseitig an dem Aufnahmekörper 1 fixiert. Das obere Ende der Flächenbespannung 2, das die Containeröffnungen 12 entlang des Deckenelementes 4 abschließt, ist durch eine Mehrzahl von Riemen 23 an dem Zugseil 31 fixiert. Die Flächenbespannung 2 ist aus einem flexiblen Stoff, vorzugsweise einem imprägniert Gewebe, wie beispielsweise Tarpaulin gefertigt. Ein Aufbau und die Fixierung der Flächenbespannungen 2 sind an den beiden gegenüberliegenden Containeröffnungen 12 im Wesentlichen gleich.
-
An der Unterseite des Luftfrachtcontainers ist im Bereich der Bodenfläche 11 ein quadratischer Sockel 16 an dem Paneel des Aufnahmekörpers 1 befestigt. An dem Sockel 16 ist eine umlaufende Hinterschnittkante ausgebildet, die ein kompatibles Profil für Förderorgane und Verriegelungen einer sogenannten „Standard Lock Latch“ Normung zur Verfügung stellt.
-
Entsprechend der vorgesehenen Verwendung des erfindungsgemäßen Luftfrachtcontainers in dem Laderaum eines Narrow Body Flugzeugs, sind dessen Abmessungen mit einer Breite von 2,30 m, einer Höhe von 0,80 m und einer Tiefe von 0,90 m gewählt. Bei diesen Maßen und der abgebildeten Formgestaltung der beispielgebenden Ausführungsform ergibt sich ein Innenraum 10 mit einem Ladevolumen von 1,17 m3, bei einem betriebsfähigen Gewicht von etwa 25 kg und einer vorgesehenen maximalen Beladung von 400 kg.
-
Nachstehend werden mit Bezug auf die 2 und 3 Krafteinwirkungen auf den Luftfrachtcontainer in einer kritischen Flugsituation erläutert. Im Flugbetrieb, wie beispielsweise beim Starten und Landen, oder bei Turbulenzen wirken auf das Flugzeug, und somit auf die Luftfracht im Laderaum, Belastungen unterschiedlicher Ausrichtungen, die z.B. aus Fliehkräfte der Flugbahn oder Strömungsänderungen am Flugzeug resultieren.
-
Hinsichtlich sicherheitstechnischer Erwägungen werden Belastungsszenarien, in welchen senkrecht abwärts oder mit einer Abwärtsneigung gerichtete Kräfte, oder eine senkrecht nach oben gerichtete Kraft wirkt, als weniger kritisch bezüglich einer Überschreitung von zulässigen Flächenlasten an einer inneren Struktur des Laderaumes erachtet. Der Flugzeugrumpf weist ein Rahmenskelett mit quer verlaufenden Ringspannten und längs verlaufenden Trägern auf. Belastungen, die von der Fracht im Wesentlichen senkrecht auf die quer verlaufenden Ringspannten des Flugzeugrumpfes ausgeübt werden, können von dem Rahmenskelett effektiv aufgenommen und auf benachbarte Elemente verteilt werden. Der erfindungsgemäße Luftfrachtcontainer weist zur Maximierung des Ladevolumens den schalenförmigen Querschnitt auf, sodass eine Außenkontur des Aufnahmekörpers 1 mehrere auf die Ringspannten des Rumpfes ausgerichtete Auflagepunkte bildet, an welchen Kräfte in das Rahmenskelett eingeleitet werden.
-
Als problematisch werden dahingegen Belastungszustände in Längsrichtung des Flugzeugs erachtet, da hierbei eine Einleitung der Kräfte von der Fracht auf das Rahmenskelett des Rumpfes umso mehr von einer Anzahl und einer Verteilung von Verbindungspunkten einer Befestigungsstruktur zwischen Fracht und Rahmenskelett des Rumpfes abhängt. Falls beispielsweise ein Container durch eine Verriegelung an der Unterseite des Containers am Laderaumboden fixiert ist, treten bei einem Kippmoment des Containers erhebliche Belastungen im Bereich der Verriegelung auf, die eine zulässige partielle Flächenlast am Flugzeugrumpf überschreiten können. Wenn die Container anderenfalls ohne Verriegelung abgestellt werden, können sich die Trägheitsmomente von aneinander geschobenen Containern addieren, sodass eine resultierende Gesamtkraft an einem Anschlag eines in Längsrichtung des Flugzeugs äußeren Luftfrachtcontainers auftrifft. Im Bereich dieses Anschlagpunktes würde eine resultierende Gesamtkraft der aufeinander geschobenen Container im Bereich eines Ringspannts konzentriert in den Flugzeugrumpf eingeleitet werden. Somit können Fixierungen von Containern, zumindest an Flugzeugen vom Narrow Body Typ ohne eine verstärkte Innenstruktur des Laderaumes, Problemstellungen in Bezug auf lokale Überschreitungen sicherheitsrelevanter Flächenlasten aufwerfen, was bislang dazu führte, dass für einige Flugzeugtypen Vorschriften bestehen, die eine Verwendung von herkömmlichen Luftfrachtcontainern untersagen.
-
Ein erfindungsgemäß vorbestimmter Grenzfall für das als kritisch erachtete Belastungsszenario in Längsrichtung des Flugzeugs liegt bei einer G-Kraft von 1,5 G. Diese Belastung liegt zwischen den zu erwartenden Belastungen, die bei ordnungsgemäßen Starts und Landungen zu erwarten sind, und solchen Belastungen, deren resultierende Krafteinleitung auf die Rahmenstruktur des Rumpfes als kritisch eingestuft werden können.
-
Der erfindungsgemäße Luftfrachtcontainer ist darauf ausgelegt, die nachstehend beschriebene Funktion zur Freigabe der Fracht bei einer G-Kraft von 1,5 G in einer Längsrichtung des Flugzeugs und einem vorbestimmten Beladungsgewicht von z.B. 226 kg auszulösen. Bei einem üblichen Flugbetrieb, in dem keine erheblichen Unregelmäßigkeiten bezüglich der Starts und Landungen oder äußeren Einflüssen durch Turbulenzen auftreten, ist somit keine Auslösung der Auslösevorrichtung 30 vorgesehen.
-
2 zeigt eine Kraft F2, die flugzeugseitig an der Unterseite des Aufnahmekörpers 1 des Luftfrachtcontainers eingeleitet wird, wenn das Flugzeug eine Belastung in Längsrichtung erfährt, wie z.B. bei einem Steigflug. Die darin befindliche Ladung von Gepäckstücken weist in Gesamtbetrachtung einen resultierenden Schwerpunkt mit einer Gewichtskraft auf. Durch ein Trägheitsmoment und eine neigungsabhängige Komponente der Gewichtskraft der Beladung entsteht eine Kraft F in Längsrichtung des Flugzeugs, die der flugzeugseitig eingeleiteten G-Kraft F2 entgegengerichtet ist. Eine Reibungskraft FReibung, die sich aus einer neigungsabhängigen Normalkraft FNormal der Fracht zur Bodenfläche des Containers und einem Reibungskoeffizienten zusammensetzt, sowie eine Kraft F1, die als Umfangsspannung in dem rückhaltgewährenden Seilbund am Aufnahmekörper 1 des Luftfrachtcontainers entsteht, wirken der Kraft F der Beladung in Längsrichtung des Flugzeugs entgegen. Die einzelnen Gepäckstücke der Ladung treten unter dem jeweiligen Trägheitsmoment in unterschiedlicher Ausprägung hervor und belasten die Flächenbespannung 2, deren flexible Gewebestruktur sich der Verteilung von Punktbelastungen entsprechend ausbaucht.
-
Bei dem vorbestimmten Grenzfall einer G-Kraft in Längsrichtung des Flugzeugs von 1,5 G tritt bei der beispielgebenden Ausführungsform unter einer Beladung von z.B. 226 kg und eine Kraft F von 3330 N über die Querschnittsfläche der Flächenbespannung 2 verteilt auf. Die Kraft F1, die aus einer Krafteinleitung dieses Belastungszustands an der Flächenbespannung 2 über die Fixierungsriemen 23 als Spannung in dem Zugseil 31 resultiert, ist in der Auslösevorrichtung 30 als Schwellenwert einer Zugkraft zur Auslösung der Auslösevorrichtung 30 eingestellt.
-
4A zeigt eine Explosionsansicht der Auslösevorrichtung 30 der beispielgebenden Ausführungsform. Das Zugseil 31 weist an den Enden Nippel 31a und 31b auf, die als zugfeste Verplombungen ausgeführt sind. An den Seilenden sitzen hinter den Nippeln 31 a und 31b eine Kapsel 32a und ein Zapfen 32b. Ein Scherbolzen 33 mit zwei abgewinkelten Schenkeln wird in eine Bohrung 34b eingesetzt, die quer zum Durchmesser des Zapfens 32b bzw. dem Zugseil 31 verläuft. Eine Gewindehülsen 35 mit einem Außengewinde weist zwei diametral gegenüberliegende Durchgangschlitze 34a auf, in welchen die abgewinkelten Schenkel des Scherbolzens 33 aufgenommen werden, wenn der Zapfen 32b in die Gewindehülse 35 eingeschoben wird. Eine Torsionssperre zwischen dem Zapfen 32b und der Gewindehülsen 35 ist mittels einer komplementären Ausgestaltung eines Radialstegs 36b seitens des Zapfens 32b und einer entsprechenden Aufnahmenut 36a seitens der Gewindehülse 35 bereitgestellt. Ein Ring 37, der über die Gewindehülse 35 geschoben wird, fixiert und schützt den Scherbolzen 33. Zwischen dem Nippel 31a des Zugseils 31 und einer Austrittsbohrung der Kapsel 32a für das Zugseil 31 sind Gleitringe 38 angeordnet, die einen Reibungswiderstand zur Drehung der Kapsel 32a in Bezug zu dem Zugseil 31 vermindern. Die Kapsel 32a weist ein Innengewinde auf und wird auf das Außengewinde der Gewindehülse 35 aufgeschraubt, die über den Scherbolzen 33 mit dem Zapfen 32b zusammengefügt ist.
-
Wie in 4B zu sehen ist, stellt die Auslösevorrichtung 30 im montierten Betriebszustand eine kompakte Einheit dar, die mit dem Zugseil 31 als Seilbund um den Luftfrachtcontainer gespannt wird. Nach einer Auslösung der Auslösevorrichtung 30 kann der obenstehend beschriebene Aufbau demontiert werden, um einen neuen Scherbolzen 33 einzusetzen.
-
Nachstehend werden Ablaufschritte der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Luftfrachtcontainers mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben.
-
In den freigestellten Abbildungen des Luftfrachtcontainers der 5 wird in Schritt 1 ein beladener Luftfrachtcontainer im Ruhezustand gezeigt. In Schritt 2 erfährt der beladene Luftfrachtcontainer eine G-Kraft in Längsrichtung des Flugzeugs, wodurch sich die Ladung der einzelnen Gepäckstücke insgesamt und zueinander verschiebt und die Flächenbespannung 2 belastet. Ein Teil der Gesamtbelastung der Flächenbespannung 2 wird an dem oberen Endabschnitt der Flächenbespannung 2 über die Mehrzahl von Riemen 23 auf das Zugseil 31 übertragen. Mit steigender Belastung steigt eine Spannung in dem Seilbund, der sich aus dem Zugseil 31 und der Auslösevorrichtung 30 zusammensetzt, bis der Schwellenwert der Zugkraft erreicht ist, der eine Auslösung der Auslösevorrichtung 30 bewirkt. In Schritt 3 ist die Auslösevorrichtung 30 ausgelöst worden und die Schleife des Zugseils 31 ist nicht länger als Seilbund um den Aufnahmekörper 1 gespannt. Die Abgrenzung des Luftfrachtcontainers durch die Flächenbespannung 2 wird demzufolge am oberen Ende der Flächenbespannung 2 nicht länger unterstützt und kollabiert unter den hervortretenden Gepäckstücken, wonach sich die Flächenbespannung 2 am oberen Ende zum Deckenelement 4 öffnet. In Schritt 4 wird die geöffnete Flächenbespannung 2 im weiteren Verlauf durch heraustretende Gepäckstücke nach unten gedrängt. Die herausgetretenen Gepäckstücke gelangen durch die Containeröffnung 12 in die Umgebung des Laderaumes.
-
6 zeigt einen Ablauf derselben Schritte 1 bis 4 der Funktionsweise wie in 5, jedoch in Betrachtung zweier hintereinander positionierter Luftfrachtcontainer innerhalb eines dargestellten Laderaumausschnitts. Anhand der Darstellung in Schritt 4 ist nachvollziehbar, dass sich nach der Auslösung einer Kollabierung mehrerer in Reihe positionierter Container eine Verteilung von Gepäckstücken ergibt, die in Flugzeuglängsrichtung annähernd einer losen Schüttung der Gepäckstücke ohne den Abgrenzungen der Container entspricht. In dieser Konstellation treten die einzelnen Gepäckstücke in Längsrichtung des Flugzeugs an vielen Punkten mit einer inneren Struktur des Laderaumes in Kontakt, wodurch eine gleichmäßigere Flächenlast erzielt wird als diejenige, die an den Auflagern oder Fixierungspunkten von herkömmlichen, starr verbleibenden Luftfrachtcontainern auftritt.
-
Im Falle einer Auslösung und Freigabe von Gepäckstücken liegt der Aufwand zum Entladen der Fracht unter demjenigen bei einer herkömmlichen vereinzelten Abfertigung der Gepäckstücke, da ein Teil der Gepäckstücke in den geöffneten Aufnahmekörpern 1 verbleibt und als verbliebene Einheit aus dem Laderaum heraus gefördert werden kann.
-
Durch die erfindungsgemäße Funktionsweise können die logistischen Vorteile der Verwendung von Luftfrachtcontainer genutzt werden, ohne zusätzliche verstärkende Strukturen im Rumpf vorzusehen, die das Gewicht des Flugzeugs erhöhen. Gleichwohl wird das Risiko einer partiellen Überschreitung einer zulässigen Flächenlast innerhalb des Laderaumes, insbesondere in Flugzeuglängsrichtung, verringert, oder in dem vorbestimmten Belastungsszenario vermieden.
-
Die obenstehend beschriebene beispielgebende Ausführungsform vereint vorteilhafte Ausführungsaspekte der Erfindung. Dem Kern der Erfindung entsprechen jedoch auch weitere alternative Ausgestaltungen von Elementen des erfindungsgemäßen Luftfrachtcontainers.
-
So kann beispielsweise an jeder Containeröffnung 12 eine Stütz/Auslöse-Einrichtung 3 als Seilbund oder in einer anderen Ausgestaltung vorgesehen sein. Die Stütz/Auslöse-Einrichtung 3 kann als schleifenförmiger Bund oder als mehrdirektional verlaufende Schnürung um den Container geführt sein. Eine Schnürung eines Zugseils 31, die beispielsweise diagonal über einen Öffnungsquerschnitt gespannt ist, kann unter oder über der Flächenbespannung 2, oder in einer kanalförmigen Tasche der Flächenbespannung 2 verlaufen. Ein schleifenförmiger Seilbund kann ebenso senkrecht um den Container geführt sein.
-
Um zu vermeiden, dass beim Auslösen der Stütz/Auslöse-Einrichtung 3 die freien Enden ungebremst durch den Laderaum schwingen und mithin benachbarte Gepäckstücke oder gar Teile der Laderaumstruktur beschädigen können, ist eine (hier nicht gezeigte) Sicherungseinrichtung, beispielsweise in Form eines Fangseils vorgesehen, die mit der Stütz/Auslöse-Einrichtung 3 verbunden ist und deren Bewegungsfreiraum einschränkt.
-
Anstelle des Scherbolzens 33 kann die Auslösevorrichtung 30 alternativ ein anderes Element mit Sollbruchstelle aufweisen, wie ein Zugelement, dessen Zugfestigkeit durch ein Einschnürungsverhalten bestimmt ist.
-
Die Stütz/Auslöse-Einrichtung 3 kann alternativ durch einen oder eine Mehrzahl von starren Riegeln ausgestaltet sein, die sich in den Öffnungsquerschnitt der ContainerÖffnungen 12 erstrecken, wobei Fixierungspunkte an den Enden eines Riegels dazu ausgestaltet sein können, unter einer vorbestimmten Kraft zu versagen. Eine ähnliche Funktionsweise kann alternativ durch eine Verriegelung mit einem elastischen Element oder durch einen Rastmechanismus mit entsprechend begrenzter Zugfestigkeit erzielt werden.
-
Wenn die Stütz/Auslöse-Einrichtung 3 mehrere Erstreckungsabschnitte über den Öffnungsquerschnitt der Containeröffnung 12 aufweist, um Kräfte von heraustretenden Gepäckstücken aufnehmen zu können, kann die Flächenbespannung durch lösbare Fixierungsmittel, wie Druckknöpfe oder Klettverschluss fixiert sein, die bereits vor einer zur Auslösung führenden Belastung nachgeben.
-
Darüber hinaus kann die Auslösevorrichtung 30 elektronische Komponenten umfassen, wie einen Sensor zur Krafterfassung, ein Stellglied zur Auslösung der Auslösevorrichtung 30 und eine Schaltung zur Messung und Beurteilung einer Zugkraft sowie zur Aktivierung des Stellglieds. Ebenso kann die Auslösevorrichtung 30 mit einem Transmitter versehen sein, der Messsignale versendet oder Befehlssignale empfängt.
-
Das Deckenelement 4 kann abnehmen sein, oder im Sinne eines Deckels einer Truhe schwenkbar an dem Aufnahmekörper 1 angelenkt sein, oder fest verbunden bzw. einteilig mit dem Aufnahmekörper 1 ausgebildet sein.
