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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit einem Flugzeugrumpf, einem Tragwerk und einem Leitwerk sowie einer eine Blitzschutzeinrichtung beinhaltenden Oberflächenstruktur.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Luftfahrzeuge sind zum Schutz vor Blitzschlägen durch eine Blitzschutzeinrichtung geschützt. Diese sind als leitfähige Oberflächen ausgeführt und können oberflächennah Strom leiten und damit die Gefahr des Durchdringens der Struktur des Flugzeugs signifikant vermindern. Derartige Einrichtungen werden oftmals mit Folien aus einem hochleitfähigen Material realisiert, die auf oder in die Struktur des Flugzeugs integriert werden. Hierdurch kann Beschädigungen einer Rumpfstruktur entgegengewirkt werden.
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Ein Blitzschlag bei einem Flugzeug äußert sich üblicherweise dadurch, dass ein Blitz an einer Extremität einschlägt, beispielsweise eines Radoms, oder einer Flügelspitze eintritt, ein dadurch verursachter elektrischer Strom entlang des Flugzeugs geleitet wird und sich üblicherweise über andere Extremitäten, etwa eine Ruderkappe oder ein APU-Abgasrohr, in die Atmosphäre oder den Boden entlädt. Aufgrund eines überwiegend ähnlichen Musters solcher Blitzschläge werden oftmals bestimmte Blitzschutzzonen definiert, die besonders von Blitzschlägen betroffen sind und folglich eine Blitzschutzeinrichtung aufweisen.
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DE 10 2016 121 923 A1 zeigt etwa eine Materialkombination, die in einem Luftfahrzeug auch zur Herstellung eines Blitzschutzes verwendbar ist.
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DE 10 2007 057 491 A1 zeigt ein Bauteil für ein Flugzeug, mit einer Harzmatrix, in die Carbon-Nanoröhrchen eingebettet sind, um eine hohe Leitfähigkeit des Bauteils zu erreichen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Mit bekannten Einrichtungen ist es mit Einschränkungen möglich, verschiedene Zonen an einer Oberfläche eines Flugzeugs mit lokal angepasstem Blitzschutz vorzusehen. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Flugzeug vorzuschlagen, das mit einer alternativen Blitzschutzeinrichtung ausgestattet ist und besonders vorteilhaft und sehr flexibel lokal an unterschiedliche Blitzschutzrisiken anpassbar ist.
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Die Aufgabe wird durch ein Flugzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird ein Flugzeug mit einem Flugzeugrumpf, einem Tragwerk und einem Leitwerk sowie einer eine Blitzschutzeinrichtung beinhaltenden Oberflächenstruktur vorgeschlagen, welche auf dem Flugzeugrumpf, dem Tragwerk und dem Leitwerk angeordnet ist, die Blitzschutzeinrichtung aufweisend mehrere elektrisch leitfähige Elemente, die mindestens als eine Gruppe von Elementen in der Oberflächenstruktur angeordnet sind, wobei die zu einer Gruppe gehörenden elektrisch leitfähigen Elemente zumindest abschnittsweise parallel zueinander angeordnet sind und zumindest in zwei Bereichen voneinander verschiedene Abstände zueinander aufweisen.
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Das Flugzeug kann eine beliebige Bauart aufweisen und aus den wesentlichen Hauptkomponenten Flugzeugrumpf, Tragwerk und Leitwerk bestehen. Dies bedeutet nicht, dass weitere Elemente oder Baugruppen ausgeschlossen sind. Das Tragwerk und das Leitwerk könnten auch miteinander kombiniert und nicht zwangsläufig separat und voneinander beabstandet realisiert sein. Ebenso könnten der Flugzeugrumpf, das Tragwerk und das Leitwerk eine integrierte Form aufweisen, bei der insbesondere der Flugzeugrumpf in das Tragwerk übergeht bzw. umgekehrt.
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Im Sinne der Erfindung ist eine Oberflächenstruktur als ein oberflächennaher Aufbau der Oberfläche des Flugzeugs zu verstehen. Die Oberflächenstruktur könnte etwa die Oberfläche einer Rumpfhaut, einer Tragwerkshaut oder einer Leitwerkshaut mit einer darauf angeordneten Blitzschutzeinrichtung und einer oder mehrerer darauf angeordneter Schutzschichten beinhalten. Der Begriff der Oberflächenstruktur kann daher je nach Art des Flugzeugs, eines Materials des Flugzeugrumpfs, des Tragwerks und des Leitwerks auch variieren. Die genaue Zusammensetzung der Oberflächenstruktur ist für den Kern der Erfindung jedoch nicht wesentlich. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die äußere Oberfläche des Flugzeugs durch die Anordnung der Blitzschutzeinrichtung aerodynamisch nicht beeinträchtigt wird. Selbstverständlich sollte eine aerodynamisch günstige Oberfläche aufrechterhalten werden, ohne auf die vorteilhafte Anordnung der Blitzschutzeinrichtung zu verzichten. Die Stärke der leitfähigen Elemente, ihre Einbettung in die Oberflächenstruktur und die Abdeckung mit einer oder mehreren Schutzschichten können derart aneinander angepasst werden, dass die äußere Oberfläche auf die gewünschte Weise gestaltet und insbesondere glatt ist.
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Ein wesentlicher Aspekt der Blitzschutzeinrichtung liegt in der Verwendung mehrerer leitfähiger Elemente, die sich in der Oberflächenstruktur befinden und in der Lage sind, Strom zu leiten. Der durch Blitzschläge hervorgerufene elektrische Strom kann durch die leitfähigen Elemente oberflächennah an der Oberflächenstruktur geleitet werden, um Beschädigungen der Struktur des Flugzeugs vorzubeugen. Die elektrisch leitfähigen Elemente der Blitzschutzeinrichtung bilden dabei zusammen mindestens eine Gruppe, die zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufen. Der unterschiedliche Abstand der einzelnen elektrisch leitfähigen Elemente kann dazu eingesetzt werden, eine Blitzschutzwirkung lokal anzupassen.
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Es ist selbstverständlich, dass auch mehrere Gruppen von leitfähigen Elementen in der Oberflächenstruktur angeordnet sein können. Diese könnten sich nebeneinander, hintereinander oder übereinander, also auch in einer überlappenden Anordnung, in der Oberflächenstruktur befinden.
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In Bereichen mit einem deutlich höheren Bedarf an Blitzschutz kann etwa der Abstand zwischen den leitfähigen Elementen geringer als in anderen Bereichen gewählt werden. Wird der Abstand zwischen einzelnen leitfähigen Elementen auf null gesetzt, würde dies einer herkömmlichen Lösung mit einer Folie oder einem Metallgitter entsprechen. Diese Bereiche könnten sich insbesondere an einer Vorderseite und Oberseite des Flugzeugs befinden.
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In Bereichen mit einem deutlich niedrigeren Bedarf an entsprechender Blitzschutzwirkung könnte der Abstand zwischen den leitfähigen Elementen deutlich größer gewählt werden als in anderen Bereichen. Dies kann Seitenflächen des Flugzeugs oder eine vordere Hälfte einer Flugzeugrumpfunterseite betreffen.
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Damit könnte die gesamte Oberflächenstruktur des Flugzeugs mit einem Blitzschutz ausgestattet werden, wobei dieser lokal an unterschiedliche Forderungen an den Blitzschutz angepasst sein kann. Dadurch kann trotz der Abdeckung eines überwiegenden Teils des Flugzeugs insgesamt Material und Gewicht eingespart werden und der Blitzschutz kann ideal, d. h. auch ohne Variation in der Dicke einer Metallfolie oder dergleichen, an die Erfordernisse angepasst werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die elektrisch leitfähigen Elemente bandartig ausgeführt. In diesem Sinne sind die elektrisch leitfähigen Elemente länglich und flach, weisen eine Haupterstreckungsrichtung auf und werden von zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen begrenzt. Eine Breite der leitfähigen Elemente, d.h. der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Randbereichen, liegt deutlich unterhalb ihrer Länge. Die leitfähigen Elemente können sich daher als Streifen in der Oberflächenstruktur des Flugzeugs erstrecken, wobei mehrere Streifen zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufen. Durch die Verwendung von bandartigen leitfähigen Elementen können auch komplexere Formen einer Überdeckung der Oberflächenstruktur erreicht werden. Es müssen nicht zwangsläufig vorgegebene geometrische Flächen vorbereitet und aufgebracht werden, sondern die Streifen können auch mäanderförmig oder mit bestimmten gebogenen Formen bei der Herstellung der Oberflächenstruktur angeordnet werden.
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Vorzugsweise verlaufen die elektrisch leitfähigen Elemente unterbrechungsfrei in der Oberflächenstruktur. Selbstverständlich können auch einzelne Elemente vorhanden sein, die in einer Laufrichtung unterbrochen sind oder in Laufrichtung von einem anderen Element beabstandet sind.
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Die elektrisch leitfähigen Elemente können ein metallisches Material aufweisen. Das metallische Material könnte insbesondere Kupfer, eine kupferbasierte Legierung, etwa Bronze, Aluminium oder andere metallische Materialien aufweisen. Bei der Auswahl sind insbesondere ein ausreichend hohe spezifische elektrische Leitfähigkeit und eine ausreichende, realisierbare Stromdichte zu berücksichtigen.
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Die elektrisch leitfähigen Elemente können weiterhin einen leitfähig beschichteten Kunststoff aufweisen. Der Kunststoff könnte in Form eines beschichteten Bandes oder eines Streifens realisiert sein. Das Band oder der Streifen kann durchgängig aus einem einzelnen Kunststoff oder einem Lagenaufbau mit mehreren Kunststoffen bestehen. Die Oberfläche der leitfähigen Elemente kann dabei Unterbrechungen, Öffnungen, Ausnehmungen, Vertiefungen oder ähnliches aufweisen. Die Art des Kunststoffs ist hierbei unerheblich, solange eine ausreichende Stromfestigkeit bzw. elektrische Leitfähigkeit durch die Beschichtung realisierbar ist. Es könnte sich anbieten, einen Streifen aus einem Thermoplast oder einem Duromer zu verwenden, der flexibel und biegeelastisch ist, so dass den Verformungen des Flugzeugs während des Flugs gefolgt werden kann. Selbstverständlich können auch Polyamid, Kevlar oder andere Stoffe verwendet werden. Die Beschichtung kann beispielsweise durch eine Metallbedampfung realisiert werden.
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Desweiteren wäre auch die Verwendung von Kohlenstoff-Allotropen denkbar, die in die Oberflächenstruktur einbindbar sind. Diese könnten etwa in Form von Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder Graphenen realisiert sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die elektrisch leitfähigen Elemente mehrere Fasern auf, die ein Vlies, ein Gewebe, ein Gelege, ein Gestrick, ein Geflecht oder ein Gewirk ausbilden. Mit diesen Aufbauarten können Flächengebilde kreiert werden, die sehr flexibel an eine gewünschte Form und einen gewünschten Verlauf in der Oberflächenstruktur anpassbar sind. Diese Flächengebilde weisen Fasern auf, die geordnet oder ungeordnet in geflochtener, gewobener oder aneinander gehefteter Form vorliegen. Diese Aufbauarten können sich insbesondere auf Kunststofffasern beziehen, welche mit einer leitfähigen Beschichtung versehen sind, oder auf metallische Fasern.
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Die elektrisch leitfähigen Elemente können in einer vorteilhaften Ausführungsform jedoch auch massiv sein. Eine solche Variante bezieht sich insbesondere auf streifenförmige Abschnitte, welche sich nicht aus einzelnen Fasern zusammensetzen, sondern aus einem massiven Material hergestellt sind. Diese könnten durch mechanische Verfahren zur Verringerung des spezifischen Gewichts bearbeitet sein. Es könnte sich anbieten, ein Blech oder eine Folie mit Öffnungen zu versehen und streckend zu verformen. Hierdurch entsteht ein Streckmetall mit einem gitterförmigen Aufbau. Kupferfolien, die auf diese Weise bearbeitet werden, sind auch unter dem Begriff „expanded copper foil“ (ECF) bekannt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine erste Gruppe von leitfähigen Elementen ausgebildet, die sich gleichlaufend zu einer Längsachse des Flugzeugrumpfs erstrecken und in Umfangsrichtung an dem Flugzeugrumpf verteilt sind. Die einzelnen leitfähigen Elemente dieser ersten Gruppe können sich folglich im Wesentlichen in einer Längsrichtung an dem Flugzeugrumpf erstrecken. Sie müssen nicht zwangsläufig eine streng geradlinige und exakt parallele Ausrichtung zu der Längsachse besitzen. Die globale Erstreckung der elektrisch leitfähigen Elemente kann bevorzugt jedoch deutlich entlang der Längsachse verlaufen. Hierbei sind etwa zwei einander gegenüber angeordnete, geradlinige und parallel zueinander verlaufende Hüllkurven denkbar, die ein leitfähiges Element entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung umhüllen und dabei parallel zu der Längsrichtung verlaufen oder einen Winkel bis zu 25° mit dieser einschließen. Lokale Winkelabweichungen zu der Längsachse könnten dabei bestehen. Beispielsweise kann sich ein leitfähiges Element entlang der Längsachse erstrecken und hierbei einen oder mehrere Bögen aufweisen, die ein oder mehrere Fenster in dem Flugzeugrumpf umlaufen. Insgesamt können die leitfähigen Elemente auch eine Art Zickzack-Struktur aufweisen oder mäanderförmig angeordnet sein. Es bietet sich allerdings an, dass sämtliche leitfähigen Elemente einer zusammenhängenden Gruppe so angeordnet sind, dass sie einen im Wesentlichen gleichbleibenden Abstand zwischen benachbarten elektrisch leitfähigen Elementen zur Folge haben.
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Das Verteilen der elektrisch leitfähigen Elemente in Umfangsrichtung kann so ausgeführt sein, dass die sich im Wesentlichen entlang einer Längsachse erstreckenden leitfähigen Elemente an Positionen angeordnet sind, die sich über den gesamten Umfang des Flugzeugrumpfs verteilen.
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Es kann eine zweite Gruppe von leitfähigen Elementen ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung den Flugzeugrumpf umlaufen und entlang einer Längsachse an dem Flugzeugrumpf verteilt sind. Es ist vorteilhaft, die zweite Gruppe an einem Rumpfabschnitt anzuordnen, die auch die Flügelwurzel umfasst. Analog zu der vorangehend dargestellten ersten Gruppe können die leitfähigen Elemente der zweiten Gruppe so angeordnet sein, dass zwei benachbarte leitfähige Elemente einen gleichbleibenden Abstand zueinander aufweisen. Die leitfähigen Elemente können folglich eine Art Anordnung von Ringen oder Schraubenlinien darstellen, die nicht nur an einer, sondern an mehreren Positionen entlang der Längsachse angeordnet sind.
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Eine dritte Gruppe von leitfähigen Elementen kann ausgebildet sein, die sich von dem Flugzeugrumpf aus zu Tragwerksspitzen hin erstrecken. Je nach Pfeilung des Tragwerks können die leitfähigen Elemente der dritten Gruppe im Wesentlichen quer zu einer Längsachse angeordnet sein. Hierdurch kann eine Leitung elektrischen Stroms zwischen den Tragwerksspitzen hindurchgeführt werden. Die einzelnen leitfähigen Elemente dieser dritten Gruppe können parallel zueinander sein. Alternativ dazu können die Elemente dieser Gruppe auch in Spannweitenrichtung jeweils parallel zu einer Profilsehne verlaufen, die zu einer jeweiligen relativen Flügeltiefe gehört. Auch hier kann eine mäanderförmige Struktur oder eine Zickzack-Struktur vorliegen und geradlinige und zueinander parallele Hüllkurven können parallel zueinander oder entlang der Profilsehnen verlaufen. Die leitfähigen Elemente können mit solchen der vorangehend genannten zweiten Gruppe auch bereichsweise zusammenfallen, beispielsweise an einer Unterseite des Tragwerks.
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Es ist vorstellbar, dass sich bei der Blitzschutzeinrichtung zumindest zwei Gruppen von leitfähigen Elementen überlappen bzw. kreuzen. Elemente der sich überlappenden Gruppen können in einer vorteilhaften Ausführungsform miteinander verbunden sein. Insbesondere kann dies in einem Bereich der Oberflächenstruktur erfolgen, der einen Übergang von einer Flügelwurzel zu einem Rumpf enthält. Beispielsweise kann ein entlang des Tragwerks in Profilsehnenrichtung geleiteter Strom in Elemente geleitet werden, die sich entlang der Längsrichtung des Flugzeugrumpfs erstrecken. Die Verbindung zwischen den Elementen sollte möglichst niederohmig sein. Bei dem geschilderten Szenario kann der Stromfluss über eine größere Fläche aufgeweitet werden, wobei der Reparaturaufwand nach dem Blitzschlag geringer sein könnte.
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In einer ebenso vorteilhaften Ausführungsform können die Elemente der sich überlappenden Gruppen voneinander isoliert sein. Der Stromfluss bei einem Blitzschlag konzentriert sich dabei auf eine geringere Fläche. Dadurch kann insbesondere der Aufwand bei der Herstellung und Wartung verringert werden.
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Die einzelnen Abstände zwischen den leitfähigen Elementen sind an verschiedene Anforderungen anpassbar. Es könnte sich beispielsweise empfehlen, bestimmte Bereiche mit einem besseren Blitzschutz auszustatten, als andere Bereiche der Oberflächenstruktur. Das Flugzeug kann beispielsweise mindestens eine radial von der Oberflächenstruktur aus innenliegende elektrische Leitung aufweisen, wobei die Abstände der elektrisch leitfähigen Elemente in einem sich radial daran anschließenden Bereich der Oberflächenstruktur geringer sind als in weiter hiervon beabstandeten Bereichen der Oberflächenstruktur. Der Blitzschutz direkt radial außerhalb der elektrischen Leitung ist folglich lokal gegenüber angrenzenden Bereichen verstärkt.
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Die mindestens eine elektrische Leitung kann etwa eine elektrische Sammelschiene sein.
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Der Flugzeugrumpf kann ferner eine Außenhaut aufweisen, deren Stärke in Umfangsrichtung nicht konstant ist, wobei die Abstände der elektrisch leitfähigen Elemente in Bereichen größerer Stärke größer sind als in Bereichen geringerer Stärke. Ein Schadenspotential bei einem Blitzeinschlag in einem Bereich mit einer dickeren Materialstärke ist geringer als in einem Bereich mit einer geringeren Materialstärke. Es kann sich daher anbieten, die Überdeckung der betreffenden Bereiche an die Materialstärke in der genannten Form anzupassen.
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Schließlich kann mindestens eines des Flugzeugrumpfs, des Tragwerks und des Leitwerks zumindest teilweise Kunststoff aufweisen. Der Kunststoff kann ein Thermoplast oder ein Duromer sein und optional eine Faserverstärkung besitzen. Der Blitzschutz bietet sich insbesondere für Strukturen an, die aus einem nicht leitfähigen Material bestehen oder leitfähige Materialien enthalten, die jedoch nicht für die Aufnahme und Leitung von größeren Strömen geeignet sind. Durch die Ausstattung beispielsweise einer außenliegenden Oberflächenstruktur eines Kohlefaserverbundwerkstoffs können tieferliegende und gegebenenfalls leitfähige Strukturlagen geschützt werden.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt ein Flugzeug in einer Seitenansicht mit schematisch angeordneten elektrisch leitfähigen Elementen.
- 2a und 2b zeigen Detailgestaltungen leitfähiger Elemente.
- 3 zeigt eine Oberseite und eine Unterseite des Flugzeugs in einer geteilten Draufsicht mit schematisch angeordneten elektrisch leitfähigen Elementen.
- 4 zeigt den Flugzeugrumpf in einer Schnittdarstellung mit schematisch angeordneten elektrisch leitfähigen Elementen.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein Flugzeug 2 mit einem Flugzeugrumpf 4, einem Tragwerk 6 sowie einem Leitwerk 8. Beispielhaft ist das Flugzeug 2 als ein Verkehrsflugzeug ausgeführt, das bei entsprechenden Witterungsbedingungen Blitzschlägen ausgesetzt sein kann.
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Auf einer Oberflächenstruktur 10 ist sehr schematisch eine Blitzschutzeinrichtung 12 angeordnet, welche sich beispielhaft über wesentliche Teile des Flugzeugs 2 erstreckt. Die Blitzschutzeinrichtung 12 weist mehrere elektrisch leitfähige Elemente 14 auf, die bandartig ausgeführt sind. In einer Detaildarstellung sowie einem Teilschnitt ist die flache, bandartige Struktur ersichtlich.
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Exemplarisch ist eine erste Gruppe 16 von elektrisch leitfähigen Elementen 14 vorhanden, die sich entlang einer Längsachse 18 des Flugzeugs 2 erstrecken. Die leitfähigen Elemente 14 könnten hierbei parallel zu der Längsachse 18 verlaufen oder sich zumindest im Wesentlichen entlang der Längsachse 18 erstrecken. Dies kann bedeuten, dass die wesentliche Erstreckung der leitfähigen Elemente 14 in Längsrichtung 18 verläuft. Es sind global Winkel von beispielsweise bis zu 25 Grad zu der Längsachse möglich. Lokal können diese Winkel jedoch bedarfsweise noch größer sein.
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Zwischen den einzelnen leitfähigen Elementen 14 sind Abstände d1, d2, d3 usw. vorhanden. Die Abstände d1 bis d3 können sich je nach Anforderung an den Blitzschutz voneinander unterscheiden. In Bereichen der Oberflächenstruktur 10, in denen ein stärkerer Blitzschutz erforderlich ist, kann der entsprechende Abstand d1, d2 oder d3 verringert werden, während in anderen Bereichen dieser vergrößert werden kann.
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2a zeigt exemplarisch zwei voneinander beabstandete und parallel zueinander verlaufende leitfähige Elemente 14, die einen mäanderförmigen Verlauf aufweisen. Beide Elemente 14 können jeweils durch geradlinige und den Rand der Elemente 14 berührende Hüllkurven 15 umschlossen sein. Diese verlaufen beispielhaft parallel zueinander und könnten sich parallel zu der Längsachse 18 erstrecken. Wie vorangehend dargestellt könnten die Hüllkurven 15 auch einen Winkel von bis zu 25° mit der Längsachse 18 einschließen.
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2b zeigt ein weiteres Beispiel eines leitfähigen Elements 14, welches in der Nähe eines Fensters 17 angeordnet ist. Das leitfähige Element 14 könnte etwa einen Bogen 19 aufweisen, durch den das Fenster 17 umlaufen wird. Insgesamt könnte sich das leitfähige Element jedoch entlang der Längsachse 18 erstrecken.
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In 3 wird in der oberen Hälfte der Zeichnungsebene exemplarisch eine Oberseite des Flugzeugs 2 gezeigt, in der unteren Hälfte der Zeichnungsebene exemplarisch eine Unterseite des Flugzeugs 2. Hier ist neben der ersten Gruppe 16 von elektrisch leitfähigen Elementen 14 außerdem eine zweite Gruppe 20 von elektrisch leitfähigen Elementen 14 vorgesehen, die sich entlang einer Umfangsrichtung des Flugzeugrumpfes 4 erstrecken. Die Elemente 14 umlaufen folglich den Flugzeugrumpf 4 und teilweise auch Bereiche des Tragwerks 6 bzw. einer Flügelwurzel 25. Die Elemente dieser zweiten Gruppe 20 weisen einen Abstand e1, e2 und e3 zueinander auf. Der Abstand e1, e2 oder e3 zwischen den einzelnen Elementen 14 kann ebenso zur Anpassung des Blitzschutzes an lokale Erfordernisse durchgeführt werden. Die zweite Gruppe befindet sich überwiegend in einem Bereich der Oberflächenstruktur 10 des Rumpfes 4, der auch die Flügelwurzel 25 umfasst.
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Wie aus 3 ersichtlich können die leitfähigen Elemente 14 der zweiten Gruppe 20 mit denen der ersten Gruppe 16 überlappen, so dass sich eine Vielzahl von Kreuzungspunkten ergibt. An diesen können die Elemente der sich überlappenden Gruppen 16 und 20 miteinander leitend verbunden sei, um einen großflächigeren Stromfluss zu erzeugen. Dieser könnte den nach einem Blitzschlag vorliegenden Reparaturaufwand reduzieren.
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Alternativ können zur Konzentration des Stromflusses die Kreuzungspunkte isolierend ausgeführt sein. Dadurch können der Herstell- und Wartungsaufwand reduziert werden.
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Desweiteren werden zwei dritte Gruppen 21 gezeigt, die auf dem Tragwerk 6 verlaufen. Die einzelnen elektrisch leitfähigen Elemente 14 verlaufen exemplarisch über die gesamte Spannweitenerstreckung jeweils einer Hälfte des Tragwerks 6 und berühren jeweils eine Tragwerksspitze 23. Die leitfähigen Elemente 14 könnten sich wie hier gezeigt parallel zu einzelnen Profilsehnen erstrecken und dabei jeweils einer relativen Flügeltiefe folgen. In einem Bereich an der Flügelwurzel 25 können die leitfähigen Elemente 14 der dritten Gruppe 21 mit denen der zweiten Gruppe 20 zusammenfallen oder hierdurch ergänzt werden. Es könnten folglich auch Kreuzungspunkte mit Elementen 14 der ersten Gruppe 16 und der zweiten Gruppe 20 entstehen, welche nach vorangehend erwähnten Kriterien isolierend oder elektrisch leitend ausgeführt sein können.
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4 zeigt einen Querschnitt des Flugzeugrumpfs 4 in einer sehr schematischen Darstellung. Es ist hierbei erneut anzumerken, dass die äußere Oberfläche des Flugzeugrumpfs 4 nicht gestuft oder gewellt ist, sondern aerodynamisch günstig und harmonisch und insbesondere glatt ausgeformt ist. Die Darstellung der 4 soll lediglich andeuten, dass die Materialstärke des Flugzeugrumpfs 4 variieren kann und dass elektrisch leitfähige Elemente 14 an unterschiedlichen Positionen des Flugzeugrumpfs anbringbar sind.
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Der Flugzeugrumpf 4 weist eine Außenhaut 22 auf, die unterschiedliche Materialstärken besitzt. In einem unteren Abschnitt 24 ist die Materialstärke der Rumpfhaut 22 größer als beispielsweise in einem oberen Abschnitt 26. Zur Anpassung an die variable Materialstärke kann der Abstand d1 bis d12 der einzelnen leitfähigen Elemente 14 kleiner gewählt werden, als an einer Unterseite 24. Die Abstände zwischen den Elementen 14 werden hier für jede Seite des Rumpfs 4 mit d1 bis d12 bezeichnet, wobei d1 den Abstand zwischen einem obersten leitfähigen Element 14 und dem in Umfangsrichtung folgenden Element 14 bezeichnet, während d12 für den Abstand zwischen den beiden untersten Elementen 14 steht.
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Es ist beispielhaft gezeigt, dass die Abstände d8, d9, d10, d11 und d12 zu der unteren Rumpfhälfte 24 gehören und deutlich größer sind als die Abstände d1 bis d7 in der oberen Rumpfhälfte 26. Zudem ist radial innenseitig an der Oberseite 26 beispielhaft auf beiden Seiten des Flugzeugrumpfs 4 eine Mehrzahl von elektrischen Sammelleitungen (Sammelschienen) 28 angeordnet, wobei in einem direkt radial außerhalb liegenden Bereich die Abstände d3, d4 und d5 deutlich geringer sind, als in allen anderen Bereichen. Hierdurch können Beeinträchtigungen der Sammelleitungen 28 durch Blitzschlag höchstmöglich eingeschränkt werden.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016121923 A1 [0004]
- DE 102007057491 A1 [0005]
