DE102021107184B3

DE102021107184B3 - Tank arrangement for an aircraft with an external tank

Info

Publication number: DE102021107184B3
Application number: DE102021107184.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Silberhorn; Georgi Atanasov; Johannes Hartmann; Sebastian Wöhler
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2041-03-24

Abstract

Tankanordnung für ein Flugzeug mit wenigstens einem externen Tank zur Aufnahme eines Energieträgers, insbesondere eines kryogenen Energieträgers, und wenigstens einem über den Tank mit dem Energieträger zu versorgenden Triebwerk zum Antreiben des Flugzeugs in eine Antriebsrichtung, wobei der Tank über ein Verbindungselement mit einer Tragfläche des Flugzeugs verbunden und von der Tragfläche beabstandet ist, wobei sich der Tank zumindest überwiegend zwischen der Tragfläche und einem Heckbereich des Flugzeugs erstreckt und/oder wobei sich der Tank zumindest überwiegend entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung von der Tragfläche wegerstreckt.Tank arrangement for an aircraft with at least one external tank for accommodating an energy carrier, in particular a cryogenic energy carrier, and at least one engine to be supplied with the energy carrier via the tank for driving the aircraft in a drive direction, the tank being connected to a wing of the aircraft via a connecting element connected and spaced apart from the wing, the tank extending at least predominantly between the wing and a tail area of the aircraft and/or the tank extending away from the wing at least predominantly in the opposite direction to the drive direction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankanordnung für ein Flugzeug mit wenigstens einem externen Tank zur Aufnahme eines Energieträgers und wenigstens einem über den Tank mit dem Energieträger zu versorgenden Triebwerk zum Antreiben des Flugzeugs in eine Antriebsrichtung.The present invention relates to a tank arrangement for an aircraft with at least one external tank for accommodating an energy carrier and at least one engine to be supplied with the energy carrier via the tank for propelling the aircraft in a drive direction.

Externe Tanks für Flugzeuge sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise für Militärflugzeuge verwendet, um die erforderliche Kerosinkapazität flexibel anpassen zu können. Für Passagier- und Frachtmaschinen haben externe Tanks bislang keine praktische Relevanz. Es ist jedoch denkbar, z.B. Wasserstofftanks an oder in einem Flugzeugrumpf oder am Flügel zu montieren. Hierbei bestehen jedoch einige nachfolgend genauer beschriebene Nachteile, die insbesondere im Zusammenhang mit Tanks zur Aufnahme von Energieträgern relevant sind, die bei typischen Umgebungstemperaturen, z.B. zwischen 0 und 25 Grad Celsius, gasförmig sind und erst unterhalb einer tiefen Temperatur unterhalb von Null Grad Celsius einen flüssigen Aggregatzustand annehmen. Hierzu zählen beispielsweise kryogene Energieträger, die bei tiefkalten Temperaturen im flüssigen Zustand speicherbar sind, z.B. Wasserstoff. Außerdem kommen alternative Energieträger in Betracht, wie beispielsweise Methan oder Ammoniak.External tanks for aircraft are known in principle and are used, for example, in military aircraft in order to be able to flexibly adapt the required kerosene capacity. So far, external tanks have had no practical relevance for passenger and cargo aircraft. However, it is conceivable, for example, to mount hydrogen tanks on or in an aircraft fuselage or on the wing. However, there are some disadvantages, which are described in more detail below, which are particularly relevant in connection with tanks for holding energy sources, which are gaseous at typical ambient temperatures, e.g. between 0 and 25 degrees Celsius, and only become liquid below a low temperature below zero degrees Celsius assume physical state. These include, for example, cryogenic energy carriers that can be stored in the liquid state at cryogenic temperatures, e.g. hydrogen. Alternative energy sources such as methane or ammonia can also be considered.

Externe Tanks am Flugzeug können einerseits aerodynamische Nachteile hervorrufen. Beispielsweise können die Auftriebseigenschaften des Flügels nachteilig beeinträchtigt werden, wenn der Tank an dem Flügel montiert ist. Darüber hinaus gehen von einem an dem Flügel montierten Triebwerk Sicherheitsrisiken für den Tank aus. So können sich im Fehlerfall rasant rotierende Bauteile, insbesondere Triebwerksscheiben oder Triebwerksschaufeln, aus dem Triebwerk lösen und den Flügel und/oder einen an dem Flügel montierten externen Tank durchschlagen. Derartige Fehler, die auch unter dem Stichwort „Disk-Burst“ bekannt sind, kommen in der Praxis trotz hoher Sicherheitsanforderungen immer wieder vor und lassen externe Tanks am Flügel deswegen nicht opportun erscheinen. Dies gilt insbesondere für Tanks zur Aufnahme eines kryogenen Energieträgers wie etwa leicht entzündlichem Wasserstoff oder eines anderen alternativen Energieträgers.On the one hand, external tanks on the aircraft can cause aerodynamic disadvantages. For example, the lift characteristics of the wing can be adversely affected when the tank is mounted on the wing. In addition, having an engine mounted on the wing poses safety risks to the tank. In the event of a fault, rapidly rotating components, in particular engine disks or engine blades, can detach from the engine and penetrate the wing and/or an external tank mounted on the wing. Errors of this kind, which are also known under the keyword "disk burst", occur again and again in practice despite high safety requirements and therefore make external tanks on the wing not appear opportune. This applies in particular to tanks for holding a cryogenic energy carrier such as highly flammable hydrogen or another alternative energy carrier.

Alternativ zu einer Anordnung am Flügel können kryogene Tanks (Kryotank) oder andere Tanktypen zur Aufnahme alternativer Energieträger am Rumpf angeordnet werden und/oder in dem Rumpf integriert werden. Die bei modernen Verkehrsflugzeugen fast ausnahmslos im Wesentlichen zylindrische Rumpfform bringt jedoch Einschränkungen bezüglich der möglichen Tankformen mit sich. So sind beispielsweise lange und dünne Tanks denkbar, die jedoch im Vergleich zu kompakteren Formen eine große Oberfläche aufweisen und dementsprechend eine reduzierte Isolationsgüte aufweisen, sodass die passive Kühlung des Energieträgers wenig effizient ist. Außerdem sind derartige Tankformen im Hinblick auf eine Druckbetankung nicht besonders geeignet, sodass manche Energieträger kaum volumeneffizient gespeichert werden können. Zwar können die Isolation oder eine Wandung des Tanks entsprechend verstärkt werden. Hierdurch werden jedoch das Tankgewicht und folglich auch das Flugzeuggesamtgewicht in unerwünschter Weise erhöht. Folglich muss auch der Rumpf strukturell verstärkt werden, um die zusätzliche Last insbesondere an einer Oberseite des Rumpfes tragen zu können. Darüber hinaus müssen Kraftstoffleitungen aufwändig zu den Triebwerken verlegt werden, da diese in der Regel beabstandet zum Hauptrumpf angeordnet sind.As an alternative to an arrangement on the wing, cryogenic tanks (cryogenic tanks) or other tank types for accommodating alternative energy carriers can be arranged on the fuselage and/or integrated into the fuselage. However, the fuselage shape, which is essentially cylindrical almost without exception in modern commercial aircraft, entails restrictions with regard to the possible tank shapes. For example, long and thin tanks are conceivable, which, however, have a large surface area compared to more compact shapes and accordingly have a reduced insulation quality, so that the passive cooling of the energy carrier is not very efficient. In addition, tank shapes of this type are not particularly suitable with regard to pressurized refueling, so that some energy carriers can hardly be stored in a volume-efficient manner. The insulation or a wall of the tank can be reinforced accordingly. This, however, undesirably increases the tank weight and consequently also the total aircraft weight. Consequently, the hull must also be structurally strengthened to be able to carry the additional load, particularly at an upper side of the hull. In addition, fuel lines have to be routed to the engines in a complex manner, since these are usually arranged at a distance from the main fuselage.

Tankanordnungen aus dem Stand der Technik sind aus den Dokumenten WO 2020/ 060 488 A1 , WO 2012/ 013 351 A1 , US 2006/0 108 476 A1 , US 6 491 255 B1 , GB 2 591 255 A , US 2005 / 0 089 661 A1 und US 4 306 693 A bekannt. Insbesondere offenbaren die Dokumente WO 2020/ 060 488 A1 , WO 2012/ 013 351 A1 , US 2006/0 108 476 A1 , US 6 491 255 B1 jeweils eine Anordnung von mehreren Kraftstoffbehältern an einer Flügelstruktur, wobei sich die Kraftstoffbehälter überwiegend im Bereich einer Unterseite der Flügelstruktur erstrecken. Das Dokument GB 2 591 255 A offenbart einen Flugzeugrumpf mit einem Kraftstofftank, der sich zwischen einer Druckschale und einer Verkleidung erstreckt. Das Dokument US 2005 / 0 089 661 A1 offenbart eine Kryotankanordnung für ein Flugzeug. Das Dokument US 4 306 693 A offenbart einen Kraftstofftank, der an einer Unterseite des Flugzeugrumpfs montierbar ist.Prior art tank assemblies are from the documents WO 2020/060 488 A1 , WO 2012/013351 A1 , US 2006/0 108 476 A1 , U.S. 6,491,255 B1 , GB 2 591 255 A , U.S. 2005/0 089 661 A1 and U.S. 4,306,693 A known. In particular, the documents disclose WO 2020/060 488 A1 , WO 2012/013351 A1 , US 2006/0 108 476 A1 , U.S. 6,491,255 B1 in each case an arrangement of several fuel tanks on a wing structure, the fuel tanks extending predominantly in the area of an underside of the wing structure. The document GB 2 591 255 A discloses an aircraft fuselage having a fuel tank extending between a pressure shell and a fairing. The document U.S. 2005/0 089 661 A1 discloses a cryotank assembly for an aircraft. The document U.S. 4,306,693 A discloses a fuel tank mountable on an underside of an aircraft fuselage.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Tankanordnung für ein Flugzeug mit einem externen Tank anzugeben, um eine höhere Betriebssicherheit für das Flugzeug zu gewährleisten.It is an object of the invention to specify an improved tank arrangement for an aircraft with an external tank in order to ensure greater operational safety for the aircraft.

Die Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung durch eine Tankanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to one aspect of the invention, the object is achieved by a tank arrangement having the features of claim 1 .

Es wird eine Tankanordnung für ein Flugzeug beschrieben mit wenigstens einem externen Tank zur Aufnahme eines Energieträgers und wenigstens einem über den Tank mit dem Energieträger zu versorgenden Triebwerk zum Antreiben des Flugzeugs in eine Antriebsrichtung. Der Tank ist über ein Verbindungselement mit einer Tragfläche des Flugzeugs verbunden und von der Tragfläche beabstandet, wobei sich der Tank zumindest überwiegend zwischen der Tragfläche und einem Heckbereich des Flugzeugs erstreckt. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich der Tank zumindest überwiegend entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung weg von der Tragfläche.A tank arrangement for an aircraft is described with at least one external tank for accommodating an energy carrier and at least one engine to be supplied with the energy carrier via the tank for propelling the aircraft in a drive direction. The tank is connected to a wing of the aircraft via a connecting element and is spaced apart from the wing, with the tank being located at least predominantly between the wing and a rear area of the aircraft aircraft extends. Alternatively or additionally, the tank extends at least predominantly in the opposite direction to the drive direction away from the wing.

Ein Aspekt der Erfindung liegt in der speziellen Anordnung des Tanks relativ zum Flugzeug, wodurch mehrere Vorteile erzielt werden.One aspect of the invention resides in the specific location of the tank relative to the aircraft, which provides several advantages.

Der Tank ist über ein Verbindungselement mit der Tragfläche verbunden und von dieser beabstandet. Der Tank ist somit einerseits mittelbar mit der Tragfläche verbunden und weist beispielsweise eine Leitung für den Energieträger auf. Somit kann der Energieträger auf besonders kurzem Wege zu einem an der Tragfläche montierten Triebwerk transportiert werden, um dieses mit dem Energieträger zu versorgen. Zusätzlich ist der Tank jedoch vorteilhaft entfernt von der Tragfläche positioniert, sodass die Auftriebseigenschaften der Tragfläche nicht beeinträchtigt werden. Auf diese Weise kann auch ein ausreichender Abstand zu einem an der Tragfläche montierten Triebwerk eingehalten werden. Inhärente Betriebsrisiken durch rasante Triebwerksteile werden hierdurch reduziert. Darüber hinaus kann das Gewicht des Tanks vorteilhaft von der Tragfläche getragen werden, die aufgrund ihrer Struktur ein vergleichsweise stark belastbares Bauteil des Flugzeugs bildet.The tank is connected to and spaced from the wing by a connector. The tank is thus on the one hand indirectly connected to the wing and has, for example, a line for the energy source. The energy carrier can thus be transported over a particularly short distance to an engine mounted on the wing in order to supply it with the energy carrier. In addition, however, the tank is advantageously positioned away from the wing so that the wing's buoyancy properties are not impaired. In this way, a sufficient distance to an engine mounted on the wing can also be maintained. This reduces inherent operational risks from rapidly moving engine parts. In addition, the weight of the tank can advantageously be borne by the wing, which due to its structure forms a comparatively strong component of the aircraft.

Der Tank kann sich zumindest überwiegend zwischen der Tragfläche und einem Heckbereich des Flugzeugs erstrecken. Beispielsweise kann sich der Tank größtenteils, d.h. insbesondere mit dem größten Teil seiner Länge, beispielsweise zumindest 70 Prozent, zwischen der Tragfläche und dem Heckbereich befinden. Potenziell nachteilige Überlappungen zwischen dem Tank und der Tragfläche können auf diese Weise minimiert und beispielsweise auf maximal 30 Prozent der Tragflächentiefe (Flügeltiefe) im Bereich des Tanks begrenzt werden. Diese Anordnung hat sich im Hinblick auf die Lastverteilung des Flugzeugs und die Aerodynamik als günstiger erwiesen, als eine Anordnung des Tanks überwiegend oberhalb der Tragfläche oder vor der Tragfläche. Denkbar ist insbesondere auch, dass sich der Tank vollständig zwischen der Tragfläche und dem Heckbereich erstreckt und sich nicht mit der Tragfläche überlappt.The tank can extend at least predominantly between the wing and a tail area of the aircraft. For example, the tank can be located between the wing and the tail area for the most part, i.e. in particular with the largest part of its length, for example at least 70 percent. Potentially disadvantageous overlaps between the tank and the wing can be minimized in this way and, for example, limited to a maximum of 30 percent of the wing chord (wing chord) in the area of the tank. With regard to the load distribution of the aircraft and the aerodynamics, this arrangement has proven to be more favorable than an arrangement of the tank predominantly above the wing or in front of the wing. In particular, it is also conceivable that the tank extends completely between the wing and the rear area and does not overlap with the wing.

Alternativ oder zusätzlich zu der Anordnung zwischen der Tragfläche und dem Heckbereich kann der Tank zur Erzielung entsprechender Vorteile allgemein auch derart angeordnet sein, dass sich dieser zumindest überwiegend entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung des Flugzeugs von der Tragfläche weg erstreckt. Mit anderen Worten erstreckt sich der Tank größtenteils, d.h. mit dem größten Teil seiner Länge (z.B. zumindest 70 Prozent) hinter der Tragfläche, die allgemein auch als ein Flugzeugflügel bezeichnet werden kann. Vorzugsweise erstreckt sich der Tank vollständig, d.h. zu 100 Prozent in einem Bereich hinter der Tragfläche. Es ist jedoch allgemein möglich, dass das Verbindungselement, welches mit der Tragfläche verbunden ist, sich abschnittsweise an und insbesondere oberhalb der Tragfläche erstreckt.Alternatively or in addition to the arrangement between the wing and the tail area, the tank can generally also be arranged in such a way that it extends away from the wing at least predominantly in the opposite direction to the direction of propulsion of the aircraft. In other words, most of the tank, i.e. most of its length (e.g. at least 70 percent) extends behind the wing, which may also be commonly referred to as an aircraft wing. Preferably, the tank extends fully, i.e. 100 percent, in an area aft of the wing. However, it is generally possible for the connecting element, which is connected to the wing, to extend in sections on and in particular above the wing.

Die vorgeschlagene Tankanordnung bietet ferner den Vorteil, dass keine oder nur geringe Einschränkungen für die geometrische Form des Tanks bestehen. Insbesondere muss die Form nicht an einen unterhalb der Tragfläche zur Verfügung stehenden Raum angepasst werden, der in der Regel relativ klein ist.The proposed tank arrangement also offers the advantage that there are no or only minor restrictions on the geometric shape of the tank. In particular, the shape does not have to be adapted to the space available below the wing, which is usually relatively small.

Ein weiterer Vorteil der Tankanordnung besteht darin, dass der Tank von außen leicht zugänglich ist und z.B. im Zuge des bei Passagier- und Frachtflugzeugen üblichen Abfertigungsprozesses ohne Probleme betankt werden kann. Auch die Wartung des Tanks ist insbesondere im Vergleich zu integrierten Tanks erheblich vereinfacht.Another advantage of the tank arrangement is that the tank is easily accessible from the outside and can be refueled without any problems, e.g. The maintenance of the tank is also considerably simplified, especially compared to integrated tanks.

Ein oder mehrere erfindungsgemäß angeordnete Tanks entfalten ferner aerodynamisch stabilisierende Eigenschaften für das Flugzeug. Dies eröffnet die Möglichkeit, die üblichen Leitwerksflächen (Höhen- und Seitenleitwerk) zu reduzieren und das Flugzeuggewicht entsprechend zu reduzieren.One or more tanks arranged according to the invention also develop aerodynamically stabilizing properties for the aircraft. This opens up the possibility of reducing the usual tail surfaces (elevator and rudder) and reducing the aircraft weight accordingly.

Der Energieträger kann insbesondere durch einen kryogenen Energieträger, wie z.B. Wasserstoff oder durch einen anderen alternativen Energieträger gebildet sein, der erst unterhalb einer vorbestimmten Temperatur, z.B. eine Temperatur unterhalb von Null Grad Celsius, flüssig ist. Der Tank ist in diesem Fall vorzugsweise dazu angepasst, den Energieträger im flüssigen Zustand zu speichern, sodass pro Tankvolumen eine größere Menge des Energieträgers aufgenommen werden kann, als wenn dieser sich im gasförmigen Zustand befindet. Hierfür weist der Tank eine geeignete passive Isolation auf und/oder ist zur Beaufschlagung mit einem vorbestimmten Druck, z.B. bis zu 10 Bar angepasst. Dies ermöglicht einen relativ zum Atmosphärendruck erhöhten Tankdruck, um den Energieträger zuverlässig in einem flüssigen Zustand halten zu können.The energy carrier can in particular be formed by a cryogenic energy carrier such as hydrogen or by another alternative energy carrier that is only liquid below a predetermined temperature, e.g. a temperature below zero degrees Celsius. In this case, the tank is preferably adapted to store the energy carrier in the liquid state, so that a larger quantity of the energy carrier can be accommodated per tank volume than when it is in the gaseous state. For this purpose, the tank has suitable passive insulation and/or is adapted to be subjected to a predetermined pressure, e.g. up to 10 bar. This enables the tank pressure to be increased relative to atmospheric pressure in order to be able to reliably keep the energy carrier in a liquid state.

Zur Bereitstellung von elektrischer Energie als Energieträger ist es außerdem denkbar, den Tank als einen elektrischen Akku auszubilden. In order to provide electrical energy as an energy carrier, it is also conceivable to design the tank as an electrical battery.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen zu entnehmen.Further advantages and embodiments of the invention can be found in the description, the claims and the drawings.

Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der Tank mit Bezug auf eine Auftriebsrichtung der Tragfläche ferner zumindest überwiegend oberhalb der Tragfläche und/oder des Triebwerks. Etwaige aerodynamische Beeinflussungen der Tragfläche können bei dieser Anordnung noch besser vermieden werden. Ferner kann der sicherheitsfördernde Abstand zu dem Triebwerk, welches oftmals unterhalb des Flügels angeordnet ist, noch weiter vergrößert werden. Insbesondere kann auch der Abstand zu einem während des Flugbetriebs erzeugten Triebwerksstrahl vergrößert werden, welcher sich entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung unterhalb der Tragfläche erstreckt und eine unerwünschte Gefahren- und Wärmequelle für den Tank darstellt. Die Antriebsrichtung ist im Allgemeinen senkrecht zu der Auftriebsrichtung der Tragfläche. Der Tank kann sich mit Bezug auf die Auftriebsrichtung allgemein auch oberhalb einer durch die Tragfläche verlaufenden Ebene erstrecken. Die Ebene kann sich zudem parallel zu der Antriebsrichtung erstrecken.According to one embodiment, the tank extends with respect to a direction of buoyancy Wing also at least predominantly above the wing and / or the engine. Any aerodynamic influences on the wing can be avoided even better with this arrangement. Furthermore, the safety-promoting distance from the engine, which is often arranged below the wing, can be increased even further. In particular, the distance to an engine jet generated during flight operations can also be increased, which extends below the wing in the opposite direction to the drive direction and represents an undesirable source of danger and heat for the tank. The direction of propulsion is generally perpendicular to the direction of lift of the wing. The tank can also generally extend above a plane running through the wing with respect to the direction of lift. The plane can also extend parallel to the drive direction.

Die Antriebsrichtung und die Auftriebsrichtung repräsentieren Orientierungen von Achsen eines Koordinatensystems. So kann der Tank bei einer Anordnung in der Auftriebsrichtung oberhalb der Tragfläche relativ zu der Tragfläche mit Bezug auf die Antriebsrichtung dennoch an verschiedenen Positionen angeordnet sein, d.h. der Tank kann sich in der Antriebsrichtung teilweise oder gar nicht mit der Tragfläche überlappen. Die Ortsangaben mit Bezug auf die Antriebs- und Auftriebsrichtung repräsentieren somit Koordinatenangaben mit Bezug auf diese Richtungen.The propulsion direction and the lift direction represent orientations of axes of a coordinate system. For example, if the tank is arranged in the direction of lift above the wing relative to the wing, it can nevertheless be arranged at different positions with respect to the drive direction, i.e. the tank can partially or not at all overlap with the wing in the drive direction. The location information with reference to the propulsion and lift direction thus represent coordinate information with reference to these directions.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Tank und das Triebwerk mit Bezug auf die Antriebsrichtung hintereinander angeordnet. Mit anderen Worten überlappen sich der Tank und das Triebwerk zumindest nicht in der Antriebsrichtung. Somit wird insbesondere vermieden, dass Triebwerksteile, die im Fehlerfalle radial nach außen geschleudert werden können, den Tank nicht direkt durchschlagen können. Vorzugsweise sind der Tank und das Triebwerk auch mit Bezug auf die Auftriebsrichtung hintereinander angeordnet.According to a further embodiment, the tank and the engine are arranged one behind the other with respect to the drive direction. In other words, the tank and the engine do not overlap, at least in the direction of propulsion. In this way, it is avoided in particular that engine parts, which in the event of a fault can be thrown radially outwards, cannot penetrate the tank directly. The tank and the engine are also preferably arranged one behind the other with respect to the direction of buoyancy.

Nach einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Tank zumindest über ein Drittel einer Teillänge des Flugzeugs zwischen der Tragfläche und dem Heckbereich. Auf diese Weise kann einerseits eine große Speicherkapazität für den Energieträger geschaffen werden. Andererseits ist dennoch eine gute Lastverteilung gewährleistet. Die Teillänge entspricht einem Abstand zwischen der Tragfläche und einem Heck des Flugzeugs.According to a further embodiment, the tank extends at least over a third of a partial length of the aircraft between the wing and the tail area. In this way, on the one hand, a large storage capacity can be created for the energy source. On the other hand, a good load distribution is still guaranteed. The part length corresponds to a distance between the wing and a tail of the aircraft.

In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Tragfläche zwischen dem Tank und dem Triebwerk. Hierdurch können etwaige Beeinflussungen zwischen dem Triebwerk und dem Tank noch besser vermieden werden. Beispielweise kann sich die Tragfläche derart zwischen dem Tank und dem Triebwerk erstrecken, dass die Tragfläche das Triebwerk von dem Tank abschirmt.In another embodiment, the wing extends between the tank and the engine. In this way, any interference between the engine and the tank can be avoided even better. For example, the wing may extend between the tank and the engine such that the wing shields the engine from the tank.

Der Tank kann ausschließlich über das Verbindungselement oder zusätzlich über wenigstens ein weiteres Verbindungelement mit dem Flugzeug verbunden sein. Sofern der Tank ausschließlich über das Verbindungselement mit dem Flugzeug bzw. der Tragfläche verbunden ist, kann der durch den Tank verursachte Luftwiderstand minimiert werden. Ein weiteres Verbindungselement ist jedoch insbesondere dann von Vorteil, wenn ein relativ großer Tank vorgesehen ist, der bei ausschließlicher Befestigung über lediglich ein Verbindungselement eine sehr hohe strukturelle Stabilität und dementsprechend ein vergleichsweise massives Verbindungselement erfordern würde. Ein zusätzliches Verbindungselement kann beispielsweise einen heckseitigen Endbereich des Tanks mit einem Rumpf des Flugzeugs verbinden und auf diese Weise für eine ausreichende Stabilität sorgen, insbesondere in Betriebssituationen von hoher mechanischer Belastung, zum Beispiel beim Aufsetzen des Flugzeugs auf den Boden oder bei starken Turbulenzen. Darüber hinaus kann das zusätzliche Verbindungselement auch vorteilhafte aerodynamische Eigenschaften für das Flugzeug entfalten. Beispielsweise können herkömmliche Leitwerksstrukturen reduziert werden, indem das Verbindungselement die Aufgabe des Leitwerks teilweise übernimmt. Ferner können die Anforderungen an die strukturelle Belastbarkeit des Flugzeugshecks reduziert werden, wenn ein oder mehrere zusätzliche Verbindungselemente z.B. benachbart zum Heck mit dem Rumpf verbunden sind und diesen stabilisieren.The tank can be connected to the aircraft exclusively via the connecting element or additionally via at least one further connecting element. If the tank is connected to the aircraft or the wing exclusively via the connecting element, the air resistance caused by the tank can be minimized. However, a further connecting element is particularly advantageous when a relatively large tank is provided, which would require a very high structural stability and accordingly a comparatively solid connecting element if it were only fastened via only one connecting element. An additional connecting element can, for example, connect a rear end area of the tank to a fuselage of the aircraft and in this way ensure sufficient stability, particularly in operating situations involving high mechanical loads, for example when the aircraft touches down on the ground or in the event of strong turbulence. In addition, the additional connecting element can also develop advantageous aerodynamic properties for the aircraft. For example, conventional empennage structures can be reduced in that the connecting element partially takes over the task of the empennage. Furthermore, the requirements for the structural strength of the tail of the aircraft can be reduced if one or more additional connecting elements are connected to the fuselage, for example adjacent to the tail, and stabilize it.

Der Tank kann insbesondere über zwei Verbindungselemente mit dem Flugzeug verbunden sein, wobei eines der Verbindungselemente den Tank mit der Tragfläche verbindet und das andere Verbindungselement den Tank unmittelbar mit dem Rumpf verbindet. Vorzugsweise sind die Verbindungselemente an gegenüberliegenden Abschnitten des Tanks mit dem Tank verbunden. Der Tank kann auf diese Weise insbesondere mit lediglich zwei Verbindungselementen sehr wirksam abgestützt werden. Vorzugsweise erstreckt sich das zusätzliche Verbindungselement abschnittsweise entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung über ein heckseitiges Ende des Tanks hinaus. Der Abstand zwischen denjenigen Abschnitten des Flugzeugs, die den Tank über die Verbindungselemente halten und abstützen, ist hierdurch maximal. Die mechanische Stabilität kann auf diese Weise noch weiter erhöht werden.In particular, the tank can be connected to the aircraft via two connecting elements, one of the connecting elements connecting the tank to the wing and the other connecting element connecting the tank directly to the fuselage. Preferably, the connectors are connected to the tank at opposite portions of the tank. In this way, the tank can be supported very effectively, in particular with only two connecting elements. The additional connecting element preferably extends in sections opposite to the drive direction beyond a rear end of the tank. The distance between those sections of the aircraft that hold and support the tank via the connecting elements is hereby at a maximum. The mechanical stability can be further increased in this way.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Triebwerk über ein Halteelement mit der Tragfläche verbunden, wobei das Verbindungselement und das Halteelement an gegenüberliegenden Bereichen der Tragfläche mit der Tragfläche verbunden sind. Zusätzlich oder alternativ können das Verbindungselement und das Halteelement zu einem spannweitigen Ende der Tragfläche im Wesentlichen gleich beabstandet sein. Der Tank und das Triebwerk können auf diese Weise durch den Flügel gut voneinander separiert werden. Außerdem kann eine Leitung für den Energieträger von dem Tank zu dem Triebwerk vergleichsweise kurz ausgebildet werden. Das Risiko für Leckagen und zusätzliches Gewicht durch Kraftstoffleitungen können dementsprechend minimiert werden. Diese Vorteile können insbesondere auch dergestalt erzielt werden, indem das Halteelement an eine Vorderkante der Tragfläche und das Verbindungselement an eine Hinterkante der Tragfläche angrenzt.According to a further embodiment, the engine is connected to the wing via a holding element, the connecting element and the holding element being in opposite areas of the wing are connected to the wing. In addition or as an alternative, the connecting element and the holding element can be spaced substantially equally from a spanwise end of the wing. In this way, the tank and the engine can be well separated from each other by the wing. In addition, a line for the energy source from the tank to the engine can be made comparatively short. The risk of leaks and additional weight from fuel lines can be minimized accordingly. These advantages can also be achieved in particular in that the retaining element is adjacent to a front edge of the wing and the connecting element is adjacent to a rear edge of the wing.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind das Halteelement und das Verbindungselement direkt miteinander verbunden. Das Halteelement und das Verbindungselement können insbesondere integral miteinander verbunden sein. Eine Energieträgerleitung kann in diesem Fall besonders vorteilhaft zwischen dem Tank und dem Triebwerk angeordnet werden. Ferner können sich mechanische Kräfte des Tanks und des Triebwerks vorteilhaft gegenseitig kompensieren. Beispielsweise kann der Tank ein direktes Gegengewicht zu dem Triebwerk bilden und umgekehrt. Die mechanische Stabilität der Anordnung wird auf diese Weise verbessert.According to a further embodiment, the holding element and the connecting element are directly connected to one another. The holding element and the connecting element can in particular be integrally connected to one another. In this case, an energy carrier line can be arranged particularly advantageously between the tank and the engine. Furthermore, mechanical forces of the tank and the engine can advantageously compensate each other. For example, the tank can directly counterbalance the engine and vice versa. The mechanical stability of the arrangement is improved in this way.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Tank von einem Rumpf des Flugzeugs beabstandet. Hierdurch kann einerseits eine bessere Lastverteilung der Gesamtflugzeugmasse erzielt werden. Darüber hinaus können bestehende Rumpfstrukturen bei der Integration der vorgeschlagenen Tankanordnung im Wesentlichen unverändert gelassen werden, sodass die Verwendung des externen Tanks insoweit keinen zusätzlichen Entwicklungsaufwand erfordert.In a preferred embodiment, the tank is spaced from a fuselage of the aircraft. In this way, on the one hand, a better load distribution of the total aircraft mass can be achieved. In addition, existing fuselage structures can be left essentially unchanged when integrating the proposed tank arrangement, so that the use of the external tank does not require any additional development effort in this respect.

Im Allgemeinen kann der Tank zumindest überwiegend eine gekrümmte Außenfläche aufweisen und beispielsweise als kugelförmiger oder sphärischer Hohlkörper ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Tank stromlinienförmige Eigenschaften aufweisen. Der Tank kann insbesondere eine rotationssymmetrische Form aufweisen, die sowohl unter aerodynamischen Aspekten, als auch im Hinblick auf hohe Tankinnendrücke , z.B. 2 bis 10 Bar, vorteilhaft ist. Beispielsweise kann der Tank zumindest abschnittsweise zylindrisch oder konusförmig ausgebildet sein. In spezieller Ausbildung kann der Tank eine Ellipsoidform aufweisen, dessen Hauptachse im Wesentlichen parallel zu der Antriebsrichtung ausgerichtet ist. Ferner kann der Tank eine Tropfenform aufweisen, die sich an einem von zwei entgegengesetzten Enden im Wesentlichen parallel zu der Antriebsrichtung verjüngt. Insbesondere kann sich die Tropfenform oder der Tank im Allgemeinen überwiegend entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung des Flugzeugs verjüngen. Das gegenüberliegende Ende des Tanks kann hingegen im Wesentlichen hälftig kugelförmig oder ellipsoidförmig ausgebildet sein. Die stromlinienförmigen bzw. aerodynamischen Eigenschaften des Tanks können auf diese Weise weiter optimiert werden.In general, the tank can at least predominantly have a curved outer surface and can be designed, for example, as a spherical or spherical hollow body. This allows the tank to have streamlined characteristics. In particular, the tank can have a rotationally symmetrical shape, which is advantageous both from an aerodynamic point of view and with regard to high internal tank pressures, e.g. 2 to 10 bar. For example, the tank can be cylindrical or conical, at least in sections. In a special embodiment, the tank can have an ellipsoidal shape, the main axis of which is aligned essentially parallel to the drive direction. Further, the tank may have a teardrop shape that tapers at one of two opposite ends substantially parallel to the driving direction. In particular, the teardrop shape or tank in general may taper predominantly in the opposite direction to the direction of propulsion of the aircraft. The opposite end of the tank, on the other hand, can essentially be half spherical or half ellipsoidal. The streamlined and aerodynamic properties of the tank can be further optimized in this way.

Die beispielhaft genannten Formen des Tanks können im Wesentlichen mit einer Außenwandung eines Tankbehälters korrespondieren, in dem der Energieträger aufgenommen ist. Es ist jedoch auch denkbar, den eigentlichen Tankbehälter zumindest abschnittsweise durch ein oder mehrere Formelemente zu ergänzen, um auf diese Weise die äußere Form des Tanks in einer gewünschten Weise festzulegen. Beispielsweise kann der Tankbehälter eine Kugelform aufweisen, wobei an dem Tankbehälter an diametral gegenüberliegenden Abschnitten zwei konusförmige Verkleidungselemente befestigt sind, die sich parallel zur Antriebsrichtung in entgegengesetzte Richtungen verjüngen.The forms of the tank mentioned by way of example can essentially correspond to an outer wall of a tank container in which the energy carrier is accommodated. However, it is also conceivable for the actual tank container to be supplemented at least in sections by one or more shaped elements in order in this way to define the outer shape of the tank in a desired manner. For example, the tank container can have a spherical shape, with two cone-shaped cladding elements being fastened to the tank container on diametrically opposite sections, which panel elements taper parallel to the drive direction in opposite directions.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Flugzeug mehrere externe Tanks auf, die zumindest teilweise entsprechend zu einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet und mit dem Flugzeug verbunden sein können. In einem Beispiel umfasst das Flugzeug einen ersten Tank, der mit einer ersten Hälfte der Tragfläche verbunden ist. Ferner weist das Flugzeug einen zweiten externen Tank auf, der entsprechend zu dem ersten Tank mit einer zweiten Hälfte der Tragfläche verbunden ist. Diese Anordnung ist bevorzugt, wenn an der ersten und zweiten Tragflächenhälfte (linke und rechte Tragflächenhälfte) jeweils wenigstens ein Triebwerk montiert ist. Die Verbindung der Tanks mit der Tragfläche kann bezüglich der Hauptlängsachse des Flugzeugs teilweise oder vollständig symmetrisch ausgeführt sein. Die aerodynamischen und lastbedingten Effekte der jeweiligen Tanks können sich somit gegenseitig kompensieren.According to a further embodiment, the aircraft has a plurality of external tanks which can be designed at least partially in accordance with one of the described embodiments and can be connected to the aircraft. In one example, the aircraft includes a first tank connected to a first half of the wing. The aircraft also has a second external tank, which is connected to a second half of the wing in a manner corresponding to the first tank. This arrangement is preferred when at least one engine is mounted on each of the first and second wing halves (left and right wing halves). The connection of the tanks to the wing can be partially or completely symmetrical with respect to the main longitudinal axis of the aircraft. The aerodynamic and load-related effects of the respective tanks can thus compensate each other.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass sich eine Länge des Tanks in der Antriebsrichtung und eine Breite des Tanks quer zu der Antriebsrichtung um nicht mehr als 50 Prozent voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten weist der Tank eine kompakte Form auf. Die Effizienz des Tanks im Hinblick auf das zur Speicherung einer maximalen Menge des Energieträgers notwendige Tankgewicht ist in diesem Fall erheblich besser, als bei nicht-kompakten Tankformen, insbesondere lang gestreckten Tanks, die aufgrund des überproportional hohen Bedarfs an Isoliermaterial pro speicherbarer Energieträgermenge deutlich schwerer sind.According to a further embodiment, it is preferred that a length of the tank in the drive direction and a width of the tank transverse to the drive direction differ from one another by no more than 50 percent. In other words, the tank has a compact shape. In this case, the efficiency of the tank with regard to the tank weight required to store a maximum amount of the energy carrier is significantly better than in the case of non-compact tank shapes, especially elongated tanks, which are significantly heavier due to the disproportionately high requirement for insulating material per storable amount of energy carrier .

Das Flugzeug kann insbesondere ein transsonisches Flugzeug sein, d.h. ein Flugzeug, dessen Fluggeschwindigkeit auf einer Reiseflughöhe nahe der Schallgeschwindigkeit liegt. Es ist jedoch denkbar, die Tankanordnung auch für andere Flugzeuge mit anderen Fluggeschwindigkeiten zu verwenden, insbesondere allgemein für konventionelle Flugzeuge, die einen Rumpf, wenigstens eine Tragfläche, hinter der Tragfläche angeordnete Leitwerke sowie vor der Tragfläche angeordnete Triebwerke aufweisen. Das mit einer erfindungsgemäßen Tankanordnung ausgestattete Flugzeug kann ferner allgemein ein Fracht- oder Transportflugzeug sein. Das Flugzeug eignet sich mit der beschriebenen Tankanordnung außerdem insbesondere für kurze bis mittlere Flugdistanzen.The aircraft can in particular be a transonic aircraft, ie an aircraft whose Airspeed at a cruising altitude is close to the speed of sound. However, it is conceivable to also use the tank arrangement for other aircraft with other flight speeds, in particular generally for conventional aircraft which have a fuselage, at least one wing, tail units arranged behind the wing and engines arranged in front of the wing. The aircraft equipped with a tank arrangement according to the invention can also generally be a cargo or transport aircraft. With the tank arrangement described, the aircraft is also particularly suitable for short to medium flight distances.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein externer Tank für ein Flugzeug beschrieben, dessen Merkmale zumindest einer der beschriebenen Ausführungsformen entsprechen. Der Tank ist somit insbesondere zur Aufnahme eines Energieträgers ausgebildet und über ein Verbindungselement mit einer Tragfläche des Flugzeugs verbindbar, um ein Triebwerk zum Antreiben des Flugzeugs in eine Antriebsrichtung während eines Betriebs des Flugzeugs über den Tank mit dem Energieträger zu versorgen. Der Tank erstreckt sich zumindest überwiegend zwischen der Tragfläche und einem Heckbereich des Flugzeugs. Alternativ oder zusätzlich erstreckt sich der Tank zumindest überwiegend entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung weg von der Tragfläche weg, wenn der Tank über das Verbindungselement mit der Tragfläche verbunden ist. Merkmale, die im Zusammenhang mit der Tankanordnung beschrieben sind, können in gleicher Weise bei dem Tank als solchen verwirklicht sein und entsprechende Ausführungsformen des Tanks definieren.According to a further aspect of the invention, an external tank for an aircraft is described, the features of which correspond to at least one of the described embodiments. The tank is thus designed in particular to hold an energy carrier and can be connected to a wing of the aircraft via a connecting element in order to supply an engine for driving the aircraft in a drive direction during operation of the aircraft with the energy carrier via the tank. The tank extends at least predominantly between the wing and a tail area of the aircraft. Alternatively or additionally, the tank extends away from the wing, at least predominantly in the opposite direction to the drive direction, when the tank is connected to the wing via the connecting element. Features that are described in connection with the tank arrangement can be implemented in the tank as such in the same way and define corresponding embodiments of the tank.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Flugzeug mit wenigstens einem externen Tank gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.The invention also relates to an aircraft with at least one external tank according to the embodiments described above.

Die Erfindung wird nachfolgend weiter lediglich beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen im Einzelnen in

1 ein Flugzeug mit zwei montierten externen Tanks gemäß einer ersten Ausführungsform und in
2 ein Flugzeug mit zwei montierten externen Tanks gemäß einer zweiten Ausführungsform.

The invention is further described below, purely by way of example, with reference to the drawings. The drawings show in detail in

1 an aircraft with two mounted external tanks according to a first embodiment and in
2 an aircraft with two mounted external tanks according to a second embodiment.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.Parts that are functionally the same are provided with the same reference numbers.

Ein Flugzeug 10 weist einen Rumpf 12 auf, der sich in seiner Längsrichtung zwischen einem vorderseitigen Cockpit 14 und einem Heck 16 erstreckt. An dem Rumpf 12 sind jeweils eine erste Tragflächenhälfte 20 und eine zweite Tragflächenhälfte montiert, die sich jeweils im Wesentlichen senkrecht von dem Rumpf 12 wegerstrecken. Die Tragflächenhälften 20, 20' bilden zusammen eine Tragfläche bzw. einen Flugzeugflügel, der mittig von dem Rumpf 12 unterbrochen ist.An aircraft 10 has a fuselage 12 extending longitudinally between a forward cockpit 14 and a tail 16 . Mounted on the fuselage 12 are a first wing half 20 and a second wing half, each extending substantially perpendicularly from the fuselage 12 . The wing halves 20, 20' together form a wing or an aircraft wing which is interrupted in the middle by the fuselage 12.

An den Tragflächenhälften 20, 20' ist über ein jeweiliges Halteelement 22, 22' ein Triebwerk 24, 24' befestigt, um das Flugzeug 10 während des Betriebs in eine Antriebsrichtung R1 anzutreiben. Die Antriebsrichtung R1 ist im Wesentlichen parallel zu der Längsrichtung bzw. Längsachse des Rumpfs 12.An engine 24, 24' is fastened to the wing halves 20, 20' via a respective holding element 22, 22' in order to drive the aircraft 10 in a drive direction R1 during operation. The drive direction R1 is essentially parallel to the longitudinal direction or longitudinal axis of the fuselage 12.

Die Tragflächenhälften 20, 20' weisen einen Querschnitt auf, der auf an sich bekannte Weise dazu angepasst ist, in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Flugzeugs 10 in Antriebsrichtung R1 auf die Tragflächenhälfte 20, 20' eine Kraft in eine Auftriebsrichtung R2 auszuüben, die senkrecht zu der Antriebsrichtung R1 ist (vgl. 1).The wing halves 20, 20' have a cross-section which, in a manner known per se, is adapted to exert a force on the wing half 20, 20' in a lift direction R2, which is perpendicular to of the drive direction is R1 (cf. 1 ).

Zwischen der Tragflächenhälfte 20 und einem Heckbereich 18 des Flugzeugs 10 erstreckt sich ein externer Tank 26 entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung R1 weg von der Tragflächenhälfte 20. Der Tank 26 ist außerdem in der Auftriebsrichtung R2 oberhalb der Tragflächenhälfte 20 angeordnet. Der Tankkörper 26 erstreckt sich somit oberhalb und hinter der Tragflächenhälfte 20. Der Tank 26 ist außerdem beabstandet zum Rumpf 12 derart angeordnet, dass sich der Tank 26 überwiegend, d.h. zum größten Teil jenseits der Tragflächenhälfte 20 erstreckt. Mit anderen Worten überlappt sich der Tank 26 mit der Tragflächenhälfte 20 nur zu einem sehr kleinen Teil. Bei dem Flugzeug von 1 erstreckt sich der Tank 26 zu etwa 95 % jenseits der Tragflächenhälfte 20.Between the wing panel 20 and a tail portion 18 of the aircraft 10, an external tank 26 extends away from the wing panel 20 in the opposite direction to the propulsion direction R1. The tank 26 is also disposed above the wing panel 20 in the lift direction R2. The tank body 26 thus extends above and behind the wing half 20. The tank 26 is also arranged at a distance from the fuselage 12 in such a way that the tank 26 predominantly, ie for the most part, extends beyond the wing half 20. In other words, the tank 26 overlaps the wing half 20 only to a very small extent. At the plane from 1 the tank 26 extends about 95% beyond the wing half 20.

Der Tank 26 ist vorzugsweise ein Kryotank, der zur Aufnahme von flüssigem Wasserstoff ausgebildet ist. Es sind jedoch auch andere kryogene Energieträger oder nicht-kryogene Energieträger denkbar.The tank 26 is preferably a cryotank designed to hold liquid hydrogen. However, other cryogenic energy carriers or non-cryogenic energy carriers are also conceivable.

Der Tank 26 ist tropfenförmig ausgebildet, wobei sich eine Längsachse des Tanks 26 parallel zu der Antriebsrichtung R1 erstreckt. Der Tank 26 verjüngt sich außerdem entgegengesetzt zu der Antriebsrichtung R1, d.h. hin zu dem Heckbereich 18 (vgl. 1).The tank 26 is teardrop-shaped, with a longitudinal axis of the tank 26 extending parallel to the drive direction R1. The tank 26 also tapers in the opposite direction to the drive direction R1, ie towards the rear area 18 (cf. 1 ).

Der Tank 26 ist über ein Verbindungselement 28 mit der Tragflächenhälfte 20 verbunden, sodass der tropfenförmige Körper des Tanks 26 von der Tragflächenhälfte 20 durch das Verbindungselement 28 beabstandet ist. Das Verbindungselement 28 umfasst innenseitig eine nicht gezeigte Leitung, um in dem Tank 26 gespeicherten Wasserstoff zu dem Triebwerk 24 zu leiten. Das Triebwerk 24 kann den Wasserstoff im Betrieb des Flugzeugs 10 verbrennen und auf diese Weise in eine Antriebskraft für das Flugzeug 10 umwandeln, um das Flugzeug 10 in die Antriebsrichtung R1 anzutreiben.The tank 26 is connected to the wing half 20 by a connector 28 such that the teardrop shaped body of the tank 26 is spaced from the wing half 20 by the connector 28 . The connecting element 28 includes on the inside a line, not shown, to the hydrogen stored in the tank 26 to the to direct engine 24. The engine 24 may combust the hydrogen during operation of the aircraft 10 and thereby convert it into propulsion power for the aircraft 10 to propel the aircraft 10 in the propulsion direction R1.

Das Verbindungselement 28 ist als sogenannter Pylon ausgebildet und weist eine hohe mechanische Stabilität auf, weil der Tank 26 ausschließlich über das Verbindungselement 28 mit dem Flugzeug 10 verbunden ist (vgl. 1). Das Verbindungselement 28 ist derart an der Oberseite der Tragflächenhälfte 20 befestigt, dass es an eine Hinterkante 36 der Tragflächenhälfte 20 angrenzt. Demgegenüber ist das Halteelement 22 unterhalb einer Vorderkante der Tragflächenhälfte 20 befestigt. Das Verbindungselement 28 und das Halteelement 22 weisen zu einer Tragflächenspitze 30 in spannweitiger Richtung der Tragflächenhälfte 20 im Wesentlichen den gleichen Abstand auf, der bei dem Flugzeug von 1 etwa zwei Drittel der Spannweite der Tragflächenhälfte 20 beträgt.The connecting element 28 is designed as a so-called pylon and has a high mechanical stability because the tank 26 is connected to the aircraft 10 exclusively via the connecting element 28 (cf. 1 ). The connecting element 28 is attached to the upper side of the wing half 20 in such a way that it is adjacent to a trailing edge 36 of the wing half 20 . In contrast, the holding element 22 is fastened below a front edge of the wing half 20 . The connecting element 28 and the holding element 22 are at a wing tip 30 in the spanwise direction of the wing half 20 essentially the same distance as in the aircraft of FIG 1 is about two thirds of the span of the wing half 20.

An der zweiten Tragflächenhälfte 20' ist ein zweiter externer Tank 26' befestigt, der dem ersten Tank 26 entspricht und in entsprechender Weise wie der erste Tank 26 über ein Verbindungselement 28' an dem Flugzeug 10 befestigt und zur Versorgung des zweiten Triebwerks 24' vorgesehen ist.A second external tank 26' is attached to the second wing half 20', which corresponds to the first tank 26 and is attached to the aircraft 10 in a corresponding manner to the first tank 26 via a connecting element 28' and is provided for supplying the second engine 24' .

Das Flugzeug 10 von 2 entspricht im Wesentlichen dem Flugzeug 10 von 1, wobei abweichend zusätzliche Verbindungsstreben 32, 32' vorgesehen sind, um die externen Tanks 26, 26' zusätzlich zu den Verbindungselementen 28, 28' mit dem Flugzeug 10 zu verbinden. Die Verbindungsstreben 32, 32' verbinden jeweils einen heckseitigen Endabschnitt der Tanks 26, 26' mit dem Rump 12. Die Verbindungstreben 32, 32' schließen mit einem Abschnitt des Rumpfs 12, dessen Außenseiten quer zur Antriebsrichtung R1 benachbart zu den Tanks 26, 26' angeordnet sind, jeweils einen Winkel W ein, der vorzugsweise kleiner als 80 Grad ist, sodass die Tanks 26, 26' vorteilhaft zwischen den Tragflächenhälften 20, 20' und dem Rumpf 12 abgestützt werden.The plane 10 from 2 essentially corresponds to the aircraft 10 of 1 , wherein alternatively additional connecting struts 32, 32' are provided to connect the external tanks 26, 26' to the aircraft 10 in addition to the connecting elements 28, 28'. The connecting struts 32, 32' each connect a rear end section of the tanks 26, 26' to the hull 12. The connecting struts 32, 32' close with a section of the hull 12, the outer sides of which are transverse to the propulsion direction R1 adjacent to the tanks 26, 26'. are arranged, each an angle W, which is preferably less than 80 degrees, so that the tanks 26, 26 'are advantageously supported between the wing halves 20, 20' and the fuselage 12.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Flugzeugairplane
1212: Rumpfhull
1414: Cockpitcockpit
1616: HeckRear
1818: Heckbereichrear area
20, 20'20, 20': Tragflächenhälftewing half
22, 22'22, 22': Halteelementholding element
24, 24'24, 24': Triebwerkengine
26, 26'26, 26': externer Tankexternal tank
28, 28'28, 28': Verbindungselementfastener
30, 30'30, 30': Tragflächenspitzewing tip
32, 32'32, 32': Verbindungsstrebeconnecting brace
3434: Vorderkanteleading edge
3636: Hinterkante trailing edge
R1R1: Antriebsrichtungdrive direction
R2R2: Auftriebsrichtungdirection of lift
WW: Winkelangle

Claims

Tank arrangement for an aircraft (10) with at least one external tank (26) for accommodating an energy carrier, in particular a cryogenic energy carrier, and at least one engine (24) to be supplied with the energy carrier via the tank (26) for driving the aircraft (10) in a drive direction (R1), the tank (26) being connected to a wing (20) of the aircraft (10) via a connecting element (28) and spaced apart from the wing (20), the tank (26) being at least predominantly between the wing (20) and a tail area (18) of the aircraft (10) and/or the tank (26) extending away from the wing (20) at least predominantly in the opposite direction to the drive direction (R1), the tank ( 26) with respect to a lift direction (R2) of the wing (20) at least predominantly above the wing (20) and/or the engine (24).

tank arrangement claim 1 , wherein the tank (26) and the engine (24) are arranged one behind the other with respect to the drive direction (R1).

Tank arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein the wing (20) extends between the tank (26) and the engine (24).

Tank arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein the tank (26) is connected to the aircraft (10) exclusively via the connecting element (28) or additionally via at least one further connecting element (32).

Tank arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein the tank (26) is spaced from a fuselage (12) of the aircraft (10).

Tank arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein the tank (26) has at least predominantly a curved outer surface, in particular the tank (26) essentially having an ellipsoidal shape or a teardrop shape, in particular the teardrop shape tapering essentially in the opposite direction to the propulsion direction (R1) of the aircraft (10).

Tank arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein a length of the tank in the drive direction and a width of the tank transverse to the drive direction differ from one another by no more than 50 percent.

Tank arrangement for an aircraft (10) with at least one external tank (26) for accommodating an energy carrier, in particular a cryogenic energy carrier, and at least one engine (24) to be supplied with the energy carrier via the tank (26) for driving the aircraft (10) in a drive direction (R1), the tank (26) being connected to a wing (20) of the aircraft (10) via a connecting element (28) and spaced apart from the wing (20), the tank (26) being at least predominantly between the wing (20) and a tail area (18) of the aircraft (10) and/or wherein the tank (26) extends away from the wing (20) at least predominantly in the opposite direction to the drive direction (R1), wherein the wing ( 20) between the tank (26) and the engine (24).

Tank arrangement for an aircraft (10) with at least one external tank (26) for accommodating an energy carrier, in particular a cryogenic energy carrier, and at least one engine (24) to be supplied with the energy carrier via the tank (26) for driving the aircraft (10) in a drive direction (R1), wherein the tank (26) is connected to a wing (20) of the aircraft (10) via a connecting element (28) and is spaced apart from the wing (20), the tank (26) being located at least predominantly between the wing (20) and a tail area (18) of the aircraft (10) and/or wherein the tank (26) extends away from the wing (20) at least predominantly in the opposite direction to the drive direction (R1), wherein the engine (24) has a holding element (22) is connected to the wing (20), wherein the connecting element (28) and the holding element (22) are connected to the wing (20) at opposite regions of the wing (20) and/or wherein the connecting element (28) and the holding element (22) lead to a spanwise end (30) of the wing (20) are substantially equally spaced.

tank arrangement claim 9 , wherein the holding element (22) is adjacent to a leading edge (34) of the wing (20) and wherein the connecting element (28) is adjacent to a trailing edge (36) of the wing (20).

tank arrangement claim 9 or 10 , wherein the holding element (22) and the connecting element (28) are directly connected to each other.

Tank arrangement for an aircraft (10) with at least one external tank (26) for accommodating an energy carrier, in particular a cryogenic energy carrier, and at least one engine (24) to be supplied with the energy carrier via the tank (26) for driving the aircraft (10) in a drive direction (R1), the tank (26) being connected to a wing (20) of the aircraft (10) via a connecting element (28) and spaced apart from the wing (20), the tank (26) being at least predominantly between the wing (20) and a tail area (18) of the aircraft (10) and/or the tank (26) extending away from the wing (20) at least predominantly in the opposite direction to the drive direction (R1), the tank having a first Tank (26) and connected to a first half of the wing (20), the aircraft (10) having a second external tank (26') corresponding to the first tank (26) with a second half (20' ) of the wing connected is.