DE1262781B

DE1262781B - Flugkoerper mit Druckkabine

Info

Publication number: DE1262781B
Application number: DEN20269A
Authority: DE
Inventors: Claude Flamand
Original assignee: Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Current assignee: Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Priority date: 1961-06-30
Filing date: 1961-06-30
Publication date: 1968-03-07

Description

Flugkörper mit Druckkabine Die Erfindung beschäftigt sich mit Problemen der Kühlung und Schallisolierung der Druckkabine mit überschallgeschwindigkeit fliegender Flugkörper.
überschallgeschwindigkeiten erzeugen außerordentlich intensiven Lärm und in der Nähe der Außenhaut des Flugkörpers eine heiße Luftschicht. Lärm und Temperatur steigen sehr rasch mit der Mach-Zahl an. Dieses Anwachsen des Schallpegels und der Temperatur hat zur Folge, daß einmal die Widerstandsfähigkeit der Zelle gegen statische und dynamische Belastungen abnimmt und zum anderen Temperatur und Schallpegel im Inneren des Flugkörpers in einem für Passagiere und Ausrüstung unzuträglichen Maße ansteigen.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, die Druckkabine der Flugkörper zu kühlen und sie als eine thennische und akustische Schutzschicht auszubilden. Es ist bereits aus der deutschen Patentschrift 805 498 bekannt, die Druckkabine eines in großen Höhen fliegenden Flugkörpers wärme- und schallisoliert in der Zelle unterzubringen; die Druckkabine (Innenwand) ist an Spanten in der Zelle (Außenwand) aufgehängt. Die Außenwand ist mit einer Wärme- und Schallisolierung bekleidet. Der Raum zwischen den beiden Wänden, also in der Doppelwand, ist an einen Wärmetauscher angeschlossen. Es leuchtet sofort ein, daß diese Art der Temperaturregelung der Druckkabine eine dichte, und zwar praktisch auch eine druckdichte Außenhaut voraussetzt.
Bei Flügen in großen Höhen mit überschallgeschwindigkeit wird aber die mechanische und thermische Beanspruchung der Außenhaut (Zellenwand) immer größer, und selbst wenn man durch die Wahl widerstandsfähigeren Metalls dem Rechnung zu tragen sucht, so ist doch die Perforation bei Beschuß mit Mikrometeoriten nicht zu vermeiden.
Die Erfindung räumt diese Gefahr durch eine andere Verteilung der Funktionen auf die Wände von Zelle und Druckkabine aus, und zwar besteht die Wand der Druckkabine aus einem einseitig, vorzugsweise auf der Innenseite, mit glattem Blech beschichteten Wellblech, wie an sich bekannt, und der Raum zwischen den beiden Blechen ist an den Kreislauf des Wärmetauschers angeschlossen.
Bei einem solchen Aufbau übernimmt die die Außenhaut des Flugkörpers bildende Zellenwand rein statische und fiugdynamische Funktionen einschließlich des Schutzes gegen Mikrometeoriten, der Hohlraum zwischen Zelle und Kabine die Funktionen der Wärme- und Schallisolierung, die auch beim Eindringen von Teilchen, die die Außenhaut durchschlagen, nicht gestört wird, während die Funktion der Temperaturregelung in die doppelwandig ausgebildete Kabinenwand selbst verlegt ist.
Ausführung und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervorgehen, das in der Zeichnung dargestellt ist, ohne jedoch die Erfindung darauf zu beschränken. Es zeigen F i g. 1 und 2 einen Quer- und einen Längsschnitt durch einen Teil einer Flugkabine, und zwar längs der Linien c-d in F i g. 1 bzw. a-b in F i g. 2, F i g. 3 und 4 vergrößerte Ausschnitte aus der Kabinenkonstruktion im Bereich der strichpunktierten Kreise in F i g. 1.
In den F i g. 1 und 2 ist eine Druckkabine im Quer- und Längsschnitt dargestellt. Das glatte Blech 1 und das Wellblech B bilden die Zellhaut. Das Wellblech B' und das glatte Blech A' bilden die Druckkabinenwand und erfmdungsgemäß den Wärmeschutzmantel; Blech A' ist im Bereich der LeitungenD und E durch die GurteA" verstärkt (Fig.3 und 4). Die Wellungen des BlechesB der Zellenhaut liegen, wie F i g. 3 und 4 erkennen lassen, senkrecht zu den Wellungen des Bleches B', weil so mit einem gegebenen Gewichtsaufwand für die Wände die größte Steifigkeit des Flugkörpers erreicht wird, und tragen die Kabinenschale mittels Spanten U, die angeschweißt oder in sonstiger Weise befestigt sein können. Die Zu- und Rücklaufleitungen D und E für die Kühlflüssigkeit münden in den (nicht dargestellten) Wärmetauscher.
In den Zwischenraum zwischen den beiden Schalen A, B und A', B' kann ein leichter Isolierkörper aus Glaswolle eingebettet sein, der zusammen mit der Flüssigkeitsschicht in der inneren Schale A, B' eine sehr wirksame Schallisolation insbesondere gegen die hohen Frequenzen bildet, die schädlich für Passagiere, die Besatzung und die empfindlichen Instrumente sind.
Die Kühlflüssigkeit zirkuliert in einem geschlossenen Kühlkreislauf ständig von der Pumpe des Wärmetauschers durch die Leitung E, die Wellräume F der Druckkabinenwand, Leitung D zum Verdampfer, und der entstehende Dampf entweicht ins Freie. Der Verlust an Kühlflüssigkeit wird aus einem Vorratsbehälter ergänzt. Deshalb empfehlen sich Flüssigkeiten mit hoher Verdampfungswärme, wie Wasser oder Ammoniak.
Dank dieser Durchströmung sind die Insassen gegen das Ansteigen der Erhitzung beim überschreiten der lEtzemauem gesichert. Der Wärmeübergang aus dem Außenraum auf die Schale ist um so geringer, je niedriger die Wärmeleitfähigkeit der Schale ist.
Iin Rahmen der Erfindung lassen sich zur thermischen Isolation äquivalente Mittel verwenden, sofern sie das Kennzeichen einer Kombination von glatten und wellenförmigen Flächen, zwischen denen sich Kanäle Jür eine zirkulierende Kühlflüssigkeit bilden, tragen.
Die glatten Flächen können plan oder gewölbt sein und aus metallischem oder nichtmetallischem Werkstoff bestehen. Ebenso können die gewellten Flächen aus verschiedenem Werkstoff bestehen.
Das Kühlaggregat kann aus Bauelementen bekannter Art (Pumpe, Verdampfer, Reservoir, Kessel, Zulaufregelvorrichtung) bestehen. Die Verbindung zwischen den Sammelleitungen und den von den Wellblechen begrenzten Kühlräumen kann verschieden und die Zahl der Verbindungen größer als zwei sein. Die Kühlflüssigkeit kann Wasser mit oder ohne Gefrierschutzmittel oder eine andere Flüssigkeit sein.
Die Flächen der glatten äußeren und inneren Bleche brauchen nicht parallel oder konzentrisch zu sein, sie können auch in unterschiedlichem Abstand zueinander stehen.

Claims

Patentanspruch: Flugkörper mit in Spanten der die Außenhaut bildenden Zelle befestigter Druckkabine und mit an einen Wärmetauscher angeschlossener Temperaturregeleinrichtung, dadurch gek e n n z e i c h n e t,- daß. die Wand der Druckkabine aus einem einseitig, vorzugsweise auf der Innenseite, mit glattem Blech beschichteten Wellblech besteht, wie an sich bekannt, wobei der Raum (F) zwischen den beiden Blechen an den Kreislauf (D, E) des Wärmetauschers angeschlossen ist. In Betracht gezogene- Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 628 814, 687 722, 726 933, 805 498; französische Patentschriften Nr. 1261261, 910 998, 784 424; britische Patentschrift Nr. 557 454.