DE1506057C - Vorrichtung zum Feststellen von längs einer Achse in Luftfahrzeugbauteilen auf tretender Uberbeanspruchung - Google Patents

Description

Ferner ist es bekannt, bei einem mit elektrischen und _ optischen Notsignalen ausgestatteten Flugzeug über die Flügel, den Rumpf und das Höhenleitwerk überbeansprucht wird und bricht, so entsteht Feuer, io Seile zu spannen, durch deren als Folge eines Un- und es ist wichtig, die Kraftstoffzufuhr zu dieser Lei- falls auftretende Lockerung ein elektrischer Kontakt tung sofort abzusperren. Bei Not- oder Bruchlandun- geschlossen wird, der die Notsignale einschaltet, gen eines Flugzeuges ist die Wahrscheinlichkeit sehr Ferner ist eine Vorrichtung zum Auslösen eines

hoch, daß es zu einem solchen Bruch kommt. Sogar Befestigungsgliedes für Flugzeugabsturzort-Anzeigewährend des Fluges kann zuzeiten eine Überbean- 15 gerate bekannt, bei dem über die Flügel und den spruchung auftreten; so können z. B. die Tragflächen Rumpf des Flugzeuges angenähert parallel zu den überbeansprucht werden, wenn der Pilot das Flug- . Achsen der Flügel und des Rumpfes Drähte geführt zeug aus einem Vollgassturzflug zu jäh abfängt. sind, deren Enden mit Auslösevorrichtungen für das Wenn der Pilot von der Überbeanspruchung Kennt- Zerschneiden eines das Anzeigegerät festhaltenden nis erhalten kann, bevor die Tragfläche tatsächlich 20 Stahlbandes verbunden sind.

abbricht, kann er im allgemeinen das Flugzeug sicher Diesem Stand der Technik gegenüber liegt der Er-

durchbringen. Es gibt auch viele andere Fälle, in findung die Aufgabe zugrunde, den Überlastungsdenen eine Warnung oder ein Ansprechen auf Über- fühler so auszubilden, daß er bei einer Überbeanbeanspruchung von Bauteilen, die dabei fast oder spruchung eines zu kontrollierenden Konstruktionsvollständig zu Bruch gehen können, wünschenswert 25 teils mit Bestimmtheit bricht und daß sodann die ist. An sich gelungene Notlandungen können durch verhältnismäßig große Kraft einer durch Druck betätigten Steuervorrichtung für die Betätigung der Ansprechvorrichtung zur Verfügung steht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung 30 vor, daß bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung als Überlastungsfühler ein mit unter Druck stehendem, flüssigem oder gasförmigem Medium gefülltes Fühlrohr benutzt wird, das bei Uberbeanspruchung bricht, und daß die.Ansprechvorrichtung durch den lieh, um den Kraftstoff von den Tragflächen durch 35 damit verbundenen Druckabfall auslösbar ist. den Rumpf zu den Heckmotoren zu befördern. Ein Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Unfall beim Starten oder Landen, der durch Ver- ist für Flugzeuge mit einem nahe dem Kraftstoffvorsagen des Fahrgestells hervorgerufen werden oder ein ratstank in der Kraftstoffleitung angeordneten, norderartiges Versagen verursachen könnte, kann bewir- malerweise offenen Absperrventil bestimmt, das im ken, daß der Flugzeugrumpf mit beträchtlicher Ge- 40 Gefahrenfall schnellstens geschlossen werden soll, schwindigkeit auf den Boden aufschlägt. Die daraus Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der

folgenden Kräfte können die Kraftstoffleitung zer- nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung brechen, so daß große Mengen der hoch entzünd- erläutert. Es zeigt

baren Flüssigkeit daraus ausströmen und sogar die Fig. 1 eine mehr oder weniger schematische

Kraftstoffvorratstanks auslaufen können. Die Flüssig- ₄₅ Seitenansicht eines Flugzeuges, das mit einem System keit kann sich dann entzünden, und zwar durch Fun- _ZUm Feststellen von beanspruchten Kraftstoffleitunken, die beim Aufprall entstehen, oder durch das gen versehen ist,

. Zündsystem des Motors oder eine andere elektrische F i g. 2 eine schematische Ansicht einer auf Kraft-

Einrichtung am Flugzeug oder auch durch unacht- Stoffleitungen angewandten, abgeänderten Ausfühsame oder entgegen den Vorschriften rauchende ₅₀ rungsform,

Passagiere. Dieses Beispiel verdeutlicht die Art von F i g. 3 eine schematische Ansicht einer anderen.

Problemen, mit denen sich die vorliegende Erfindung _auf Kraftstoffleitungen angewandten, abgeänderten im besonderen befaßt, und zeigt, daß die Notwendig- Ausführungsform,

keit besteht, das Ausströmen der entzündbaren Flüs- Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform des

sigkeiten aus gebrochenen Kraftstoffleitungen ₅₅ Systems zum Feststellen von überbeanspruchten schnellstens zu beenden, so daß ein Brand verhütet Kraftstoffleitungen mit einem Doppelschutzsystem, oder wenigstens auf ein Mindestmaß eingeschränkt Fig. 5 eine bruchstückhafte, teilweise im Schnitt

wird. dargestellte Seitenansicht einer Fühlvorrichtung,

Die Ziele der vorliegenden Erfindung bestehen Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in

darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei über- 60 F i g. 5,

mäßigen Beanspruchungen von Konstruktionsteilen F i g. 7 eine bruchstückhafte, teilweise im Schnitt

von Flugzeugen anspricht und die im besonderen bei
Beanspruchungen, die die Kraftstoffleitungcn zu zerbrechen drohen, automatisch den Fluß des durch sie
strömenden Kraftstoffes absperrt oder ein automa- 65 tisches I.öschsystem für Brände, die durch einen
Aufprall hervorgerufen werden, einschaltet.

Es ist bekannt, ein Flugzeug mit einer Anzahl von

Feuer vereitelt werden, das durch einen Bruch von Kraftstoffleitungen oder einen anderen ähnlichen Schaden entstehen kann, der eigentlich gering ist, aber schwere Folgen nach sich zieht.

Zum Beispiel sind viele Verkehrsflugzeuge mit einem oder zwei Heckmotoren versehen. Da der Kraftstoff in der Hauptsache in den Tragflächen mitgeführt wird, sind lange Kraftstoffleitungen erforder-

dargestcllte Vorderansicht eines Teils eines Flugzeuges, das in seiner Tragfläche und seinem Rumpf mit Systemen ausgestattet ist,

F i g. 8 eine bruchstückhafte, teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer abgeänderten Form einer Fühlvorrichtung mit doppelter Schutzwirkimu und

3 4

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie 9-9 in und einen Metallkontakt tragen; in jedem Falle ist

F i g. 8. an den Kontaktteil der Membran 24 eine elektrische

F i g. 1 zeigt ein Flugzeug 10 mit einer Tragfläche Stromquelle 30 über eine Leitung 31 angeschlossen.

11, in der Kraftstoff aufbewahrt wird, einem Rumpf Infolgedessen wird bei Anlegen der Membran 24 an

12 und einem Heckmotor 13. Eine Kraftstoffleitung 5 den Kontakt 28 ein Strom durch die Leitung 18 zum

14 führt von der Tragfläche 11 durch den Rumpf 12 Ventil 15 geschickt, der dann durch eine Rückleitung

zum Motor 13. Es ist ein unmittelbar neben dem 32 wieder zur Stromquelle 30 geführt wird. Ein an

Kraftstofftank angeordnetes Absperrventil 15 vorge- dem Ventil 15 angeordnetes Solenoid 33 kann durch

sehen (ebenso können in Abständen entlang der den Strom betätigt werden, um das Ventil 15 zu

Kraftstoffleitung 14 weitere ähnliche Ventile 16 und io schließen.

17 angebracht sein). Das Ventil 15 ist normalerweise Zweckmäßig liegt der in dem Rohr 21 oder 23 geöffnet (ebenso wie die Ventile 16 und 17, falls herrschende Druck in ausreichendem Maße über vorhanden), so daß der Kraftstoff ungehindert hin- Atmosphärendruck, so daß ein Bruch des Rohres durchfließen kann, jedoch wird es über eine Leitung eine rasche Betätigung der Membran 24 bewirkt. Der

18 mit Hilfe einer Steuervorrichtung 20 gesteuert, 15 Druck kann beispielsweise etwa 3,5 bis 7 kg/cm² be- und wenn diese betätigt wird, so wird das Ventil 15 tragen. Das Fühlrohr 23 ist aus einem Metall hergeschlossen und desgleichen die Ventile 16 und 17, gestellt, das weniger biegsam ist als das Metall der sofern sie vorhanden sind. Die Steuervorrichtung 20 Kraftstoffleitung 14; in jedem Falle ist das Fühlrohr wird durch Luftdruck betätigt, und sie wird normaler- 23 etwas spröder oder bei Stoß leichter brechbar als weise durch den Druck in einem Fühlrohr 21 in einer 20 die Leitung 14. Anstatt sie direkt miteinander zu verRuhelage gehalten. Das Fühlrohr 21 enthält ein unter binden, ist es ratsam, das Fühlrohr 23 und die Lei-Druck stehendes Edelgas, und wenn es bricht, so tung 14 mit ihren Achsen parallel zueinander und wird der Druck vermindert, wodurch die Steuervor- nahe beieinander anzuordnen.

richtung 20 in Gang gesetzt wird und dadurch das Wenn gewünscht, kann für jedes Fühlrohr 23 mehr

Ventil 15 (sowie die Ventile 16 und 17, falls diese 25 als eine Steuervorrichtung 20 vorgesehen sein,
verwendet werden) schließt und somit das Fließen Zum Löschen kann das Anlegen der Membran 24

des Kraftstoffes beendet. an die Elektrode 28 auch ein Feuerlöschsystem 34

In der Anordnung von F i g. 1 ist das Fühlrohr 21 über eine Leitung 35 betätigen. Die beschädigte an der Außenfläche längs der Bauchseite des Flug- Fläche kann dann mit Kohlendioxyd oder einem anzeugrumpfes 12 so angeordnet, daß es zerbricht, wenn 30 deren brandbekämpfenden Gas, einer Flüssigkeit oder der Rumpf 12 mit großer Kraft aufschlägt. Das Fühl- einem Schaum überflutet werden,
rohr 21 ist aus einem Material hergestellt, das bei Da das Fühlrohr 23 aus einem weniger biegsamen

den im normalen Betrieb auftretenden Schwingun- Material besteht als die Leitung 14, zerspringt sie bei gen und Stoßen nicht bricht, jedoch zerspringt, sobald jeder Beanspruchung, bei der die Leitung 14 brechen es einen Schlag erhält, der die Kraftstoffleitungen 14 35 würde und zerbricht also tatsächlich zuerst, so daß zerbrechen würde. Da es außerdem dort angeordnet das Ventil 15 durch sein Solenoid 33 abgesperrt wird, ist, wo es bei einem Absturz hart auf den Boden bevor die Leitung 14 bricht, zumindest aber nicht aufschlägt, bricht das Fühlrohr 21, bevor die Kraft- später.
Stoffleitung 14 brechen kann. F i g. 3 zeigt eine andere abgeänderte Form eines

In F i g. 2 ist eine abgeänderte Form der Vorrich- 40 Systems, das eine gewisse Ähnlichkeit mit den betung gezeigt, und es ist außerdem die Arbeitsweise trachteten Systemen hat, sich davon jedoch in der der Anordnung mehr im Einzelnen dargestellt. Dabei Hauptsache darin unterscheidet, daß es vollständig ist ein Kraftstofftank 22 mit der Kraftstoffleitung 14 unelektrisch ist. Dabei ist ein Kraftstofftank 40 mit verbunden, wobei das elektrisch bediente Absperr- einer Kraftstoffleitung 41 vorgesehen, an der ein oder ventil 15 durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert 45 mehrere Fühlrohre 42 befestigt sind. Eine Steuervorwird. In diesem Beispiel besteht die Steuervorrichtung richtung 43 besteht aus einem Gehäuse 44, das durch aus einem gasgefüllten Fühlrohr 23, das z. B. durch eine Membran 45 in Kammern 46 und 47 unterteilt Kitten, Schweißen, Anklammern oder eine andere wird. Das Fühlrohr 42 ist an die Kammer 47 gasgeeignete Befestigungsart unmittelbar an der Kraft- dicht angeschlossen und enthält ein unter Druck Stoffleitung 14 fest angebracht ist. Ein Edelgas, wie 50 stehendes Edelgas, während die Kammer 46 mit z. B. Argon, übt einen Atmosphärenüberdruck auf einem Gas gefüllt ist, das einen geringeren Druck eine einen Teil der Steuervorrichtung 20 bildende aufweist, der aber noch über Atmosphärendruck liegt. Membran 24 aus. Durch ein Brechen des Fühlrohres 42 wird die

Die Membran 24 unterteilt den Innenraum des Ge- Membran 45 gegen einen Stift oder Körner 50 gehäuses 25 in zwei Kammern 26 und 27. Die Kammer 55 drückt, der dann eine Membran 51 aus Weichmetall 26 ist mit einem Edelgas, wie z. B. Argon, unter durchstößt, so daß eine unter Druck stehende Löscheinem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck flüssigkeit aus einem Vorratstank 52 durch eine Leigefüllt, der jedoch geringer ist als der Druck in dem tung 53 geschickt wird, um ein druckbetätigtes Venabgeschlossenen Fühlrohr 23, welches mit der Kam- til 54 zu schließen, das die Kraftstoffleitung absperrt; mer27 in Verbindung steht. Ein Bruch des Fühl- 60 diese Flüssigkeit wird sodann zu einer Feuerlöschrohres 23 vermindert den Druck in der Kammer 27 leitung 55 geführt, um den Brand zu löschen,
auf Atmosphärendruck, und die Folge davon ist, daß Manchmal kann die Verwendung eines Doppel-

die Membran 24 mit einer Elektrode 28 in Beruh- Schutzsystems wünschenswert sein. Ein Beispiel ist in rung kommt, welche von dem Gehäuse 25 durch F i g. 4 dargestellt. Mit anderen Worten, es kann für einen Isolator 29 getrennt ist. Das Gehäuse 25 und 65 jede Leitung 14 eine Mehrzahl von Fühlrohren 23 die Membran 24 können aus Metall bestehen, oder es und 23 α vorhanden sein, wobei jedes Fühlrohr 23 kann nur die Membran 24 aus Metall hergestellt sein, und 23 α Steuervorrichtungen 20, 20 α aufweist, deren oder aber sie kann aus einem Nichtmetall bestehen Membrane 24, 24 α über eine Leitung 60 elektrisch

in Reihe geschaltet sind, so daß sie sich beide schließen müssen, um das Solenoid 33 zu betätigen. Dabei muß die Vorrichtung 20 α über eine Leitung 61 gespeist werden, um das Solenoid 33 zu betätigen. Der Gebrauch von Doppelschutzsystemen verhindert zufällige und unbeabsichtigte Betätigung des Ventils 15, ob diese nun auf einer physischen Beschädigung beruht, die aber zu gering ist, als daß sie der Kraftstoffleitung 14 gefährlich werden könnte, oder ob sie auf einen in einem der Fühlrohre 23 oder 23 α aus irgendeinem Grunde auftretenden Druckverlust zurückzuführen ist. Ein Übersteuerungsschalter 62 kann von Hand geöffnet werden, um das betätigte Solenoid, wenn gewünscht, wieder abzuerregen.

Jede beliebige Anzahl von Doppelschutzsystemen kann in Reihe angeordnet sein, und diese müssen alle in Gang gesetzt sein, bevor das System betätigt wird. Umgekehrt können entweder elektrische, pneumatische oder hydraulische Systeme parallel angeordnet werden, so daß jede einzelne Fühlvorrichtung eine Betätigung hervorruft. Desgleichen können Reihen-Parallelsysteme verwendet werden, so daß jedes einzelne der Parallelsysteme das Sperrventil der Kraftstoffleitung schließt, wobei jedes Parallelsystem aus einer Mehrzahl von in Reihe gelegten Vorrichtungen besteht.

Eine andere Ausführungsform eines Doppelschutzsystems ist in den F i g. 8 und 9 dargestellt. Hierbei ist eine Kraftstoffleitung 70 gezeigt, die von konzentrischen Rohren 71 und 72 umgeben ist, die beide pneumatische Warnvorrichtungen sind. Die Schaltung und Steuerung kann ebenso sein wie in Fig. 4. An den Stellen, wo die Kraftstoffleitung 70 aus getrennten, durch ein Rohrverbindungsstück 73 miteinander verbundenen Abschnitten besteht, können die Rohre 71 und 72 mit ihren angrenzenden Teilen mit Hilfe von Umleitungsrohren 74 und 75 verbunden werden, welche ein Verbindungsstück 76 haben.

Das System von F i g. 3 kann ebenfalls als Doppelschutzsystem ausgebildet sein, und zwar durch Verwendung von zwei Rohren 42, deren Körner 50 hintereinanderliegen, so daß zwei Membrane 51 durchstoßen werden müssen, bevor das Ventil 54 geschlossen oder der Feuerlöschvorgang begonnen werden kann. Jede beliebige Anzahl von Doppelschutzsystemen kann in Reihe angeordnet sein, wobei diese alle in Betrieb sein müssen, bevor das System betätigt wird. Umgekehrt können entweder elektrische, pneumatische oder hydraulische Systeme parallel angeordnet werden, so daß jeder einzelne Überlastungsfühler eine Betätigung hervorruft. Desgleichen können Reihen-Parallelsysteme verwendet werden, so daß jedes einzelne dieser Parallelsysteme das Sperrventil der Kraftstoffleitung betätigt, wobei jedes Parallelsystem eine Vielzahl von in Reihe gelegten Vorrichtungen enthält.

Die F i g. 5 und 6 zeigen, wie ein Uberlastungsfühler 80 so hergestellt werden kann, daß er sich auf einer Kraftstoffleitung 14 hin und her erstreckt und diese umgibt und sie dadurch vor Beanspruchungen und Stoßen aus allen Richtungen, nicht nur von der Unterseite her, schützt.

F i g. 7 zeigt ein Flugzeug 81 mit einem Rumpf 82 und einer Tragfläche 83, die Kraftstoffbehälter 84 und 85 enthält. Eine Fühlvorrichtung 86 erstreckt sich über die Spannweite oberhalb und unterhalb der Kraftstofftanks 84 und 85 und ist an einem Holm der Tragfläche oder einem anderen geeigneten Bauelement befestigt. Die Fühlvorrichtung 86 erstreckt sich mindestens an einem Ende in den Flugzeugrumpf 82, wo sie an einen Stromkreis wie er in den F i g. 2 oder 3 gezeigt ist, angeschlossen ist. Wenn gewünscht, kann dabei wiederum eine Absperrvorrichtung für die Kraftstoffleitung vorgesehen werden, jedoch kann hier auch eine Warnvorrichtung allein günstig sein. Ein anderes Fühlrohr 87 wird verwendet, um den Rumpf zu schützen.

Die dargestellte Arbeitsweise dient lediglich als Beispiel. Die normalerweise offene Membran kann durch eine normalerweise geschlossene Membran ersetzt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Feststellen von längs einer Achse in Luftfahrzeugbauteilen auftretender Überbeanspruchung, wobei ein Überlastungsfühler im wesentlichen parallel zur Achse des Bauteiles liegt und bei Überbeanspruchung des Bauteiles eine Ansprechvorrichtung auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß als Uberlastungsfühler ein mit unter Druck stehendem, flüssigem oder gasförmigem Medium gefülltes Fühlrohr benutzt wird, das bei Uberbeanspruchung bricht, und daß die Ansprechvorrichtung durch den damit verbundenen Druckabfall auslösbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechvorrichtung (33) ein druckbetätigter elektrischer Schalter (28) vorgeschaltet ist und die Ansprechvorrichtung an eine Stromquelle (30) angeschlossen ist, die mit dem Schalter (Kontakt 28) in Reihe liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Uberlastungsfühlern (23, 23 d) parallel zueinander angeordnet sind und daß die Ansprechvorrichtung nur dann betätigt wird, wenn beide Überlastungsfühler (23, 23 a) Bruchstellen aufweisen, die zu einer Verminderung des darin herrschenden Druckes führen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung in einem Flugzeug, das ein nahe dem Kraftstoffvorratstank angeordnetes, normalerweise offenes Absperrventil in der Kraftstoffleitung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlrohr (23) im wesentlichen parallel zu und nahe bei der Kraftstoffleitung (14) verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffleitung (14) und das Fühlrohr (23) aus Metall bestehen, wobei das Fühlrohr (23) an der Kraftstoffleitung angebracht ist und aus einem etwas weniger biegsamen Material hergestellt ist als die Kraftstoffleitung (14).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die aus Metall bestehende Kraftstoffleitung durch den Rumpf zwischen einem in der Tragfläche angeordneten Vorratstank und einem am Heck des Rumpfes angebrachten Motor verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlrohr (87) an der Unterseite des Flugzeugrumpfes (82) längs einer im wesentlichen parallel zur Kraftstoffleitung verlaufenden Bahn befestigt ist und an der äußeren Unterseite des Flugzeugrumpfes (82) angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen