DE19821881C2 - Vorrichtung zur Verminderung der IR-Signatur von Warmluftaustrittsbereichen der Außenfläche ortsveränderlicher Objekte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verminderung der IR-Signatur von Warmluftaustrittsbereichen der Außenfläche ortsveränderlicher Objekte, insbesondere von Austrittsbereichen aufgeheizter Kühlluft, vzw. an Landfahrzeugen gemäß Anspruch 1.

Zur Verminderung der IR-Signatur ist es an Fahrzeugen bekannt, einem im Fahrzeug entstehenden Warmluftstrom vor dem Erreichen der Fahrzeugaußenfläche kältere Luft beizumischen, so daß die Fahrzeugaußenfläche im Austrittsbereich der Luft nur einer geringen Temperaturerhöhung ausgesetzt ist.

Eine solche Lösung ist für geringe Volumenströme aufgeheizter Luft geeignet, jedoch nicht für Anwendungsfälle, in denen kontinuierlich große Luftvolumina aus dem Fahrzeug austreten, wie beispielweise bei Kühlluftauslässen und Abgasanlagen.

Bei gepanzerten Fahrzeugen kommt hinzu, daß insbesondere der Kühlluftaustrittsbereich mit Elementen wie Stangengrätings versehen ist, die über eine im Vergleich zu ihrer Gesamtfläche nur geringe Luftaustrittsfläche verfügen. Sie sind von großer Masse und beanspruchen einen erheblichen Anteil an Fahrzeugaußenfläche, der durch die aufgeheizte Abluft der Kühlanlage erwärmt wird.

So ist aus der DE 34 07 570 C1 eine Kühlvorrichtung für einen Kühler der Antriebsanlage eines Fahrzeuges bekannt, bei der die Zu- und die Abluft des Kühlgebläses durch Grätings geführt werden. Aus der Form dieser Grätings resultiert ein hoher Strömungswiderstand, der die Aufheizung der Fahrzeugaußenfläche begünstigt und einer Verminderung der IR-Signatur entgegensteht.

Weiterhin wird in der DE 32 25 182 C2 ein Panzerfahrzeug mit einem Luftleitsystem beschrieben. Mit diesem System wird die Luft für die Brennkraftmaschine zur Belüftung und Kühlung jeweils direkt entsprechend ihrer Verwendung zugeführt.

Aus der DE 40 15 304 A1 sind ferner Vorrichtungen zur sicheren Abdeckung von Luftöffnungen (Gräting-Systeme) in Sonderfahrzeugen bekannt. Es handelt sich dabei um Profilleisten aus einem Verbundwerkstoff, der aus Einzelprofilen zusammengefügt ist. Derartige Profilleisten sollen die Eindringsicherheit gegen Fremdkörper bei gleichzeitig verbessertem Luftdurchlaß erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verminderung der IR-Signatur derart weiterzuentwickeln, daß eine Verminderung der IR-Signatur an Warmluftaustrittsbereichen der Außenfläche ortsveränderlicher Objekte erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Warmluftaustrittsbereich Luftleitelemente vorgesehen sind, die jeweils einen innenliegenden Hohlraum aufweisen, der durch Öffnungen mit der umschließenden Außenwand in Verbindung steht, und daß durch Luftaustritt aus den Öffnungen eine Grenzschicht zwischen umströmender Warmluft und der Oberfläche der Luftleitelemente gebildet wird.

Die Erfindung ist mit dem Vorteil einer weitgehenden Verminderung der IR-Signatur verbunden, ohne das Strömungsverhalten der Luft negativ zu beeinflussen.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung überdecken sich die Luftleitelemente in Detektionsrichtung einer IR-Signatur teilweise.

Dabei verlaufen die Luftleitelemente im wesentlichen parallel und die Öffnungen an diesen sind auf der von außen sichtbaren Fläche vorgesehen.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß im Luftleitelement gasförmiger Stoff vorverdichtet ist, der die Öffnungen des Luftleitelementes mit gegenüber dem Luftdruck erhöhten Druck verläßt.

Die Luftleitelemente können aerodynamisch derart geformt sein, daß bei deren Umströmen durch die den Warmluftaustrittsbereich verlassende aufgeheizte Abluft mindestens auf einem Teil der Oberfläche ein Unterdruck erzeugt wird, der zu einem Ausströmen des im Hohlraum befindlichen gasförmigen Stoffes führt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht ein von außen nicht sichtbarer Teil des Luftleitelementes aus wärmeisolierendem Material. Auch kann das Luftleitelement eine wärmeisolierende Schicht tragen.

Bevorzugt wird als gasförmiger Stoff Umgebungsluft des ortsveränderlichen Objektes eingesetzt.

Zur Verminderung der IR-Signatur von Warmluftaustrittsbereichen der Außenfläche ortsveränderlicher Objekte, insbesondere von Austrittsbereichen aufgeheizter Kühlluft vzw. an Landfahrzeugen wird dem Warmluftaustrittsbereich ein gasförmiger Stoff, insbesondere Umgebungsluft, derart zugeführt, daß auf den außenliegenden Flächen des Warmluftaustrittsbereiches eine Grenzschicht des gasförmigen Stoffes gebildet wird.

Die Luftleitelemente sind zweckmäßig aerodynamisch derart geformt, daß die den Warmluftaustrittsbereich verlassende Abluft an Öffnungen des Luftleitelementes einen Unterdruck erzeugt, durch welchen Luft aus diesen Öffnungen austritt und zwischen erwärmte Abluft und die Oberfläche des Luftleitelementes gelangt.

Alternativ hierzu oder ergänzend kann der im Luftleitelement befindliche, gasförmige Stoff druckbeaufschlagt werden, so daß an den Öffnungen des Luftleitelementes ein Überdruck entsteht, der zu einer flächigen Verteilung des gasförmigen Stoffes auf der Oberfläche des Luftleitelementes führt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 ein gepanzertes Radfahrzeug mit in der Seitenwand befindlichem Luftleitelement,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Darstellung des Luftleitelementes und

Fig. 3 eine Möglichkeit zur Gestaltung des Luftaustritts­ bereiches des Luftleitelementes.

In einer Seitenwand 1 eines in Fig. 1 dargestellten, gepanzerten Radfahrzeuges 2 ist ein Warmluftaustrittsbereich 3 vorgesehen, an dem durch die Antriebsanlage des Radfahrzeuges 2 aufgeheizte Kühlluft nach außen abgegeben wird.

Der Warmluftaustrittsbereich 3 weist ein Luftleitelement 4 auf, das, wie in Fig. 2 dargestellt, aus mindestens einem Steg 5 und senkrecht hierzu angeordneten und mit dem oder den Stegen 5 verbundenen Lamellen 6 gebildet ist, die sich in Richtung einer möglichen IR-Detektion teilweise überdecken. Im Steg 5 und in den Lamellen 6 sind ineinander übergehende Hohlräume 7 und 8 zur Aufnahme eines gasförmigen Stoffes, insbesondere Umgebungsluft U, vorgesehen. In die Wandung 9 der Lamellen 6 sind längs zu den Lamellen 6 und über deren gesamte Breite verlaufende, schlitzförmige Aussparungen 10 eingebracht, aus denen im Steg 5 und in den Lamellen 6 befindliche Umgebungsluft U austreten kann. Die Aussparungen 10 sind derart angeordnet, daß die aus den Lamellen 6 ausströmende Umgebungsluft U die von außen sichtbaren Flächen der Lamellen 6 weitgehend vollständig überstreicht und damit eine isolierende Grenzschicht zwischen der Oberfläche der Lamellen 6 und der austretenden, aufgeheizten Abluft A bildet.

Die von außen nicht sichtbaren, auf den Fahrzeuginnenraum gerichteten Teile 11 der Lamellen 6 bestehen aus einem wärmeisolierenden Material. Die Lamellen 6 können auf den Innenseiten auch eine wärmeisolierende Schicht tragen.

Zur Veranschaulichung des Aufbaues der Lamellen 6 ist in Fig. 2 auf eine Darstellung eines linksseitigen Abschlusses der Lamellen 6 verzichtet worden, der übereinstimmend zum rechtsseitigen Steg 5 ausgeführt sein kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, ein Abschlußelement vorzusehen, das einzelne oder die Gesamtheit der Lamellen 6 gasdicht abschließt.

Eine weitere Möglichkeit zur effizienten Verteilung des aus den Lamellen 6 ausströmenden Gases ist in Fig. 3 dargestellt. Hier sind im wesentlichen über die gesamte von außen sichtbare Fläche 12 der Lamellen 6 eine Vielzahl einzelner Austrittsöffnungen 13 einer vorwählbaren Anordnung verteilt. Die Verteilung wird dabei insbesondere von der Querschnittsform der Lamellen 6, dem Strömungsverhalten der aufgeheizten Kühlluft und dem Gesamtvolumenstrom des aus den Lamellen 6 ausströmenden, gasförmigen Stoffes bestimmt.

Die zur Kühlung der Antriebsanlage des Radfahrzeuges 2 dienende und im Ergebnis der Kühlung aufgeheizte Abluft A wird im Warmluftaustrittsbereich 3 nach außen abgegeben. Durch das Luftleitelement 4 erfolgt dabei eine Beeinflussung des Strömungsverhaltens der Abluft A. Zur Vermeidung des Wärmeübergangs von der aufgeheizten Abluft A auf die Lamellen 6 des Luftleitlelementes 4 tritt aus dem Hohlraum 8 der Lamellen 6 über die Aussparungen 10 bzw. die Austrittsöffnungen 11 im Vergleich zur aufgeheizten Abluft A kältere Umgebungsluft U aus. Hierfür sind die Lamellen 6 aerodynamisch derart geformt, daß infolge der die Lamellen 6 des Luftleitelementes 4 umströmenden Abluft A auf der von außen sichtbaren Fläche der Lamellen 6 ein Unterdruck entsteht, der zu einem Austritt der Umgebungsluft U aus den Lamellen 6 und eine Verteilung dieser Luft über den von außen sichtbaren Bereich der Lamellen 6 führt. Um eine Isolationsschicht von aus den Lamellen 6 strömender Luft in ausreichender Dicke zu erzeugen, kann die Luft derart vorverdichtet werden, daß sie die Aussparungen 10 bzw. die Austrittsöffnungen 11 mit gegenüber dem Luftdruck erhöhtem Druck verläßt.

Die Vermeidung des Wärmeübergangs von der aufgeheizten Abluft A auf die Lamellen 6 des Luftleitelementes 4 resultiert bei einer solchen Ausführung im wesentlichen aus der auf den Außenseiten der Lamellen 6 aufgebauten Grenzschicht, gebildet aus Umgebungsluft U, des weiteren aus der Kühlung des Innenmantels durch auf dem Weg zu den Aussparungen 10 bzw. Austrittsöffnungen 11 befindliche Umgebungsluft U und der Möglichkeit, diejenigen Flächen zu isolieren, auf die die aufgeheizte Abluft A auftrifft oder auftreffen könnte.

Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Luftleitelement 4 wird daher eine relevante Aufheizung desselben und damit das Entstehen einer IR-Signatur vermieden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Verminderung der IR-Signatur von Warmluftaustrittsbereichen der Außenfläche ortsveränderlicher Objekte, insbesondere von Austrittsbereichen aufgeheizter Kühlluft, vorzugsweise an Landfahrzeugen, mit einem in der Außenfläche des Objektes vorhandenen Warmluftaustrittsbereich, dadurch gekennzeichnet, dass im Warmluftaustrittsbereich (3) Luftleitelemente (4, 6) vorgesehen sind, die jeweils einen innenliegenden Hohlraum (7, 8) aufweisen, der durch Öffnungen (10, 13) mit der umschließenden Außenwandung in Verbindung steht, und dass durch Luftaustritt aus den Öffnungen (10, 13) eine Grenzschicht zwischen umströmender Warmluft und der Oberfläche (12) der Luftleitelemente (4, 6) gebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Luftleitelemente (6) in Detektionsrichtung einer IR-Signatur teilweise überdecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (6) im wesentlichen parallel verlaufen und dass an diesen die Öffnungen (10, 13) auf der von außen sichtbaren Fläche (12) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftleitelement (6) gasförmiger Stoff vorverdichtet ist, der die Öffnungen (10, 13) des Luftleitelementes (6) mit gegenüber dem Luftdruck erhöhten Druck verläßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (6) aerodynamisch derart geformt sind, dass bei deren Umströmen durch die den Warmluftaustrittsbereich verlassende aufgeheizte Abluft mindestens auf einem Teil der Oberfläche ein Unterdruck erzeugt wird, der zu einem Ausströmen des im Hohlraum (8) befindlichen gasförmigen Stoffes führt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein von außen nicht sichtbarer Teil (11) des Luftleitelementes (6) aus wärmeisolierendem Material besteht oder eine wärmeisolierende Schicht trägt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem gasförmigen Stoff um Umgebungsluft des ortsveränderlichen Objektes handelt.