DE2208628A1 - Rumpf in schalenbauweise fuer flugzeuge - Google Patents

Description

• "Rumpf in Schalenbauweise für Flugzeuge" Im Flugzeugbau hat die Schalenbauweise weitgehend Eingang gefunden, bei welcher die der äußeren Formgebung dienenden Wandungen zusammen mit besonderen Versteifungselementen die tragende Struktur in Form einer geschlossenen Röhre bilden. Es sind Schalen bekannt, welche aus in ihrer Längsrichtung verlaufenden Profilen quer dazu angeordneten Zwischenwänden und der außen aufgebrachten, meist glatten Beplankung bestehen.- Die Verbindung der einzelnen Bauelemente wird gewöhnlich durch Nieten oder Kleben hergestellt. Die zur Versteifung der Schale notwendigen Profile können auch zusammen mit der Beplankung aus einem Stück hergestellt sein.
• Derart aufgebaute Flugzeugrümpfe weisen meistens kreisförmigen, elliptischen, oder @ber auch rechteckigen Querschnitt auf.
• Dies hat den Nachteil, daß neben der einfach gebogenen Beplankung Auch einesphärisch-gebogene Beplankung erforderlich ist. Dies stellt jedoch herstellungstechnisch und montagemäßig einen erheblichen Aufwand dar.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile der vorbekannten Schalenbauweise für Flugzeugrümpfe wird gemäß der Erfindung vorgeschl:igen, daß der Querschnitt des Rumpf es einem gleichseitigen Dreieck mit bgerundeten Ecken entspricht, und die Größe der einzelnen Querschnittsdreiecke zum Bug und Heck hin sich verringert, wobei de Flächenschwerpunkte aller Querschnittsdreiecke auf der Längsachse des Rumpfes liegen. Auf diese Weise wird erreicht, laß auf eine sphärisch gebogene Beplankung verzichtet werden kann. Da 2/3 der Tmpfhöhe oberhalb der Längsachse liegen, ergibt sich ein nach unten abfallender Bug, welcher für das Flugpersonal eine gute Sicht nach vorne ermöglicht.
• Durch die vergleichsweise große Breite des Rumpfes im Bodenbereich läßt sich ein einfaches, leicht einziehbares Fahrwerk verwenden. Der Hochdeckerflügel durchdringt mit seinem Holm den schmalsten oberen Bereich des Rumpfes, was im Gegensatz zur konventionellen Anbringung der Plügel eine geringe Spannweite und eine geringe Länge des im Rumpf liegenden Holmes ergibt.
• Bei Anordnung der Triebwerke in Höhe des Flügels tritt die geringere Breite des Rumpfes in diesem Bereich die Möglichkeit mit sich, den Abstand zwischen den Triebwerken zu verringern, was bei Ausfall eines Triebwerke den Ausgleich des unsymmetrischen schubes erleichtert. Der breite nur schwach gewölbte Rumpfboden eignet sich gut zum Transport von Personen und Lasten.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Änsicht eines erfindungsgemäß aufgebauten Flugzeuges, Fig. 2 eine Vorderansicht der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht der Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt durch den Rumpf, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Flugzeugrumpfes, dessen Mittelteil aus nicht gewölbten Flächen besteht, Fig. 6 einen erfindungsgemäßen Flugzeugrumpf bei einem Anstellwinkel gegen die Luftströmung, Fig. 7 den Rumpfaufbau im Querschnitt, Fig. 8 die eitenansicht eines Sportflugzeuges und Fig. 9 die Vorderansicht der Fig. 8.
• In den Figuren 1 - 4 ist mit 1 der Rumpf bezeichnet, dessen Querschnitt einem gleichseitigen Dreieck 2 mit abgerundeten Ecken 3 entspricht. Die Größe der einzelnen Querscbnittsdreiecke 2 verringert sich zum Bug 4 und zum Heck 5 hin, wobei die lächenschwerpunkte 6 aller Querschnittsdreiecke 2 auf einer einzigen Linie liegen, nämlich der Längsachse 7 des Rumpfes 1.
• Der Hochdeckerflügel 8 durchdringt mit seinem Holm den schmalsten oberen Bereich ? des Rumpfes 1.
• Wie Fig. 4 erkennen läßt, ist die Anordnung derart getroffen, daß im Mittelgang 10 eine Person aufrecht stehen kann, so daß links -und rechts des Mittelganges je ein Sitz 11 angeordnet werden kann. Beiderseits der Sitze verbleibt in den Bereichen 12 hinreichend Raum zur Unterbringung des Gepäckes. Bei dieser Ausführungsform stellt der dreieckige Rumpfquerschnitt den Querschnitt mit der geringsten Fläche im Vergleich zu anderen bekannten Querschnitten dar. Wie bereits dargelegt, durchdringt der Holm des Tragflügels 8 den Rumpf an einer Stelle, wo dieser keinen nutzbaren Raum beansprucht.
• Das Fahrwerk 13 kann sehr einfach ausgebildet sein, da es ohne weiteres in den Bereichen 12 untergebracht werden kann.
• Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist ein Rumpf 1 gezeigt, dessen Mittelteil aus nicht gewölbten Flächen besteht, so daß eine einfach gebogene Beplankung nur am Bug urd Hcck des Rumpfes erforderlich ist. Der Querschnitt ist in diesem Bereich ein Dreieck konstanter Größe.
• In Fig. 6 ist der erfindungsgemäße Rumpf 1 bei einem Anstellwinkel gegen die LuStströmung gezeigt. Dabei ergibt sich ein Auftrieb durch die Ablenkung der Luftströmung. Der Auftrieb bricht aber im Gegensatz zum Tragflügel bei Vergrößerung des Anstellwinkels nicht zusammen, da die beiden Rumpfoberseiten mit energiereicher Luft von der Rumpfunterseite her belüftet werden. Die Luftströmung auf den Rumpfoberseiten wird zusätzlich durch die Propeller der neben dem Rumpf liegenden Motoren bzw. durch den Propeller des Heckmotors beschleunigt. Bei üblichen Anstellwinkeln bei Start und Landung liefert der Rumpf 1 einen beträchtlichen Auftrieb. Dies hat zur Folge, daß ein kleinerer Uragflügel 8 verwendet werden kann, was die Horizontalgeschwindigkeit und die Zuladung erhöht.
• In Fig. 7 ist ein Querschnitt durch den Rumpfaufbau dargestellt.
• Die drei Seiten des Rumpfes 1 bestehen aus gewolbten, in der Grundstruktur identischen Schalen 14, wobei jedoch jede Schale 14 für sich eine Symmetrieachse hat. Abweichungen von der Symmetrie entstehen durch die Anbringung von Flügels Leitwerk, Türen, Fenster, Fahrwerk und Klappen. Für die Fertigung des Rumpfes 1 ist nur eine Bauvorrichtung erforderlich, bei der die Abweichungen von der Symmetrie berücksichtigt sind. In der Vorrichtung ist die Schale 14 infolge ihrer schwachen Wölbung von allen Seiten gut zugänglich. Die drei Schalen 14 werden zur Dreiecksform zusammengesetzt und durch drei Schrauben 15 und Spannhülsen 16 pro Rumpfspannt verbunden. Dadurch entsteht ein statisch starres System. Durch Lösen der Schraubverbindung 15,16 läßt sich der Rumpf 1 in seine drei Schalen 14 zerlegen. An den Stoßstellen der drei Schalen 14 ist der Rumpf abgerundet. Dies erfolgt durch drei identische, elastische Schläuche 17 mit etwa halbkreisförmigen Querschnitt, die auf die Stoßstellen der drei schalen IL aufgesetzt sind und durch Zugkräfte zum Bug 4 und Heck 5 hin gespannt und dort befestigt werden. Durch Entfernen der Schläuche 17 sind die Schrauben 15 von außen gut zugänglich.
• In Fig. 8 und 9 ist ein Sportflugzeug mit Heckmotor im Leitwerk und Drei-Schalen-Rumpf dargestellt. Dem Platzbedarf der sitzender. Personen über Kopf-Schulter- und Sitzbreite einschl.
• Raum für Gepäck neben dem Sitz entspricht der dreieckige Rumpfquerschnitt in vorteilhafter Weise.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e : - - v v

1.) Rumpf in Schalenbauweise für Flugzeuge, dadurch gekennzeichet,daß der Querschnitt des Rumpfes (1) einem gleichseitigen Dreieck (2) mit abgerundeten Ecken (3) entspricht und die Größe der einzelnen Querschnittsdreiecke (2) zum Bug (4) und Heck (5) hin sich verringert, wobei die Flächenschwerpunkte (6) aller Querschnittsdreiecke (2) auf der Längsachse (7) des Rumpfes (1) liegen.

2.) Rumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rumpf (1) von drei identischen Schalen (14) gebildet ist, deren länge der Rumpflänge und deren Breite der Länge einer Seite des jeweiligen Querschnittdreiecks entsprechen.

3.) Rumpf nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schale (14) eine Symmetrieachse besitzt.

4.) Rumpf nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß die drei Schalen (14) des Rumpfes (1) durch Schrauben (15) und Spannhülsen (16) od.dgl.

in den Ecken der Querschnittsdreiecke (2) miteinander verbunden sind.

5.) Rumpf nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnetX daß die Ecken der Querschnittsdreiecke (2) durch in Längsrichtung des Rumpfes (1) verlaufende Schläuche (17) od.dgl. abgerundet sind.

6.) Rumpf nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (17) od.dgl.

identisch und elastisch sind sowie halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen.

7.) Rumpf nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schläuche (17) od.dgl. vo Bug (4) bis zum Heck (5) des Rumpfes (1) hin gespannt und dort befestigt sind.