DE2247125A1

DE2247125A1 - Geraet fuer die elektronische ausruestung von luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2247125A1
Application number: DE19722247125
Authority: DE
Inventors: Guy Beaussay; Jean Francois Morand; Pierre Rossignol
Original assignee: Dassault Electronique SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1972-09-26
Publication date: 1973-04-05
Also published as: CA966575A; ZA726439B; AU4693472A; IT967935B; JPS4872900A; US3824598A; NO135311B; ES407109A1; IL40399A0; CH560127A5; BE789149A; AU477183B2; GB1388322A; SE374519B; NL7212925A; FR2154864A5; IL40399A

Description

DR. INQ. HANS LICHT! · DIPL.-INQ. HEINER LICHTI

KARLSRUHE-DURLACH · QRÖTZINQER STRASSE 61

TELEFON (07*1) 411 24

25. September 1972 2455/72

Electronique Marcel Dassault Soc.an., 46, Avenue Kleber,

Paris / Frankreich

Gerät für die elektronische Ausrüstung von Luftfahrzeugen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät für die elektronische Ausrüstung von luftfahrttechnischen Einrichtungen, insbesondere Luftfahrzeugen.

Es ist bekannt, daß elektronische Einrichtungen nur bei niedrigen Temperaturen innerhalb eines bestimmten Bereichs zuverlässig arbeiten, der-ungeachtet der der Konstruktion gewidmeten Sorgfalt - etwa I50 C. nicht überschreiten sollte. Nun erzeugt aber nicht nur die Funktion gewisser elektronischer

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Teile Wärme, sondern da die elektronische Ausrüstung zur Mitnahme in Flugzeugen großer Geschwindigkeit vorgesehen ist, ergibt sich bei Überschallgeschwindigkeiten in niedrigeren und mittleren Höhen eine Erhöhung der Temperatur infolge Reibungserhitzung der Wand des die elektronische Ausrüstung einschließenden Gehäuses.

Im Fall von Flugzeugen großer Tragfähigkeit oder solchen, für die die Betrachtung der Herstellungskosten nur von sekundärer Bedeutung sind, ist es vertretbar, eine Klimatisierungsanlage in einem zur Aufnahme der elektronischen Ausrüstung bestimmten umschlossenen Raum vorzusehen; dies gilt indessen nicht für Flugzeuge, die scharfen Bedingungen hinsichtlich des Platzbedarfs unterworfen sind, oder bei denen preisliche Gründe beachtet werden müssen, da Einrichtungen solcher Art kompliziert und teuer sind.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß in zahlreichen Fällen die in einem Gehäuse befindliche elektronische Ausrüstung gegenüber einer Temperaturerhöhung während eines Flugs mit Überschallgeschwindigkeit nur verhältnismäßig kurze Zeit geschützt werden muß, entsprechend der möglichen Leistungsfähigkeit des Luftfahrzeuges.

Bei dem Gerät gemäß der Erfindung ist ein Behälter mit wärmeisolierenden Wänden vorgesehen, der die elektronische Ausrüstung enthält, sowie eine die Ausrüstung tragende Konstruktion, die in Wärmeleitfähigkeitsverbindung mit einem Medium hoher Wärmekapazität steht, wobei die Wärmekapazität des Mediums derart gewählt ist, daß sie für die Abwicklung eines Auftrages ausreicht, dessen Dauer der Leistungsfähig» keit des Flugzeugs entspricht, derart, daß sowohl die durch die Ortveränderung unter Überschallgeschwindigkeit des Behälters in der umgebenden Luft erzeugte Reibungswärme, als

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auch die durch die Funktion bestimmter Elemente der elektronischen Ausrüstung erzeugte Wärme durch das besagte Medium in genügender Weise aufgenommen wird, so daß die Temperatur der Ausrüstung unter einem Wert bleibt, oberhalb dessen eine Beschädigung der Ausrüstung zu riskieren wäre.

Zwecktnässig sind geeignete Mittel zur Wi ed er abkühlung des Mediums hoher Wärmekapazität vorgesehen, die im Prinzip nur zwischen zwei Auftragen in Tätigkeit gesetzt werden, also wenn sich das Flugzeug am Boden befindet und sie so beschaffen sind, daß sie keine Komplikation für die Konstruktion des Gerätes verursachen_e

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gesamtheit der elektronischen Ausrüstung von einem Konstruktionselement getragen, einem Träger od· dgl·, der lösbar im Gehäuse befestigbar ist, derart, daß die Möglichkeit besteht, in den wärmeis'olierenden Behälter verschiedene elektronische Ausrüstungen einzubringen oder aber eine-.versagende elektronische Ausrüstung auf schnelle und einfache Weise durch eine andere zu ersetζen₀

Die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung bezieht sich auf die beigefügte Zeichnung, in der bedeuten?

Figur 1 ein Gerät nach der Erfindung im Aufriß in Seitenansicht ; .

Figur 2 dasselbe im Längsschnitt entlang einer vertikalen Schnittebene j

Figur 3 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Figur 2j

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Figur 4 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 4-4 in Figur 2.

Das luftfahrttechnische Gerät besitzt einen Behälter (Figur l) von ungefähr Spindelform, bestehend aus einem mittleren zylindrischen Körper 12 und zwei spitzbogenförmig ausgebildeten Endgliedern 13 und 14 sowie lösbaren Ver«« bindungsmittein 15 und l6, die zwischen den Endteilen 13» l4 und dem zylindrischen Körper 12 vorgesehen sind· Der spindelförmige Körper kann sehr in die Länge gestreckt sein und mit Bezug auf den Durchmesser beispielsweise mehr als die zwanzigfache Länge besitzen, wodurch allerdings das Problem der Wärmeabführung umso schwieriger wird. Die innere Oberfläche des Körpers 12 ist mit einem Belag 17 aus wärmeisolierendem Material) vorteilhafterweise einem Polyurethan-Schaumstoff ausgekleidet. Der Körper 12 ist mit Verstärkungsringen 18, 19» 21, 22 versehen, wovon einige (18, 19) bei den Enden, andere (21, 22) an einem mittleren Teil angeordnet sind, wobei ferner Mittel 23» 24 zum Verbinden mit einem Flugzeug vorgesehen sind (in Figur 2 rechts der Verstärkungsringe 21, 22).

Eine längsverlaufende Schiene 25 (Figur 3)» die vorteilhafterweise aus Isoliermaterial besteht, ist kraftschlüssig verbunden mit dem zylindrischen Körper 12 und erstreckt sich durch dessen Innenraum vom einen zum anderen Ende, wobei sie auf den Verstärkungsringen 18, 19» 21, 22 ab'gestützt ist.

Die erwähnte Schiene 25 dient als Führungeorgan einer durch Gleitführung verfahrbaren Konstruktion, bestehend aus einem senkrechten Träger 27 (Figuren 3 und 4), der in einem einwärts gekrümmten Fuß 28 zur Abstützung auf der Schiene 25 endigt. Beiderseits derselben erstrecken sich die beiden teilkreisförmigen Schenkel 29« 30 eines konkav gekrümmten

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Bodens 31, der zusammen mit einer mit dem Ständer 27 fest verbundenen Decke 32 ein genau halbzylindrisches Reservoir 33 bildet, wobei die Decke 32 sich in Randleisten 34 und 35 Anschluß an den gekrümmten Boden 31 fortsetzt_o

Das halbzylindrische Reservoir 33 ist gefüllt mit einer Flüssigkeit hoher Wärmekapazität, Z₀B, einem Semisch von Wasser und Glycerin. Das Reservoir ist an seinen beiden Enden abgeschlossen durch Querwände 36 und 37, die mit Durchlaßöffnungen 38 bzw· 39 zur Verbindung des Reservoirs 33 mit dehnbaren Ausgleichsgefäßen 40 und 4l mit nach Art von Faltenbalgen ausgebildeten Seitenwänden 42, 43 versehen sind»

Von der Decke 32 hängen Lamellen 45 herab j die in die Flüssigkeit des Reservoirs 33 eintauchen, welches von längs- · verlaufenden Rohren 46 eines Wärmeaustauschers durchsetzt wird, deren Enden von .Ausmündungen 48 gebildet sind« die dazu vorgesehen sind, mit einer Quelle für kalte Flüssigkeit und einer Vakuum quelle in Verbindung gebracht zu werden»

Mit der Decke 32 sind vertikale Längswände 51 und 52 (Figur 3). starr verbunden und bilden mit ihr ein langgestrecktes Abteil 49t das sich über die ganze Länge der Konstruktion erstreckt und dazu bestimmt ist, die elektronische Ausrüstung aufzunehmen, die gegebenenfalls auch auf eine gewisse Anzahl von Behältnissen aufgeteilt werden kann, wie bei 53., j 53o etc«, (Figur 2) gezeigt, die ihrerseits wieder

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auf der Decke 32 befestigt sind. Die Verteilung der Behältnisse 53 über die Länge des Abteils 49 ist vorzugsweise so getroffen, daß die Freisetzung von Wärme infolge der Funktion der Teile der elektronischen Ausrüstung ziemlich genau gleichförmig verteilt über die Lange der Decke 32 erfolgte

An den Enden des Abteils 49 sind Zwischenwände 54 und 55

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ferner in demselben Zwischenwände 56 und 57 vorgesehen, wobei die Zwischenwände jeweils an der rechten Seite (in der Zeichnung) der Verstärkungsringe 18, 19« 21 und 22 der Hülle des zylindrischen Körpers 12 angeordnet Sind«

Die Gesamtkonstruktion besitzt ferner Mittel 58 zum elektrischen Anschluß an das Luftfahrzeug mittels eines Kabels 59.

Jenseits der Ausgleichsbehälter kO und 4l setzt sich die Konstruktion in leicht konischen Verlängerungsstücken 61 und 62 fort, die zur Halterung von vorgesehenen Organeil dienen, welche mit der elektronischen Ausrüstung zusammenarbeiten, z.B. Radar-Antennen 63 und 64, die die Endglieder 13 bzw. in Führung/durchqueren und durch Mündungen 65 und 66 an deren Enden austreten.

An einem oder beiden konischen Verlängerungsstücken 6l und 62 können Eingabeöffnungen 67 2Ur Einführung von Parametern oder von Programmen in die elektronische Ausrüstung vorgesehen sein.

Die Konstruktion ist mit Bezug auf den Behälter 11 gehalten durch einen Zapfen, wie bei 71 dargestellt, der rechts* seitig eines Verstärkungsringes, wie hier des Ringes 56, eingesetzt ist, und außerdem durch Arretierungstnittel 8,1, 82, (Figur 4) die in einer Querschnittsebene rechtsseitig der Zwischenwand 57 angeordnet sind, und die eine geringfügige gleitende Längsverschiebung der Konstruktion und des Gehäuses gegeneinander zum Ausgleich von Wärmedehnungen zulassen,

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Bei Beginn eines Auftrages hat die in dem Reservoir enthaltene Flüssigkeit Umgebungstemperatur oder eine geringfügig niedrigere Temperatur. Während des Verlaufs des Auftrages, sofern das Flugzeug, das das Gerät für die elektronische Ausrüstung führt, bei großer Geschwindigkeit fliegt, hier zu verstehen als Überschallgeschwindigkeit, ist das Abteil 49 i^m Inneren des Behälters 11 gegen die durch die Luftreibung an der Außenwand des Behälters entstehende Wärme infolge der Wärmedämmung des Belags 17 geschützt ο Indessen entwickeln während der Durchführung des Auftrages die elektronischen Teile, aus denen die Ausrüstung besteht, Hitze und diese Hitze wird durch die Decke 32 und die Lamellen 45 in die Flüssigkeit im Reservoir 33 abgeleitet und von dieser aufgenommene Bei genügend hoher Wärmekapazität der Flüssigkeit, steigt deren Temperatur nur relativ langsam* Die Menge der im Reservoir 33 enthaltenen Flüssigkeit wird rechnerisch derart gewählt, daß selbst bei dem längstdauernden Auftrag, den das Luftfahrzeug auszuführen vermag und unter gleichzeitig schwersten Bedingungen die Temperatur der elektronischen Ausrüstungsteile noch

die
nicht durch die einwandfreie Funktion bestimmte Grenze überschreitet.

Im Verlauf des Fluges kann die Ausdehnung der Flüssigkeit infolge der Erwärmung ohne Schwierigkeiten sich vollziehen durch die Ausgleichsgefäße.40 und 4l«> Zwischenwände im Innern des Reservoirs verhindern die Verlagerung der Flüssigkeit insgesamt unter der Wirkung der mechanischen Trägheit_o

Sobald das Flugzeug seinen Auftrag beendet hat und gelandet ist, empfiehlt es sich, die im Reservoir 33 befind« liehe Flüssigkeit auf Umgebungstemperatur oder sogar auf eine niedrigere Temperatur abzukühlen. Zu diesem Zweck wird die eine der Mündungen 48 angeschlossen an eine Quelle für

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kalte Flüssigkeit, z_eB. vorteilhafter Weise komprimierte Luft, die andere an eine Vakuumquelle. In einer verhältnismäßig kurzen Zeit in der Größenordnung von einigen Minuten ist die Temperatur der Flüssigkeit auf den gewünschten niedrigen Wert gelangt. Das Gerät ist nunmehr bereit, von neuem seine Funktion bei einem neuen Auftrag zu verrichten.

Falls es notwendig sein sollte, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, die elektronische Ausrüstung des Gerätes durch eine andere zu ersetzen. Es genügt zu diesem Zweck, eines der Endglieder I3 oder l4 vom Körper 12 abzunehmen, sodann nach Lockern der Arretierungsmittel 8l, 82, 83 und des Zapfens 71 die ganze Konstruktion 26 mit der elektronischen

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Ausrüstung mittels der Gleitführung des einwärts gekrümmten Fußes 28 auf der Schiene 25 herauszuziehen. Die ganze Konstruktion wird komplett entfernt und kann durch eine neue Konstruktion ersetzt werden, welche ihrerseits an dem Gehäuse des Körpers 12 mittels des Zapfens 71 und der Arretierungsmittel 81, 82, 83 verankert wird.

Die Gesamtheit des Gerätes kann sehr schnell an einem Flugzeug durch Aufhängung befestigt werden, tß kann beispielsweise an Stelle einer Antriebsrakete oder einer Rakentenbombe deren Platz einnehmen. Seine äußeren Abmessungen, Durchmesser und Länge sind von der/gleichen Größenordnung wie die eines Antriebs, so daß es möglich ist, ein Flugzeug am einen Ende eines Flügels mit einer Antriebs» rakete, am anderen Ende mit einem Gerät gemäß Erfindung auszurüsten.

Die innere Ausrüstung des Behälters kann auch aus

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anderen Instrumenten, als denen bestehen, die die elektronische Ausrüstung ausmachen, genauer gesagt, z,B. Geräte zur Untersuchung von Strahlungen u.dglo

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Claims

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Patentansprüche

1. Gerät zu elektronischen Ausrüstung von luftfährttechnischen Einrichtungen, insbesondere Luftfahrzeugen, gekennzeichnet durch einen Behälter (ll) mit wärmeisolierenden Wandungen und durch eine im Innern des Behälters angeordnete Konstruktion, die die elektronische Ausrüstung trägt und in wärmeleitender Verbindung mit einem Medium hoher Wärmekapazität steht.

2» Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion im wesentlichen aus einem Hohlbalken besteht, dessen eine Seite einen Teil einer Wand eines Reservoirs (33) bildet, welches eine Flüssigkeit hoher Wärmekapazität enthält.

3· Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlbalken U-förmigen Querschnitt besitzt, und daß sein Boden die Wand (32) des Reservoirs bildet.

k, Gerät nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (33) genau halbkreisförmigen Querschnitt besitzt.

5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dase das Reservoir (33) einen Wärmeaustauscher besitzt, dessen am einen Ende angeordneter Anschlußstutzen (kü) an eine Kältequelle anschließbar ist.

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Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion gleitbar relativ zum Gehäuse in einer Gleitführung gelagert ist.

Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion einen Fuß (28) besitzt, mittels dessen sie auf einer mit dem Gehäuse des Behälters (11) fest verbundenen längs verlaufenden Schiene (25) ruht. ·

Gerät nach den Ansprüchen 3 und 7j dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Hohlbalken oberseits ein Abteil (49) zur Aufnahme der elektronischen Ausrüstung bildet, und daß unter seinem Boden ein längsverlaufender Träger (27) senkrecht abwärts ragt, der an seinem unteren Ende den Fuß (28) trägt.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) aus einem zylindrischen Körper (12) mit an beiden Enden sich anschließenden spitzbogenförmigen Endgliedern (13» l4) besteht, von denen mindestens eines abnehmbar ist.

10. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir (33) mit mindestens einem ausdehnbaren Ausgleichs· gefäß (40, 4l) in Flüssigkeitsverbindung steht₀

11. Gerät nach Anspruch 9i insbesondere für elektronische Radar-Ausrüstungen öd· dgl,, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an mindestens einem Ende eine Radar-Antenne trägt, die gleitbar in einer Führung in einem der beiden Endglieder (13, 14) montiert ist_o

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12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkonstruktion in solcher Weise montiert ist, daß sie sich innerhalb des Behälters (11) unter der Einwirkung von Wärmedehnungen leicht verschieben kann.

13. Gerät nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit Mitteln zum Anhängen an ein Flugzeug ausgestattet ist.

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