DE4408476C2 - Rumpfhaut für ein Flugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rumpfhaut eines eine Druckkabine aufweisenden Flugzeuges.

Die Rumpfstruktur eines Flugzeuges besteht im wesentlichen aus der Rumpfhaut und Spanten sowie Stringern. Dabei weist die Rumpfhaut aus fertigungstechnischen Gründen mindestens zwei Längsnähte auf, in denen jeweils zwei Hautfelder miteinander verbunden sind. Hat das Flugzeug eine Druckkabine, so erfährt die Rumpfhaut außer den üblichen Manöverlasten und dgl. auch eine vom Kabinendruck abhängige Belastung, die im Reiseflug ihren Höchstwert erreicht und bei der Landung wieder auf Null abfällt. Hierdurch wird die Rumpfhaut während ihrer Lebensdauer einer mit der Anzahl der geleisteten Flüge übereinstimmenden Vielzahl von Belastungszyklen unterworfen. Die maßgebende Belastung des betreffenden Materials der Rumpfhaut tritt dabei in Umfangsrichtung auf. Den Längsnähten des Rumpfes kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Infolge der Art ihrer Belastung und ihrer Wichtigkeit gelten die Längsnähte als besonders kritische Bereiche der Rumpfhaut. Damit die Längsnähte den auftretenden Belastungen standhalten, sind diese auf Dauerfestigkeit auszulegen, was zu recht aufwendigen Lösungen und damit zu erhöhten Herstellkosten führt.

So ist beispielsweise an jedem Kreuzungspunkt einer Längsnaht mit einem Spant ein sogenannter Rißstopper angeordnet. Dieser besteht üblicherweise aus einer Blechlasche, die durch eine Vielzahl von Nieten sowohl mit der Rumpfhaut als auch mit einem im Bereich der Längsnaht verlaufenden Stringer als auch mit dem betreffenden Spant verbunden ist. Die Rißstopper bestehen in vielen Fällen aus Titan, was infolge eines höheren Bohrerverschleißes die Herstellkosten weiter erhöht. Einen anderen kritischen Bereich der Rumpfhaut stellen die Hautfelder dar, in denen sich die Kabinenfenster befinden. Infolge der durch die Fenster bedingten Ausschnitte in der Rumpfhaut wird der tragende Hautquerschnitt stark reduziert, so daß entsprechende Verstärkungen erforderlich werden. Diese verstärkende Funktion übernehmen die Fensterrahmen, indem sie einen großen Teil der aus dem Kabineninnendruck resultierenden Umfangskräfte um die Fensteröffnungen herumleiten. Bei bekannten Flugzeugen der eingangs genannten Art sind die Längsnähte stets außerhalb der Fensterbereiche angeordnet, so daß Möglichkeiten zur Einsparung von Kosten und Gewicht nicht genutzt werden.

So zeigt die GB-Z Flight International vom 9. August 1986 auf den Seiten 22 und 23 ein Flugzeug, wobei die Kabinenfenster in streifenförmigen in Längsrichtung aneinandergesetzten Hautfeldern angeordnet sind, wobei diese Hautfelder ihrerseits durch geradlinige Längsnähte mit den in Umfangsrichtung angrenzenden Hautfeldern verbunden sind.

Die GB-Z Flight International zeigt weiterhin in der Ausgabe vom 9.-15. Juni 1993 auf den Seiten 46 und 47 ein Flugzeug, wobei die Kabinenfenster in streifenförmigen in Längsrichtung aneinandergesetzten Hautfeldern angeordnet sind. Auch hierbei sind die die Fenster aufnehmenden Hautfelder durch geradlinige Längsnähte mit den in Umfangsrichtung angrenzenden Hautfeldern verbunden. Bei den vorgenannten Lösungen sind für alle Längsnähte entsprechende Rißstopper erforderlich, so daß Möglichkeiten, insbesondere zur Einsparung von Gewicht nicht genutzt werden.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rumpfhaut eines eine Druckkabine aufweisenden Flugzeuges derart zu vereinfachen, daß die Rißstopper in mindestens zwei Längsnähten entfallen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Rumpfhaut dadurch gelöst, daß jeweils im Bereich einer Fensterreihe eine Längsnaht angeordnet ist, so daß der Verlauf der Längsnaht durch die Fensterausschnitte unterbrochen wird und die Fensterrahmen in die Längsnaht als Rißstopper einbezogen sind, wobei die Teilschalen in den übrigen Bereichen der Längsnaht direkt miteinander verbunden sind.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß der Wegfall besonderer Rißstopper in den erfindungsgemäß ausgebildeten Längsnähten sowohl eine einfachere Fertigung als auch ein niedrigeres Baugewicht ergibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Teilbereich einer Rumpfhaut,

Fig. 2 den Schnitt II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 1 und

Fig. 4 den Schnitt IV-IV nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Teilbereich einer Rumpfhaut 1, bestehend aus zwei Teilschalen 2 und 3, in einer Ansicht vom Rumpfinneren her. Der betrachtete Teilbereich erstreckt sich in Längsrichtung von der Spantebene C1 bis zur Spantebene C5, wobei jeweils zwischen zwei Spantebenen ein Fenster 4 bis 7 angeordnet ist. Die Teilschalen 2 und 3 sind durch eine Längsnaht 8 miteinander verbunden, die in der Ebene des Schnittes II-II verläuft. Dabei ist vorgesehen, daß die Längsnaht 8 im Bereich der Fensterreihe mit den Fenstern 4 bis 7 angeordnet ist, so daß der Verlauf der Längsnaht 8 durch die Fensterausschnitte unterbrochen wird und die Fensterrahmen 10 bis 13 in die Längsnaht 8 als Rißstopper einbezogen sind, wobei die Teilschalen 2, 3 in den übrigen nicht durch die Fensterrahmen überbrückten Bereichen der Längsnaht 8 direkt miteinander verbunden sind. Hierbei kann die Längsnaht 8 in den direkt verbundenen Bereichen der Teilschalen 2, 3 auf jede zweckmäßige Weise verwirklicht sein. In der gezeigten Beispielausführung ist diese Längsnaht 8 als Stumpfnaht ausgebildet, wobei ein Laschenelement 9 zur Übertragung der Umfangskräfte dient. Das Laschenelement 9 und die Fensterrahmen 10 bis 13 sind durch entsprechende Nietverbindungen fest mit den Teilschalen 2 und 3 verbunden. Die einzelnen Nietbohrungen sind durch die Achsenkreuze 14 angedeutet.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Schnittes II-II nach Fig. 1, so daß hier nur die Fenster 4 und 5 zu sehen sind. Die Umfangskräfte werden über das Laschenelement 9 und über die Fensterrahmen 10 und 11 übertragen, die hier im Querschnitt erscheinen.

Fig. 3 zeigt den Teilschnitt III-III nach Fig. 1 mit dem Fenster 7, den Teilschalen 2 und 3, dem Laschenelement 9 und dem Fensterrahmen 13. Dabei sind die Positionen der einzelnen Nietbohrungen durch die Achsen 15 angedeutet.

Fig. 4 zeigt den Teilschnitt IV-IV nach Fig. 1 mit den Teilschalen 2 und 3 und dem Laschenelement 9. Hier werden die einzelnen Nietreihen durch die Achsen 15 markiert.

Eine nicht gezeigte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Nietverbindung zwischen den Teilschalen 2 und 3 durch eine Überlappnaht gebildet ist.

Bei den vorbeschriebenen Ausbildungen einer Rumpfhaut sind keine speziellen Rißstopper erforderlich, da die ohnehin vorhandenen Fensterrahmen die Funktion der Rißstopper übernehmen.

Wenn größere Flugzeuge mehrere übereinander angeordnete Passagierdecks mit entsprechenden Fensterreihen aufweisen, kann die Erfindung vorteilhaft auf alle Fensterreihen angewendet werden.

Claims (3)

1. Rumpfhaut eines eine Druckkabine aufweisenden Flugzeuges mit mindestens zwei Längsnähten und mindestens zwei Fensterreihen, wobei je Fenster ein Fensterrahmen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils im Bereich einer Fensterreihe mit den Fenstern (4 bis 7) eine Längsnaht (8) angeordnet ist, so daß der Verlauf der Längsnaht (8) durch die Fensterausschnitte unterbrochen wird und die Fensterrahmen (10 bis 13) in die Längsnaht (8) als Rißstopper einbezogen sind, wobei die Teilschalen (2, 3) in den übrigen Bereichen der Längsnaht (8) direkt miteinander verbunden sind.

2. Rumpfhaut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnaht (8) in den übrigen Bereichen durch eine Stumpfnaht gebildet ist.

3. Rumpfhaut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnaht (8) in den übrigen Bereichen durch eine Überlappnaht gebildet ist.