DE602005003707T2

DE602005003707T2 - Flugzeug mit einer Vorrichtung zur Erfassung und/oder Messung von atmosphärischen Störungen

Info

Publication number: DE602005003707T2
Application number: DE602005003707T
Authority: DE
Inventors: Pierre 31100 Mirand; Michel 31170 Lacabanne
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: FR2870821A1; EP1600378A1; DE602005003707D1; EP1600378B1; CA2507472C; CA2507472A1; US20050279888A1; ATE380751T1; US7681836B2; FR2870821B1

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Erfassung und/oder Messung von atmosphärischen Störungen.
STAND DER TECHNIK
Derzeit werden für die Messung von atmosphärischen Störungen bei Transportflugzeugen von 100 Plätzen und mehr Messfühler in der Form von kleinen Antennen (Pitot-Röhren, Inzidenzsonden...) oder Messfühler verwendet, die in die Geometrie des Flugzeugs integriert sind (beispielsweise ein von Radom geschütztes Radar). Die Verwendung von neuartigen Messfühlern wie z. B. von Lidars ("light detection and ranging": Erfassung durch Lichtwellen und Telemetrie) erfordert beispielsweise die Lösungsfindung verschiedener Probleme: so gibt es bei einem Fenster zur optischen Erkennung, das für solche Systeme notwendig ist, größere Anbringungszwänge als beispielsweise bei Kameras.
Dieser technologische Hintergrund ist durch das Dokument US-A-2003/0009268 dargestellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, an Bord eines Luftfahrzeugs eine optische Messvorrichtung von atmosphärischen Störungen, die vor diesem auftreten, zu integrieren, wobei eine solche Integration eine vorherige Erfassung der Störungsgeschwindigkeiten in bezug auf den Augenblick, in dem die Störung wirklich das Luftfahrzeug erreicht, ermöglicht.
ABRISS DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftfahrzeug mit einer Vorrichtung, beispielsweise einer optischen, zur Erfassung und/oder Messung von atmosphärischen Störungen, die vor dem Luftfahrzeug auftreten, wobei die Vorrichtung zwischen dem Vorderteil bzw. Bug des Luftfahrzeugs und dem Fahrwerk angeordnet ist. Das Luftfahrzeug umfasst:

– einen Strukturkasten, der so ausgestaltet ist, dass er den Druckbeaufschlagungskräften, um die Vorrichtung herum, standhält, und der in der druckbeaufschlagten Zone angeordnet ist,
– eine aerodynamische Verkleidung, welche diesen Strukturkasten bedeckt.

Die Messvorrichtung umfasst einen Lidar.
Der Strukturkasten weist ein flaches Fensterglas an der Vorderseite auf und befindet sich außerhalb des Luftfahrzeugs unter der Verkleidung.
Der Lidar kann die Form eines "L" aufweisen, wobei der vertikale Teil des L sich im Inneren des Luftfahrzeugs befindet und der horizontale Teil des L sich außerhalb des Luftfahrzeugs im Inneren des Strukturkastens befindet. Der Lidar kann auch die Form von zwei Abschnitten haben, die hintereinander angeordnet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des Luftfahrzeugs gemäß der Erfindung,
2 das Schema des Strukturkastens in dem Beispiel der
1, und 3 und 4 zwei weitere Ausführungsbeispiele.
DETAILLIERTE DARSTELLUNG VON SPEZIELLEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Luftfahrzeug 10 gemäß der Erfindung eine Vorrichtung 11, beispielsweise eine optische, zur Erfassung und/oder Messung von atmosphärischen Störungen vor dem Luftfahrzeug, die beispielsweise einen Lidar aufweist.
Diese Vorrichtung arbeitet in einer druckbeaufschlagten Zone und ist in dem Vorderteil des Luftfahrzeugs installiert, und zwar zwischen dessen Nase bzw. Bug und dem Fahrwerkgehäuse (auf der Ox-Achse), um Erfassungs- und/oder Messinformationen mit einer ausreichenden Vorlaufzeit zu vermitteln, um eine Verarbeitung und eine Verwendung derselben zu ermöglichen.
In diesem Ausführungsbeispiel hat diese Vorrichtung die Form eines "L", die es ermöglicht, den außerhalb der Umhüllung des Luftfahrzeugs gelegenen Abschnitt, zu minimieren. Außerdem ist sie von einem festen Kasten ("Strukturkasten") 18 umgeben, der die Druckbeaufschlagung gestattet und der selbst von einer Verkleidung 13 bedeckt ist, die den aerodynamischen Aufprall begrenzen kann.
Um eine größere Modifikation des Luftfahrzeugs zu vermeiden, ist es möglich, die Falltür des Luftfahrzeugs zur Installation der Vorrichtung zu verwenden. Der vertikale Teil 14 des L befindet sich hierbei im Inneren dieser Falltür, und der horizontale Teil 15 befindet sich außerhalb des nicht modifizierten Luftfahrzeugs.
Die Vorrichtung 11 ist somit aus zwei Abschnitten hergestellt:

– dem ersten oder dem "Strukturkasten" 18, der in 2 dargestellt ist und so ausgestaltet ist, dass er den Druckbeaufschlagungskräften widersteht, und somit die Funktion der Vorrichtung sicherstellt und dabei die Sicherheit des Luftfahrzeugs gewährleistet.
– dem zweiten, der die aerodynamische Verkleidung 13 bildet, und dazu dient, den Aufprall auf den Strukturkasten zu verringern, wobei das Abheben der Luftströmung beim Vorbeiströmen an dem so gebildeten Vorsprung gemindert wird.

Der Strukturkasten 18 dient auch zur Funktion der Vorrichtung über die Vorderseite 16. Diese Vorderseite 16 enthält ein Fensterglas, welches die Übertragung des optischen Signals 17 zwischen der Atmosphäre und der Vorrichtung sicherstellt. Das verwendete Fensterglas ist flach aus technologischen Herstellungsgründen, aber auch aus optischen Gründen. Die Verwendung eines gekrümmten Fensterglases hätte nämlich schädliche Auswirkungen auf die emittierten und empfangenen Lichtstrahlen.
Dieses Fensterglas kann um einen Winkel α in bezug auf die Oz-Achse geneigt sein, so dass:

– α < 45° aus optischen Gründen ist, und
– α so groß wie möglich aus aerodynamischen Gründen ist.

Die 3 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel, das es ermöglicht, einen Kompromiss bezüglich der Neigung des Fensterglases zu treffen, um den aerodynamischen Aufprall zu minimieren und gleichzeitig den optischen Übertragungsfaktor zu erhöhen.
Die 4 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel dar, bei dem die Anbringung der Vorrichtung so erfolgt, dass eine Erfassungs-/Messinformation in der Achse des Luftfahrzeugs erhalten wird.
Eine Verkleinerung dieser Vorrichtung im Rahmen einer serienmäßigen Integration ermöglicht es, die Installation der Vorrichtung in dem Luftfahrzeug zu erleichtern. Statt der L-Form könnte so ein Reihensystem angewandt werden, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist, wobei die zwei Abschnitte 14 und 15 des Lidars hintereinander angeordnet sind.
Das Beispiel der 3 ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Größe bzw. des Umfangs der Verkleidung dank der Verkleinerung der Vorrichtung und der Integration, schon in der Konzeptionsphase des Luftfahrzeugs, einer Anordnung, welche die Vorrichtung aufnehmen kann (eine Art von zweiten Getriebegehäuse könnte hergestellt werden, um den außerhalb der Umhüllung des Luftfahrzeugs liegenden Abschnitt zu minimieren).
In dem Beispiel der 4 wird zusätzlich versucht, die Auswirkung der Verkleidung auf die Aerodynamik des Luftfahrzeugs zu reduzieren, indem eine Zone gewählt wird, in der die Umhüllung bereits einen geringen Winkel in bezug auf die Oz-Achse aufweist, was es ermöglicht, bessere optische Eigenschaften zu erzielen.

Claims

Luftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Erfassen und/oder Messen von atmosphärischen Störungen, die stromauf des Luftfahrzeugs besteht, und die einen zwischen dem Bug bzw. Vorderteil des Luftfahrzeugs und dem Fahrwerk angeordneten Lidar umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug aufweist: – einen Strukturkasten (18), der so ausgestaltet ist, dass er die Druckbeaufschlagungskräfte aushält und der die Vorrichtung umgibt und in einer druckbeaufschlagten Zone angeordnet ist, – eine aerodynamische Verkleidung (13), welche diesen Strukturkasten bedeckt, und dadurch, dass der Strukturkasten ein flaches Fensterglas (16) an der Vorderseite aufweist und sich außerhalb des Luftfahrzeugs unter der Verkleidung (13) befindet.
Luftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Erfassungs- und/oder Messvorrichtung eine optische Vorrichtung ist.
Luftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Lidar (14, 15) die Form eines "L" aufweist, wobei der vertikale Teil (14) des "L" sich im Innern des Luftfahrzeugs befindet und der horizontale Teil (15) sich außerhalb des Luftfahrzeugs in dem Strukturkasten (18) befindet.
Luftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Lidar (14, 15) aus zwei Abschnitten (14, 15) gebildet ist, die aneinandergrenzend angeordnet sind.