DE69200944T2

DE69200944T2 - Raumbeluftung zur Explosionsdruckentlastung.

Info

Publication number: DE69200944T2
Application number: DE69200944T
Authority: DE
Inventors: Joseph Fray
Original assignee: British Aerospace PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1991-06-15
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2012-06-05
Also published as: EP0519624A1; DE69200944D1; ES2065746T3; US5275361A; GB9112928D0; EP0519624B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Entlüftung eines geschlossenen Raumes zwecks Freigabe des Druckes, der durch eine Explosion erzeugt wurde. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Entlüftung eines Flugzeugrumpfes nach einer Explosion in einem Frachtbehälter, der innerhalb des Rumpfes verstaut war.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel vorzusehen, um einen umschlossenen Raum, beispielsweise einen Flugzeugrumpf, zu entlüften, bevor sich ein destruktiver Druck aufgebaut hat, der von einer Explosion an Bord herrührt, wodurch die Gefahr einer katastrophalen Beschädigung vermindert werden soll. Aus der CH-A-335447 ist es bekannt, eine Entlüftung nach der Atmosphäre hin zu bewirken, um einen Explosivdruck in einem Brennstofftank freizusetzen, der in einem Tragflügel eines Flugzeugs montiert ist, wobei diese Entlüftung durch eine Explosivladung erfolgt, die ein Loch in den Tragflügel reißt, wenn eine Explosion innerhalb des Brennstofftanks festgestellt wird. Aus dieser Druckschrift ist eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Ein naheliegendes Verfahren, einen übermäßigen Druck freizusetzen, der von einer solchen Explosion herrührt, ist die Anordnung von Ausblastafeln in der Rumpfhaut. Diese Tafeln sind so ausgebildet, daß sie wesentlich schwächer sind als der übrige Teil des Rumpfes. Ein Problem, das mit solchen Ausblastafeln verknüpft ist, besteht darin, daß es zur Demonstration der strukturellen Lufttauglichkeit des Flugzeugs notwendig ist zu zeigen, daß der Rumpf einschließlich derartiger Ausblastafeln in der Lage ist, das Zweifache des maximalen Kabinendruckdifferentials auszuhalten. Demgemäß muß, damit das einfache Ausblaskonzept arbeitsfähig ist, der größere Teil des Rumpfes so ausgebildet sein, daß er Drücken von 2 A P widerstehen kann und dies würde zu einer unannehmbaren Gewichtszunahme führen.
Wenn es jedoch möglich wäre, einen oder mehrere vorbezeichnete Bereiche eines normalen Rumpfes zu schwächen, d.h., eines Rumpfes, der so ausgebildet ist, daß er den standardisierten Erfordernissen der Lufttauglichkeit in dem Zeitintervall zwischen der Auslösung der Explosion und der Entwicklung eines katastrophischen Druckaufbaus an der Rumpfaußenseite widerstehen kann, so daß die geschwächten Bereiche wirksam als Ausblastafeln wirken können, dann würde die Wahrscheinlichkeit beträchtlich erhöht, daß das Flugzeug die Explosion überlebt.
Die Erfindung geht von einer Anordnung zur Entlüftung eines Teils eines Flugzeugs nach der Atmosphäre hin aus, um einen destruktiven inneren Druck abzuleiten, der durch eine Explosion innerhalb des Flugzeugs ausgelöst wird, wobei die Anordnung Druckablaßmittel aufweist, um einen Wandaufbau des Flugzeugs zu entlüften, wobei ein explosionsempfindlicher Sensor vorgesehen ist, und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Flugzeuges der Flugzeugrumpf ist, der den Frachtcontainer abstützende Mittel aufweist, und daß der explosionsempfindliche Sensor in einem Frachtcontainer untergebracht ist, der hierdurch innerhalb des Rumpfes getragen wird, wodurch gemäß einer Explosion im Frachtbehälter der Sensor der Druckentlüftungsvorrichtung ein Signal übermittelt und diese veranlaßt, eine Druckablaßentlüftung in der Rumpfwand aufzureißen, bevor ein destruktiver Innendruck innerhalb des Rumpfes entsteht.
Die Druckentlüftungseinrichtung kann eine lineare Explosivladung aufweisen, die an einer inneren Oberfläche der äußeren Begrenzung angeordnet ist, und es kann eine explosive Zündladung vorgesehen werden, die über eine Signalübermittlungsvorrichtung mit dem Sensor verbunden ist. Die lineare Explosivladung kann als Chevron-Schneidkordel ausgebildet und in Berührung mit der Grenzfläche angeordnet werden, um eine Begrenzung eines Entlüftungsbereichs zu bilden. Der explosionsempfindliche Sensor kann auf physikalische Charakteristiken ansprechen, die von der Explosion ausgehen, bevor sich die Druckwellen ausbilden, so daß übermäßige und gefährliche Drücke innerhalb des umschlossenen Bereichs vermieden werden. Die Druckentlüftungsvorrichtung kann an einer inneren Oberfläche der Rumpfwandung oder in der Nähe hiervon angeordnet werden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 veranschaulicht einen typischen Querschnitt durch einen Flugzeugrumpf, der eine erfindungsgemäße Ausbildung enthält.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 2 gemäß Fig. 1 und hier ist eine typische erfindungsgemäße Druckentlüftungs-Tafelanordnung dargestellt.
Fig. 3 ist ein örtlicher Schnitt durch die Außenhaut des Rumpfes, geschnitten längs der Linie 3-3 gemäß Fig. 2.
Fig. 1 veranschaulicht einen typischen Querschnitt durch einen Flugzeugrumpf, bestehend aus einem Rumpfrahmen 10, der eine Außenhaut 11 trägt. Eine Bodenwand 12 ruht auf einem Bodenträger 13. Der untere Teil des Rahmens 10 trägt einen horizontalen Abschnitt 14, der den Frachtboden 15 bildet. Der Frachtboden weist hier nicht dargestellte Mittel auf, um die Frachtcontainer über die Länge des Frachtraumes 16 zu transportieren und unterzubringen. Ein typischer Frachtcontainer 17 ist beispielsweise dargestellt.
Ein Sensor in Gestalt eines Explosionssensors ist bei diesem Ausführungsbeispiel in einer Wandung des Frachtcontainers 17 angeordnet und über eine Signalübertragungsleitung 19 mit einer Druckentlüftungs-Betätigungsvorrichtung in Form einer Detonationsvorrichtung 20 verbunden, die ihrerseits eine Übertragungsleitung 21 nach einer Druckentlüftungseinrichtung in Form eines Kreises 22 aus Explosivkordel 23 aufweist, die die Grenze einer wirksamen Ausblastafel 24 definiert. Die Ausblastafel 24 besitzt eine vorbestimmte Fläche und Anordnung innerhalb des Rumpfes und es können, je nach den Erfordernissen, mehrere solche Bereiche vorgesehen werden. Wie oben erwähnt, kann die Dicke der Flugzeughaut in der Nähe davon in Übereinstimmung mit der Ausbildung des übrigen Rumpfes ausgebildet sein.
Gemäß Fig. 3 ist die Explosivladung 23 nach Art einer bekannten Chevron-Zündschnur ausgebildet, die in Berührung mit der inneren Flugzeughautoberfläche steht und von Gummi oder ähnlichem Material umhüllt und an der Haut durch geeignete Befestigungen 25 festgelegt ist. Die Chevron-Zündschnur 23 ist eine Linienladung, die bei ihrer Aktivierung, wie dies später beschrieben wird, eine Schneidkraft auf die Haut ausübt, damit die Ausblastafel 24 von der übrigen Flugzeughaut getrennt werden kann, um einen übermäßigen Druck abzubauen, der von einer Explosion im Frachtcontainer herrührt. Zum Zwecke der Veranschaulichung wird angenommen, daß der Sitz der Explosion an der Stelle 26 befindlich ist.
Da sich die Elektronen sehr viel schneller bewegen als die Druckwellen, besteht ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, daß die Zündschnurexplosion und damit die Erzeugung des Ausblasloches durch ein elektronisches Signal eingeleitet wird, dessen Quelle so dicht als möglich an der Quelle der Druckwelle befindlich ist, so daß die Explosion erfolgt, bevor die Druckwelle ankommt. Daher wird der Sensor 18 in der Wand des Behälters untergebracht, obgleich auch andere Stellen außerhalb des Behälters in gleicher Weise geeignet sein können. Um diese Vorabeinleitung zu gewährleisten, spricht der Sensor 18 vorzugsweise auf Hitze oder Licht an, und dies ist gegenüber einem druckempfindlichen Sensor zu bevorzugen. Dadurch wird gewährleistet, daß der Detektor ein Signal genügend lange vor irgendeinem katastrophalen Druckaufbau erzeugt.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere geeignet für eine Explosion in einem Frachtbehälter, da dies die wahrscheinlichste Situation ist.

Claims

1. Anordnung zur Entlüftung eines Teils eines Flugzeugs (16) nach der Atmosphäre hin, um einen destruktiven inneren Druckaufbau zu verhindern, der durch eine Explosion innerhalb des Flugzeugs erzeugt werden könnte, wobei die Anordnung eine Druckentlüftungseinrichtung (20, 21, 23) aufweist, um einen Teil der Haut (11) des Flugzeuges zu entlüften, und wobei ein explosionssensitiver Sensor (18) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jener Teil des Flugzeugs ein Rumpf (16) ist, einschließlich dem Frachtcontainerträger, und daß der explosionssensitive Sensor (18) in einem Frachtcontainer (12) untergebracht ist, der innerhalb des Rumpfes (16) von dem Träger abgestützt wird, so daß gemäß einer Explosion innerhalb des Frachtbehälters der Sensor (18) der Druckentlüftungseinrichtung (20, 21, 23) ein Signal senden und diese Vorrichtung veranlassen kann, eine Druckentlüftung in der Rumpfhaut (11) vorzunehmen, bevor sich ein destruktiver Innendruck innerhalb des Rumpfes (16) aufgebaut hat.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die Druckentlüftungsvorrichtung eine lineare Explosionsladung (23) aufweist, die an der inneren Oberfläche der Haut (11) festgelegt und mit einer Zündladung (20) verbunden ist, wobei die Zündvorrichtung (20) über den Signalsender (19) mit dem Sensor (18) verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, bei welcher die Linearexplosivladung (23) eine Chevron-Zündschneidschnur ist, die in Berührung mit der Haut (11) des Rumpfes montiert ist und eine Grenze des Entlüftungsbereiches definiert.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, bei welcher der explosionssensitive Sensor (18) auf physikalische Charakteristiken anspricht, die von der Explosion herrühren, bevor Druckwellen erzeugt werden, wodurch ein übermäßiger und gefährlicher Druckaufbau innerhalb des Rumpfes (16) vermieden wird.