DE693159C - Selbsttragender Schalenkoerper aus durchsichtigem Werkstoff bei Flugzeugen - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, einen erheblichen . Teil der Begrenzungswände von Aufenthaltsräumen für Menschen in Luftfahrzeugen o. dgl. durchsichtig zu gestalten. So hat man beispielsweise bei solchen Flugzeugen, bei denen im Rumpfvorderteil ein Aufenthaltsraum für Menschen angeordnet ist, die ganze Rumpfnase als Fenster mit einer Vielzahl von Scheiben ausgebildet, um auf diese Weise

ίο möglichst gute Sichtverhältnisse nach außen zu schaffen. Die einzelnen Fensterscheiben sitzen "hierbei in .Rahmenleisteii (Sprossen), die die Stäbe eines gewölbeartig geformten Gitters bilden. Die Scheiben übertragen die auf .sie wirkenden Kräfte auf das ein Traggerüst darstellende Sprossengitter, das der durchsichtigen Wand die erforderliche Formsteifigkeit gibt. Ganz abgesehen davon, daß das Sprossengitter einen Mehraufwand an Gewicht bedingt, ist es schwierig, die Fensterscheiben so im Sprossengitter anzuordnen, daß die durch Sprossen und Scheiben gebildete Rumpfaußenfiäche keinerlei Vor- oder Rücksprünge aufweist. Ferner sind die Sichtverhältnisse bei den bekannten Ausbildungen stets durch die Sprossen und -den übrigen undurchsichtigen Teil der Begrenzungswände des Aufenthaltsraumes beeinträchtigt. So ist es beispielsweise nicht möglich, im "Inneren des Aufenthaltsraumes Bodenbeobachtungsgeräte ortsfest anzuordnen, da stets der Fall eintreten kann, daß das zu beobachtende Ziel durch eine Sprosse verdeckt ist. ' Außerdem ist es besonders bei solchen Luftfahrzeugen, die größeren Temperatur- und Druckunterschieden ausgesetzt sind, schwierig, die Scheiben zuverlässig und zugleich dicht schließend zu befestigen, da sie sich, namentlich wenn sie aus einem durchsichtigen Kunstharz bestehen, bei Temperaturänderungen ausdehnen und zusammenziehen. Es ist ferner bekannt, einen Teil der oberen Begrenzungswände eines Aufenthaltsraumes in Luftfahrzeugen aus durchsichtigem Werkstoff zu fertigen, welcher als selbsttragender Schalenkörper ausgebildet ist. Es bietet jedoch auch ein

solcher Aufenthaltsraum keine unbehinderten Sichtverhältnisse, insbesondere entfällt die Möglichkeit einer ausreichenden Bodenbeobachtung. Außerdem ist bei Doppelfenstern in Flugzeugen, deren Zwischenraum von einem Wärmeträger durchströmt wird, bereits vorgeschlagen worden, die äußere Hilfsscheibe im Verhältnis zur inneren Hauptscheibe dünnwandig auszuführen.

ίο Durch die Erfindung werden nun zunächst diese Nachteile vermieden, indem ein selbsttragender Schalenkörper aus durchsichtigem Werkstoff so gestaltet ist, daß er eine ringförmig die Luftfahrzeuglängsachse oder eine Parallelachse umgebende Wand bildet, und zwar in der Größe, daß mindestens ein Aufenthaltsraum für einen Menschen in sitzender Stellung umschlossen wird. Dieser Aufenthaltsraum kann an einem der Rumpf enden oder auch an beliebiger Stelle zwischen den Enden liegen. Es entfallen die Sprossengitter, so daß im Blickfeld liegende sichtversperrende Bauteile tunlichst vermieden sind. Infolge Wegfalls der bei den bekannten Anordnungen zwecks Aufnahme der auftretenden Kräfte entsprechend stark auszubildenden Sprossen werden außer einer Gewichtserleichterung eine ganz glatte Oberfläche und mithin ein guter Luftabnuß ohne örtliche Wirbelbildung erzielt. Durch Ausbildung der durchsichtigen Wand als tragender Schalenkörper ist sie geeignet, Gasdruckbeanspruchungen aufzunehmen, wie z. B. bei unter innerem Überdruck stehenden Höhenkammern von Luftfahrzeugen.

Um eine zu hohe Beanspruchung der durchsichtigen Wand durch an der Wand örtlich angreifende Einzelkräfte, wie z. B. Gewichtsund Massenkräfte der im Aufenthaltsraum unterzubringenden Lasten, sowie durch Steuerkräfte u. dgl. zu vermeiden, ragen gemäß der Erfindung besondere, am Rumpfgerüst o. dgl. festgelegte Tragglieder in den von der dutchsichtigen Wand umschlossenen Teil des Aufenthaltsraumes hinein, an denen die Sitze, Steuerungsteile o. dgl. befestigt sind. Diese Tragglieder sind zweckmäßig so angeordnet, daß sie die Sichtverhältnisse möglichst wenig beeinträchtigen. Sofern solche Kräfte im Verhältnis zur Widerstandsfähigkeit der Wand nicht übermäßig hoch sind, kann auf die Anordnung derartiger Tragglieder auch verzichtet werden.

Befindet sich der Aufenthaltsraum in der Rumpfspitze des Luftfahrzeuges, so wird der selbsttragende kuppelartige Schalenkörper als Rümpfspitze ausgebildet, die als Rotationskörper entstanden ist und deren Durchmesser mindestens gleich der Höhe eines sitzenden Menschen ist. Durch diese Ausbildung besitzt die Wand eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Gasdruckbeanspruchungen und eignet sich deshalb besonders gut als Begrenzungswand für eine unter innerem Überdruck stehende Höhenkammer.

Die Wand besteht beispielsweise aus einem durchsichtigen, formbaren Kunstharz. Um eine günstige Spannungsverteilung im Werkstoff der Wand zu erzielen, erfolgt ihr Anschluß an den übrigen Teil des Luftfahrzeuges vorteilhaft in einer wenigstens angenähert senkrecht zur Längsachse des umschlossenen Raumes stehenden Ebene.

Die Befestigung einer solchen Wand am übrigen Flugzeugkörper wird gemäß der Erfindung unter Vermeidung von festigkeitsmindernden Bohr- und Gewindelöchern in der Weise bewirkt, daß der anschlußseitige Rand der Wand einen Wulstring bildet, an dem die Befestigungsglieder angreifen. Letztgenannte können verschieden ausgebildet sein, beispielsweise kann der Wulstring in einer entsprechend ringförmig verlaufenden, den Wulst klauenartig umgreifenden Fassung gehalten werden, die mit dem übrigen Teil des Luftfahrzeuges zweckmäßig lösbar verbunden ist.

Eine andere Befestigungsart der durchsichtigen Wand ist die, daß der Wulst einseitig über die anschließende durchsichtige Wand nach innen vorsteht. Seine innere Schulterfläche wird von Festhaltegliedern erfaßt, die den Wulst mit seiner Stirnfläche gegen den ein festes Widerlager bildenden übrigen Teil des Luftfahrzeuges anziehen. Es sind noch Einrichtungen vorgesehen, die ein gegenseitiges Verschieben der durchsichtigen Wand und 'des übrigen Teiles des Luftfahrzeuges in Richtung der Anschlußebene verhindern, 'oo

Um eine Biegungsbeanspruchung der durchsichtigen Wand an ihrer Befestigungsstelle zu vermeiden, . weist sie an der Stelle des Wulstes ein; außen herumgelegtes Spannglied, beispielsweise einen schließend aufgezogenen '05 Ring auf, der ein. Nachgeben der durchsichtigen Wand verhindert.

Um auch dann, wenn beim Flug in, größeren Höhenlagen und bei tieferen Temperaturen die Gefahr der Vereisung der durchsichtigen Begrenzungswand des Aufenthaltsraumes vorliegt, diese Vereisung zu vermeiden, und. eine gute Sichtmöglichkeit aufrechtzuerhalten, kann diese Begreinzungswand in an sich bekannter Weise doppelwandig ausgebildet sein, wobei der Zwischenraum zwischen dem äußeren und inneren Wandteil von einem gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird. Die Temperatur des Wärmeträgers wird so gehalten, daß eine Vereisung der «ao Wandteile nicht eintreten kann. Die Beheizung der Wandteile bewirkt außerdem, daß

ihre Werkstoffeigenschaften im wesentlichen unverändert bleiben. .

Zweckmäßig weist der äußere Wandteil eine geringere Wandstärke auf als der innere. Besonders vorteilhaft ist es, wenn er in Art eines Films außerordentlich dünnwandig ausgeführt ist, wobei er zum Zwecke der Entlastung durch auf dem 'dickeren, iimerem Wandteil festliegende Stege abgestützt wird, die ίο zweckmäßig in Ebenen liegen, die in Flugrichtung verlaufen. Der gasförmige Wärmeträger steht dann unter einem Druck, der im wesentlichen dem an der Außenseite des äußeren Wandteils herrschenden Druck gleich ist. Durch dies'e Ausbildung wird nicht nur an Gewicht gespart, sondern es wird auch ein günstiger Wärmedurchfluß zu der Außenseite des äußeren Wandteils erreicht. Der dickere, innere Wandteil nimmt dann seinerseits die durch den inneren Überdruck entstehenden Beanspruchungen auf, während der äußere Wandteil, der wegen seiner Dünnwandigkeit dem Wärmedurchgang von seiner Innen- zur Außenfläche einen geringen Widerstand entgegengesetzt, durch den dem Außendruck angepaßten Druck des Wärmeträgers und durch die Stege in seiner Form gehalten wird.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen:

Abb. ι den Rumpfvorderteil eines Flugzeuges, wobei die Rumpfnase zum Teil im Längsschnitt dargestellt ist,

Abb. 2 einen Schnitt quer zur Rumpflängsachse -nach der· Linie II-II der Abb. 1,

Abb. 3 und 4 vergrößerte Schnittdarstellungen zweier Befestigungsarten der durchsichtigen Wandungen.

Das Flugzeug besitzt am Rumpfvorderteil den Aufenthaltsraum 1. Am vorderen Teil des Aufenthaltsraumes bestehen seine Begrenzungswände aus einer doppelwajndigen, durchsichtigen Wand mit den Wandteilen 2 und 3, von denen der innere Wandteil 2 einen tragenden Schalenkörper bildet. Die Wandteile 2 und 3 sind in einer senkrecht zur Längsmitte stehenden Ebene an den übrigen Teil 20 des Flugzeuges angeschlossen. In dem von der . durchsichtigen Wand umschlossenen Teil des Raumes ι ragt der Holm 4 hinein, der mit seinem vorderen Ende den inneren Wandteil 2 durchdringt und dessen hinteres Ende gegenüber dem Flugzeug fest abgestützt ist. Er is't als Rohrholm ausgebildet und dient als Zuleitung für den dem Zwischenraum 19 zwischen den Wandteilen 2 und 3 zuzuführenden Wärmeträger. Am vorderen Ende trägt der Holm 4 die Flanschen 5·, zwischen denen der Wandteil 2 derart geführt ist, daß ein druckdichter Abschluß erreicht, der Wandteil jedoch nicht starr gehalten wird. Sodann sind am Tragholm 4 die Sitze 6 sowie die Steuerungsteile 7 befestigt.

Zum Anschluß an den übrigen Teil 20 des Flugzeuges bildet der anschlußseitige Rand des Wandteils 2 bei der Ausführung gemäß Abb. 4 einen Wulst 8, der in der lösbar am übrigen Teil des Flugzeuges befestigten, den Wulst klauenartig umgreifenden Fassung 9 gehalten ist. Vor der Befestigung weist die Fassung 9 die in strichpunktierten Linien angedeutete Formgebung auf, sie wird nach Einlegen einer Gummischicht 10 und Einfügen des Wulstes durch Zusammenbiegen der Fassungsränder in die ausgezogen dargestellte Form gebracht, wobei die Nachgiebigkeit der Gummischicht 10 eine Verletzung des Wulstes 8 verhindert und einen druckdichten Abschluß bewirkt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 3 steht der Wulst 8' nur einseitig über die anschließende Wand vor. An seiner inneren Schulterfläche 11 wird er von dem Spannglied 12 erfaßt, daß seine Stirnfläche 13 gegen den eine entsprechende Widerlagerfläche bildenden übrigen Teil 20 des Luftfahrzeuges anzieht. Das Spannglied 12 besteht aus einem Ring rinnenförmigen Querschnitts, dessen Seitenflänsche 14 und 15 gegen die geneigt verlaufende Schulterfläche 11 des Wulstes 8' oder gegen eine gleichfalls geneigt verlaufende Schulterfläche 16 des übrigen Teiles 20 des Luftfahrzeuges anliegen. Durch Spreizen des Spanngliedes 12 wird der Wandteil 2 am. übrigen Teil 20 des Luftfahrzeuges befestigt. Die Neigung der Schulterflächen und der Seitenflanschen des Spannringes 12 bewirkt, daß die Stirnfläche der durchsichtigen Wandung 2 und des übrigen Teiles 20 des Luftfahrzeuges unverrückbar mit einer gewissen Kraft gegeneinander gepreßt werden.

Um Biegungsspannungen in dem durchsichtigen Wandteil 2 an der Befestigungsstelle zu vermeiden, ist er außen von einem schließend aufgezogenen Spannband 17 umgeben, das ein radiales Ausweichen des Wandteils 2 verhindert.

Der filmartige äußere Wandteil 3 ist bei beiden Ausführungsbeispielen durch Kleben mit dem übrigen Teil 20 des Flugzeuges verbunden, wobei ein außen herumgelegtes Band 17' ein Lösen der Klebeverbindung verhindert. Um ein Vereisen der durchsichtigen Begrenzungswände des Aufenthaltsraumes 1 zu verhindern, wird der Zwischenraum 19 zwisehen den Wandteilen 2 und 3 von einem gasförmigen Wärmeträger durchströmt, dessen Temperatur genügend hoch gehalten ist, um eine Eisbildung zu verhindern. .Zum Zwecke des guten Wärmedurchganges ist der Wandteil 3 in Art eines Films außerordentliche, dünnwandig gehalten und durch die Stege 18,

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die auf dem eine größere Wandstärke aufweisenden · Wandteil 2 festliegen, abgestützt (vgl. Abb. 2). Der den Zwischenraum 19 zwischen den Wandteilen 2 und 3 durchströmende gasförmige Wärmeträger steht unter einem Druck, der im wesentlichen dem an der Außenseite des Wandteiles 3 herrschenden Druck gleich ist. Es wird somit die Form und die Lage des Wandteiles 3 mit Hilfe der Stege 18 und des Druckes des Wärmeträgers auch gegenüber dem Staudruck des Fahrtwindes erhalten.

Der Wärmeträger wird durch den Rohrholm 4 dem Zwischenraum 19 an dessen vorderen Teil zugeleitet, durchströmt ihn von dort aus in Richtung der eingezeichneten Pfeile und tritt am hinteren Abschlußrand aus. Infolge der Dünnwandigkeit der Außenwand 3 wird der Widerstand, den sie dem Wärmedurchgang von ihrer Innen- zu ihrer . Außenfläche 'entgegensetzt, gering. Auch bei großen Unterschieden der Temperaturen im Zwischenraum 19 und in der Außenluft entfällt sonach auf die Außenwand 3 nur ein verhältnismäßig geringes Temperaturgefälle, und es läßt sich daher auch bei tieferen Außentemperaturen die Temperatur der Außenwand sicher auf einer über dem Gefrierpunkt liegenden Temperatur halten und sonach eine sichtbehindernde Eisbildung an der durchsichtigen Wand vermeiden. Außerdem werden durch das Erwärmen der Wandteile 2 und 3 deren Werkstoffeigenschaften unverändert erhalten, auch wenn die Außentemperatur in weiten Grenzen schwankt.

Wie am Ausführungsbeispiel ersichtlich, bietet der vordere Teil des Aufenthaltsraumes ι eine unbehinderte Aussicht, wobei besondere, im Sichtwinkel liegende sichtversperrende Bauteile, wie Sprossengitter, vermieden sind. Sodann bietet die durchsichtige Wand durch Ausbildung des Wandteiles 2 als tragenden, die Beanspruchungen aufnehmenden Schalenkörper eine große Widerstandsfähigkeit gegen äußere Kräfte, so daß sie sich insbesondere als Begrenzungswand eines als Höhenkammer, ausgebildeten Aufenthaltsraumes eignet.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Selbsttragender Schalenkörper aus durchsichtigem Werkstoff bei Flugzeugen, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als ringförmig die Luftfahrzeuglängsachse.

oder eine Parallelachse umgebende Wand in der Größe, daß mindestens ein Aufenthaltsraum für einen Menschen in sitzender Stellung umschlossen wird.

2. Selbsttragender Schalenkörper aus durchsichtigem Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den von der durchsichtigen Wand (2) umschlossenen Raum (1) gegenüber dem Luftfahrzeug fest abgestützte Tragglieder (4) hineinragen, die zur Aufnahme von im Rauminneren wirkenden, beispielsweise durch Menschen oder Lasten erzeugten oder für die Bedienung des Luftfahrzeuges aufzuwendenden Kräften dienern

3. Selbsttragender kuppelartiger Schalenkörper aus durchsichtigem Werkstoff, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Rumpfspitze, die als Rotationskörper entstanden ist und deren Durchmesser mindestens gleich der Höhe eines sitzenden Menschen ist.

4. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß der durchsichtigen Wand (2) an den übrigen Teil des Luftfahrzeuges in einer wenigstens angenähert senkrecht zur Längsachse des Raumes stehenden Ebene erfolgt.

5. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der anschlußseitige Rand der Wand einen Wulstring (8, 8') aufweist, an dem die Befestigungsglieder (9, 12) angreifen.

6. Selbsttragender Schalenkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulstring (8) in einer entsprechend ringförmig verlaufenden, den Wulst klauenartig umgreifenden Fassung (9) gehalten ist.

7. Selbsttragender Schalenkörper nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der einseitig über die anschließende durchsichtige Wand nach innen vorstehende Wulst (8') an der inneren Schulterfläche von Festhaltegliedern (12) erfaßt wird, die -ihn mit seiner Stirnfläche gegen den ein festes Widerlager bildenden übrigen Teil des Luftfahrzeuges anziehen, und daß Einrichtungen vorgesehen "05 sind, die ein gegenseitiges Verschieben der durchsichtigen. Wand und des übrigen Teiles des Luftfahrzeuges in Richtung der Anschlußebene verhindern.

8. Selbsttragender Schalenkörper nach no Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige Wand (2) am anschlußseitigen Ende, Und zwar vorzugsweise an der einem einseitig nach innen vorspringenden Wulst (8') gegenüberliegenden ns Wandfläche ein außen herumgelegtes Spannglied, beispielsweise einen schließend aufgezogenen Ring (17), aufweist.

9. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige Wand (2) in an sich bekannter Weise doppel-

wandig ausgebildet ist und der Zwischenraum zwischen den beiden Wandteilen (2 und 3) von einem gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird.

S

10. Selbsttragender Schalenkörper nach

Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Wandteil (3) in an sich bekannter Weise eine geringere Wandstärke aufweist als der innere Wandteil (2).

11. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Wandteil (3) durch auf -dem inneren Wandteil (2) festliegende Stege (18) abgestützt ist, die in Ebenen liegen, welche in Flugrichtung verlaufen.

12. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Wandteil

(3) in Art eines eine außerordentlich geringe Wandstärke aufweisenden -Films ausgebildet ist.

13. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 2 und 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der sich durch den unteren Teil des von der durchsichtigen Wand (2, 3) umschlossenen Raumes (1) erstreckende, gegenüber dem Luftfahrzeug fest abgestützte Tragholm (4) als Zuführungsrohr für den den Zwischenraum zwisehen Außen- und Innenteil der Wand durchströmenden Wärmeträger dient.

14. Selbsttragender Schalenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalenkörper die Begrenzungswand eines unter innerem Überdruck stehenden Aufenthaltsraumes für Menschen bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen