WO2021001295A1

WO2021001295A1 - Elektronikanordnung für ein flugzeug und verfahren zum bereitstellen einer solchen elektronikanordnung

Info

Publication number: WO2021001295A1
Application number: PCT/EP2020/068197
Authority: WO
Inventors: Christian Schaupmann; Markus Altmann
Original assignee: Airbus Operations Gmbh
Priority date: 2019-06-30
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US11843163B2; US20220216601A1; CN113874283A; DE102019117627A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektronikanordnung für ein Flugzeug (1), ein Flugzeug mit einer Struktur und einer solchen Elektronikanordnung (3) und ein Verfahren zum Bereitstellen einer solchen Elektronikanordnung (3). Die Elektronikanordnung weist einen Strukturabschnitt (5) einer Struktur eines Flugzeugs (1) und ein oder mehrere Strukturelemente (15) aufweist, von denen jedes einen Rahmen (16) und ein oder mehrere Elektronikkomponenten (20a-c, 26, 27) aufweist, die an dem Rahmen (16) befestigt sind. Der Strukturabschnitt (5) weist eine Versteifungsanordnung (8) von untereinander verbundenen länglichen Längs- und Querversteifungselementen (6, 7), eine Außenhaut (9), die auf einer Seite der Versteifungsanordnung (8) angeordnet und an den Längs- und Querversteifungselementen (6, 7) befestigt ist, wobei eine von diesen abgewandte Fläche der Außenhaut (9) eine Außenfläche (11) des Strukturabschnitts (5) bildet, und ein oder mehrere Hautfelder (12) auf, von denen jedes ein Abschnitt der Außenhaut (9) ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Längsversteifungselementen (6) der Längsversteifungselemente (6) und zwei unmittelbar benachbarten Querversteifungselementen (7) der Querversteifungselemente (7) definiert ist. In mindestens einem der Hautfelder (12) ist in der Außenhaut (9) eine vollständig in dem Hautfeld (12) angeordnete Öffnung (13) ausgebildet, und für jedes der Hautfelder (12) mit einer der Öffnungen (13) ist separat ein zugehöriges der Strukturelemente (15) vorgesehen, das derart ausgestaltet und mit seinem Rahmen (16) an der Außenhaut (9) in dem entsprechenden Hautfeld (12) auf der der Außenfläche (11) gegenüberliegenden Seite der Außenhaut (9) lösbar befestigt ist, dass es die entsprechende Öffnung (13) so verschließt, dass das Hautfeld (12) mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut (9) in dem Hautfeld (12) wirken, wie dasselbe Hautfeld (12) ohne die entsprechende Öffnung (13).

Description

ELEKTRONIKANORDNUNG FÜR EIN FLUGZEUG UND VERFAHREN ZUM BEREITSTELLEN EINER SOLCHEN ELEKTRONIKANORDNUNG

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Elektronikanordnung für ein Flugzeug oder eines Flug zeugs, die einen Strukturabschnitt einer Struktur eines Flugzeugs mit einer Versteifungsanord nung von untereinander verbundenen länglichen Längs- und Querversteifungselementen und einer Außenhaut und eine Elektronikkomponente aufweist.

Flugzeuge weisen typischerweise eine oder mehrere Antennen oder andere elektronische Ein richtungen auf, über die eine Funkverbindung zwischen dem Flugzeug und externen Vorrich tungen oder Teilnehmern am Boden oder in der Luft, wie zum Beispiel anderen Flugzeugen oder Satelliten, hergestellt werden kann oder die andere Funktionen erfüllen, wie zum Beispiel Sen soren oder Lasereinrichtungen.

Im Stand der Technik sind solche Antennen oder anderen elektronischen Einrichtungen unter anderem unter Ausbildung einer Öffnung in der Außenhaut mit minimalen Ausmaßen außen am Flugzeugrumpf montiert worden, so dass sie nach außen vom Flugzeugrumpf in die diese umge bende Luft vorstehen. Dadurch erhöht sich zum einen der Luftwiderstand des Flugzeugs, was den Kraftstoffverbrauch im Betrieb erhöht, und zum anderen müssen für jeden Flugzeugtyp, für jede elektronische Einrichtung und jede Positionierung der elektronischen Einrichtung die an den Außenflächen der elektronischen Einrichtung auftretenden aerodynamischen Druck- und Sogkräfte, die auch als Aerolasten bezeichnet werden, neu berechnet werden, so dass sich ein hoher Berechnungs- und Zertifizierungsaufwand ergibt. Zudem wurden manche Antennenele mente bzw. anderen elektronischen Einrichtungen über eine Basisplatte an dem Rumpf befes tigt, die ein relativ hohes Gewicht aufweist und zusammen mit dem eigentlichen Antennenele ment bzw. der eigentlichen anderen elektronischen Einrichtung in die Umgebungsluft vorsteht.

In anderen Ausgestaltungen wurden Antennenelemente solcher Antennen oder Komponenten anderer elektronischer Einrichtungen direkt in die Außenhaut des Flugzeugrumpfes integriert, indem sie als eine Schicht einer mehrschichtigen Außenhaut vorgesehen wurden. Bei derartigen Antennen sind jedoch Wartungs arbeiten und ein späterer Austausch nach der Fertigung auf- wändig, und außerdem können ihre Sende- und Empfangseigenschaften bzw. anderen Funktio nen bei einer im Betrieb des Flugzeugs auftretenden Verformung des Rumpfes bzw. der Außen haut beeinträchtigt werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektronikanordnung für ein Flug- zeug, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist, in einfacher Weise so konfiguriert werden kann, dass sie einen geringen Luftwiderstand des Flugzeugs ermöglicht, leicht zu installieren und zu warten ist und ein geringes Gewicht hat, ein Flugzeug mit einer solchen Elektronikan ordnung und ein Verfahren zum Bereitstellen einer solchen Elektronikanordnung bereitzustel len. Diese Aufgabe wird durch eine Elektronikanordnung für ein Flugzeug mit den Merkmalen des Anspruchs l, durch ein Flugzeug mit den Merkmalen des Anspruchs n und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 erfüllt. Vorteilhafte Ausführungsformen der Elektronikan ordnung, des Flugzeugs und des Verfahrens sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen An sprüche. Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Elektronikanordnung für ein Flugzeug oder eines Flugzeugs vorgesehen, die einen Strukturabschnitt eines bzw. des Flugzeugs - bzw. genauer einen Strukturabschnitt einer Struktur oder Teilstruktur des Flugzeugs - und ein oder mehrere Strukturelement aufweist, die jeweils einen, bevorzugt starren bzw. steifen, Rahmen und ein oder mehrere Elektronikkomponenten aufweisen, die an dem Rahmen des jeweiligen Struktu- relements befestigt sind. Jedes der Strukturelemente kann außerdem eine Abdeckung zum Schutz der Elektronikkomponenten aufweisen. Wenn die Elektronikkomponenten ein Anten nenelement umfassen, ist eine solche Abdeckung bevorzugt so ausgebildet, dass sie für von dem Antennenelement im Betrieb abgestrahlte Funkwellen und durch das Antennenelement emp fangbare bzw. zu empfangende Funkwellen durchlässig ist. Der Strukturabschnitt, der zum Beispiel ein Rumpfstrukturabschnitt des Flugzeugs bzw. einer Rumpfstruktur des Rumpfes des Flugzeugs oder ein Strukturabschnitt einer Seitenleit werkstruktur eines Seitenleitwerks oder einer Tragflächenstruktur einer Tragfläche des Flug zeugs sein kann, weist eine Versteifungsanordnung von untereinander verbundenen länglichen Längs- und Querversteifungselementen auf. Die Versteifungsanordnung von untereinander ver bundenen länglichen Längs- und Querversteifungselementen weist mehrere, bevorzugt parallel zueinander verlaufende längliche Längsversteifungselemente und mehrere, bevorzugt parallel zueinander verlaufende längliche Querversteifungselemente auf. Die Längsversteifungselemente verlaufen in einem Winkel zu den Querversteifungselementen, wobei sich die Längsverstei fungselemente im in ein Flugzeug eingebauten Zustand des Strukturabschnitts bevorzugt in Längsrichtung des Flugzeugrumpfes erstrecken und sich die Querversteifungselemente im in ein Flugzeug eingebauten Zustand des Strukturabschnitts bevorzugt in Umfangs richtung des Flug zeugrumpfes erstrecken. Die Längsversteifungselemente werden auch als Stringer bezeichnet und die Querversteifungselemente als Spanten. Die Längs- und Querversteifungselemente sind bevorzugt gitterförmig untereinander verbunden, so dass sie insgesamt eine Gitteranordnung bilden.

Der Strukturabschnitt weist außerdem eine Außenhaut auf, die auf einer Seite der Versteifungs anordnung von Längs- und Querversteifungselementen - bzw. auf einer Seite der entsprechen den Gitteranordnung - angeordnet und an den Längs- und Querversteifungselementen befestigt ist. Diese Befestigung kann unmittelbar ohne weitere Elemente zwischen der Außenhaut und dem jeweiligen Längs- bzw. Querversteifungselement oder indirekt über Zwischenelemente er folgen und kann für verschiedene der Längs- und Querversteifungselement unterschiedlich sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Außenhaut unmittelbar auf den Längsverstei fungselementen aufliegt und unmittelbar an diesen befestigt ist, dass aber zwischen den Quer versteifungselementen und der Außenhaut Clips angeordnet sind, über die die Außenhaut an den Querversteifungselementen befestigt ist. In jedem Fall bildet eine von den Längs- und Querversteifungselementen bzw. der Anordnung von Längs- und Querversteifungselementen weg weisende ausgedehnte Fläche der Außenhaut eine Außenfläche bzw. Außenseite des Struk turabschnitts und, im in ein Flugzeug eingebauten Zustand des Strukturabschnitts, des gesam ten Flugzeugs. Mit anderen Worten ist die Außenhaut in der Weise an den Längs- und Querver steifungselementen angeordnet und befestigt, dass eine erste Fläche der Außenhaut der Verstei fungsanordnung von Längs- und Querversteifungselementen zugewandt ist und eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche der Außenhaut eine Außenfläche bzw. Außenseite des Strukturabschnitts bildet, die im in ein Flugzeug eingebauten Zustand des Strukturabschnitts der Umgebung des Flugzeugs zugewandt ist. Außerdem weist der Strukturabschnitt ein oder mehrere Hautfelder auf, von denen jedes ein Abschnitt der Außenhaut ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Längsversteifungs elementen der Längsversteifungselemente und zwei unmittelbar benachbarten Querverstei fungselementen der Querversteifungselemente definiert ist. Mit anderen Worten erstreckt sich jedes der Hautfelder zwischen den beiden einander zugewandten inneren seitlichen Rändern bzw. Seitenflächen zweier unmittelbar benachbarter Längsversteifungselemente der Verstei fungsanordnung und zwischen den beiden einander zugewandten inneren seitlichen Rändern bzw. Seitenflächen zweier unmittelbar benachbarter Querversteifungselemente der Verstei fungsanordnung. Das bedeutet auch, dass an keines der Hautfelder in einer Unterbrechung an geordnet ist, die eines der Längsversteifungselemente oder eines der Querversteifungselemente der Versteifungsanordnung in zwei Abschnitte auf gegenüberliegenden Seiten der Unterbre chung unterteilt, die an dem betreffenden Hautfeld enden. Die Hautfelder werden dementspre chend durch die normalen„Zellen“ einer durch die Versteifungsanordnung gebildeten Gitteran ordnung definiert. Es ist dabei möglich, dass der Strukturabschnitt ausschließlich Hautfelder von dieser Ausgestaltung aufweist oder dass neben den genannten Hautfeldern auch noch an ders ausgestaltete Hautfelder vorhanden sind.

Der Rahmen jedes der Strukturelemente - bzw. des Strukturelements, falls nur eines vorgese hen ist - kann zum Beispiel aus Aluminium ausgebildet und insbesondere ein gefrästes Alumi niumbauteil sein und kann zum Beispiel plattenförmig sein. Eines oder mehrere und bevorzugt alle der Elektronikkomponenten von jedem der Strukturelement sind bevorzugt so angeordnet, dass sie ganz oder teilweise auf derselben Seite des Rahmens angeordnet sind wie die Außenflä che des Strukturabschnitts. Die Elektronikkomponenten können jede Art von elektronischem Bauteil oder elektronischer Einrichtung oder Vorrichtung sein. Insbesondere können eines, mehrere oder alle der Elektronikkomponenten zum Beispiel ein Antennenelement, eine Anten nenelektronik, ein Sensor, eine Lasereinrichtung oder Teil einer Lasereinrichtung oder eine Kommunikationseinrichtung oder ein Teil einer Kommunikationseinrichtung sein.

In jedem Fall ist in einem, mehreren oder allen der genannten Hautfelder jeweils in der Außen haut eine vollständig in dem jeweiligen Hautfeld angeordnete Öffnung bzw. Durchgangsöffnung ausgebildet, die beispielsweise eine kreisförmige, ovale, runde, mehreckige, rechteckige oder quadratische Form haben kann. Dementsprechend befindet sich die gesamte Öffnung und ihre Begrenzung vollumfänglich in dem jeweiligen Hautfeld, und kein Abschnitt der Öffnung liegt außerhalb des Hautfeldes und insbesondere nicht im Bereich der an das Hautfeld angrenzenden Längs- und Querversteifungselemente oder benachbarter Hautfelder. Daher werden die Längs und Querversteifungselemente in dem Bereich bzw. der Umgebung des Hautfeldes durch die Elektronikanordnung nicht geändert. Für jedes der Hautfelder mit einer der Öffnungen ist fer ner separat ein zugehöriges der Strukturelemente vorgesehen. Dieses ist derart ausgestaltet und mit seinem Rahmen an der Außenhaut in dem entsprechenden Hautfeld auf der der Außenflä che gegenüberliegenden Seite der Außenhaut lösbar befestigt, dass es die entsprechende Öff nung so verschließt, dass das Hautfeld mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstreckungs richtung der Außenhaut in dem Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem Hautfeld de finierten Ebene wirken, wie dasselbe Hautfeld ohne die entsprechende Öffnung, d.h. das unge störte Hautfeld ohne die Öffnung und das daran befestigtes Strukturelement. Die Festigkeit ge genüber Zug- und Druckkräften, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut in dem Haut feld bzw. in der durch die Außenhaut in dem Hautfeld definierten Ebene wirken, kann auch als Normalfestigkeit bezeichnet werden und gibt ein Maß für den Widerstand an, den die Außen haut in dem Hautfeld Zug- und Druckkräften entgegensetzt, die parallel zur Oberfläche der Au ßenhaut bzw. tangential zur Außenhaut wirken, d.h. senkrecht zur Dickenrichtung der Außen haut. Die Festigkeit gegenüber Scherkräften, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut in dem Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem Hautfeld definierten Ebene wirken, kann auch als Scherfestigkeit bezeichnet werden und gibt ein Maß für den Widerstand an, den die Außenhaut in dem Hautfeld Scherkräften entgegensetzt, die parallel zur Oberfläche der Außen haut bzw. tangential zur Außenhaut wirken, d.h. senkrecht zur Dickenrichtung der Außenhaut.

Das bedeutet, dass das jeweilige Strukturelement so angeordnet ist, dass es die jeweilige Öff nung vollständig ausfüllt oder vollständig überdeckt. Es bedeutet auch, dass die Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld in der Weise mit dem jeweiligen Strukturelement verbunden ist, dass in der Außenhaut in dem Hautfeld wirkende Zug-, Druck- und Scherkräfte durch das Struktu relement zwischen gegenüberliegenden Seiten der Öffnung übertragen werden, um insgesamt mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften, die in der Erstre ckungsrichtung der Außenhaut in dem Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem Haut feld definierten Ebene wirken, wie bei dem ungestörten Hautfeld zu erreichen. Die Strukturele- mente sind demnach jeweils ein solche Zug-, Druck und Scherkräfte übertragendes Element, das direkt in die Außenhaut integriert ist. Das Strukturelement ersetzt in Bezug auf die Übertragung von diesen Zug-, Druck und Scherkräften und die Druckdichtigkeit vollständig die durch die Öffnung fehlenden lasttragenden Teile der Außenhaut. Ferner nimmt das Strukturelement im in ein Flugzeug eingebauten Zustand den im Inneren des Flugzeugs herrschenden Innendruck auf und schließt insbesondere die jeweilige Öffnung vom Inneren des Flugzeugs aus gesehen druck dicht ab.

Eine, mehrere oder alle der Elektronikkomponenten von jedem der Strukturelemente sind be vorzugt ganz oder teilweise im Bereich der Öffnung - d.h. vollständig oder zumindest teilweise unter der Öffnung, wenn man die Außenfläche des Strukturabschnitts als nach oben weisend definiert bzw. senkrecht auf die Öffnung blickt - auf der der Außenfläche bzw. Außenseite ge genüberliegenden Seite der Außenhaut angeordnet. Mit anderen Worten befindet sich die jewei lige Elektronikkomponente im in ein Flugzeug eingebauten Zustand des Strukturabschnitts in Bezug auf die Außenhaut im Inneren des Flugzeugs. Eine solche Anordnung ist zum Beispiel insbesondere für Elektronikkomponenten in Form von Antennenelementen vorteilhaft.

Die beschriebene Elektronikanordnung hat den Vorteil, dass zwar durch die Ausbildung der Öffnung in einem Hautfeld dessen strukturellen mechanischen Eigenschaften und die Druck dichtigkeit der Außenhaut beeinträchtigt bzw. vermindert werden, dass aber durch das Struktu relement diese wieder hergestellt oder sogar gegenüber dem Zustand ohne Öffnung verbessert werden. Da dies für jedes Hautfeld mit einer der Öffnungen separat erfolgt und die Verstei fungsanordnung mit den Längs- und Querversteifungselementen nicht geändert wird, findet außerdem keine Beeinträchtigung benachbarter Hautfelder oder der Versteifungsanordnung von Längs- und Querversteifungselementen statt. Dadurch ist es auch in einfacher Weise mög lich, mehrere benachbarte Hautfelder in der beschriebenen Weise auszubilden, ohne dabei über die Einzelbetrachtung der Hautfelder hinausgehen zu müssen, so dass es keine Einschränkun gen in Bezug auf die Anzahl und die Anordnung benachbarter Hautfelder gibt, die in der be schriebenen Weise ausgebildet werden können. Außerdem ist die Elektronikanordnung einfach zu installieren und zu warten, und eine nachträgliche Installation in einem existierenden Flug zeug ist in einfacher Weise möglich. Zudem ist es wahlweise und flexibel für jedes der Hautfel der möglich, die Elektronikanordnung so auszubilden, dass mindestens eine der Elektronik- komponenten, wie zum Beispiel ein Antennenelement, von dem Strukturabschnitt bzw. Flug zeug nach außen vorsteht oder dass keine der Elektronikkomponenten von dem Strukturab schnitt bzw. Flugzeug nach außen vorsteht. In letzterem Fall wirken im Betrieb des entspre chenden Flugzeugs keine zusätzlichen Aerolasten auf die Elektronikanordnung, so dass sie mit einem besonders geringen Gewicht realisiert werden kann, der Luftwiderstand wird nicht un günstig beeinflusst, und das Flugzeug kann ein besseres optisches Aussehen haben.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Strukturelemente jeweils eine erste Dich tungseinrichtung, wie z.B. einen Dichtungsring, auf, und der Rahmen der Strukturelemente weist jeweils eine ringförmig geschlossene Dichtungsfläche auf. Der Rahmen jedes der Struktu relemente ist dann in der Weise an der Außenhaut in dem entsprechenden Hautfeld befestigt, dass die Dichtungsfläche auf der der Außenfläche gegenüberliegenden Seite der Außenhaut an geordnet ist, einem ringförmig geschlossenen, die jeweilige Öffnung umgebenden Abschnitt der Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld gegenüberliegt und die erste Dichtungseinrichtung zwi schen dem Abschnitt der Außenhaut und der Dichtungsfläche angeordnet ist. Mit dieser Ausge staltung kann in besonders einfacher Weise eine zuverlässige druckdichte Abdichtung zwischen der Außenhaut und dem Rahmen hergestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Strukturelemente jeweils eine Vielzahl von Befestigungselementen, wie z.B. insbesondere Schrauben oder andere lösbare Verbindungsmit tel, auf. Die Rahmen der Strukturelemente weisen dann jeweils eine entsprechende Vielzahl von Bohrungen auf, die angepasst sind, um die Befestigungselemente zur Befestigung des jeweiligen Rahmens an der Außenhaut aufzunehmen. Die Verbindung zwischen der Außenhaut und dem Strukturelement erfolgt dabei bevorzugt direkt, kann aber auch über ein Zwischenelement, wie etwa einen Verbindungsbügel oder Clip, erfolgen. Die Befestigungselemente sind somit Teil des jeweiligen Strukturelements und tragen dazu bei, die beschriebenen Anforderungen an die Fä higkeit des Strukturelements zum druckdichten Verschluss und zur Übertragung von Zug-, Druck- und Scherkräften zu erfüllen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmen von einem, mehreren oder allen der Strukturelemente jeweils eine Durchgangsöffnung auf, die eine auf der Seite der Außenfläche liegende Seite des Rahmens mit einer gegenüberliegenden Seite des Rahmens verbindet und durch die mindestens eine der Elektronikkomponenten des jeweiligen Strukturelements voll ständig oder teilweise verläuft. Diese Elektronikkomponente kann zum Beispiel eine Sende- und/oder Empfangselektronikeinheit sein oder aufweisen, die mit Hilfe einer weiteren Elektro nikkomponente in Form eines Antennenelements Funksingale sendet bzw. empfängt, ein Kabel oder ein Anschluss zur elektrischen Verbindung mit einer externen Einheit sein. In jedem Fall weist jedes dieser Strukturelemente jeweils mindestens eine zweite Dichtungseinrichtung auf, die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass ein Luftdurchtritt durch die Durchgangsöffnung des Rahmens verhindert wird. Jede solche zweite Dichtungseinrichtung ist bevorzugt jeweils zwi schen einer der Elektronikkomponenten und dem Rahmen des jeweiligen Strukturelements an geordnet, die beispielsweise dieselbe Elektronikkomponente sein kann, die durch die Durch gangsöffnung des Rahmens verläuft oder eine andere Elektronikkomponente des jeweiligen Strukturelements.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmen von einem, mehreren oder allen der Strukturelemente jeweils einen Abschnitt auf, der ringförmig einen Aufnahmeraum umgibt, in dem eine, mehrere oder alle der Elektronikkomponenten des jeweiligen Strukturelements ganz oder teilweise angeordnet sind. Der Rahmen kann insbesondere wannenförmig ausgebildet sein bzw. einen wannenförmigen Abschnitt haben, wobei dann der Aufnahmeraum durch das Wan neninnere gebildet wird. Durch diese Ausgestaltung ist es in jedem Fall vorteilhaft möglich, dass die Elektronikkomponenten nicht oder nicht wesentlich aus der Öffnung über die Außenfläche der Außenhaut in dem Hautfeld vorstehen. In dieser Ausführungsform und auch anderen Aus führungsformen kann vorgesehen sein, dass eine Außenfläche von mindestens einem der Struk turelemente bündig mit der Außenfläche der Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld ist, so dass die Elektronikanordnung den Luftwiderstand nicht oder nicht wesentlich erhöht. Ein Teil bzw. Teile der Außenfläche des Strukturelements kann dann bzw. können dann vollständig von dem Rahmen, vollständig von einem oder mehreren der Elektronikkomponenten oder teilweise von dem Rahmen und teilweise von einem oder mehreren der Elektronikkomponenten gebildet werden. Wenn das betreffende Strukturelement eine Abdeckung aufweist, wie sie oben erwähnt worden ist, ist es bevorzugt, dass eine Außenfläche der Abdeckung bündig mit der Außenfläche der Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld ist und die Außenfläche des Strukturelements somit teilweise von der Abdeckung eines der Strukturelemente bzw. den Abdeckungen von mehreren der Strukturelemente gebildet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind eines, mehrere oder alle der Strukturelemente je weils so ausgestaltet, dass das jeweilige Strukturelement es als Einheit von der Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld entfernt und an dieser befestigt werden kann, d.h. einschließlich aller an dem Rahmen des Strukturelements befestigter Elektronikkomponenten, so dass diese zur Befestigung oder zum Entfernen des Strukturelements nicht von dem Rahmen gelöst werden müssen. In diesem Fall kann dann die zweite Dichtungseinrichtung, sofern vorhanden, zum Beispiel in einer teilweisen oder vollständigen Ummantelung aus Epoxidharz oder einem ande ren Dichtungsmaterial bestehen oder diese aufweisen. In jedem Fall wird dadurch die Montage weiter vereinfacht.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektronikanordnung zwei oder mehr der Hautfelder und eine entsprechende Vielzahl der Strukturelemente auf, wobei zwei oder mehr der Hautfelder bevorzugt zueinander benachbart angeordnet sind. Die betreffenden Hautfelder können zum Beispiel in einer Reihe oder in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sein, wobei sich zwischen ihnen ggf. weitere Hautfelder befinden können oder sie unmittelbar anei nander angrenzen. In jedem Fall sind die diesen Hautfeldern zugeordneten Strukturelemente so ausgestaltet, dass mindestens eine ihrer Elektronikkomponenten den Strukturelementen ge mein ist und an dem Rahmen von jedem der Strukturelemente befestigt ist. Mit anderen Worten erstreckt sich die jeweilige Elektronikkomponente dann über mehrere Hautfelder. Insbesondere kann eine solche Elektronikkomponente z.B. ein großflächiges Antennenelement sein, dessen Abmessungen größer als diejenigen der Öffnung eines einzelnen der Hautfelder bzw. als diejeni gen eines einzelnen der Hautfelder sind. Dennoch besteht auch in dieser Ausführungsform der Vorteil, dass die Versteifungsanordnung nicht modifiziert werden muss und dass jedes der Hautfelder in Bezug auf die Ausbildung und den Verschluss der jeweiligen Öffnungen separat betrachtet werden kann. Durch die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Elektronikanordnung ist es allgemein in vorteilhafter Weise leicht möglich, Elektronikkomponenten, wie z.B. Anten nenelemente, unterschiedlicher Größen und insbesondere auch relativ große Elektronikkompo nenten an bzw. in einem Flugzeug, wie zum Beispiel an bzw. in einem Flugzeugrumpf, vorzuse hen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind in jedem der Hautfelder die jeweilige Öffnung und das zugehörige Strukturelement in der Weise ausgebildet und dimensioniert, dass die Befesti- gung des Rahmens des Strukturelements an der Außenhaut von der Seite der Außenfläche aus gelöst und hergestellt (insbesondere durch Lösen bzw. Festziehen von Schrauben oder anderen Befestigungselementen des jeweiligen Strukturelements) und das Strukturelement nach dem Lösen der Befestigung von der Seite der Außenfläche aus entfernt werden kann, indem der Rahmen gekippt und aus der Öffnung nach außen herausbewegt wird, bzw. das Strukturelement vor dem Herstellen der Befestigung von der Seite der Außenfläche aus in der Befestigungspositi on angeordnet werden kann, indem der Rahmen gekippt und in die Öffnung eingeführt wird. Es sind dann bevorzugt keine Arbeitsschritte erforderlich, die einen Zugang zur Innenseite der Elektronikanordnung erfordern, d.h. im Inneren des entsprechenden Flugzeugs. Lediglich wenn eine sich über mehrere Hautfelder erstreckende Elektronikkomponente vorgesehen ist, wie es oben erläutert worden ist, kann es erforderlich sein, diese in einem vorgelagerten Schritt von den entsprechenden Strukturelementen zu entfernen und dazu auf eine Innenseite der jeweili gen Rahmen zuzugreifen. Anschließend können die Rahmen und etwaige weitere Elektronik komponenten der einzelnen Strukturelemente aber wieder bevorzugt in der beschriebenen Wei se alleine durch Arbeitsschritte von der Seite der Außenfläche aus entfernt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Elektronikanordnung eine Antennenanordnung. Eine, mehrere oder alle der Elektronikkomponenten von einem, mehreren oder allen der Struk turelemente sind dann ein Antennenelement. Ein solches Antennenelement kann eine KU-, KA- oder L-Band-Antenne, eine Phased-Array- Antenne oder eine elektronisch gesteuerte Antenne sein oder aufweisen und/oder eine Leiterplatte aufweisen. Das jeweilige Antennenelement kann ein einzelnes einstückiges Antennenelement sein oder eine Anordnung von mehreren separaten Antennenelementen aufweisen, die Zusammenwirken, um Funkwellen abzustrahlen und/oder zu empfangen. Alternativ kann die Elektronikanordnung z.B. eine Lasereinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung sein. Auch in diesen Fällen kann bevorzugt mindestens eine der Elektronikkomponenten ein Antennenelement der beschriebenen Ausgestaltung sein.

Die Elektronikanordnung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ist im einge bauten Zustand Teil eines Flugzeugs. Nach der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Flug zeug mit einer Struktur und einer Elektronikanordnung nach einer der hierin beschriebenen Ausgestaltungen vorgesehen. Die Struktur weist eine Vielzahl von Längs- und Querversteifungs elementen und eine Außenhaut auf. Der Strukturabschnitt ist ein Teil der Struktur, d.h. insbe- sondere sind die Längs- und Querversteifungselemente des Strukturabschnitts der Elektronika nordnung Teil von Längs- und Querversteifungselementen der Struktur. Ist beispielsweise der Strukturabschnitt ein Rumpfstrukturabschnitt, weist das Flugzeug einen Rumpf und eine Elekt ronikanordnung nach einer der hierin beschriebenen Ausgestaltungen auf. Der Rumpf weist dann eine Rumpfstruktur mit einer Vielzahl von Längs- und Querversteifungselementen und einer Außenhaut auf. Der Rumpfstrukturabschnitt ist ein Teil der Rumpfstruktur, d.h. insbe sondere sind die Längs- und Querversteifungselemente des Rumpfstrukturabschnitts der An tennenanordnung Teil von Längs- und Querversteifungselementen des Rumpfes.

Das Flugzeug kann eine oder mehrere der Elektronikanordnungen aufweisen. Dabei ist es von Vorteil, dass die Elektronikanordnung an beliebiger Stelle im Flugzeug und zum Beispiel an be liebiger Stelle im Rumpf des Flugzeugs vorgesehen werden kann, zum Beispiel an der Oberseite, an der Unterseite oder seitlich. Gleiches gilt für eine Anordnung an bzw. in anderen Teilen des Flugzeugs, wie zum Beispiel einem Seitenleitwerk oder einer Tragfläche.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Flugzeugs weist die Struktur neben den Hautfeldern des Strukturabschnitts, die dann auch als erste Hautfelder bezeichnet werden können, eine Viel zahl weiterer Hautfelder auf, die auch als zweite Hautfelder bezeichnet werden können und von denen jedes ein Abschnitt der Außenhaut ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Längsversteifungselementen der Längsversteifungselemente und zwei unmittelbar benachbar ten Querversteifungselementen der Querversteifungselemente der Struktur definiert ist. Für jedes der ersten Hautfelder sind die jeweilige Öffnung und das jeweilige Strukturelement so ausgebildet, dass dieselbe Öffnung in derselben Weise in jedem der zweiten Hautfelder der Struktur ausgebildet und derart durch das Strukturelement verschlossen werden kann, dass das entsprechende zweite Hautfeld der Struktur mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindes tens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstre ckungsrichtung der Außenhaut in dem zweiten Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem zweiten Hautfeld definierten Ebene wirken, wie dasselbe zweite Hautfeld ohne die entspre chende Öffnung. Durch diese Ausgestaltung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Anfor derungen an die Strukturelemente in Bezug auf die Gewährleistung der Druckabdichtung und der Übertragung von solchen Zug-, Druck- und Scherkräften unabhängig davon sind, in wel chem der ersten oder zweiten Hautfelder die entsprechende Öffnung und das Strukturelement angeordnet sind. Es ist daher möglich, eine oder mehrere„Standard-Öffnungen“ mit jeweils vorbestimmten Standardabmessungen und -formen und Anforderungen an zugehörige Struk turelemente zu definieren, die nur von der jeweiligen„Standard-Öffnung“ abhängen, nicht aber von dem Hautfeld, in dem die Öffnung ausgebildet wird. Dadurch lässt sich die Elektronikan ordnung besonders einfach und kostengünstig realisieren. Die Definition von nur einer solchen Standardöffnung oder wenigen solchen Standardöffnungen hat auch noch eine Reihe weiterer Vorteile. So ist es möglich, für jede solche Standardöffnung ein entsprechendes Strukturelement vorzusehen, das keine Elektronikkomponente aufweist, sondern nur dazu dient, die jeweilige Öffnung zu verschließen, d.h. es ist ein Deckel oder Verschluss für die Öffnung. Solche Deckel bzw. Verschlüsse können einfach und kostengünstig vorgehalten werden und ermöglich es daher in kostengünstiger Weise, Flugzeuge von vornherein mit verschlossenen Standardöffnungen zu versehen, die dann von den Fluglinien zur Modifikation der Flugzeuge durch Austausch der De ckel mit den erfindungsgemäßen Strukturelementen mit Elektronikkomponenten ersetzt wer den können. Außerdem ist es möglich, erfindungsgemäße Strukturelemente schnell durch den entsprechenden Deckel zu ersetzen, zum Beispiel im Fall von Defekten zur schnellen Wiederher stellung der Einsatzbereitschaft des Flugzeugs oder im Fall des Wunsches, die Modifikation des Flugzeugs mit einer Standardöffnung und einem erfindungsgemäßen Strukturelement dauerhaft rückgängig zu machen. Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass es einfach und kostengünstig möglich ist, einen Katalog mit verschiedenen Geräten anzubieten, aus denen der Betreiber eines Flugzeugs zur Modifikation des Flugzeugs auswählen kann. Jedes solche Gerät weist eine oder mehrere Elektronikkomponenten auf, die in der beschriebenen Weise als Teil eines zu der Stan dardöffnung oder einer der Standardöffnungen passenden Strukturelements vorgesehen sind.

Nach der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Bereitstellen einer Elektronikan ordnung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen. Dabei wird ein Strukturabschnitt einer Struktur eines Flugzeugs bereitgestellt, wie er oben beschrieben worden ist. Er weist somit eine Versteifimgsanordnung von untereinander verbundenen länglichen Längs- und Querversteifimgselementen, eine Außenhaut, die auf einer Seite der Versteifimgsan ordnung angeordnet und an den Längs- und Querversteifimgselementen befestigt ist, wobei eine von diesen abgewandte Fläche der Außenhaut eine Außenfläche des Strukturabschnitts bildet, und ein oder mehrere Hautfelder auf, von denen jedes ein Abschnitt der Außenhaut ist, der zwi schen zwei unmittelbar benachbarten Längsversteifungselementen der Längsversteifungsele- mente und zwei unmittelbar benachbarten Querversteifungselementen der Querversteifungs elemente definiert ist. Ferner werden ein oder mehrere Strukturelemente bereitgestellt, wie sie oben beschrieben worden sind und die daher jeweils einen Rahmen und ein oder mehrere Elekt ronikkomponenten aufweisen, die an dem jeweiligen Rahmen befestigt sind. Außerdem wird in einem, mehreren oder allen der Hautfelder in der Außenhaut eine vollständig in dem Hautfeld angeordnete Öffnung ausgebildet, wie sie ebenfalls detailliert oben beschrieben worden ist. Schließlich wird für jedes der Hautfelder mit einer der Öffnungen separat ein zugehöriges der Strukturelemente bereitgestellt, indem es zum Beispiel hergestellt oder aus einer Gruppe vorge fertigter Strukturelemente ausgewählt wird, und in der oben bereits beschriebenen Weise mit seinem Rahmen derart an der Außenhaut in dem entsprechenden Hautfeld auf der der Außen fläche gegenüberliegenden Seite der Außenhaut lösbar befestigt wird, dass es die entsprechende Öffnung so verschließt, dass das Hautfeld mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstreckungs richtung der Außenhaut in dem Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem Hautfeld de finierten Ebene wirken, wie dasselbe Hautfeld ohne die entsprechende Öffnung.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ausbildung der Öffnung in mindestens einem der Hautfelder, dass in jedem der Hautfelder (d.h. in jedem Hautfeld in dem eine der Öffnungen auszubilden ist) die Abmessungen und die Form der auszubildenden Öff nung aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einer oder mehreren vorbestimmten Öffnungen mit vorbestimmten Abmessungen und Formen besteht und für die jeweils vorbestimmte Min destanforderungen an ein Strukturelement definiert sind, die gewährleisten, dass nach dem Ausbilden einer Öffnung mit den ausgewählten Abmessungen und der ausgewählten Form und der lösbaren Befestigung eines die entsprechenden vorbestimmten Mindestanforderungen erfül lenden Strukturelements mit seinem Rahmen an der Außenhaut in dem entsprechenden Haut feld auf der der Außenfläche gegenüberliegenden Seite der Außenhaut die entsprechende Öff nung von dem Strukturelement so verschlossen wird, dass das Hautfeld mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut in dem Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem Hautfeld definierten Ebene wirken, wie dasselbe Hautfeld ohne die entspre chende Öffnung. Wie bereits oben erwähnt, sind die Öffnungen in dieser Ausführungsform in vorteilhafter Weise standardisiert, so dass die Strukturelemente besonders einfach und kosten- günstig bereitgestellt werden können, ohne die Dichtigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Außenhaut zu beeinträchtigen. Das Bereitstellen des Strukturelements für jedes der Haut felder mit einer der Öffnungen erfolgt dann in der Weise, dass das jeweilige Strukturelement die vorbestimmten Mindestanforderungen erfüllt, die für die für das jeweilige Hautfeld ausgewählte Öffnung definiert sind.

In dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn die Elektronikanordnung an einem Flugzeug nach der oben beschriebenen Ausführungsform bereitgestellt wird, die auch zweite Hautfelder aufweist. Das Flugzeug kann zum Beispiel ein Flugzeug eines vorbestimmten Typs oder von einem vorbestimmten Hersteller sein. Die Gruppe ist so definiert, dass bei Ausbildung jeder der Öffnungen der Gruppe in einem der ersten Hautfelder (dann vor dem Ausbilden der tatsächlich auszubildenden Öffnung) oder in einem der zweiten Hautfelder und dem Verschlie ßen der Öffnung mit einem Strukturelement, das die zugeordneten Mindestanforderungen er füllt, das entsprechende erste Hautfeld oder das entsprechende zweite Hautfeld dieselbe Druck dichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften auf- weist, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld bzw. in der durch die Außenhaut in dem jeweiligen Hautfeld definierten Ebene wirken, wie dasselbe Haut feld ohne die entsprechende Öffnung. Durch diese Ausgestaltung wird die Standardisierung der Öffnungen und die Einsetzbarkeit der zugeordneten Strukturelemente auf alle zwischen be nachbarten Längs- und Querversteifungselementen definierten Hautfelder des Flugzeugs aus- gedehnt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Flugzeugs mit einer erfindungs gemäßen Elektronikanordnung, die als Antennenanordnung ausgebildet ist,

Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Strukturabschnitt einer Struktur eines Flugzeug, der ein Hautfeld aufweist, in dem eine Öffnung ausgebildet ist, Figur 3a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Antennenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Figuren 3b und 3c zeigen die Entfernung bzw. die Montage eines Strukturelements der Anten nenanordnung der Figur 2a,

Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Antennenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

Figur 5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Antennenanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Das in Figur 1 gezeigte Flugzeug 1 weist einen Rumpf 2 und eine erfindungsgemäße Elektroni kanordnung 3 auf, die als Antennenanordnung ausgebildet ist. Neben der Antennenanordnung 3 sind zu Illustrationszwecken auch noch konventionelle Schwertantenne 4 gezeigt, die von au ßen an dem Rumpf 2 befestigt sind und nach außen von dem Rumpf 2 vorstehen. Demgegen über ist die Oberseite der Antennenordnung 3 bündig oder im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche des Rumpfes 2, so dass der Luftwiderstand des Rumpfes 2 durch die Antennenano rdnung 3 nicht oder nicht wesentlich erhöht wird und keine oder im Wesentlichen keine erhöh ten Aerolasten auf die Antennenanordnung wirken. Es ist darauf hinzuweisen, dass - wie unten noch erläutert wird - die erfindungsgemäße Antennenanordnung 3 auch so ausgestaltet werden kann, dass ein Antennenelement, wie zum Beispiel ein Schwertantennenelement, nach außen von dem Rumpf 2 vorsteht. In der Figur 1 ist die Antennenanordnung 3 beispielhaft an der Oberseite des Rumpfes 2 angeordnet. Die Antennenanordnung kann sich aber auch an beliebi ger anderer Stelle des Rumpfes 2 befinden, zum Beispiel an einer Seite oder an der Unterseite. Der Rumpf 2 weist in üblicher Weise eine Rumpfstruktur mit einer gitterförmigen Anordnung von untereinander verbundenen Längs- und Querversteifungselementen auf, auf der eine Au ßenhaut angeordnet ist (für das Flugzeug in Figur 1 nicht separat gezeigt). Wie aus den weiteren Figuren ersichtlich ist, weist die Antennenanordnung 3 einen Rumpfstrukturabschnitt bzw. ein Rumpfstrukturelement 5 auf, der bzw. das Teil der Rumpfstruktur des Rumpfes 2 ist und ein stückig mit der Rumpfstruktur des Rumpfes 2 ausgebildet oder als separate Komponente in die se integriert sein kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Antennenanordnung 3 auch an ande- ren Stellen als dem Rumpf 2 vorgesehen werden kann, wie zum Beispiel dem Seitenleitwerk oder einer Tragfläche. Lediglich beispielhaft zeigen die Figuren die Anordnung am Rumpf 2. Bei einer Anordnung an anderer Stelle ist anstelle des Rumpfstrukturabschnitts 5 ein Strukturab schnitt der entsprechenden Teilstruktur des Flugzeugs vorgesehen, wie zum Beispiel ein Seiten leitwerkstrukturabschnitt oder ein Tragflächenstrukturabschnitt.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Strukturabschnitt 5 des Flugzeugs 1, der - wie oben ausgeführt - beispielsweise ein Rumpfstrukturabschnitt sein kann. Der Struk turabschnitt 5 weist zwei Längsversteifungselemente 6 und zwei Querversteifungselemente 7 auf, die untereinander verbunden sind und zusammen eine Versteifungsanordnung 8 von Längs- und Querversteifungselementen 6, 7 bilden. Die Längsversteifungselemente 6 erstrecken sich im in den Rumpf 2 eingebauten Zustand in Längsrichtung des Rumpfes 2, und die Querver steifungselemente 7 erstrecken sich in Umfangs richtung des Rumpfes 2 senkrecht zu den Längsversteifungselementen 6. Zum anderen weist der Strukturabschnitt 5 eine Außenhaut 9 auf, die auf einer Seite der Versteifungsanordnung 8 angeordnet und an dieser befestigt ist. Wie u.a. in Figur 3a zu sehen ist, die eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei spiels einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung 3 zeigt, ist die Außenhaut 9 über Clips 10 an den Längsversteifungselementen 6 und unmittelbar an den Querversteifungselementen 7 befestigt. Eine Außenfläche 11 der Außenhaut 9 bildet im in den Rumpf 2 eingebauten Zustand einen Teil der Außenfläche bzw. der Außenseite des Rumpfes 2. Die Versteifungsanordnung 8 befindet sich auf der der Außenfläche 11 gegenüberliegenden Seite der Außenhaut 9.

Die Außenhaut 9 ist nicht nur im Bereich des Strukturabschnitts 5 vorgesehen, sondern er streckt sich über diesen hinaus. In Figur 2 ist aber zu erkennen, dass zwischen den Längsverstei fungselementen 6 und den Querversteifungselementen 7 ein rechteckiger Abschnitt der Außen haut 9 definiert ist, der als Hautfeld 12 bezeichnet wird. Normalerweise ist die Außenhaut 9 in diesem Hautfeld 12 geschlossen. Zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung 3 wird in dem Hautfeld 12 jedoch in der Außenhaut 9 eine Öffnung 13 vorgesehen, wie es in Fi gur 2 gezeigt ist. Diese Öffnung 13 ist vollständig in dem Hautfeld 12 angeordnet und ist von einer Vielzahl voneinander beabstandeter Bohrungen 14 umgeben. Die Figuren 3a bis 3c zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Antennenanordnung 3. Die An tennenanordnung 3 weist das Strukturelement 5 auf, dessen Aufbau in Figur 2 gezeigt ist. Die Öffnung 13 wird durch ein Strukturelement 15 verschlossen, das auf der der Außenfläche 11 ge genüberliegenden Seite der Außenhaut 9 angeordnet und an der Außenhaut 9 befestigt ist. Das Strukturelement 15 weist einen starren Rahmen 16 mit einer Bodenplatte 17 und einem umlau fenden hochstehenden Rand 29, einen Dichtungsring 18, der auf einer durch die Oberfläche des Randes 29 gebildeten Dichtungsfläche 19 angeordnet ist und mehrere Elektronikkomponenten 20a, 20b, 20c auf, die an dem Rahmen 16 befestigt sind. In dem Rand 29 des Rahmens 16 sind eine Vielzahl von Bohrungen 21 vorgesehen, die in Anzahl, Anordnung und Ausrichtung den Bohrungen 14 in der Außenhaut 9 entsprechen, so dass der Rahmen 16 und damit das Struktu relement 15 in der in Figur 3a gezeigten Position mit Hilfe einer Vielzahl von Schrauben (oder anderen lösbaren Verbindungselementen) 22 an der Außenhaut 9 in der Öffnung 13 befestigt werden kann. Dabei ist es bevorzugt, wenn ein Kopf der Schrauben oder Verbindungselemente 22 jeweils in der Außenhaut versenkt ist und bündig oder im Wesentlichen bündig mit der Au ßenfläche der Außenhaut ist. Die Elektronikkomponenten umfassen ein Antennenelement 20a, eine mit dem Antennenelement 20a verbundene Antennenelektronik 20b und einen an der An tennenelektronik 20b vorgesehenen Anschlussstecker 20c. Durch die Ausgestaltung des Rah mens 16 mit der Bodenplatte 17 und dem hochstehenden Rand 29 ist der Rahmen 16 wannen förmig mit einem Aufnahmeraum 23 ausgestaltet, in dem das Antennenelement 20a so ange ordnet ist, dass seine Oberfläche bündig oder im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche 11 der Außenhaut 9 ist. Die Antennenelektronik 20b ist an der Unterseite des Antennenelements 20a vorgesehen und erstreckt sich durch eine in der Bodenplatte 17 ausgebildete Durchgangs öffnung 24. Dies eröffnet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Antennenelektronik 20b von innerhalb des Flugzeugs 1 aktiv mit konditionierter Kabinenluft zu kühlen, z.B. bei hoher thermischer Leistung der Antennenelektronik 20b oder bei heißen Außentemperaturen, insbe sondere bei direkter Sonneneinstrahlung auf das Antennenelement 20a. Dieser Vorteil gilt auch bei jeglichen anderen Ausführungsformen, in denen eine der Elektronikkomponenten ganz oder teilweise aus dem Inneren des Flugzeugs 1 zugänglich ist. Auch wenn dies nicht der Fall ist, kann eine Kühlwirkung der Elektronikkomponenten erreicht werden, indem das Strukturelement von innerhalb des Flugzeugs aktiv mit konditionierter Kabinenluft gekühlt wird und das Struktu relement die Kühlung auf die Elektronikkomponente oder Elektronikkomponenten überträgt. Zur Abdichtung der Durchgangsöffnung 24 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel zwischen dem Antennenelement 20a und dem Rahmen 16 eine Epoxidharzabdichtung vorgesehen sein (nicht gezeigt).

Da die Öffnung 13 vollständig in dem Hautfeld 12 liegt und keine Modifikation der Längs- und Querversteifungselemente 6, 7 erfordert und da das Strukturelement 15 die Öffnung 13 ver schließt und so ausgestaltet ist, dass es für die vollständige Wiederherstellung der durch die Öffnung 13 zerstörten Druckdichtigkeit und Festigkeit der Außenhaut 9 in dem Hautfeld 12 ge genüber Zug-, Druck- und Scherkräften, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut 9 in dem Hautfeld 12 bzw. in der durch die Außenhaut 9 in dem Hautfeld 12 definierten Ebene wir ken, sorgt, lässt sich die Antennenanordnung 3 besonders einfach realisieren und auch nach träglich an dem Flugzeug 1 installieren, ohne andere Hautfelder und die Versteifungsanordnung des Flugzeugs 1 zu beeinträchtigen. Außerdem lässt sich das Strukturelement 15 in einfacher Weise durch einen Arbeiter, der sich außerhalb des Flugzeugs befindet, insgesamt als Einheit von der Außenhaut 9 lösen und entfernen. Wie in den Figuren 3b und 3c dargestellt ist, ist es dazu lediglich erforderlich, die Schrauben bzw. anderen lösbaren Verbindungselemente 22 zu lösen, das Strukturelement 15 auf einer Seite nach innen zu kippen und ggf. eine Steckverbin dung 25 zu externen Einheiten zu lösen (siehe Figur 3b) und anschließend das Strukturelement 15 schräg zu kippen und aus der Öffnung 13 herauszuziehen (siehe Figur 3c). Die Installation des Strukturelements 15 ist genauso einfach möglich, indem die Reihenfolge dieser Schritte um gekehrt wird.

Die Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Antennenanordnung 3. Dieses unterschei det sich von dem in den Figuren 3a bis 3c gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass der Rahmen 16 nicht wannenförmig ausgebildet ist und keinen Aufnahmeraum besitzt und dass statt des Antennenelements 20a ein von der Außenfläche 11 der Außenhaut 9 nach außen vorstehendes Blattantennenelement 26 vorgesehen ist.

Die Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Antennenanordnung 3. In diesem Ausfüh rungsbeispiel weist der Strukturabschnitt 5 drei Längsversteifungselemente 7 und zwei benach barte Hautfelder 12 auf, wobei in jedem dieser Hautfelder 12 eine Öffnung 13 und ein Struktu relement 15 vorgesehen ist. Das eine (in der Figur 5 linke) Strukturelement 15 weist im Wesent lichen denselben Aufbau wie das Strukturelement 15 der Figur 3a auf. Allerdings ist statt des Antennenelements 20a ein Antennenelement 27 vorgesehen, dass sich dieses Strukturelement 15 mit dem anderen (in der Figur 5 rechten) Strukturelement 15 teilt and das an jedem der Rahmen 16 der beiden Strukturelement 15 befestigt ist. Dieses Antennenelement 27 erstreckt sich daher über beide Hautfelder 12 und kann somit größer ausgebildet sein als das Antennene- lement 20a. Um die Strukturelemente 15 entfernen zu können, muss zunächst das Antennene lement 27 von den Rahmen 16 entfernt werden. Dazu müssen unter anderem vom Inneren des Flugzeugs 1 aus Schrauben bzw. andere lösbare Verbindungselemente 28 gelöst werden, mit denen eine Dichtungseinrichtung 29 zur Abdichtung der Durchgangsöffnung in dem Rahmen 16 des linken Strukturelements 15 befestigt ist (vgl. zu der Durchgangsöffnung die Figur 3a). An- schließend können zunächst das Antennenelement 27 und dann die Strukturelement 15 von au ßen entfernt werden. Da die Strukturelemente 15 in jedem der Hautfelder 12 separat für die voll ständige Wiederherstellung der durch die Öffnungen 13 zerstörten Druckdichtigkeit und Festig keit der Außenhaut 9 in den Hautfeldern 12 gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut 9 in den Hautfeldern 12 bzw. in der durch die Außenhaut 9 in den Hautfeldern 12 definierten Ebene wirken, sorgen, ist es sehr einfach möglich, derartige, sich über mehrere Hautfelder 12 erstreckende Antennenelemente vorzusehen.

In jedem der Ausführungsbeispiele haben die Öffnungen 13 nicht beliebige Abmessungen und Formen, sondern sind aus einer vorbestimmten Gruppe von Standard-Öffnungen mit jeweils vorbestimmten Abmessungen und Formen ausgewählt. Jeder dieser Standard-Öffnungen sind jeweilige Mindestanforderungen an ein Strukturelement 15 zum Verschließen der jeweiligen Öffnung zugeordnet. Diese Mindestanforderungen sind so definiert, dass nach dem Verschlie ßen der zugeordneten Öffnung die Druckdichtigkeit und die Scherfestigkeit in jedem Hautfeld wieder vollständig hergestellt wird.

Claims

Patentansprüche

1. Elektronikanordnung für ein Flugzeug (l), die

einen Strukturabschnitt (5) einer Struktur eines Flugzeugs (1), der eine Versteifungsanordnung (8) von untereinander verbundenen längli chen Längs- und Querversteifungselementen (6, 7), eine Außenhaut (9), die auf einer Seite der Versteifungsanordnung (8) an geordnet und an den Längs- und Querversteifungselementen (6, 7) befes tigt ist, wobei eine von diesen abgewandte Fläche der Außenhaut (9) eine Außenfläche (11) des Strukturabschnitts (5) bildet, und ein oder mehrere Hautfelder (12) aufweist, von denen jedes ein Abschnitt der Außenhaut (9) ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Längsversteifungselementen (6) der Längsversteifungselemente (6) und zwei unmittelbar benachbarten Querversteifungselementen (7) der Quer versteifungselemente (7) definiert ist, und

ein oder mehrere Strukturelemente (15) aufweist, von denen jedes einen Rahmen (16) und ein oder mehrere Elektronikkomponenten (2oa-c, 26, 27) aufweist, die an dem Rahmen (16) befestigt sind,

wobei in mindestens einem der Hautfelder (12) in der Außenhaut (9) eine vollständig in dem Hautfeld (12) angeordnete Öffnung (13) ausgebildet ist und für jedes der Hautfelder (12) mit einer der Öffnungen (13) separat ein zugehöriges der Strukturelemente (15) vor gesehen ist, das derart ausgestaltet und mit seinem Rahmen (16) an der Außenhaut (9) in dem entsprechenden Hautfeld (12) auf der der Außenfläche (11) gegenüberliegenden Sei te der Außenhaut (9) lösbar befestigt ist, dass es die entsprechende Öffnung (13) so ver schließt, dass das Hautfeld (12) mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstre ckungsrichtung der Außenhaut (9) in dem Hautfeld (12) wirken, wie dasselbe Hautfeld (12) ohne die entsprechende Öffnung (13).

2. Elektronikanordnung nach Anspruch 1, bei der die Strukturelemente (15) jeweils eine erste Dichtungseinrichtung (18) aufweisen und der Rahmen (16) der Strukturelemente (15) jeweils eine ringförmig geschlossene Dichtungsfläche (19) aufweist, wobei der Rah men (16) jedes der Strukturelemente (15) in der Weise an der Außenhaut (9) in dem ent- sprechenden Hautfeld (12) befestigt ist, dass die Dichtungsfläche (19) auf der der Außen fläche (11) gegenüberliegenden Seite der Außenhaut (9) angeordnet ist, einem ringförmig geschlossenen, die jeweilige Öffnung (13) umgebenden Abschnitt der Außenhaut (9) in dem jeweiligen Hautfeld (12) gegenüberliegt und die erste Dichtungseinrichtung (18) zwischen dem Abschnitt der Außenhaut (9) und der Dichtungsfläche (19) angeordnet ist.

3. Elektronikanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Strukturelemente

(15) jeweils eine Vielzahl von Befestigungselementen aufweisen und die Rahmen (16) der Strukturelemente (15) jeweils eine entsprechende Vielzahl von Bohrungen aufweisen, die angepasst sind, um die Befestigungselemente zur Befestigung des jeweiligen Rahmens

(16) an der Außenhaut (9) aufzunehmen.

4. Elektronikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Rahmen (16) von mindestens einem der Strukturelemente (15) eine Durchgangsöffnung (24) auf weist, die eine auf der Seite der Außenfläche (11) liegende Seite des Rahmens (16) mit ei ner gegenüberliegenden Seite des Rahmens (16) verbindet und durch die mindestens ei ne der Elektronikkomponenten (2oa-c, 26, 27) des jeweiligen Strukturelements (15) zu mindest teilweise verläuft, wobei jedes dieser Strukturelemente (15) jeweils mindestens eine zweite Dichtungseinrichtung aufweist, die so ausgestaltet und angeordnet ist, dass ein Luftdurchtritt durch die Durchgangs Öffnung (24) des Rahmens (16) verhindert wird.

5. Elektronikanordnung nach Anspruch 4, bei der die zweite Dichtungseinrichtung jeweils zwischen einer der Elektronikkomponenten (20a-c, 26, 27) und dem Rahmen (16) des jeweiligen Strukturelements (15) angeordnet ist.

6. Elektronikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Rahmen (16) von mindestens einem der Strukturelemente (15) einen Abschnitt (29) aufweist, der ringförmig einen Aufnahmeraum (23) umgibt, in dem zumindest eine der Elektronik komponenten (2oa-c, 26, 27) des jeweiligen Strukturelements (15) ganz oder teilweise angeordnet ist.

7. Elektronikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mindestens eines der Strukturelemente (15) so ausgestaltet ist, dass es als Einheit von der Außenhaut (9) in dem jeweiligen Hautfeld (12) entfernt und an dieser befestigt werden kann.

8. Elektronikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mindestens zwei der Hautfelder (12) und mindestens zwei der Strukturelemente (15) aufweist, wobei mindestens zwei der Hautfelder (12) zueinander benachbart angeordnet und die diesen Hautfeldern (12) zugeordneten Strukturelemente (15) so ausgestaltet sind, dass mindes tens eine ihrer Elektronikkomponenten (27) den Strukturelementen (15) gemein ist und an dem Rahmen (16) von jedem der Strukturelemente (15) befestigt ist.

9. Elektronikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in jedem der Hautfelder (12) die jeweilige Öffnung (13) und das zugehörige Strukturelement (15) in der Weise ausgebildet und dimensioniert sind, dass die Befestigung des Rahmens (16) des Strukturelements (15) an der Außenhaut (9) von der Seite der Außenfläche (11) aus gelöst und hergestellt und das Strukturelement (15) nach dem Lösen der Befestigung von der Seite der Außenfläche (11) aus entfernt werden kann, indem der Rahmen (16) gekippt und aus der Öffnung (13) nach außen herausbewegt wird, bzw. das Strukturelement (15) vor dem Herstellen der Befestigung von der Seite der Außenfläche (11) aus in der Befesti gungsposition angeordnet werden kann, indem der Rahmen (16) gekippt und in die Öff nung (13) eingeführt wird.

10. Elektronikanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Elektro nikanordnung (3) eine Antennenanordnung ist, bei der mindestens eine der Elektronik komponenten von mindestens einem der Strukturelemente (15) ein Antennenelement (20a, 26, 27) ist.

11. Flugzeug mit einer Struktur und einer Elektronikanordnung (3) nach einem der vorher gehenden Ansprüche, wobei die Struktur eine Vielzahl von Längs- und Querversteifungs- elementen (6, 7) und eine Außenhaut (9) aufweist und wobei der Strukturabschnitt (5) ein Teil der Struktur ist.

12. Flugzeug nach Anspruch 11, bei dem die Struktur neben den Hautfeldern (12) des Struk turabschnitts (5) eine Vielzahl weiterer Hautfelder (12) aufweist, von denen jedes ein Ab schnitt der Außenhaut (9) ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Längsverstei- fungselementen (6) der Längsversteiflmgselemente (6) und zwei unmittelbar benachbar ten Querversteifungselementen (7) der Querversteifungselemente (7) der Struktur defi niert ist, wobei für jedes der Hautfelder (12) des Strukturabschnitts (5) die Öffnung (13) und das Strukturelement (15) so ausgebildet sind, dass dieselbe Öffnung (13) in dersel ben Weise in jedem der weiteren Hautfelder (12) der Struktur ausgebildet und derart durch das Strukturelement (15) verschlossen werden kann, dass das entsprechende wei tere Hautfeld (12) der Struktur mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Scherfestigkeit aufweist wie dasselbe Hautfeld (12) ohne die entsprechende Öff nung (13).

13. Verfahren zum Bereitstellen einer Elektronikanordnung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem

ein Strukturabschnitt (5) einer Struktur eines Flugzeugs (1) bereitgestellt wird, der

eine Versteifungsanordnung (8) von untereinander verbundenen längli chen Längs- und Querversteifungselementen (6, 7), eine Außenhaut (9), die auf einer Seite der Versteifungsanordnung (8) an geordnet und an den Längs- und Querversteifungselementen (6, 7) befes tigt ist, wobei eine von diesen abgewandte Fläche der Außenhaut (9) eine Außenfläche (11) des Strukturabschnitts (5) bildet, und ein oder mehrere Hautfelder (12) aufweist, von denen jedes ein Abschnitt der Außenhaut (9) ist, der zwischen zwei unmittelbar benachbarten Längsversteifungselementen (6) der Längsversteifungselemente (6) und zwei unmittelbar benachbarten Querversteifungselementen (7) der Quer versteifungselemente (7) definiert ist,

ein oder mehrere Strukturelemente (15) bereitgestellt werden, von denen jedes einen Rahmen (16) und ein oder mehrere Elektronikkomponenten (20a-c, 26, 27) aufweist, die an dem Rahmen (16) befestigt sind,

in mindestens einem der Hautfelder (12) in der Außenhaut (9) eine vollständig in dem Hautfeld (12) angeordnete Öffnung (13) ausgebildet wird und für jedes der Hautfelder (12) mit einer der Öffnungen (13) separat ein zugehöriges der Strukturelemente (15) bereitgestellt und mit seinem Rahmen (16) derart an der Außenhaut (9) in dem entsprechenden Hautfeld (12) auf der der Außenfläche (11) gegenüberliegenden Seite der Außenhaut (9) lösbar befestigt wird, dass es die entsprechende Öffnung (13) so verschließt, dass das Hautfeld (12) mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Erstreckungsrichtung der Außen- haut (9) in dem Hautfeld (12) wirken, wie dasselbe Hautfeld (12) ohne die ent sprechende Öffnung (13).

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem

das Ausbildung der Öffnung (13) in mindestens einem der Hautfelder (12) auf weist, in jedem von dem mindestens einen Hautfeld (12) die Abmessungen und die Form der auszubildenden Öffnung (13) aus einer Gruppe auszuwählen, die aus einer oder mehreren vorbestimmten Öffnungen (13) mit vorbestimmten Ab messungen und Formen besteht und für die jeweils vorbestimmte Mindestanfor derungen an ein Strukturelement (15) definiert sind, die gewährleisten, dass nach dem Ausbilden einer Öffnung (13) mit den ausgewählten Abmessungen und der ausgewählten Form und der lösbaren Befestigung eines die entsprechenden vor bestimmten Mindestanforderungen erfüllenden Strukturelements (15) mit sei nem Rahmen (16) an der Außenhaut (9) in dem entsprechenden Hautfeld (12) auf der der Außenfläche (11) gegenüberliegenden Seite der Außenhaut (9) die ent sprechende Öffnung (13) von dem Strukturelement (15) so verschlossen wird, dass das Hautfeld (12) mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens die selbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scherkräften aufweist, die in der Er streckungsrichtung der Außenhaut (9) in dem Hautfeld (12) wirken, wie dasselbe Hautfeld (12) ohne die entsprechende Öffnung (13), und

das Bereitstellen des Strukturelements (15) für jedes der Hautfelder (12) mit einer der Öffnungen (13) in der Weise erfolgt, dass das jeweilige Strukturelement (15) die vorbestimmten Mindestanforderungen erfüllt, die für die für das jeweilige Hautfeld (12) ausgewählte Öffnung (13) definiert sind.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Elektronikanordnung (3) an einem Flugzeug (1) nach Anspruch 12 bereitgestellt wird, wobei die Gruppe so definiert ist, dass bei Aus bildung jeder der Öffnungen (13) der Gruppe in einem der Hautfelder (12) des Struktur abschnitts (5) oder in einem der weiteren Hautfelder (12) der Struktur und dem Ver schließen der Öffnung (13) mit einem Strukturelement (15), das die zugeordneten Min destanforderungen erfüllt, das entsprechende Hautfeld (12) des Strukturabschnitts (5) oder des entsprechenden weiteren Hautfeldes (12) der Struktur mindestens dieselbe Druckdichtigkeit und mindestens dieselbe Festigkeit gegenüber Zug-, Druck- und Scher- kräften aufweist, die in der Erstreckungsrichtung der Außenhaut (9) in dem jeweiligen Hautfeld (12) wirken, wie dasselbe Hautfeld (12) ohne die entsprechende Öffnung (13).