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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Flugzeug mit Flügel-Rumpf-Verkleidung
sowie eine Dichtung für
ein solches Flugzeug.
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Es
ist bekannt, dass bestimmte Flugzeuge, die mit einem Flugzeugrumpf
und einem starren Tragwerk ausgestattet sind, das zwei Flügel umfasst, die
im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf einander gegenüberliegen,
eine im allgemeinen überstehende Flügel-Rumpf-Verkleidung in Form
einer Wiege aufweisen, die an dem unteren Teil des Flugzeugrumpfes
befestigt ist, wo das Tragwerk an den Flugzeugrumpf anschließt, um den
Fahrwerkkasten abzuschließen,
wobei man gegebenenfalls das Volumen nach unten hin vergrößert, und
die über
zwei Längsränder verfügt, die
seitlich über
die Länge
des Flugzeugrumpfes nach oben gezogen sind, wobei die Ränder jeweils
mit einer Öffnung
für den
Durchlass des entsprechenden Flügels
ausgestattet sind. Solch eine Verkleidung ergänzt das aerodynamische Profil des
Flügelanschlussbereiches,
und ihre Form ist so ausgelegt, dass der aerodynamische Widerstand, den
sie verursacht, minimiert wird.
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Bei
einigen bekannten Flugzeugen bewirkt die Art und Weise, in der diese
Flügel-Rumpf-Verkleidung
am Flugzeugrumpf befestigt ist, dass um jeden Flügel herum, zwischen diesem
und dem Umfang der entsprechenden Öffnung in der Verkleidung,
ein peripherer Spalt entsteht. Um diesen Spalt abzudichten, sieht
man daher eine Dichtung vor, die am Umfang jeder Öffnung befestigt
ist und eine elastische Lippe aufweist, die in der Lage ist, mit
der Innenseite ihres freien Endes an dem entsprechenden Flügel anzuliegen.
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Nun
beginnt jedoch während
dem Flug aufgrund des Druckunterschiedes, der zwischen der Unterseite
(Überdruck)
und der Oberseite (Unterdruck) eines Flügels herrscht, zwischen der
Unterseite und der Oberseite jedes Flügels im Inneren der Verkleidung
Luft durch diesen Spalt zu zirkulieren, was insbesondere an der
Flügeloberseite
dazu führt,
dass sich das freie Ende der elastischen Lippe der Dichtung von
dem entsprechenden Flügel
löst. Dadurch entstehen
zahlreiche Nachteile.
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Erstens
beginnt die elastische Lippe der Dichtung in einem Frequenzbereich
zu vibrieren, der im Inneren der Kabine perfekt zu hören ist,
was sich für
die Fluggäste
als unangenehm erweist. Diese Vibrationen übertragen sich auf den Flugzeugrumpf und
seine Bauteile (Boden, Träger,
etc.) und verursachen eine Dauerbelastung der Struktur dieser Bauteile.
Ferner bewirken die Vibrationen, die mit den aerodynamischen Belastungen
zusammenhängen,
denen die Lippe ausgesetzt ist, ihre vorzeitige Abnutzung, was sich
durch einen schnellen Verschleiß äußert, der
bis zum Reißen
der Lippe führen
kann. Schließlich
resultiert aus diesen Vibrationen die Entstehung eines unerwünschten
aerodynamischen Widerstandes.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden.
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Zu
diesem Zweck zeichnet sich gemäß der Erfindung
ein Flugzeug, das Folgendes aufweist:
- – einen
Flugzeugrumpf und ein starres Tragwerk, das zwei Flügel umfasst,
die im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf einander gegenüberliegen;
- – eine
Flügel-Rumpf-Verkleidung
in Form einer Wege, die an dem unteren Teil des Flugzeugrumpfes
befestigt ist, wo das Tragwerk an den Flugzeugrumpf anschließt, und
mit zwei Längsrändern versehen
ist, die seitlich über
die Länge des
Flugzeugrumpfes nach oben gezogen sind, wobei die Längsränder jeweils
mit einer Öffnung für den Durchlass
mit Spiel des entsprechenden Flügels
ausgestattet sind, so dass um jeden Flügel herum, zwischen diesem
und dem Umfang der entsprechenden Öffnung, ein peripherer Spalt entsteht;
und
- – eine
Dichtung, die am Umfang jeder Öffnung
befestigt ist, um den Spalt abzudichten, und die eine elastische
Lippe aufweist, die in der Lage ist, mit der Innenseite ihres freien
Endes an dem entsprechenden Flügel
anzuliegen,
dadurch aus, dass die Innenseite des freien
Endes der Lippe gegenüber
zumindest einem Teil der Oberseite jedes Flügels mindestens einen Anschlagkörper aufweist,
der in der Lage ist, die Lippe örtlich
von der Flügeloberseite
entfernt zu hatten, um ein gesteuertes Entweichen der Luft herbeizuführen, die durch
den Spalt strömt.
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Dank
der vorliegenden Erfindung verursacht man also ein gesteuertes Entweichen
der Luft, wobei man die Vibrationen der Lippe verhindert oder zumindest
stark reduziert.
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Je
nach der Geometrie des Flugzeugrumpfes, des Tragwerkes und der Flügel-Rumpf-Verkleidung
des Flugzeugs kann der Druckkoeffizient an bestimmten Teilen der
Flügeloberseite
sehr negativ sein, was gleichbedeutend mit einem hohen Unterdruck
ist, so dass die Vibrationen des freien Endes der elastischen Lippe
an diesen Stellen eine große Amplitude
haben können.
Es ist daher von Vorteil, die erfindungsgemäße Dichtung zumindest gegenüber der
Teile der Flügeloberseite,
an denen der Wert des Druckkoeffizienten stark negativ ist, anzubringen.
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Selbstverständlich werden
die Höhe
jedes Anschlagkörpers
und die Anzahl der Anschlagkörper sowie
ihre Verteilung entweder durch Rechnung oder anhand von Erfahrungswerten
so bestimmt, dass der Durchfluss der Luft, die aufgrund des vorhandenen Anschlagkörpers beziehungsweise
der vorhandenen Anschlagkörper
entweicht, einen geringen unerwünschten
Widerstand erzeugt und gleichzeitig gewährleistet ist, dass die Lippe
der Dichtung nur schwach vibriert.
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Man
wird bemerken, dass bei Flugzeugen den Flugzeugkonstrukteuren die
Dichtigkeit ein permanentes Anliegen ist, denn eine mangelnde Dichtigkeit
kann die Ursache für
aerodynamischen Widerstand oder Materialverschleiß sein,
beispielsweise durch Oxidation. Aus diesem Grund versuchen die Spezialisten
stets, an allen Stellen, an denen die Gefahr besteht, dass Luft
entweicht, die bestmögliche Dichtigkeit
zu erreichen, und zwar insbesondere durch Mittel, die an die Geometrie
des zu füllenden Raumes
angepasst sind (Silikonpaste, hochstarre Dichtungen, Dichtungen,
deren genaue Form sich an den zu füllenden Raum anpasst, etc.).
Das Dokument FR-A-2 789 144 beschreibt beispielsweise solch eine Dichtung
für Bordwände von
Flugzeugen.
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Die
vorliegende Erfindung gibt somit den bisherigen Stand der Technik
auf und sorgt für
ein Entweichen der Luft mit gesteuertem Durchfluss, um bei mangelnder
Dichtigkeit Abhilfe zu schaffen.
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Des
Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Dichtung für Flugzeuge,
aufweisend:
- – einen Flugzeugrumpf und ein
starres Tragwerk, das zwei Flügel
umfasst, die im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf einander gegenüberliegen;
und
- – eine
Flügel-Rumpf-Verkleidung
in Form einer Wiege, die an dem unteren Teil des Flugzeugrumpfes
befestigt ist, wo das Tragwerk an den Flugzeugrumpf anschließt, und
mit zwei Längsrändern versehen
ist, die seitlich über
die Länge des
Flugzeugrumpfes nach oben gezogen sind, wobei die Längsränder jeweils
mit einer Öffnung für den Durchlass
mit Spiel des entsprechenden Flügels
ausgestattet sind, so dass um jeden Flügel herum, zwischen diesem
und dem Umfang der entsprechenden Öffnung, ein peripherer Spalt entsteht,
wobei
die Dichtung am Umfang jeder Öffnung
befestigbar ist, um den Spalt abzudichten, und eine elastische Lippe
aufweist, die in der Lage ist, mit der Innenseite ihres freien Endes
an dem entsprechenden Flügel
anzuliegen,
und sich dadurch auszeichnet, dass die Innenseite des
freien Endes der Lippe mindestens einen Anschlagkörper aufweist,
der in der Lage ist, die Lippe von der Flügeloberseite entfernt zu halten,
um ein gesteuertes Entweichen der Luft herbeizuführen, die durch den Spalt strömt.
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Bekannterweise
kann die Dichtung an ihrer Innenseite, zwischen dem freien Ende
der Lippe und ihrem Ende, das dazu bestimmt ist, an der Verkleidung
befestigt zu werden, ein zusätzliches
Dichtelement aufweisen, das in der Lage ist, an dem entsprechenden
Flügel
anzuliegen. Selbstverständlich
kann es geschehen, dass sich das zusätzliche Dichtelement, in der
gleichen Weise wie oben für
die Lippe beschrieben, während
des Fluges unter der Wirkung der Luft, die durch den peripheren
Spalt zwischen der Flügelunterseite
und der Flügeloberseite
zirkuliert, von dem entsprechenden Flügel löst. Auch in diesem Fall kann
man dank der Anschlagkörper,
die sich an der Innenseite des freien Endes der elastischen Lippe
befinden, das Entweichen von Luft, die durch den Spalt strömt, steuern.
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Vorteilhafterweise
kann das zusätzliche Dichtelement
die Form eines länglichen,
radial elastischen Rohres aufweisen. Wenn die Dichtung am Tragwerk
des Flugzeugs angebracht wird, verformt sich also das Rohr, wenn
es gegen einen Flügel
gedrückt
wird, und wird plattgedrückt,
so dass es eine große
Auflagefläche
bietet.
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Ferner
kann die Dichtung eine längliche
Aussparung in Form einer Klinge aufweisen, die an ihrer Außenseite
vorgesehen ist, an dem Ende der Dichtung, das dazu bestimmt ist,
an der Verkleidung befestigt zu werden, und in der Lage ist, zur
Aufnahme für
den Umfang der entsprechenden Öffnung
der Verkleidung zu dienen. Die Dichtung kann also den aerodynamischen
stufenlosen Übergang
zwischen der Verkleidung und dem Flügel sicherstellen.
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Die
Dichtung ist vorzugsweise in Form eines monolithischen Profils ausgebildet
und beispielsweise aus einem gegebenenfalls faserverstärkten Elastomer
hergestellt.
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Aus
den Figuren der Zeichnungen im Anhang ist ersichtlich, wie die Erfindung
ausgeführt
sein kann. Ähnliche
Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen beschriftet.
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht von unten eines Flugzeuges,
das mit einer Flügel-Rumpf-Verkleidung
ausgestattet ist.
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2 ist
eine schematische perspektivische Ansicht von oben der Flügel-Rumpf-Verkleidung, die vom
Flugzeug getrennt und ohne die Innenelemente, aus denen sie besteht,
dargestellt ist.
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3 ist
eine schematische Seitenansicht in größerem Maßstab der Flügel-Rumpf-Verkleidung, die
an dem Flugzeug angebracht ist und durch die ein Flügel hindurchführt, vor
dem Einbau der erfindungsgemäßen Dichtung.
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4 zeigt
in Draufsicht eine erfindungsgemäße Dichtung,
die noch nicht an der Flügel-Rumpf-Verkleidung
befestigt ist.
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5 zeigt
in vergrößerter Schnittansicht
die erfindungsgemäße Dichtung,
die an einer Flügel-Rumpf-Verkleidung
angebracht ist, um den Spalt zwischen der Flügel-Rumpf-Verkleidung und dem entsprechenden Flügel abzudichten.
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6 entspricht
einer Vorderansicht entlang des Pfeils VI von 5.
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Das
Flugzeug 1, das in 1 schematisch dargestellt
ist, weist in bekannter Weise einen Flugzeugrumpf 2, ein
starres Tragwerk 4, das zwei Flügel 6 und 8 umfasst,
die im Verhältnis
zum Flugzeugrumpf 2 einander gegenüberliegen, eine Flügel-Rumpf-Verkleidung 10 in
Form einer Wiege, die an dem unteren Teil des Flugzeugrumpfes 2,
wo das Tragwerk 4 an den Flugzeugrumpf anschließt, befestigt
ist, und die im Verhältnis
zum Bauch des Flugzeugs übersteht.
Solch eine Wiege besitzt zwei Längsränder 12 und 14,
die seitlich über
die Länge des
Flugzeugrumpfes 2 nach oben gezogen sind (siehe auch 2),
wobei die Ränder 12 und 14 jeweils
mit einer Öffnung 16 oder 18 für den Durchlass des
entsprechenden Flügels 6 oder 8 versehen
sind.
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Nach
der Befestigung der Flügel-Rumpf-Verkleidung 10 am
Flugzeugrumpf 2 existieren ein peripherer Spalt 20 um
jeden Flügel 6 und 8 herum,
zwischen dem Flügel
und dem Umfang 15 oder 17 der entsprechenden Öffnung 16 oder 18,
wie in 3 dargestellt.
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Um
den Spalt 20 abzudichten, ist eine Dichtung 22 vorgesehen,
die dazu bestimmt ist, am Umfang 15 und 17 jeder Öffnung 16 und 18 befestigt
zu werden. Solch eine Dichtung 22, die als monolithisches
Profil ausgebildet ist und beispielsweise aus einem verstärkten Elastomer
hergestellt ist, weist eine elastische Lippe 24 auf, die
in der Lage ist, mit der Innenseite 26 ihres freien Endes 28 am
entsprechenden Flügel 6 oder 8 anzuliegen
(siehe 4).
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Gemäß der Erfindung
weist die Innenseite 26 der Lippe 24 voneinander
beabstandete Anschlagkörper 30 auf,
die dazu bestimmt sind, gegenüber von
mindestens einem Teil der Flügeloberseite 32 jedes
Flügels 6 und 8 positioniert
zu werden. Derartige Anschlagkörper 30 halten
das Ende 28 der Lippe 24 örtlich von der Flügeloberseite 32 entfernt,
um Räume 31 einzurichten,
die für
ein gesteuertes Entweichen der Luft sorgen, die durch den Spalt 20 strömt (siehe
die 5 und 6).
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Um
den Druckkoeffizienten an der Flügeloberseite 32 der
Flügel 6, 8 zu
berücksichtigen,
wird die erfindungsgemäße Dichtung
insbesondere gegenüber
der Teile der Flügeloberseite 32 angebracht, wo
der Wert des Koeffizienten stark negativ ist.
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Die
Höhe der
Anschlagkörper 30,
ihre Anzahl und ihre Verteilung entlang des freien Endes 28 werden
so bestimmt, dass der Durchlass der durch die Räume 31 entweichenden
Luft einen geringen unerwünschten
Widerstand verursacht und gleichzeitig gewährleistet ist, dass die Lippe 24 nur
schwach vibriert.
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Die
erfindungsgemäße Dichtung 22 kann
außerdem
ein zusätzliches
Dichtelement 34 aufweisen, das sich an der Innenseite 35 der
Dichtung 22 befindet, zwischen dem freien Ende 28 der
elastischen Lippe 24 und dem Ende 36 der Dichtung,
das dazu bestimmt ist, an der Flügel-Rumpf-Verkleidung 10 befestigt
zu werden.
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In
dem Ausführungsbeispiel,
das in den 4 und 5 dargestellt
ist, weist das zusätzliche Dichtelement 34 die
Form eines länglichen,
radial elastischen Rohres 38 auf. Wenn die Dichtung 22 also
an den Flügeln 6 und 8 des
Flugzeuges 1 angebracht wird, verformt sich das Rohr 38,
wenn es an die Flügel
gedrückt
wird, und wird plattgedrückt,
wodurch es eine große
Auflagefläche
bietet, wie in 5 dargestellt.
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Die
Dichtung 22 weist eine periphere, längliche Aussparung in Form
einer Klinge 42 auf, die sich an der Außenseite 44 der Dichtung
befindet, an dem Ende 36 der Dichtung 22, das
dazu bestimmt ist, an der Verkleidung 10 befestigt zu werden,
und die es erlaubt, den Außenrand 15 oder 17 der Öffnung 16 oder 18 aufzunehmen,
an dem die Dichtung befestigt ist, was den aerodynamischen stufenlosen Übergang zwischen
der Verkleidung 10 und den Flügeln 6 und 8 gewährleistet.
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Wenn
der Druck der Luft, die durch den Spalt 20 zwischen der
Unterseite und der Oberseite der Flügel 6 und 8 zirkuliert,
einen Schwellwert erreicht und überschreitet,
löst sich
das Rohr 38 von der Flügeloberseite 32,
und es gelangt Luft zwischen die Flügeloberseite und das Rohr 38.
Die Luft, die daraufhin ausströmt,
wird von den Räumen 31,
die zwischen dem freien Ende 28 der Lippe 24 und
der Flügeloberseite 32 von
den Anschlagkörpern 30 eingerichtet
werden, kalibriert und gesteuert.