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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mehrmotoriges Flugzeug, in dem
insbesondere einer der Motoren am Rumpfheck, welches die hinteren
Leitwerke aufweist, und längs
der vertikalen Symmetrieebene in Längsrichtung des Rumpfes angeordnet
ist.
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Dies
ist insbesondere der Fall bei dreistrahligen Flugzeugen wie der
Lockheed L1011 und der McDonnell Douglas DC-10 oder MD-11. Während zwei
der Motoren jeweils durch die Flügel
getragen werden, befindet sich der dritte Motor strukturell und geometrisch
zwischen dem Seitenleitwerk mit seinen zwei symmetrischen Stabilisatoren
und dem Höhenleitwerk,
dessen Seitenflosse an der Gondel oder der Verkleidung dieses dritten
Motors angeordnet ist. Andere Flugzeuge, wie man beispielsweise
im Dokument TR-A-1047027
sehen kann, integrieren den Heckmotor am Rumpfende, direkt in dessen
Struktur.
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Ganz
gleich welcher Bauart das Flugzeug ist, das mit einem solchen Heckmotor
ausgestattet ist, es gibt immer besondere Wartungsprobleme aufgrund der
Position des Motors im Vergleich zu einem Flügelmotor, der leicht zugänglich und
ausbaubar ist. Wenn man den Motor für eine wichtige Überprüfung entfernen
will oder um ihn zu ersetzen, muss man vorher zahlreiche Elemente
und Vorrichtungen um den Motor herum, die von diesem unabhängig sind, entfernen,
um Zugang zu diesem zu bekommen, was besonders langwierige, mühselige
und kostspielige Eingriffe zur Folge hat.
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Darüber hinaus
ist es notwendig, komplexe und schwere Lastenaufzüge und/oder
Verladeeinrichtungen (aufgrund der Höhe, in der die Eingriffe durchgeführt werden)
einzuplanen um die verschiedenen Bewegungen (horizontal und vertikal)
sicher ausführen
zu können,
die nötig
sind, um den Motor von den Leitwerken hinten bzw. vom Rumpf zu entfernen
und bis zu einem Aufnahmegestell am Boden zu verlagern.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Missstände zu beheben.
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Zu
diesem Zweck ist das mehrmotorige Flugzeug, dessen einer Motor sich
am Rumpfheck befindet, welches die Leitwerke hinten aufweist, und
längs der
vertikalen Symmetrieebene in Längsrichtung
des Rumpfes gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass der Heckmotor vor den hinteren Leitwerken
auf dem oberen Teil des Rumpfhecks angeordnet ist, dass der Heckmotor
abnehmbar auf einer festen Tragekonstruktion, die mit der des Rumpfes verbunden
ist, montiert ist und dass im Heck des Rumpfes und senkrecht zu
dem durch die Struktur getragenen Motor ein vertikaler Absenkschacht
vorgesehen ist für
den Durchgang des Motors zwischen einerseits einer hochliegenden
Position, die der Betriebsstellung des Motors entspricht, und andererseits,
in Folge der Abkopplung des Motors von der Tragekonstruktion und
dessen Verlagerung durch den Absenkschacht, einer tiefliegenden
Position, in welcher der Motor den Rumpf verlassen hat und sich unter
dem Heck befindet.
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So
kann man, dank der Erfindung, nach der Abkopplung der Tragekonstruktion
den Motor direkt durch den einen Durchgangsweg bildenden Absenkschacht
hinablassen, um ihn zu warten oder zu ersetzen, ohne zahlreiche
andere Elemente oder Vorrichtungen demontieren noch mehrstufige
Bewegungsabläufe
durchführen
zu müssen
und somit auf komplexe Förderanlagen
zurückgreifen
zu müssen, um
ihn auf ein Aufnahmegestell zu bringen, da nur eine einzige geradlinige
vertikale Bewegung notwendig ist, was folglich eine Verringerung
der Zeit und der Kosten für
Eingriffe ermöglicht.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet die Tragekonstruktion mindestens einen Balken, an dem
der Motor mittels Halterungen aufgehängt ist, und bogenförmige Träger, welche
den Balken tragen und mit der Struktur des Rumpfes verbunden sind.
Man erkennt, dass die Konzeption einer solchen Struktur, deren Bögen es ermöglichen,
den Heckmotor auf oberhalb des oberen Rumpfbereich zu bringen, besonders
einfach aber mechanisch steif ist. Geometrisch befindet sich der
Balken der Tragekonstruktion im Wesentlichen horizontal in der Symmetrieebene,
und die bogenförmigen
Träger
sind zueinander parallel und senkrecht zu dem Balken, den sie tragen.
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Noch
genauer gesagt, bilden die ausgerichteten bogenförmigen Träger eine umgedrehte U-Form
und sitzen von oben auf dem Motor, wobei die seitlichen Flanken
jedes Bogens mit der Rumpfstruktur fest verbunden sind, und auf
der Außenseite der
abgerundeten Kuppen der Bögen
in umgedrehter U-Form ist der Balken befestigt, an dem der Motor mittels
Halterungen aufgehängt
ist.
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Aus
Sicherheitsgründen
handelt es sich vorzugsweise um einen doppelten Balken bestehend aus
zwei identischen Balken, die aneinander befestigt sind. So kann,
wenn einer der Balken nachgibt, der jeweils andere halten.
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Für den Durchgang
des Heckmotors durch den Absenkschacht des Rumpfes zwischen seinen zwei
Positionen sind im Übrigen
korrespondierende Öffnungen
vorgesehen, und zwar in dem jeweils oberen und unteren Teil des
Rumpfes, senkrecht zu dem Motor.
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Vorzugsweise
hat der obere Teil des Rumpfhecks, auf dem sich der Motor befindet,
eine abgeflachte Form.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bilden die hinteren Leitwerke einen Kanal beispielsweise in U-Form,
geometrisch symmetrisch in Bezug zu der Symmetrie des Rumpfes, wobei
sich der Heckmotor so vor dem Kanal in U-Form befindet.
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Im
Besonderen ist die Öffnung,
die im unteren Teil des Rumpfes vorgesehen ist, durch eine Klappe
verschlossen, die mit der Struktur des Rumpfes verbunden ist und,
wenn sie herabgelassen ist, eine Zugangstreppe zum Inneren des Rumpfes
bildet. Die Öffnung
dieser Klappe oder ihre Abnahme vom Rumpf, wenn sie abnehmbar ist,
erlaubt somit das Absenken (oder das Heraufbringen) des Heckmotors
durch den Schacht.
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Der
Motor ist außerdem
in einer Gondel eingesperrt, welche fest am oberen Teil des Rumpfes angebracht
ist. So wird die obere Öffnung
von der Gondel umschlossen. Die Gondel kann beispielsweise eine
vordere Abdeckung für
den Lufteingang des Motors, ein um das Gebläse des Motors herum angeordnete
Abdeckung und eine abnehmbare Abdeckung um die Turbine herum aufweisen,
wobei die Abdeckungen auf dem oberen Teil des Rumpfes befestigt
sind und seine obere Öffnung
umgeben.
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Entsprechend
eines weiteren Merkmals kann in dem Absenkschacht des Rumpfes an
der Durchgangsstelle des Motors ein Kasten montiert sein, beispielsweise
zu Wartungszwecken direkt an Bord des Flugzeuges oder zum Transport
von Fracht und/oder Gepäck.
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Die
beiliegenden Figuren der Zeichnung veranschaulichen, gut wie die
Erfindung durchgeführt werden
kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen ähnliche
Elemente.
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1 ist
die perspektivische Ansicht eines mehrmotorigen Flugzeugs gemäß der Erfindung
mit einem Motor am Heck des Rumpfes.
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2 ist
eine Seitenansicht des in 1 dargestellten Flugzeuges.
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3 stellt
schematisch in Perspektive die Montage des Heckmotors auf der Rumpfstruktur
dar.
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Die 4 bis 6 stellen
schematisch die Reihenfolge des Absenkens des Heckmotors durch den
Rumpf hindurch dar.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht von hinten unterhalb des Rumpfhecks.
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In
dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
beinhaltet das Flugzeug 1 drei Motoren vom Typ Turbostrahltriebwerk.
Zwei der Motoren, bezeichnet als 2 und 3, befinden
sich unter den Flügeln 4, 5 des
Rumpfes 6, jeweils symmetrisch in Bezug zu der vertikalen
Symmetrieebene in Längsrichtung
P desselben, und der dritte Motor 7 ist in dieser Symmetrieebene
P am Heck 9 des Rumpfes vorgesehen, welcher die hinteren
Seiten- und Höhenleitwerke 10 bzw. 11 beinhaltet.
Das Bezugszeichen 13 bezeichnet das Fahrwerk des Flugzeuges.
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Der
Heckmotor 7 befindet sich vorteilhaft auf dem oberen Bereich 8 des
Hecks 9 und vor den Seiten- und Höhenleitwerken, die somit in
diesem Beispiel im Wesentlichen einen U-förmigen
Kanal 12 bilden, geometrisch symmetrisch in Bezug zu der Längsebene
P des Rumpfes (die hinteren Leitwerke, die den Kanal bilden, könnten auch
ein H oder ein V bilden). Da sich der Auslass des Motors 7 am
Eingang des U-förmigen
Kanals der Leitwerke 10, 11 in der Symmetrieebene
befindet, gehen die ausgestrahlten Gase ins Innere des Kanals ohne
die Leitwerke zu schädigen.
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Darüber hinaus
kann man in diesen 1 und 2 sehen,
dass der Motor 7 von einer Gondel oder einer Verkleidung 14 umgeben
ist, die auf dem Rumpf befestigt ist und in Bezug zu dem oberen
Bereich 8 des Hecks 9 des Rumpfes erhöht liegt,
wobei dieser Bereich abgeflacht ist.
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Wie
insbesondere die 3 zeigt, in der die Gondel 14 nicht
dargestellt ist, ist der Motor 7 beweglich auf einer festen
Tragekonstruktion 15 montiert, die mit derjenigen des Rumpfes
verbunden ist, welche unter anderem durch die Rahmenstruktur 20 gebildet
wird.
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Ein
vertikaler Absenkschacht 16 ist im Heck 9 des
Rumpfes vorgesehen, senkrecht zu dem Motor 7 und längs der
Symmetrieebene, um seinen Durchgang zwischen seiner hochliegenden
Position, in welcher dieser betriebsbereit und fest mit der Tragekonstruktion 15 verbunden
ist, und einer tiefliegenden Position, in welcher dieser für Wartungszwecken oder
zum Austausch durch den Schacht 16 hindurch aus dem Rumpf
entfernt wird, zu ermöglichen.
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Um
den freien Durchgang des Motors 7 in dem Absenkschacht 16 zu
gewährleisten,
sind Ausstattungen im Bereich der Struktur des Hecks 9 des Rumpfes
vorgesehen. Öffnungen 17 und 18 sind
miteinander korrespondierend im oberen Teil 8 und im unteren
Teil 19 des Hecks 9 des Rumpfes ausgebildet, wobei
sie senkrecht zum Motor 7 liegen. Diese Öffnungen 17, 18 haben
eine im Wesentlichen rechteckige Fläche und haben eine größere Abmessung als
der Motor für
seinen Durchgang. Die Strukturrahmen 20 des Rumpfes sind
im Bereich des Schachtes 16 somit geteilt und verstärkt um die
Festigkeit des Rumpfes nicht zu beeinträchtigen.
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Auf
den 1 bis 3 kann man sehen, dass die untere Öffnung 18 durch
eine Klappe 21 verschlossen ist, die dessen Profil folgend
mit der Struktur des Rumpfes 6 gelenkig verbunden ist und,
in diesem Beispiel, abnehmbar ist. Die Klappe 21 kann somit
vom Rumpf abgezogen werden, wenn man den Motor absenken will, wie
wir später
sehen werden, oder sie kann einfach abgesenkt werden, wobei sie eine
Treppe 22 freigibt, wenn man Zugang zum Inneren des Rumpfes
haben will. In einer nicht dargestellten Variante könnte die
Klappe aus zwei symmetrischen Teilen (Türen oder Flügelklappen) in Bezug zur Längsebene
des Rumpfes, ohne Treppe, realisiert werden. Die zwei Teile sind
seitlich auf dem Rumpf angelenkt, wie einige Fahrwerksklappen, und
sind nicht beweglich. Die obere Öffnung 17 kann
so belassen werden, da sie durch einen unteren Teil der Gondel 14 umgeben
ist, die fest auf dem oberen abgeflachten Teil 8 des Rumpfes
befestigt ist. Sie könnte auch
verschlossen werden.
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In
der schematischen Ausführungsform,
die auf der 3 dargestellt ist, umfasst die
Tragekonstruktion 15 einen Doppelbalken 23, welche
den Motor 7 trägt,
und zwei bogenförmige
Träger 24,
die den Doppelbalken tragen (die Struktur könnte auch eine Kasten- oder
Gitterbauweise haben). Insbesondere ist der Doppelbalken 23 horizontal
in der Symmetrieebene P angeordnet und setzt sich aus zwei identischen
Balken 23A, 23B zusammen, die im Wesentlichen
geradlinig und aneinander angeordnet sind. An diesem Doppelbalken 23 ist
der Motor 7 durch Halterungen 25, 26 aufgehängt, von
denen eine 25 am hinteren Ende des Doppelbalkens (rechts
in der 3) vorgesehen ist und das Außengehäuse 7A der Turbine 7B des
Motors trägt
und die andere 26 sich im mittleren Teil des Doppelbalkens
befindet und das Außengehäuse 7C des
Gebläses 7D trägt.
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Die
bogenförmigen
Träger 24 sind
identisch und stellen ein umgedrehtes U dar, wobei sie in senkrechten
Ebenen zur Symmetrie P des Rumpfes angeordnet sind. Auf den abgerundeten
Kuppen 24A der Bögen
ist der Doppelbalken 23 mittels Halterungen befestigt von
denen eine 27 am vorderen Ende des Doppelbalkens (links
in der 3) vorgesehen ist, und die andere 28 auf
dessen mittleren oder zentralen Teil angeordnet ist, neben der Motoraufhängung 26.
Zu Sicherheitszwecken sind die Halterungen 25, 26, 27 und 28 ebenso
verdoppelt wie der Balken.
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Die
Bögen in
umgedrehter U-Form überspannen
den Motor 7, und ihre seitlichen Schenkel 24B sind
fest an der Rahmenstruktur 20 des Rumpfes befestigt. So
sind die Bögen
an der Versteifung der Rumpfstruktur beteiligt, und die Länge der Schenkel
ermöglicht,
den Motor ganz leicht über
den oberen Teil 8 des Rumpfes zu bringen.
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Im Übrigen,
wie in den 1, 2 und 4 gezeigt,
setzt sich die Gondel 14, welche die Tragekonstruktion 15 und
den Motor 7 umgibt, in erster Linie aus drei aufeinanderfolgenden
Teilen oder Abdeckungen zusammen:
- – eine erste
vordere Lufteinlassabdeckung 30, welche sich vor dem Gebläse 7D befindet
und fest an dem oberen abgeflachten Teil des Rumpfes angebracht
ist;
- – eine
zentrale Abdeckung 31 mit zwei angelenkten Flügelklappen,
welche das Außengehäuse 7C des
Gebläses
und des entsprechenden Kompressors umgeben und fest auf dem abgeflachten
Teil des Rumpfhecks angebracht sind; und
- – eine
hintere Abdeckung 32 ebenfalls mit zwei angelenkten Flügelklappen,
welche das Außengehäuse 7A der
Turbine umgeben und fest auf dem abgeflachten Teil 8 angebracht
sind, und zwar gegenüber
den hinteren Leitwerken 10 und 11.
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Im Übrigen kann
an der Stelle des Absenkschachts 16 ein Kasten 29,
wie in 7 gezeigt, installiert sein, der beispielsweise
von der in der Klappe 21 integrierten Treppe 22,
wenn diese abgesenkt ist, aus zugänglich ist. Dieser Kasten 29 kann
es Technikern insbesondere ermöglichen,
Wartungsarbeiten im Rumpf durchzuführen, beispielsweise an den
Leitungen entlang des letztgenannten sowie am Heckmotor, oder er
kann Fracht oder Gepäck
beinhalten.
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Wenn
es nötig
ist, den Heckmotor 7 auszubauen, wird schematisch wie folgt
vorgegangen.
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Wenn
das Flugzeug 1 auf einen geeigneten Platz gebracht wurde,
wird die untere Klappe 21 abgesenkt und werden die angelenkten
Flügelklappen, welche
die Abdeckungen in der Mitte 31 und hinten 32 bilden,
die den Motor 7 umgeben, angehoben, wie in 4 gezeigt
ist. Die Abdeckungen könnten
bedarfsweise auch abmontiert werden.
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Dann
wird der Außenkranz 7F und
der Innenkegel 7G der Düse
vom Rest des Motors demontiert, wie in 5 gezeigt.
Diese Demontage, die ohne besondere Probleme erfolgen sollte, vermeidet,
dass zu große
Durchgangsöffnungen
und ein zu großer Schacht
im Rumpfheck vorzusehen ist. Die Klappe 21 wird im Übrigen vom
Rumpf 6 herausgezogen, wobei der Absenkschacht 16 komplett
aufgedeckt wird. Wenn sich der Kasten 29 in diesem befindet, wird
er selbstverständlich
von dort herausgezogen.
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Vor
der Demontage der Halterung 25, 26, welche den
Motor 7 fest mit dem Doppelbalken 23 verbinden,
werden die Flüssigkeitsregelkreise
und andere mit dem Motor verbundene Ausrüstungen abgetrennt, und eine
Verladeeinrichtung wird herangeführt,
um den Motor abzusenken. Dieser kann, schematisch dargestellt durch
einen Pfeil F in den 5 und 6, die Form
eines motorisierten Hebezeugs haben, welches mit ausziehbaren Mitteln
(Zylinder, als X) ausgestattet ist, an deren Ende sich eine Lagerstruktur
befindet, die den Motor tragen kann. Die Verladeeinrichtung könnte auch
ein Flaschenzugsystem sein, welches über das Rumpfheck ragt und durch
einfaches vertikales Verschieben das Absenken (oder das Heraufbringen)
des Heckmotors durch den Schacht ermöglicht.
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Als
Variante könnte
der Doppelbalken 23 die Flaschenzüge tragen und somit eine völlige Autonomie
für die
Montage/Demontage des Motors ermöglichen.
Somit ist es nicht mehr notwendig, das Flugzeug in eine geeignete
Halle zu bringen, sondern eine einfache Fläche unter freiem Himmel reicht
völlig
aus.
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In
der 5 wird der Motor gerade mittels einer Verladeeinrichtung
abgesenkt und durchquert die Öffnungen 17, 18 und
den Schacht 16 bis zu seinem Austritt aus dem Heck 9 des
Rumpfes 6, wie in 6 zu sehen.
Von dort aus kann er in spezielle Werkstätten gebracht werden. Durch
die vorstehende Beschreibung der Erfindung wird somit klar, dass
die Wartung eines solchen Heckmotors, der sich im oberen Rumpfbereich
befindet, genauso einfach gemacht wird, wie die eines Flügelmotors.