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Die
Erfindung betrifft ein Seitenleitwerk für ein Flugzeug. Genauer betrifft
die Erfindung ein Seitenleitwerk mit einem Motor sowie einen Zusammenbau
des Motors mit dem Seitenleitwerk. Die Erfindung wird angewendet
im Bereich der Luftfahrt, insbesondere bei Langstreckenflugzeugen
für die
Beförderung
von einer großen
Passagierzahl.
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Gegenwärtig existieren
Flugzeuge mit mindestens drei Motoren. Mindestens zwei Motoren sind an
der Stelle der Laibung der Tragflächen des Flugzeugs angeordnet,
während
ein zusätzlicher
Motor, im Folgenden dritter Motor genannt, am Seitenleitwerk des
Flugzeugs angeordnet ist.
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Ein
solches Flugzeug ist aus der
US-3666211 bekannt,
die alle Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 zeigt.
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Im
Stand der Technik erfordert die Anwesenheit dieses dritten Motors
ein Seitenleitwerk in zwei Teilen. Genauer ist eine Seitenflosse
des Seitenleitwerks in zwei Teilen geformt, die voneinander getrennt
sind durch einen Motorblock. Ein unterer Abschnitt der Seitenflosse,
der mit der Tragfläche
verbunden ist, trägt
den Motor. Ein oberer Teil der Seitenflosse, der mit dem Motor verbunden
ist, wird umgekehrt von ihm getragen. Somit ist die Kontinuität eines
Seitenleitwerkskörpers
nicht sichergestellt, da es durch die Anwesenheit des Motors unterbrochen wird.
An der Stelle des Motors ist es also erforderlich, Rahmen vorzusehen,
die es ermöglichen,
den Motor und eine Gesamtkontur des Seitenleitwerks zu integrieren,
und zu erlauben, zumindest teilweise die Kräfte aufzunehmen, denen das
Ensemble Motor/Seitenleitwerk ausgesetzt ist.
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Jedoch
ist solch eine Lösung
schwierig umzusetzen. Außerdem
ist die Steifigkeit des Zusammenbaus weniger goß als bei einem einstückigen Seitenleitwerk,
dessen Körper
aus einem einzigen Träger
hergestellt ist. Zusätzlich
erhöht
der Zusammenbau des Motors und des Seitenleitwerks gemäß dem Stand
der Technik beträchtlich
das allgemeine Gewicht des Seitenleitwerks.
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Mit
der Erfindung soll ein Seitenleitwerk mit einem Motor erreicht werden,
dessen Steifigkeit und Gewicht nicht durch die Anwesenheit des Motors
tangiert werden. Außerdem
soll ein Seitenleitwerk realisiert werden, das mit einem Motor ausgestattet
ist, dessen Montage leicht ist, und der demontiert werden kann.
So kann das Seitenleitwerk für
ein Flugzeug benutzt werden, das einen zusätzlichen Motor am Seitenleitwerk
erfordert, oder für
ein Flugzeug, das keinen zusätzlichen
Motor am Seitenleitwerk erfordert.
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Hierfür schlägt die Erfindung
die Benutzung eines einstückigen
Seitenleitwerks vor, d. h., dass die Kontinuität des Leitwerkskörpers nicht
durch die Anwesenheit eines Körpers,
der das Leitwerk quert, unterbrochen wird. Ein Gehäuse, das
den Motor trägt, ist
um das Seitenleitwerk montiert, d. h., dass das Gestell nicht eine
eigenständige
Struktur ist, sondern die Struktur des Leitwerks nutzt. Der Motor
ist montiert auf der Seitenflosse des Seitenleitwerks mittels eines
Gestells, das an der Seitenflosse befestigt ist. Die Luft, die zur
Funktion des Motors erforderlich ist, durchquert ein inneres Volumen
des Gehäuses,
um zum Motor zu gelangen. Ein natürliches aerodynamisches Profil
des Seitenleitwerks, genauer von einer Leitkante des Seitenleitwerks,
stellt eine korrekte Luftversorgung des Motors sicher.
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Die
Erfindung betrifft also ein Seitenleitwerk für ein Flugzeug mit einer Seitenflosse
und einem Ruder, das mit einem Motor ausgestattet ist, der sich in
einer Ebene mit dem Seitenleitwerk erstreckt und über die
Seitenflosse hinaus überstehend
und über ein
Gehäuse
mit ihr verbunden ist und dadurch gekenn zeichnet ist, dass zwei
Luftableitkanäle
beiderseits der Seitenflosse im Inneren des Gehäuses zwischen der Innenhaut
des Gehäuses
und einer Außenwand
der Seitenflosse angeordnet sind.
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Gemäß besonderen
Ausführungsbeispielen der
Erfindung kann das erfindungsgemäße Seitenleitwerk
auch einen Teil oder alle der folgenden zusätzlichen Merkmale aufweisen:
- – Das
Gehäuse
enthält
eine Vielzahl an Halbbögen,
die beiderseits der Seitenflosse angeordnet sind, wobei ein Krümmungsradius
der Halbbögen dem
Krümmungsradius
eines Motorgehäuses entspricht.
Unter Vielzahl versteht man mehr als zwei.
- – Jeder
Halbbogen ist am unteren Ende und am oberen Ende an einer Fläche der
Seitenflosse befestigt.
- – Jeder
Halbbogen ist mit einer Außenhaut
und einer Innenhaut versehen, wobei die Halbbögen in einem Innenvolumen angeordnet
sind, das von der Innen- und
Außenhaut
gebildet wird.
- – Der
Motor ist fest mit einem hinteren Ende des Gehäuses verbunden.
- – Das
Gehäuse
enthält
zumindest einen Kreisbogen, wobei der Kreisbogen an der Stelle eines vorderen
Endes und/oder des hinteren Endes des Gehäuses angeordnet ist.
- – Eine
Lufteinlassvorrichtung erstreckt sich über die Seitenflosse hinweg überstehend,
wobei die Lufteinlassvorrichtung mit dem vorderen Ende des Gehäuses verbunden
ist.
- – Eine
Lufteinlassvorrichtung ist im Einzelblock gefertigt und abnehmbar.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls ein Flugzeug mit einem solchen Seitenleitwerk.
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Die
Erfindung wird besser verstanden beim Lesen der folgenden Beschreibung
und der Durchsicht der beigefügten
Figuren. Die Figuren dienen lediglich zur Orientierng und beschränken die
Erfindung in keinem Fall. Die Figuren stellen dar:
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1:
Eine Gesamtansicht eines Flugzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2:
Eine Seitenansicht eines Seitenleitwerks mit einem Motor gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3:
Eine schematische Darstellung eines Zusammenbaus eines Motors auf
einem Seitenleitwerk gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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4:
Ein Querschnitt eines Seitenleitwerks gemäß der Erfindung am Ort der
Verbindung zwischen dem Motor und dem Seitenleitwerk.
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In 1 ist
in schematischer Weise ein Flugzeug 1 dargestellt. Die
Motoren, die von den Tragflächen 2 des
Flugzeugs 1 getragen werden, sind nicht dargestellt. Am
hinteren Ende 4 des Flugzeugrumpfes 3 des Flugzeugs 1 sind
ein Seitenleitwerk 5 sowie ein Horizontalleitwerk 6 angeordnet.
Das Seitenleitwerk 5 ist mit einem Motor 7 ausgerüstet. Eine
Achse A1 des Motors ist parallel zu einer Achse A2 des Flugzeugs 1.
Luft tritt in den Motor 7 durch einen Lufteinlass 8 ein.
Die Luft durchquert den Motor 7 bis zu einem hinteren Ende 10 des
Motors 7, das einen Propeller trägt. Die Luft tritt aus dem
Motor 7 an der Stelle des hinteren Endes 10 aus
und lässt
den Propeller 9 somit drehen.
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Ein
Zusammenbau des Seitenleitwerks 5 und des Motors 7 ist
detaillierter in 2 dargestellt. Der Motor 7 ist
verbunden mit einer Seitenflosse 11 des Seitenleitwerks 5 durch
ein Gehäuse 12.
Das Gehäuse 12 ist
befestigt auf einem Körper 13 der Seitenflosse 11.
Der Motor ist auf dem Gehäuse 12 montiert,
so dass er über
das Seitenleitwerk 5 in der Verlängerung des Körpers 13 der
Seitenflosse 11 hinausragt. Ein Lufteinlass 14 ist
mit einem vorderen Ende 16 des Gehäuses 12 verbunden.
Der Lufteinlass 14 schafft einen Lufteinlass 8 an
der Stelle einer Leitkante 15 des Seitenleitwerks 5.
Die Luft durchquert somit den Lufteinlass 14, das Gehäuse 12 und den
Motor 7.
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Unter
vorne versteht man den Teil oder das Ende, das in Richtung des Cockpits
des Flugzeugs weist. Unter hinten versteht man den Teil oder das Ende,
das am weitesten vom Cockpit entfernt ist.
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In
einem besonderen Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Gehäuses 12 ist
das Gehäuse
mit einer Vielzahl von Halbbögen
ausgestattet, die jeweils mit einer der beiden Flächen der
Seitenflosse 11 verbunden sind. Die Halbbögen 17 bilden Höcker über den
Seiten der Seitenflosse 11. Die Halbbögen 17 beiderseits
der Seitenflosse 11 bilden eine Armierung des Gehäuses 12.
Die Halbbögen 17 sind
so auf der Seitenflosse 11 angeordnet, dass das Gehäuse 12 eine
allgemein kreisförmig
zylindrische Form aufweist. Ein Krümmungsradius der Halbbögen 17 folgt
dem Krümmungsradius
des Blocks des Motors 7, der ebenfalls insgesamt zylindrisch
ist. Der Zusammenbau von Gehäuse 12 und
Motor 7 ist insgesamt rohrförmig.
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Ein
erstes oder unteres Ende 18 der Halbbögen 17 ist in beliebiger
Weise mit einer rechten oder linken Seite der Seitenflosse 11 verbunden,
während ein
oberes oder zweites Ende 19 des jeweiligen Halbbogens 17 höher oben
mit derselben Seite der Seitenflosse 11 verbunden ist.
Unter Höhe
versteht man die Dimension der Seitenflosse 11, die sich
rechtwinklig zur Achse A1 des Motors 7 erstreckt (1). Die
Halbbögen 17 sind
beispielsweise auf den Flächen
der Seitenflosse 11 verschweißt. Es ist auch möglich, die
Halbbögen 17 an
der Seitenflosse 11 mit Schrauben und Mutter zu befestigen.
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Das
Gehäuse 12 kann
auch einen oder mehrere Kreisbögen 20 aufweisen,
die an den Enden des Gehäuses 12 angeordnet
sind. Das Gehäuse
ist nicht mit der Seitenflosse 11 an der Stelle verbunden,
an der sich die Kreisbögen 20 befinden.
Die Anwesenheit von dem oder den Kreisbögen 20 erlaubt die
Vergrößerung der
Länge des
Gehäuses 12.
Unter Länge des
Gehäuses 12 versteht
man die Dimension des Gehäuses
parallel zur Achse A1 des Motors 7. Durch Vergrößerung der
Länge des
Gehäuses 12 an
der Stelle eines hinteren Endes des Gehäuses 12 entfernt man
zum Beispiel den Motor 7 weiter vom Seitenleitwerk 5.
Und die Vergrößerung der
Länge des Gehäuses 12 an
der Stelle des vorderen Endes 16 des Gehäuses 12 erlaubt
die Anordnung der Lufteinlassvorrichtung 14 deutlich vor
dem Seitenleitwerk 5.
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In 3 kann
man detaillierter die Lufteinlassvorrichtung 14 und die
Bahn der in das Gehäuse 12 einströmenden Luft
durch die Lufteinlassvorrichtung 14 bis zum Motor 7 sehen.
Zwei Luftströmungskanäle 23, 24 sind
im Inneren des Gehäuses 12 angeordnet,
wobei jeder Kanal 23 und 24 entlang einer gegenüberliegenden
Wand der Seitenflosse verläuft.
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Die
Lufteinlassvorrichtung 14 hat eine insgesamt kreisförmig zylindrische
Form. Ein vorderes Ende 21 der Lufteinlassvorrichtung 14 mündet nach außen, d.
h. ist offen, um den Einlass von Luft zu ermöglichen. Ein hinteres Ende 22 der
Lufteinlassvorrichtung 14 ist mit dem vorderen Ende 16 des
Gehäuses 12 verbunden.
Zum Beispiel ist das hintere Ende 22 der Lufteinlassvorrichtung 14 mit
einem Kreisbogen 20 des Gehäuses 12 verbunden.
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Die
Lufteinlassvorrichtung 14 ist ein hohles Rohr, und die
Luft kann vom vorderen Ende 21 bis zum hinteren Ende 22 der
Vorrichtung 14 zirkulieren. Die Anwesenheit der Leitkante 15 des
Seitenleitwerks 5 in einem inneren Volumen Vi der Lufteinlassvorrichtung 14 zwingt
die durchströmende
Luft sich in der Vorrichtung 14 aufzuteilen, um in das
Innere des Gehäuses 12 durch
die Luftströmungskanäle 23 und 24 zu
fließen.
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Ein
Ruder 25 des Seitenleitwerks 5 besteht aus zwei
Teilen, jeweils Unterteil 26 und Oberteil 27, die
auf der einen und der anderen Seite des Gehäuses 12 und/oder des
Motors 7 angeordnet sind. Das Ruder 25 ist über ein
Zwischenteil 28 beweglich auf der Seitenflosse 11 montiert,
wobei das Zwischenteil 28 fest entlang der Seitenflosse 11 montiert
ist.
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In 4 ist
im Querschnitt der Zusammenbau Motor 7/Gehäuse 12/Lufteinlassvorrichtung 14 dargestellt.
Man kann auch einen inneren Abschnitt 29 des Seitenleitwerks 5 sehen.
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Die
Leitkante 15 des Seitenleitwerks 5 durchquert
die Lufteinlassvorrichtung 14. Das Gehäuse 12 weist eine
Vielzahl von Halbbögen 17 auf,
die auf der einen bzw. der anderen Seite des Körpers 13 der Seitenflosse 11 angeordnet
sind. Das Gehäuse 12 weist außerdem zwei
Kreisbögen 20 auf,
die am vorderen Ende 16 bzw. am hinteren Ende des Gehäuses angeordnet
sind.
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Eine
Außenhaut 30 des
Gehäuses
umrahmt eine Außenseite
der Halbbögen 17 und
der Kreisbögen 20.
Eine Innenhaut 31 des Gehäuses 12 ist zwischen
den Halbbögen 17 und
dem Körper 13 der
Seitenflosse 11 angeordnet. So sind die Kreisbögen 20 und
die Halbbögen 17 in
einem inneren Volumen 32 zwischen der Außenhaut 30 und
der Innenhaut 31 des Gehäuses 12 enthalten.
In 4 kann man die Bahn der in das Gehäuse 12 einströmenden Luft
erkennen.
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Die
beiden Luftströmungskanäle 23 und 24 sind
angebracht in einem ersten Abschnitt des Seitenleitwerks 5 zwischen
einer Innenhaut der Haube 14 und der Außenwand des Seitenleitwerks 5,
und in einem zweiten Abschnitt des Seitenleitwerks 5 zwischen
der Innenhaut des Gehäuses 12 und
der Außenwand 35 der Seitenflosse 11.
Die Luft wird so kanalisiert von der Lufteinlassvorrichtung 14 bis
zu einer Turbine des Motors 7.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Halbbögen 17 nicht
direkt mit den Flächen
der Seitenflosse verbunden sind. So können die Halbbögen 17,
die auf einer Seite der Seitenflosse 11 angeordnet sind, mit
einem gemeinsamen Holm verbunden sein, der wiederum mit der Seitenflosse
verbunden ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Seitenleitwerks 5 kann
die Lufteinlassvorrichtung 14 unlösbar, d. h. nicht abnehmbar mit
dem Gehäuse 12 verbunden
sein, z. B. durch Verschweißen.
Die Lufteinlassvorrichtung 14 kann so aus zwei Teilen bestehen
gemäß ein und
derselben Anordnung in Bezug auf das Seitenleitwerk 5,
wie derjenigen der Halbbögen 17.
Tatsächlich
wird die Lufteinlassvorrichtung in ihrer Länge von der Leitkante 15 des
Seitenleitwerks 5 durchquert. Auch kann vorgesehen sein,
die Lufteinlassvorrichtung 14 auf beiden Seiten der Leitkante 15 auszubilden.
Es ist auch möglich,
eine einstückige
Lufteinlassvorrichtung 14 zu benutzen. Dann ist es möglich, in
der Wand der Lufteinlassvorrichtung 14 eine Aussparung anzubringen,
die geeignet ist, ein Profil einer Leitkante aufzunehmen.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
kann man vorsehen, dass die ein- oder
mehrteilige Lufteinlassvorrichtung 14 abnehmbar am vorderen
Ende 16 des Gehäuses 12 montiert
ist. Die Lufteinlassvorrichtung 14 ist dann mit beliebigen
Haltemitteln abnehmbar mit dem Gehäuse 12 verbunden.
Die abnehmbaren Haltemittel können
beispielsweise Klips, Schrauben oder andere Haltemittel sein.