DE102005003297B4

DE102005003297B4 - Aircraft with a fuselage tail section for the connection of vertical and vertical stabilizers

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Publication number: DE102005003297B4
Application number: DE102005003297A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. Curtius; Herbert Dipl.-Ing. Hörnlein (FH); Juan Dipl.-Ing. Perez-Sanchez; Gerd Dr.-Ing. Schuhmacher
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Premium Aerotec GmbH
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2025-01-25
Also published as: ES2277774B2; ES2277774A1; DE102005003297A1

Abstract

Zur Anbindung des Höhen- und Seitenleitwerkes angepasste als lasttragende Struktur ausgebildete, im Wesentlichen tonnenförmige Rumpfhecksektion eines Flugzeugs mit in Querebenen verlaufenden Spanten, in Längsrichtung verlaufenden Stringern und einer Außenbeplankung und mit einer mit einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Queröffnung für die Hindurchführung des Höhenleitwerks, gekennzeichnet durch folgende Merkmale,
a) Die Rumpfhecksektion (2) besteht aus einem in Flugrichtung (F) vorderen Seitenleitwerksabschnitt (SA) und einem hinteren Höhenleitwerksabschnitt (HA), die miteinander verbunden sind;
b) Der Höhenleitwerksabschnitt (HA) umfasst einen vorderen Endspant (40) und einen hinteren Endspant (60) mit jeweils in der Spantebene aussteifendem Tragwerk aus Versteifungsstreben (Horizontalstreben HS, Diagonalstreben DS), die quasi orthogonal zueinander ausgerichtet sind und miteinander Lastknoten (KN) ausbilden.
c) Die Endspante (40, 60) sind unter Freihaltung der trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Queröffnung für die Aufnahme des schwenkbar am hinteren Endspant (60) gelagerten Höhenleitwerkskastens (70) steif miteinander verbunden;
d) Die steife Verbindung der Endspante (40, 60) erfolgt...Adapted for connection to the vertical stabilizer and vertical stabilizer designed as a load-bearing structure, substantially barrel-shaped fuselage tail section of an aircraft with extending in transverse planes frames, extending in the longitudinal direction stringers and a Außenbeplankung and with a substantially horizontally extending transverse opening for the passage of the tailplane, characterized by following features,
a) The fuselage tail section (2) consists of an in the direction of flight (F) front rudder section (SA) and a rear horizontal tail section (HA), which are interconnected;
b) The horizontal stabilizer section (HA) comprises a front Endspant (40) and a rear end bulkhead (60) each stiffening in the rib plane support structure of stiffening struts (horizontal struts HS, diagonal struts DS), which are aligned almost orthogonal to each other and load nodes (KN) form.
c) The end ribs (40, 60) are rigidly connected to each other while maintaining the trapezoidal cross-section transverse opening for receiving the tailplane (70) pivotally mounted on the rear end bulkhead (60);
d) The rigid connection of Endspante (40, 60) takes place ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Anbindung des Höhen- und Seitenleitwerkes angepasste als lasttragende Struktur ausgebildete, im Wesentlichen tonnenförmige Rumpfhecksektion eines Flugzeugs mit in Querebenen verlaufenden Spanten, in Längsrichtung verlaufenden Stringern und einer Außenbeplankung und mit einer im Wesentlichen horizontal verlaufenden Queröffnung für die Hindurchführung des Höhenleitwerks.The The invention relates to a connection for the height and Vertical tail adapted as a load-bearing structure, essentially barrel-shaped Fuselage rear section of an aircraft with transverse planes Frames, in longitudinal direction extending stringers and a Außenbeplankung and with a substantially horizontally extending transverse opening for the passage of the Tailplane.

Die Rumpfhecksektion eines Flugzeugs, insbesondere eines Transportflugzeugs, an welcher Höhen- und Seitenleitwerk angeschlossen sind, erfordert wegen der Einleitung großer Leitwerkskräfte hohe Tragfähigkeit. Konventionelle Gestaltungen der Struktur solcher Rumpfhecksektionen orientieren sich an der traditionellen Stringer-Spant-Außenhaut-Bauweise mit lokaler Lasteinleitung der Leitwerkskräfte. Diese lokalen Lasteintragungen führen zu erheblichen lokalen Spannungserhöhungen, insbesondere am Rumpfausschnitt des Höhenleitwerks und bedingen dadurch erhebliche Materialstärken und dadurch wiederum erhebliches Mehrgewicht. Ein zu schweres Rumpfheck hat darüber hinaus noch den Nachteil einer Verlagerung des Schwerpunktes des Flugzeugs nach hinten. Dadurch verschlechtert sich die statische Stabilität des Flugzeugs. Die erforderliche Kompensation wäre eine Verschiebung der Tragflächen oder des Auftriebspunktes nach hinten, was wiederum eine Verkleinerung des „aerodynamischen Hebels" zu den Leitwerken zur Folge hätte. Durch diese Verkleinerung des Hebels würden größere Leitwerksflächen gebraucht um die Manövrierbarkeit des Flugzeugs beizubehalten, womit sich als Konsequenz wieder eine Erhöhung der Leitwerkskräfte und damit eine Verstärkung und Erhöhung des Gewichts der Struktur der Rumpfsektion ergäbe.The Hull rear section of an aircraft, in particular a transport aircraft, at which altitude and vertical tail are required because of the introduction greater Steering forces high Load capacity. Conventional designs of the structure of such hull rear sections are based on the traditional Stringer-Span outer skin construction with local load transfer of the tail unit. These local load entries lead to significant local voltage increases, especially on the fuselage section of the tailplane and thereby condition considerable material thicknesses and This in turn considerable additional weight. Too heavy a hatchback has about it addition, the disadvantage of a shift of the center of gravity of Plane to the rear. This degrades the static stability of the plane. The required compensation would be a shift in the wings or the buoyancy point to the rear, which in turn a reduction of the "aerodynamic Levers "to the tail units would result. By this reduction of the lever would used larger tail surfaces about maneuverability of the aircraft, bringing a consequence as a consequence increase the tail unit and thus a reinforcement and increase the weight of the structure of the fuselage section.

Die WO 2004/089727 A1 beschreibt eine Sicherheitszelle, u.a. geeignet für Flugzeuge. Sie besteht aus einem aus mindestens drei geschlossenen, einander durchdringenden, biegesteif ausgeführten Rahmenebenen aufgebauten Rahmen. Die drei Rahmenebenen sind kraftschlüssig miteinander verbunden und bilden drei einander schneidende Ebenen. Mindestens eine der Rahmenebenen ist horizontal angeordnet und als lasttragende Ebene ausgebildet. In mindestens einer der Rahmenebenen ist ein als Kraftträger ausgeführter Druckring bzw. -ellipse biegesteif und kraftschlüssig angeordnet. Alternativ können zwei einander durchdringende, miteinander kraftschlüssig verbundene und einen vorzugsweise rechten Winkel einschließende Streben vorgesehen sein.The WO 2004/089727 A1 describes a security cell, i.a. suitable for airplanes. It consists of one of at least three closed, one another penetrating, rigidly executed frame levels built Frame. The three frame levels are positively connected with each other and form three intersecting planes. At least one of Frame levels are arranged horizontally and as a load-bearing level educated. In at least one of the frame planes is a pressure ring designed as a force carrier or ellipse arranged rigid and non-positive. alternative can two interpenetrating, mutually connected and a preferably right angle enclosing struts may be provided.

Für den Anschluss eines Seitenleitwerks an einen Flugzeugrumpf ist in der DE 197 19 915 A1 eine Bolzenverbindung offenbart, die durch einen Exzenterbolzen mit einer Exzenterbuchse hergestellt wird.For connecting a rudder to a fuselage is in the DE 197 19 915 A1 discloses a bolt connection which is made by an eccentric with an eccentric bushing.

Die DE 44 04 810 A1 beschreibt ein Rumpfheck für ein Verkehrsflugzeug, wobei das Höhenleitwerk und das Seitenleitwerk am Rumpfheck angeschlossen sind. Das Höhenleitwerk durchdringt das Rumpfheck im Bereich zweier Spante, die das Seitenleitwerk tragen.The DE 44 04 810 A1 describes a fuselage tail for a commercial aircraft, the tailplane and the rudder are connected to the fuselage tail. The horizontal stabilizer penetrates the fuselage tail in the area of two ribs that carry the vertical stabilizer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Rumpfhecksektion eines Flugzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, dass durch eine räumliche Strukturgestaltung eine möglichst gewichtsoptimale Verteilung der von den Leitwerken eingeleiteten Kräfte über die gesamte Struktur erfolgt. Hierdurch werden die inneren Lasten minimiert, Spannungsspitzen vermieden und dementsprechend Baugewicht für die Strukturelemente und die Gesamtstruktur eingespart.task Therefore, it is the fuselage rear section of the present invention of an aircraft according to the preamble of patent claim 1 in such a way that by a spatial Structure design one possible Weight-optimized distribution of the stabilizers introduced by the tails Forces over the entire structure is done. This minimizes the internal loads, Voltage peaks avoided and accordingly building weight for the structural elements and saved the overall structure.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Rumpfhecksektion eines Flugzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die folgenden Merkmale aufweist:

a) Die Rumpfhecksektion (2) besteht aus einem in Flugrichtung (F) vorderen Seitenleitwerksabschnitt (SA) und einem hinteren Höhenleitwerksabschnitt (HA), die miteinander verbunden sind;
b) Der Höhenleitwerksabschnitt (HA) umfasst einen vorderen Endspant (40) und einen hinteren Endspant (60) mit jeweils in der Spantebene aussteifendem Tragwerk aus Versteifungsstreben (Horizontalstreben HS, Diagonalstreben DS), die quasi orthogonal zueinander ausgerichtet sind und miteinander Lastknoten (KN) ausbilden.
c) Die Endspante (40, 60) sind unter Freihaltung der trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Queröffnung für die Aufnahme des schwenkbar am hinteren Endspant (60) gelagerten Höhenleitwerkskastens (70) steif miteinander verbunden;
d) Die steife Verbindung der Endspante (40, 60) erfolgt über symmetrisch zur vertikalen Mittellängsebene der Rumpfhecksektion im oberen Bereich des Höhenleitwerksabschnitts (HA) gebildete Torsionskästen (50r, 50l) und im unteren Bereich des Höhenleitwerksabschnitts (HA) durch im wesentlichen in Flugrichtung (F) verlaufende Längsversteifungsstreben (80r, 80l), welche an Lastknoten (KN) der Endspante (40, 60) angeschlossen sind.

According to the invention this object is achieved in that the fuselage tail section of an aircraft according to the preamble of claim 1 has the following features:

a) The tail section ( 2 ) consists of a in the direction of flight (F) front rudder section (SA) and a rear horizontal tail section (HA), which are interconnected;
b) The tailplane section (HA) comprises a front end bulkhead ( 40 ) and a rear end bulkhead ( 60 ) with reinforcing struts stiffening each in the plane of the ribs (horizontal struts HS, diagonal struts DS), which are oriented quasi orthogonal to one another and form load nodes (KN) with each other.
c) The end frame ( 40 . 60 ) are under keeping the trapezoidal cross-section having transverse opening for receiving the pivotally mounted on the rear Endspant ( 60 ) mounted horizontal tailings box ( 70 ) rigidly connected;
d) The rigid connection of the end frame ( 40 . 60 ) takes place via torsion boxes formed symmetrically to the vertical central longitudinal plane of the fuselage tail section in the upper region of the horizontal tail section (HA) ( 50r . 50l ) and in the lower region of the tailplane section (HA) by longitudinally extending struts (B) extending substantially in the direction of flight (F) (US Pat. 80r . 80l ), which at load nodes (KN) of Endspante ( 40 . 60 ) are connected.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung der lasttragenden Struktur besteht in der gewichtsoptimalen, gleichmäßigeren Verteilung der eingeleiteten Hauptlasten, die durch die entsprechende Gestaltung der inneren Struktur der Rumpfhecksektion erreicht werden kann. Die hier in den Vordergrund gestellte Gestaltung des Höhenleitwerksabschnittes HA mit aussteifenden Tragwerken der Endspante und die steife Verbindung der Endspante durch Torsionskästen und an Lastknoten angeschlossene Längsversteifungsstreben ergibt insgesamt ein Maximum an Steifigkeit bei minimalem Materialeinsatz. Dabei ist der näherungsweise orthogonal gestaltete Lastpfadverlauf zu den Lastknoten besonders wirkungsvoll.The main advantage of the inventive design of the load-bearing structure consists in the weight-optimized, more uniform distribution of the introduced main loads, which correspond by the The design of the inner structure of the fuselage tail section can be achieved. The here in the foreground design of the horizontal stabilizer section HA with stiffening structures of Endspante and the rigid connection of Endspante by Torsionskästen and connected to load nodes Längsversteifungsstreben results in a maximum of rigidity with minimal use of materials. In this case, the approximately orthogonal load path profile to the load nodes is particularly effective.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Rumpfhecksektion besteht darin, dass die Torsionskästen (50r, 50l) jeweils gebildet sind aus:

a) einer horizontal liegenden, im wesentlichen Dreiecksform aufweisenden Schubwand (52),
b) einer entlang einer Längskante der horizontalen Schubwand (52) an diese angeschlossenen Vertikalschubwand (53),
c) einem im wesentlichen senkrecht zu den beiden Schubwänden (52, 53) sich erstreckenden Sektor (54) des vorderen Endspantes (40) und
d) der sich über den von den Schubwänden (52, 53) und dem Sektor (54) gebildeten Raumsektor erstreckenden Außenbeplankung (55).

A first advantageous embodiment of a fuselage tail section according to the invention is that the torsion boxes ( 50r . 50l ) are each made up of:

a) a horizontal lying, substantially triangular shape having shear wall ( 52 )
b) one along a longitudinal edge of the horizontal sliding wall ( 52 ) to this connected vertical shear wall ( 53 )
c) one substantially perpendicular to the two shear walls ( 52 . 53 ) extending sector ( 54 ) of the front Endspantes ( 40 ) and
(d) which exceeds that of the shear walls ( 52 . 53 ) and the sector ( 54 ) formed by the space sector ( 55 ).

Die erfindungsgemäße Gestaltung der Torsionskästen mit vertikalen Schubfeldern und horizontalen Schubfeldern ergibt hohe Torsionssteifigkeit des Höhenleitwerksabschnittes bei gleichzeitig effizienter Übertragung und Verteilung der Höhenleitwerkslasten, wodurch Lastspitzen und Strukturgewicht in der Außenbeplankung reduziert werden. Darüber hin aus wird durch die verbesserte Wölbbehinderung sichergestellt, dass unzulässige Verformungen und Auslenkungen der Leitwerke vermieden werden.The inventive design the torsion boxes with vertical shear fields and horizontal shear fields high torsional stiffness of the horizontal tail section with simultaneous efficient transmission and distribution of elevator loads, whereby load peaks and structural weight in the outer skin be reduced. About that is ensured by the improved vault obstruction, that inadmissible Deformations and deflections of the tail units are avoided.

Zur Gewichtsoptimierung der Torsionskästen ist es vorteilhaft, wenn die Schubwände diagonale Versteifungsstreben einschließen oder aus diagonalen Fachwerksstreben gebildet sind.to Weight optimization of Torsionskästen it is advantageous if the shear walls Include diagonal bracing struts or diagonal truss braces are formed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll das den hinteren Endspant des Höhenleitwerksabschnitts HA aussteifende Tragwerk im wesentlichen aus zwei vertikal beabstandeten Horizontalstreben und aus Diagonalstreben aufgebaut sein, die mit den Horizontalstreben Lastknoten ausbilden.In Another embodiment of the invention is intended to be the rear Endspant of the horizontal tail section HA stiffening structure consisting essentially of two vertically spaced Horizontal struts and be constructed of diagonal braces, with form the horizontal struts load nodes.

Wenn, was in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen wird, die Diagonalstreben lösbare Abschnitte aufweisen, welche die kolinear im Endspant angeordneten Achsstummel für die Lagerung des Höhenleitwerkskasten abstützen, wird bei guter Montierbarkeit der Achsstummel für die Lagerung des Höhenleitwerkskastens gleichzeitig maximale Lagersteifigkeit für das Höhenleitwerk erzielt.If, which is proposed in a further embodiment of the invention, the diagonal braces detachable Have sections which arranged the colinear in Endspant Axle stub for the storage of the elevator unit support, is with good mountability of the stub axle for the storage of the tailplane box at the same time achieves maximum bearing rigidity for the tailplane.

Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Rumpfhecksektion mit weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben.The inventive training a fuselage tail section with further advantageous embodiments is based on embodiments that are shown in the drawings.

In den Zeichnungen zeigenIn show the drawings

1 ein Transportflugzeug mit einer Rumpfhecksektion, an der Höhen- und Seitenleitwerk angeschlossen sind, 1 a transport aircraft with a fuselage tail section to which the vertical and vertical stabilizers are connected,

2 eine vergrößerte Darstellung der Rumpfhecksektion aus 2 an enlarged view of the fuselage tail section

1, wobei für die Leitwerke nur der tragende Seitenleitwerkskasten 90 und der tragende Höhenleitwerkskasten 70 gezeigt sind, 1 , wherein for the tail only the bearing vertical tail box 90 and the carrying tailplane box 70 are shown

3 einen schematischen Mittellängsschnitt durch die Rumpfhecksektion nach 2 mit der Aufteilung in einen Seitenleitwerksabschnitt SA und einen Höhenleitwerksabschnitt HA, 3 a schematic central longitudinal section through the fuselage rear section after 2 with the division into a vertical stabilizer section SA and a horizontal stabilizer section HA,

4 eine schematische Draufsicht auf eine Rumpfhecksektion 2 mit Seitenleitwerksabschnitt SA und Höhenleitwerksabschnitt HA ohne Außenbeplankung, 4 a schematic plan view of a fuselage rear section 2 with vertical stabilizer section SA and horizontal stabilizer section HA without outer skin,

5 ein Schrägbild der Struktur des Höhenleitwerksabschnittes HA entsprechend 4, 5 an oblique image of the structure of the horizontal stabilizer section HA accordingly 4 .

6 eine Ansicht in Flugrichtung F des hinteren Endspantes des Höhenleitwerksabschnittes HA, 6 a view in the direction of flight F of the rear Endspantes the tailplane section HA,

7 ein Schrägbild der gesamten Rumpfsektion mit eingesetztem Höhenleitwerkskasten in einer Ansicht entsprechend der Ansicht von 5. 7 an oblique view of the entire fuselage section with inserted tailplane box in a view corresponding to the view of 5 ,

8 eine Ansicht entgegen der Flugrichtung F des vorderen Endspants des Höhenleitwerksabschnittes HA und 8th a view opposite to the direction of flight F of the front Endspants the tailplane section HA and

9 eine Ansicht der Rumpfhecksektion entsprechend 3 mit eingesetztem Höhenleitwerkskasten. 9 a view of the fuselage tail section accordingly 3 with inserted tailplane box.

Das in 1 im Schrägbild dargestellte Transportflugzeug 1 weist zur Anbindung des Höhenleitwerks 7 und des Seitenleitwerks 9 eine dafür erfindungsgemäß gestaltete Rumpfhecksektion 2 auf.This in 1 in oblique view transport plane 1 points to the connection of the tailplane 7 and the vertical tail 9 a designed according to the invention Hull rear section 2 on.

In 2 ist die Rumpfhecksektion 2 im Schrägbild in Außenansicht dargestellt, wobei eine Außenbeplankung mit 8 bezeichnet ist, welche den Seitenleitwerksabschnitt SA und den Höhenleitwerksabschnitt HA umfasst. Vom Seitenleitwerk 9 ist nur der tragende Seitenleitwerkskasten 90 gezeigt, der an Anschlussbeschlägen 21, 41 befestigt ist. Auch vom Höhenleitwerk 7 ist nur der tragende Höhenleitwerkskasten 70 gezeigt, dessen Schwenkachse 76 strichpunktiert angedeutet ist. Die Blickrichtung in 2 in das Innere der Rumpfhecksektion 2 entgegen der Flugrichtung F zeigt auch den vorderen Endspant 20 des Seitenleitwerksabschnittes SA und den vorderen Endspant 40 des Höhenleitwerksabschnittes HA sowie nicht näher bezeichnete, dazwischen angeordnete Spante.In 2 is the fuselage tail section 2 shown in an oblique view in an outer view, with an outer panel with 8th is designated, which comprises the rudder section SA and the tailplane section HA. From the vertical tail 9 is only the vertical tailplane box 90 shown at the connection fittings 21 . 41 is attached. Also from the elevator 7 is only the carrying tailplane box 70 shown, the pivot axis 76 indicated by dash-dotted lines. The line of sight in 2 in the interior of the fuselage section 2 opposite to the direction of flight F also shows the front Endspant 20 the rudder section SA and the front Endspant 40 the horizontal stabilizer section HA and unspecified, arranged therebetween rib.

Die in 3 dargestellte Mittellängsansicht der Rumpfhecksektion 2 zeigt deren Aufteilung in den vorderen Seitenleitwerksabschnitt SA und den hinteren Höhenleitwerksabschnitt HA, die beide miteinander steif verbunden sind.In the 3 illustrated central longitudinal view of the fuselage rear section 2 shows their division into the front vertical stabilizer section SA and the rear horizontal stabilizer section HA, which are both rigidly connected to each other.

Der Höhenleitwerksabschnitt HA umfasst einen vorderen Endspant 40 und einen hinteren Endspant 60. Die beiden Endspante sind unter Freihaltung einer trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Queröffnung für die Aufnahme des schwenkbar am hinteren Endspant 60 an Achsstummeln 61 zu lagernden Höhenleitwerkskastens steif miteinander verbunden und zwar im oberen Bereich des Höhenleitwerksabschnitts HA durch symmetrisch zur vertikalen Mittellängsebene der Rumpfhecksektion angeordnete Torsionskästen 50 und im unteren Bereich durch ebenfalls symmetrisch zur vertikalen Mittellängsebene der Rumpfhecksektion verlaufende Längsversteifungsstreben 80.The tailplane section HA comprises a front end bulkhead 40 and a rear end bulkhead 60 , The two end frames are under the provision of a trapezoidal cross-section having transverse opening for receiving the pivotally mounted on the rear Endspant 60 on stub axles 61 to be stored horizontal stabilizer box rigidly connected to each other and indeed in the upper part of the tailplane section HA by arranged symmetrically to the vertical central longitudinal plane of the fuselage tail section torsion boxes 50 and in the lower area by also longitudinally stiffening struts which are likewise symmetrical to the vertical central longitudinal plane of the fuselage tail section 80 ,

Die Gestaltung der Torsionskästen 50 wird anhand der 4, 5 und 7 weiter erläutert. Jeder der Torsionskästen 50r und 50l wird gebildet aus einer horizontal liegenden, im wesentlichen Dreiecksform aufweisenden Schubwand 52 (siehe 5), sowie einer entlang der Längskante der horizontalen Schubwand 52 an diese angeschlossenen Vertikalschubwand 53 (4 und 5). Wie am besten aus der Draufsicht gemäß 4 zu ersehen, verlaufen die Vertikalschubwände 53r, 53l im wesentlichen in Flugrichtung mit geringer Neigung nach hinten außen. Weiterhin werden die Torsionskästen 50r, 50l durch jeweils im wesentlichen senkrecht zu den beiden Schubwänden 52, 53 sich erstreckende Sektoren 54r und 54l des vorderen Endspantes 40 gebildet und durch die jeweilige Außenbeplankung 55, die sich über den von den Schubwänden 52, 53 und dem Sektor 54 gebildeten Raumsektor erstreckt, ergänzt. In 5 ist die Beplankung 55l aufgebrochen dargestellt und der Torsionskasten 50r mit aufgebrachter Beplankung. Die Schubwände 52, 53 schließen jeweils Versteifungsstreben 57 ein oder werden aus Fachwerksstreben 56 gebildet (vergl. 5).The design of the torsion boxes 50 is determined by the 4 . 5 and 7 further explained. Each of the torsion boxes 50r and 50l is formed from a horizontally disposed, substantially triangular shape having shear wall 52 (please refer 5 ), as well as one along the longitudinal edge of the horizontal shear wall 52 to this connected vertical shear wall 53 ( 4 and 5 ). As best from the top view 4 to see, run the vertical push walls 53r . 53l essentially in the direction of flight with a slight inclination to the rear outside. Furthermore, the torsion boxes 50r . 50l through each substantially perpendicular to the two shear walls 52 . 53 extending sectors 54r and 54l of the front Endspantes 40 formed and by the respective outer planking 55 that are above that of the push walls 52 . 53 and the sector 54 space sector, supplemented. In 5 is the planking 55l shown broken and the torsion box 50r with applied planking. The shear walls 52 . 53 close each stiffening struts 57 one or are from timber struts 56 formed (see. 5 ).

Die Gestaltung des den hinteren Endspant 60 aussteifenden Tragwerks mit zwei vertikal beabstandeten Horizontalstreben 64, 66 und den Diagonalstreben 63, 65, die mit den Horizontalstreben 64, 66 Lastknoten KN ausbilden, ist am deutlichsten den 5 und 6 zu entnehmen. Durch die Ausbildung der Diagonalstreben 63, 65 mit lösbaren Abschnitten 67 für die Abstützung der Achsstummel 61r, 61l für die Lagerung des Höhenleitwerkskastens 70 stellt sicher, dass sowohl eine optimale Lastverteilung im Tragwerk möglich ist als auch eine gute Montierbarkeit der Achsstummel.The design of the rear end bulkhead 60 stiffening structure with two vertically spaced horizontal struts 64 . 66 and the diagonal struts 63 . 65 that with the horizontal struts 64 . 66 Training load nodes KN is the clearest 5 and 6 refer to. By training the diagonal struts 63 . 65 with detachable sections 67 for supporting the stub axle 61r . 61l for the storage of the tailplane box 70 Ensures that both optimal load distribution in the structure is possible as well as a good mountability of the stub axle.

Die Gestaltung des vorderen Endspants 40 des Höhenleitwerksabschnittes HA ergibt sich aus 8. Der obere Bereich des vorderen Endspants 40 weist durch obere Versteifungsstreben 43r, 43l, die im wesentlichen orthogonal zueinander gerichtet sind und sich in einem Lastknoten treffen, V-förmige Kontur auf, wobei die oberen Enden der V-Schenkel mit weiteren im wesentlichen vertikal ausgerichteten Versteifungsstreben 45 obere Lastknoten 44 ausbilden, in denen Seitenleitwerksbeschläge 41r, 41l befestigt sind. Die Seitenleitwerksbeschläge 41r, 41l sind nach oben mit An schlussaugen für die Befestigungsbolzen des Seitenleitwerkskastens 90 versehen und weisen nach unten offene V-förmige, zur Befestigung an den oberen Versteifungstreben 43 angepasste Winkelstummel 42 auf. Durch diese Ausgestaltung können die extrem hohen Kräfte aus den Seitenleitwerksanschlüssen besonders günstig in die Struktur des Höhenleitwerksabschnittes der Rumpfhecksektion eingeleitet werden. Eine weitere Funktion der Seitenleitwerksbeschläge 41 besteht darin, dass durch Queranschlussaugen 92 für die Befestigung von Querkraftlaschen 91 des Seitenleitwerkskastens 90 eine gute Querkrafteinleitung erreicht wird. Die Querkraftlaschen 91 sind mit ihren jeweils anderen Enden an einen Mittelsteg 95 des Seitenleitwerkskastens 90 befestigt.The design of the front Endspants 40 of the tailplane section HA results 8th , The upper area of the front end frame 40 points through upper stiffening struts 43r . 43l , which are directed substantially orthogonal to each other and meet in a load node, V-shaped contour, wherein the upper ends of the V-legs with further substantially vertically oriented stiffening struts 45 upper load nodes 44 train in which vertical stabilizer fittings 41r . 41l are attached. The vertical stabilizer fittings 41r . 41l are upwards with connection eyes for the fastening bolts of the rudder box 90 provided and have downwardly open V-shaped, for attachment to the upper stiffening struts 43 adjusted angle stub 42 on. With this configuration, the extremely high forces from the rudder connections can be introduced particularly favorably into the structure of the tailplane section of the fuselage tail section. Another function of the vertical stabilizer fittings 41 is that through cross connection eyes 92 for the attachment of lateral force plates 91 the rudder box 90 a good lateral force introduction is achieved. The transverse force plates 91 are with their other ends to a center bar 95 the rudder box 90 attached.

Wie in 9 gezeigt, erfolgt eine steife Verbindung von Seitenleitwerksabschnitt SA und Höhenleitwerksabschnitt HA vorteilhaft dadurch, dass der vordere Endspant 40 des Höhenleitwerksabschnitts HA gleichzeitig hinterer Endspant des Seitenleitwerksabschnitts ist. Ein vorzugsweise in Flugrichtung F kräfteübertragendes Stützelement 30 ist zwischen den Endspanten 20 und 40 eingesetzt und zwar so, dass es sich an den oberen Lastknoten 44 des Spantes 40 und optional an weiteren Lastknoten KN der Endspante 20, 40 abstützt. Das Stützelement 30 ist mit räumlich geneigten Diagonalstreben 32 ausgebildet und weist eine im wesentlichen horizontal verlaufende Grundplatte 34 auf (vergl. 4). Die Grundplatte 34 des Stützelements 30 trägt ein Stützlager 35 für die Gelenkspindel 72 des Höhenleitwerks 78 (siehe 9). In 9 ist die eine Endposition des schwenkbaren Höhenleitwerkskastens 70 dargestellt.As in 9 shown, a stiff connection of rudder section SA and horizontal stabilizer HA advantageously takes place in that the front Endspant 40 of the tailplane section HA is simultaneously the rear end bulkhead of the vertical stabilizer section. A preferably in the direction of flight F forces transmitting support element 30 is between the end frames 20 and 40 used in such a way that it is at the upper load node 44 of the spantes 40 and optionally at further load nodes KN of the Endspante 20 . 40 supported. The support element 30 is with spatially inclined diagonal struts 32 formed and has a substantially horizontally extending base plate 34 on (comp. 4 ). The base plate 34 of the support element 30 carries a support bearing 35 for the joint spindle 72 of the horizontal stabilizer 78 (please refer 9 ). In 9 is the one end position of the pivotable tailplane box 70 shown.

Claims

Adapted for connection to the vertical stabilizer and vertical stabilizer designed as a load-bearing structure, substantially barrel-shaped fuselage tail section of an aircraft with extending in transverse planes frames, extending in the longitudinal direction stringers and a Außenbeplankung and with a substantially horizontally extending transverse opening for the passage of the tailplane, characterized by the following features, (a) the fuselage tail section ( 2 ) consists of a in the direction of flight (F) front rudder section (SA) and a rear horizontal tail section (HA), which are interconnected; b) The tailplane section (HA) comprises a front end bulkhead ( 40 ) and a rear end bulkhead ( 60 ) with reinforcing struts stiffening each in the plane of the ribs (horizontal struts HS, diagonal struts DS), which are oriented quasi orthogonal to one another and form load nodes (KN) with each other. c) The end frame ( 40 . 60 ) are under keeping the trapezoidal cross-section having transverse opening for receiving the pivotally mounted on the rear Endspant ( 60 ) mounted horizontal tailings box ( 70 ) rigidly connected; d) The rigid connection of the end frame ( 40 . 60 ) takes place via torsion boxes formed symmetrically to the vertical central longitudinal plane of the fuselage tail section in the upper region of the horizontal tail section (HA) ( 50r . 50l ) and in the lower region of the tailplane section (HA) by longitudinally extending struts (B) extending substantially in the direction of flight (F) (US Pat. 80r . 80l ), which at load nodes (KN) of Endspante ( 40 . 60 ) are connected.

Fuselage rear section of an aircraft according to claim 1, characterized in that the torsion boxes ( 50r . 50l ) are each formed from: a) a horizontal lying, substantially triangular shape having shear wall ( 52 ), b) one along a longitudinal edge of the horizontal shear wall ( 52 ) to this connected vertical shear wall ( 53 ), c) one substantially perpendicular to the two shear walls ( 52 . 53 ) sector ( 54 ) of the front Endspantes ( 40 ) and d) which exceeds that of the shear walls ( 52 . 53 ) and the sector ( 54 ) formed by the space sector ( 55 ).

Fuselage tail section of an aircraft according to claim 2, characterized in that the shear walls ( 52 . 53 ) diagonal bracing struts ( 57 ) or from diagonal trusses ( 56 ) are formed.

Fuselage tail section of an aircraft according to claims 1 to 3, characterized in that the rear Endspant ( 60 ) stiffening structure essentially of two vertically spaced horizontal struts ( 64 . 66 ) and diagonal struts ( 63 . 65 ), with the horizontal struts ( 64 . 66 ) Load node (KN) form, is constructed.

A fuselage tail section of an aircraft according to claims 1 to 4, characterized in that the diagonal struts ( 63 . 65 ) have detachable sections, which are the colinear in Endspant ( 60 ) arranged stub axle ( 61R . 61L ) for the storage of the tailplane box ( 70 ).

A fuselage tail section of an aircraft according to claims 1 to 5, characterized in that the front end bulkhead ( 40 ) of the horizontal stabilizer section (HA) at the same time rear Endspant the rudder section (SA) and in the upper loading rich by upper stiffening struts ( 43R . 43L ) V-shaped contour, wherein the ends of the V-legs with further stiffening struts ( 45 ) a pair of upper load nodes ( 44R . 44L ) in which vertical stabilizers ( 41R . 41L ) are attached.

Fuselage tail section of an aircraft according to claims 1 to 5, characterized in that the vertical stabilizer fittings 41 ), as known per se, attachment eyes for fastening bolts of the vertical stabilizer ( 9 ) and downwardly as an open V-shaped, for attachment to the upper stiffening struts ( 43 ) adapted angle stub ( 42 ) are formed.

Fuselage tail section of an aircraft according to claims 1 to 7, characterized in that the vertical stabilizer fittings ( 41 ) Cross connection eyes ( 92 ) for the attachment of transverse force plates ( 91R . 91L ) of the rudder box ( 90 ) exhibit.

A fuselage tail section of an aircraft according to claims 1 to 8, characterized in that between the end frames ( 20 . 40 ) of the rudder section (SA) a preferably in the direction of flight (F) forces transmitting support element ( 30 ), which is located at the upper load node ( 44 ) and optionally at further load nodes (KN) of the end frame ( 20 . 40 ) is supported.

Fuselage rear section of an aircraft according to claim 9, characterized in that the support element ( 30 ) with spatially inclined diagonal struts ( 32 ) is trained.

A fuselage rear section of an aircraft according to claim 9 or claim 10, characterized in that the support element ( 30 ) a substantially horizontally extending base plate ( 34 ) having.

Fuselage rear section of an aircraft according to claim 11, characterized in that on the base plate ( 34 ) the support bearing ( 35 ) for the pivot spindle ( 72 ) of the tailplane box ( 70 ) connected.

Fuselage tail section of an aircraft according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that subregions of the end frame ( 20 . 40 . 60 ) are stiffened by shear walls.

Hull rear section of an aircraft after one or several of the claims 1 to 13, characterized in that individual structural elements and / or the whole structure made of light metal or fiber reinforced material can be built.