DE102005025004A1

DE102005025004A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter Flugzeugen

Info

Publication number: DE102005025004A1
Application number: DE102005025004A
Authority: DE
Inventors: Feng Dr.-Ing. Bao
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-06-02
Also published as: DE102005025004B4

Abstract

Zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln (19) in Wirbelschleppen hinter von einer Rollbahn (2) startenden oder auf dieser landenden Flugzeugen (1) werden die Hauptwirbel (18) durch umlaufende Luftströmungen (17, 18) mit zu den Hauptwirbeln gegenläufigen Drehrichtungen gestört. Dazu wird an dem von den Flugzeugen (1) überflogenen Ende der Rollbahn (2) in zwei einander über eine Bahnmittelebene (12) der Rollbahn (2) gegenüberliegenden und von dieser Bahnmittelebene (11) beabstandeten Bereichen Luft in den Boden (14) eingesaugt und in zwei anderen, näher an der Bahnmittelebene (11) liegenden Bereichen wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter von einer Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugen, wobei die Hauptwirbel der Wirbelschleppen durch umlaufende Luftströmungen mit zu den Hauptwirbeln gegenläufigen Drehrichtungen gestört werden. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter von einer Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugen, mit Störeinrichtungen, die umlaufende Luftströmungen mit zu den Hauptwirbeln der Wirbelschleppen gegenläufigen Drehrichtungen hervorrufen.

Wirbelschleppen entstehen aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten bei jedem Flugzeug, das Auftrieb erzeugende Tragflügel besitzt. Der Auftrieb beruht auf einem Unterdruck unter den Tragflügeln und einem Überdruck über den Tragflügeln. Um die Spitzen der Tragflügel herum findet ein Druckausgleich statt, dass heißt es tritt eine Luftströmung von der Unterseite der Tragflügel auf die Oberseite der Tragflügel auf. Diese Luftströmung erzeugt einen starken Randwirbel, der hier als einer der Hauptwirbel der Wirbelschleppe eines Flugzeugs bezeichnet wird. Ein vorwärts fliegendes Flugzeug zieht eine Wirbelschleppe aus zwei gegenläufig zueinander umlaufenden Luftmassen hinter sich her, die jeweils mit kleinen Tornados verglichen werden können, deren Rotationsachse horizontal statt vertikal verläuft. Dabei treten leicht Strömungsgeschwindigkeiten von deutlich über 60 km/h und sogar bis zu 200 km/h auf.

Fliegt ein nachfolgendes Flugzeug in die Wirbelschleppe eines voraus fliegenden Flugzeugs ein, so können aufgrund dieser Strömungsgeschwindigkeiten starke aerodynamische Kräfte auf das nachfolgende Flugzeug auftreten, die von dem Piloten des nachfolgenden Flugzeugs nur mit großer Mühe ausgeglichen werden können. Da eine Wirbelschleppe unsichtbar ist, gefährdet sie insbesondere nachfolgende Flugzeuge kleiner und mittlerer Größe stark, wie einige schwere Unfälle bei Passagierflugzeugen gezeigt haben, die auf die Auswirkungen von Wirbelschleppen voraus fliegender Flugzeuge zurückzuführen sind.

In der Praxis versucht man die Gefahren durch Wirbelschleppen einzudämmen, indem ein Mindestabstand zwischen aufeinander folgenden startenden und landenden Flugzeugen eingehalten wird. Dieser liegt aktuell bei zwei Minuten. Dieser Mindestabstand schränkt die Kapazität von Flughäfen stark ein. Dennoch steht zur Diskussion, den Mindestabstand zwischen startenden und landenden Großflugzeugen, die aufgrund ihrer größeren Gesamtmasse einen größeren Auftrieb benötigen und entsprechend Wirbelschleppen mit Hauptwirbeln größerer Zirkulation erzeugen, noch weiter zu erhöhen. Hierdurch würde die durch Großflugzeuge angestrebte Kapazitätssteigerung von Flughäfen zumindest teilweise kompensiert. Es besteht daher ein Bedürfnis nach Abminderung der Zirkulation von Wirbelschleppen hinter startenden und landenden Flugzeugen, um die Kapazität von Flughäfen zu steigern.

Aus der DE 199 09 190 A1 und der DE 199 50 403 A1 sind Verfahren und Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei denen an dem Flugzeug Störeinrichtungen vorgesehen sind, um Störwirbel mit zu den Hauptwirbeln der Wirbelschleppen gegenläufigen Drehrichtungen hervorzurufen. Hierdurch sollen die Hauptwirbel instabilisiert werden, damit die in ihnen innewohnende Energie schneller dissipiert wird. Das grundsätzliche physikalische Problem besteht jedoch darin, dass an einem Flugzeug zu den Hauptwirbeln gegenläufige Störwirbel nur mit einer begrenzten Zirkulation hervorgerufen werden können. Überdies wirken Störeinrichtungen zur Erzeugung von Störwirbeln nur an solchen Flugzeugen, die mit entsprechenden Störeinrichtungen ausgestattet sind. Wichtig wäre es jedoch, Maßnahmen zum Abmindern der Zirkulation der Hauptwirbel in den Wirbelschleppen hinter beliebigen Flugzeugen bereitzustellen.

Es ist schon seit längerem bekannt, dass ein Ausgleich zwischen der axialen Geschwindigkeit und der Umfangsgeschwindigkeit von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter Flugzeugen durch einen Druckgradienten vermittelt wird, siehe Batchelor, G. K., 1964: "Axial flow in trailing line vortices" J. Fluid Mech., Band 20, Teil 4, Seiten 645–658. Eine Veränderung in der Umfangsgeschwindigkeit eines Wirbels führt zu einem axialen Druckgradienten sowie zu einer axialen Beschleunigung. Soweit diese Einflüsse auf einen Wirbel stark genug sind, wird eine spiralförmige Instabilität ausgelöst, die sich entlang der Achse des Wirbels ausbreitet (siehe Olsen, J. H., 1970: "Flow-field Visualization in Aircraft Wake Vortex Research", Aircraft Wake Turbulence and its Detection, Proceedings of a Symposium on Aircraft Wake Turbulence, Seattle, Washington, 1. bis 3. September 1970, Seiten 455–472, und Bao, F., Vollmers, H., Mattner, H. 2003: "Experimental study on controlling wake vortex in water-towing-tank",_ ICIASF2003 Procedings, August 25–29, Göttingen, Germany, Seiten 214–223). Diese spiralförmige Instabilität ist aufgrund ihrer niedrigen Ausbreitungsgeschwindigkeit für die Anwendung an Bord von Flugzeugen selbst ungeeignet. Es wurde jedoch bereits gezeigt (Bao, F.; Vollmers, H., siehe oben), dass mit einer solchen spiralförmigen Instabilität grundsätzlich etwa 40 % der Gesamtzirkulation einer Wirbelschleppe binnen kurzer Zeit abgebaut werden können.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren oder eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit denen es möglich ist, die Zirkulation von Wirbelschleppen hinter beliebigen von einer Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugen abzumindern.

LÖSUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. Die abhängigen Ansprüche 8 bis 13 betreffen bevorzugte Ausführungsformen der neuen Vorrichtung.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei dem neuen Verfahren werden die Hauptwirbel einer Wirbelschleppe nicht am Ort ihres Entstehens sondern an einem gegenüber dem sich bewegenden Flugzeug festen Ort an der jeweiligen Rollbahn im Sinne einer Reduzierung ihrer Zirkulation beeinflusst. Zu diesem Zweck wird in zwei einander über eine Bahnmittelebene der Rollbahn gegenüberliegenden und von dieser Bahnmittelebene beabstandeten Bereichen Luft in den Boden eingesaugt und in zwei anderen, näher an der Bahnmittelebene liegenden Bereichen wieder aus dem Boden ausge blasen. Auf diese Weise entstehen auf beiden Seiten der Bahnmittelebene umlaufende Luftströmungen, deren Umlaufrichtungen gegenläufig zu den Umlaufrichtungen der Hauptwirbel eines von der Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugs sind. Hierdurch wird die Umfangsgeschwindigkeit am Außenumfang der Hauptwirbel hinter dem Flugzeug verändert, und so werden spiralförmige Instabilitäten in die Hauptwirbel induziert. Diese spiralförmigen Instabilitäten breiten sich entlang der Kerne der Wirbel aus, und zwar mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit, die etwa 20 % der Flugzeuggeschwindigkeit entspricht. Bei einer Geschwindigkeit des Flugzeugs von etwa 120 m/s beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der ausgelösten spiralförmigen Instabilitäten in beiden Richtungen, dass heißt sowohl in der Bewegungsrichtung des Flugzeugs als auch in der entgegen gesetzten Richtung, etwa 20 m/s. In einer Minute hat sich die spiralförmige Instabilität damit über die gesamte Start- bzw. Rollbahn und etwa 1 km in Himmelsrichtung ausgebreitet. So sorgt sie für die gewünschte Abminderung der Wirbelschleppe hinter dem Flugzeug und verhindert damit sowohl ein Übertreten der Wirbelschleppe in den Bereich benachbarter Start- bzw. Rollbahnen als auch ein langes Nachwirken der Wirbelschleppe im Luftraum.

Vorzugsweise wird die Luft an einem von den Flugzeugen überflogenen Ende der Rollbahn in den Boden eingesaugt und wieder aus dem Boden ausgeblasen. Hier sind die Flugzeuge einerseits schon bodennah, andererseits sind sie aber schon bzw. noch in der Luft, so dass die Hauptwirbel bereits bzw. noch ausgelöst werden, um deren Abminderung es hier geht. Eine enge Bodennähe der Flugzeuge über den Bereichen, in denen die Luft in den Boden eingesaugt und wieder aus diesem ausgeblasen wird, ist für das neue Verfahren nicht notwendig, da die Hauptwirbel einer Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzug in der Regel absteigen und so dem Boden auch dann näher kommen, wenn sie zunächst in größerer Entfernung zum Boden generiert wurden.

Weiter vorzugsweise wird die Luft in ebenfalls von der Rollbahnmittelebene beabstandeten Bereichen wieder aus dem Boden ausgeblasen, so dass jeder Hauptwirbel der Wirbelschleppe hinter einem Flugzeug separat durch das neue Verfahren beeinflusst wird.

Die Bereiche, in denen die Luft wieder aus dem Boden ausgeblasen wird, können insbesondere auf beiden Seiten neben der Rollbahn vorgesehen sein. Grundsätzlich können die Bereiche aber auch hinter bzw. vor der eigentlichen Rollbahn vorgesehen sein, wobei auch dann ihr seitlicher Abstand größer als die Breite der Rollbahn sein kann.

Konkret kann der mittlere Abstand der Bereiche, in denen die Luft auf beiden Seiten der Bahnmittelebene wieder aus dem Boden ausgeblasen wird, 20 bis 100 Meter betragen; vorzugsweise beträgt er 40 bis 80 Meter. Auch wenn dieser Abstand die Spannweite des jeweiligen Flugzeugs deutlich überschreitet, kann das neue Verfahren seine Wirkung auf die Hauptwirbel entfachen. Diese werden zwar zunächst mit einem seitlichen Abstand generiert, der der Spannweite des Flugzeugs entspricht, sobald sie jedoch beim Absteigen auf den Boden treffen bewegen sie sich seitwärts auseinander.

Der mittlere Abstand der Bereiche, in denen die Luft auf beiden Seiten der Bahnmittelebene eingesaugt wird, von den Bereichen, in denen die Luft wieder ausgeblasen wird, liegt typischerweise in der Größenordnung von 10 bis 20 Metern. Dies entspricht dem Durchmesser der Hauptwirbel in den Wirbelschleppen hinter größeren bis sehr großen Flugzeugen.

Es versteht sich, dass die in den Boden eingesaugten und wieder aus dem Boden ausgeblasenen Luftmengen erheblich sein müssen, um eine Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwirbel hinter dem jeweiligen Flugzeug hervorzurufen, damit die gewünschte spiralförmige Instabilität induziert wird. Es ist zwar nicht erforderlich, die gesamte Zirkulation der Hauptwirbel lokal umzulenken, was einem lokalen Totalaufbruch der Hauptwirbel entspräche. Zum Induzieren der gewünschten spiralförmigen Instabilität muss aber ein überwiegender Teil der Zirkulation von vorzugsweise mehr als 60 % umgelenkt werden. Dies ist auch für größere, d. h. schwerere Flugzeuge der Fall, wenn mindestens 100 m³ Luft pro Sekunde auf jeder Seite der Bahnmittelebene eingesaugt und wieder ausgeblasen werden. Vorzugsweise sind die umgewälzten Luftmengen auf jeder Seite der Bahnmittelebene mehr als doppelt so groß. Konkret können sie bei 300 m³/s liegen, um auch die Zirkulation der Hauptwirbel in den Wirbelschleppen hinter sehr großen Flugzeugen im Wesentlichen umzulenken.

Bevorzugt ist es bei dem neuen Verfahren, wenn die gegenläufigen Luftströmungen zum Stören der Hauptwirbel der Wirbelschleppe erst dann durch Einsaugen von Luft in den Boden und wieder Ausblasen der Luft aus dem Boden hervorgerufen werden, wenn das Flugzeug das jeweilige Ende der Start- bzw. Rollbahn bereits überquert hat. So wird verhindert, dass das Flugzeug in der Luft durch die Luftströmungen destabilisiert wird. Wenn es für das Hervorrufen der Luftströmungen einer Anlaufzeit von beispielsweise einigen Sekunden bedarf, ist dies unschädlich, da es nicht entscheidend ist, dass die Luftströmungen direkt hinter dem Flugzeug mit maximalem Luftdurchsatz auf die Hauptwirbel der Wirbelschleppe einwirken.

Bei der neuen Vorrichtung weisen die Störeinrichtungen zum Hervorrufen der Luftströmungen mit den zu den Hauptwirbeln der Wirbelschleppe gegenläufigen Drehrichtungen im Boden angeordnete Gebläsemittel auf, die Luft in auf beiden Seiten von der Bahnmittelebene beabstandeten Bereichen in den Boden einsaugen und in näher an der Bahnmittelebene liegenden Bereichen wieder aus den Boden ausblasen.

Konkret können die Gebläsemittel an einem Ende der Rollbahn ein zentrales oder auf jeder Seite der Bahnmittelebene jeweils ein separates Gebläse aufweisen. Es können auch Gebläsemittel an beiden Enden einer Rollbahn vorgesehen sein, wenn diese beispielsweise in unterschiedlichen Richtungen benutzt oder sowohl als Start- oder Landebahn verwendet wird. Entsprechend sind dann an den beiden Enden der jeweiligen Rollbahn insgesamt zwei oder vier Gebläse im Boden vorgesehen.

Als Gebläse mit für die Umsetzung der vorliegenden Erfindung geeigneten Durchsatzleistungen sind beispielsweise stationär im Boden montierte Flugzeugtriebwerke geeignet. Dabei kann es sich um gebrauchte Flugzeugtriebwerke handeln. Geeignet wären zum Beispiel umfangreich vorhandene Turbofan-Triebwerke der Serie CFM56. So würde ein Turbofan-Triebwerk CFM56-5C problemlos die notwendige Durchsatzleitung bereitstellen, um auch die Hauptwirbel in einer Wirbelschleppe hinter einem Flugzeug mit einer Masse von 500 t aufzubrechen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der gesamten Beschreibung. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche abweichend von den gewählten Rückbeziehungen ist ebenfalls möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungsfiguren dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
1 zeigt ein eine Rollbahn anfliegendes Flugzeug, wobei die Rollbahn mit Vorrichtungen zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter Flugzeugen ausgestattet ist.
2 zeigt einen Querschnitt durch eine der Vorrichtungen gemäß 1 in einer ersten Ausführungsform, wobei ein darüber hinweg fliegendes Flugzeug angedeutet ist; und
3 zeigt einen Querschnitt durch eine der Vorrichtungen gemäß 1 in einer zweiten Ausführungsform, wobei ebenfalls ein darüber hinweg fliegendes Flugzeug angedeutet ist.
FIGURENBESCHREIBUNG
1 skizziert den Landeanflug eines Flugzeug 1 auf eine Rollbahn 2. An beiden Enden 3 und 4 der Rollbahn 2 sind Vorrichtungen 5 vorgesehen, um die Zirkulation einer Wirbelschleppe 6 hinter dem Flugzeug 1 abzumindern. An dem Ende 3 liegt die Vorrichtung 5 neben der Rollbahn 2, an dem anderen Ende 4 liegt sie in der Bewegungsrichtung 20 des Flugzeugs 1 hinter der Rollbahn 2. Die Wirbelschleppe 6 hinter dem Flugzeug 1 besteht im Wesentlichen aus zwei Hauptwirbeln 7, die von den Flügelspitzen 8 der Tragflügel 9 des Flugzeugs 1 ausgehen. Von einem Control-Tower 10 wird jeweils die Vorrichtung 5 aktiviert, die von dem Flugzeug 1 beim Landen auf der Rollbahn 2 gerade überflogen wurde. Dies ist gemäß 1 die Vorrichtung 5 an dem Ende 3 der Rollbahn 2. Wenn die Rollbahn 2 auch als Rollbahn verwendet wird, wobei ein startendes Flugzeug dieselbe Bewegungsrichtung 20 wie das gemäß 1 landende Flugzeug 1 aufweist, würde hinter dem startenden Flugzeug 1 von dem Control-Tower 10 aus die Vorrichtung 5 an dem Ende 4 der Rollbahn 2 aktiviert.
2 skizziert eine erste Ausführungsform einer der Vorrichtungen 5 gemäß 1, wobei es sich um die Vorrichtung 5 an dem Ende 3 der Rollbahn 2 handeln kann. Die Vorrichtung 5 weist auf beiden Seiten einer Bahnmittelebene 11 der Rollbahn 2 eine Einsaugöffnung 12 und eine Ausblasöffnung 13 im Boden 14 auf. Dabei sind die Einsaugöffnungen 12 und die Ausblasöffnungen 13 auf beiden Seiten der Bahnmittelebene 11 symmetrisch zu der Bahnmittelebene 11 angeordnet. Die Einsaugöffnungen 12 sind dabei von der Bahnmittelebene 11 weiter entfernt als die Ausblasöffnungen 13. Auch die Einsaugöffnungen liegen aber noch jenseits von Rollbahnrändern 21 der Rollbahn 2. Die Einsaugöffnungen 12 und die Ausblasöffnungen 13 auf jeder Seite der Längsmittelebene 11 sind jeweils durch einen Luftkanal 15 miteinander verbunden, in dem ein Gebläse 16 angeordnet ist. Das Gebläse 16 kann auf einem Flugzeugtriebwerk basieren, um relativ große Luftmengen durchzusetzen. Das durch Pfeile 17 und 18 angedeutete Einsaugen von Luft in den Boden 14 und wieder Ausblasen der Luft aus dem Boden 14 dient zur Instabilisierung der Hauptwirbel 7 der Wirbelschleppe 6 hinter dem Flugzeug 1 gemäß 1. In 2 ist die Zirkulation der Hauptwirbel 7 durch Pfeile 19 angedeutet, die für die Umfangsgeschwindigkeit der Hauptwirbel 7 gemäß 1 stehen. Diese Umfangsgeschwindigkeit wird durch die Vorrichtung 5 im unteren Teil der Hauptwirbel so stark geändert, dass eine spiralförmige Instabilität in die Hauptwirbel induziert wird. In Bezug auf die hierfür scheinbar fehlende Abstimmung des Abstands der Einsaugöffnungen 12 und der Ausblasöffnungen 13 auf beiden Seiten der Längsmittelebene 11 auf die Spannweite des Flugzeugs 1 ist zu berücksichtigen, dass sich die Hauptwirbel hinter dem Flugzeug 1 zuerst zusammen abwärts und dann bei Kontakt mit dem Boden 14 seitwärts auseinander bewegen und so sicher in die Einflussbereiche der Vorrichtung 5 auf beiden Seiten der Rollbahn 2 gelangen. Danach können sich die Hauptwirbel aufgrund der induzierten Instabilitäten jedoch nicht mehr weiter seitlich bewegen, so dass ihr Übertritt in den Bereich benachbarter Rollbahnen vorteilhafterweise verhindert wird.
Die Ausführungsform der Vorrichtung 5 gemäß 3, bei der es sich um die Vorrichtung 5 an dem Ende 4 der Rollbahn 2 gemäß 1 handeln kann, unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 2 dadurch, dass statt zweier separater Gebläse 16 ein einziges Gebläse 16 vorgesehen ist, wobei Luftkanäle 15 von den Luftansaugöffnungen 12 an dem Gebläse 16 zusammengeführt sind und sich anschließend zu den Luftausblasöffnungen 13 auf beiden Seiten der Bahnmittelebene 11 wieder teilen. Das Gebläse 16 kann auch hier auf einem Flugzeugtriebwerk basieren.
Geeignet als Gebläse 16 in beiden Ausführungsformen der Vorrichtung 5 gemäß 2 und 3 sind beispielsweise mittelgroße Flugzeugtriebwerk, die auch gebraucht sein können. Konkret kann es sich um ein häufig eingesetztes Turbofan-Triebwerk CFM56-5C handeln, mit dem ein Luftdurchsatz von 500 m³/s realisiert werden kann. Zumindest mit zwei solcher Gebläse, z. B. in der Anordnung gemäß 2, kann auch die Zirkulation der Hauptwirbel in den Wirbelschleppen sehr großer Verkehrsflugzeuge zum überwiegenden Teil lokal umgelenkt, d. h. aufgebrochen werden, um spiralförmigen Instabilitäten zu induzieren. Die spiralförmigen Instabilitäten breiten sich in Richtung deren Achsen die Hauptwirbel entlang aus und führen so binnen vergleichsweise kurzer Zeit dazu, dass die Hauptwirbel in der Wirbelschleppe bezüglich ihrer Zirkulation insgesamt erheblich abgemindert werden.

1: Flugzeug
11: Bahnmittelebene
2: Rollbahn
12: Einsaugöffnung
3: Ende
13: Ausblasöffnung
4: Ende
14: Boden
5: Vorrichtung
15: Luftkanal
6: Wirbelschleppe
16: Gebläse
7: Hauptwirbel
17: Pfeil
8: Flügelspitze
18: Pfeil
9: Tragflügel
19: Pfeil
10: Control-Tower
20: Bewegungsrichtung
21: Rollbahnrand

Claims

Verfahren zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter von einer Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugen, wobei die Hauptwirbel der Wirbelschleppen durch umlaufende Luftströmungen mit zu den Hauptwirbeln gegenläufigen Drehrichtungen gestört werden, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei einander über eine Bahnmittelebene (12) der Rollbahn (2) gegenüberliegenden und von dieser Bahnmittelebene (11) beabstandeten Bereichen Luft in den Boden (14) eingesaugt und in zwei anderen, näher an der Bahnmittelebene (11) liegenden Bereichen wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft an einem von den Flugzeugen (1) überflogenen Ende (3, 4) der Rollbahn (2) in den Boden (14) eingesaugt und wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in ebenfalls von der Bahnmittelebene (12) beabstandeten Bereichen wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in seitlich neben der Rollbahn (2) liegenden Bereichen in den Boden (14) eingesaugt und wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Abstand der Bereiche, in denen die Luft auf beiden Seiten der Bahnmittelebene (11) wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird, 20 bis 100 Meter, vorzugsweise 40 bis 80 Meter beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Abstand der Bereiche, in denen die Luft auf beiden Seiten der Bahnmittelebene (11) in den Boden eingesaugt wird, von den Bereichen, in denen die Luft wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird, 10 bis 20 Meter beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 100 m³ Luft pro Sekunde auf jeder Seite der Bahnmittelebene (11) in den Boden (14) eingesaugt und wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmungen mit den zu den Hauptwirbeln gegenläufigen Drehrichtungen erst dann hervorgerufen werden, wenn ein jeweiliges Flugzeug die Bereiche überquert hat, in denen die Luft in den Boden (14) eingesaugt und wieder aus dem Boden (14) ausgeblasen wird.
Vorrichtung zum Abmindern der Zirkulation von Hauptwirbeln in Wirbelschleppen hinter von einer Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugen mit Störeinrichtungen, die umlaufende Luftströmungen mit zu den Hauptwirbeln der Wirbelschleppen gegenläufigen Drehrichtungen hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Störeinrichtungen im Boden (4) angeordnete Gebläsemittel aufweisen, die Luft in auf beiden Seiten von einer Bahnmittelebene (11) der Rollbahn (2) beabstandeten Bereichen in den Boden (14) einsaugen und in näher an der Bahnmittelebene (11) liegenden Bereichen wieder aus dem Boden (14) ausblasen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Störeinrichtungen die Luft an einem von den Flugzeugen (1) überflogenen Ende (3, 4) der Rollbahn (2) in den Boden (14) einsaugen und wieder aus dem Boden (14) ausblasen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Luftausblasöffnungen (13) in dem Boden (14), durch die die Gebläsemittel die Luft aus dem Boden (14) ausblasen, in ebenfalls von der Bahnmittelebene (11) beabstandeten Bereichen angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftausblasöffnungen seitlich neben der Rollbahn (2) liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Abstand der Luftausblasöffnungen (13) auf beiden Seiten der Bahnmittelebene (11) 20 bis 100 Meter, vorzugsweise 40 bis 80 Meter beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Abstand von Lufteinsaugöffnungen (12), durch die die Gebläsemittel die Luft auf beiden Seiten der Bahnmittelebene (11) in den Boden (14) einsaugen, von den Luftausblasöffnungen (13) 10 bis 20 Meter beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläsemittel auf jeder Seite der Bahnmittelebene (11) mindestens 100 m³ Luft pro Sekunde einsaugen und wieder ausblasen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläsemittel an einem Ende der Rollbahn (2) ein zentrales oder auf jeder Seite der Bahnmittelebene (11) jeweils ein separates Gebläse (16) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gebläse (16) ein Flugzeugtriebwerk aufweist.