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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Landen eines leinengebundenen Flugzeuges. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Start- und Landesystem für ein leinengebundenes Flugzeug.
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Leinengebundene Flugzeuge sind beispielsweise bekannt in der Flugwindenergieerzeugung. Ein Beispiel für ein entsprechendes System der Anmelderin ist im Detail beschrieben in
EP 2 631 468 A1 .
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Für effizienten und wirtschaftlichen Betrieb eines solchen Systems ist ein hoher Grad an Automatisierung wünschenswert, insbesondere beim Starten, Landen und in der Handhabung am Boden des Flugzeuges. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen hohen Grad an Automatisierung beim Starten und/oder Landen und/oder der Handhabung am Boden eines leinengebundenen Flugzeuges bereit zu stellen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Landen eines leinengebundenen Flugzeuges umfassend folgende Schritte:
- - Annähern an eine Bodenstation mit dem Flugzeug, wobei die freie Länge der Leine zwischen dem Flugzeug und der Bodenstation verkürzt wird, bis die freie Länge der Leine einen vorgegebenen Wert erreicht,
- - weiteres Annähern an die Bodenstation mit dem Flugzeug, wobei die freie Länge der Leine auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird,
- - Zurückhalten der Leine, um eine Schleife zu formen, wobei die Schleife durch das bewegende Flugzeug gespannt und zusammengezogen wird, und
- - Dämpfen des Zusammenziehens der Schleife, um das Flugzeug bis zum Stillstand an der Bodenstation zu bremsen.
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Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, das Flugzeug mittels der Leine zu bremsen. Dadurch wird ermöglicht, das Flugzeug sowohl vor als auch nach dem Aufsetzen gleichermaßen oder, in anderen Worten, sowohl im Flug als auch beim Rollen auf dem Boden zu bremsen. Das Flugzeug kann sich daher mit geringeren Anforderungen an die Flugbahn annähern, wodurch komplett autonomer Flug des Flugzeuges während des Anflugs ohne Bedarf an Überwachung und/oder Eingreifens eines menschlichen Bedieners ermöglicht wird.
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Im Falle des Bremsens im Flug kann es passieren, dass das Flugzeug bis unterhalb der Strömungsabrissgeschwindigkeit abgebremst wird und die verbleibende Distanz zur Start- und Landebahn herunterfällt. Vorzugsweise ist das Flugzeug daher mit einem Fahrwerk ausgestattet, dass zum vollständigen Ausnutzen der Vorteile der Erfindung für derartige Belastungen ausgelegt ist.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, den Großteil der kinetischen Energie des Flugzeuges durch Dämpfen des Zusammenziehens der in der Leine geformten Schleife abzuführen, was vorteilhafterweise mit Anlagen am Boden erreicht werden kann. Dadurch wird Wartung dieser Anlagen zu jeder Zeit ermöglicht, sogar dann, wenn das Flugzeug fliegt. Die Wartung der entsprechenden Anlagen beeinträchtigt daher die Verfügbarkeit des Flugzeuges, beispielsweise zur Flugwindenergieerzeugung, nicht.
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Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das Flugzeug in Abhängigkeit von seiner Position abgebremst wird. Insbesondere beginnt das Abbremsen, wenn die Leine mit gehaltener freier Länge gespannt wird und die Schleife in der Leine beginnt, zusammengezogen zu werden. Das Abbremsen erfolgt dann, bis sich das Flugzeug nicht weiter bewegt.
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Dabei kommt das Flugzeug spätestens zum Stehen, wenn sich die Schleife zur konstruktionsbedingt minimalen Größe zusammengezogen hat, da die Länge der Leine auf einen vorgegebenen Wert oder eine vorgegebene Menge gehalten wurde.
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Wenn dieser Wert der festgehaltenen freien Länge der Leine derart vorgegeben wird, dass das abgebremste Flugzeug innerhalb eines vorgegebenen Zielbereichs an der Bodenstation zum Stillstand kommt, kann die Handhabung des Flugzeuges am Boden vereinfacht und weiter automatisiert werden. Insbesondere kann bei automatisierten Systemen davon ausgegangen werden, dass das Flugzeug nach der Landung tatsächlich in einem vorgegebenen Zielbereich steht. Daher ermöglicht die Erfindung eine einfachere und daher leichter zu automatisierende Handhabung des Flugzeuges am Boden.
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Es ist von Vorteil, wenn sich das Flugzeug der Bodenstation gegen den Wind nähert, wodurch insbesondere stabile Flugbedingungen und eine geringere zulässige Anflugsgeschwindigkeit unterstützt werden. Im Allgemeinen erweitert eine Annäherung gegen den Wind das Sicherheitsfenster und reduziert daher die Anforderungen an die Flugbahn bei automatisierten Landemanövern.
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Es ist des Weiteren vorteilhaft, wenn eine Start- und Landebahn für das Flugzeug an der Bodenstation mit der Annäherungsrichtung des Flugzeuges ausgerichtet orientiert ist, wodurch die Notwendigkeit von komplexen Flugmanövern vermieden wird. Im Allgemeinen kann eine Annäherung gegen den Wind das Sicherheitsfenster erweitern und führt daher zu reduzierten Anforderungen an die Flugbahn für automatisierte Landevorgänge.
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Es ist besonders bevorzugt, wenn das Flugzeug sich gegen den Wind nähert, während die Start- und Landebahn entlang der Annäherungsrichtung ausgerichtet ist.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch ein Start- und Landesystem für ein leinengebundenes Flugzeug umfassend eine Start- und Landebahn für das Flugzeug, eine Winde für die Leine und ein Rückhaltesystem zum Formen einer Schleife in der Leine zwischen der Winde und dem sich der Start- und Landebahn annähernden Flugzeug, wobei das Rückhaltesystem eine Dämpfungsvorrichtung aufweist, um ein Zusammenziehen der Schleife zu dämpfen, das durch die Bewegung des Flugzeuges bei Annäherung und Landung hervorgerufen wird, um das Flugzeug abzubremsen.
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Das erfindungsgemäße Start- und Landesystem ist insbesondere ausgebildet und eingerichtet zum Betrieb gemäß eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens zum Landen eines leinengebundenen Flugzeuges.
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Zum Ausrichten der Start- und Landebahn mit dem Wind und/oder mit einer Annäherungsrichtung des Flugzeuges ist die Start- und Landebahn beispielsweise um eine vertikale Achse drehbar ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Führungsvorrichtung für die Leine ungefähr in der Mitte der Start- und Landebahn und/oder nahe bei der Drehachse der Start- und Landebahn angeordnet. Auf diese Weise kann die Führungsvorrichtung stationär angeordnet werden, obwohl die Start- und Landebahn ausrichtbar oder drehbar ist.
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Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die Führungsvorrichtung drehbar, insbesondere koaxial mit der drehbaren Start- und Landebahn, ausgebildet ist, um eine geradlinige Führung der Leine zu dem fliegendem Flugzeug ohne scharfe Biegungen der Leine zu gewährleisten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Rückhaltesystem einen beweglichen Schlitten mit einer Rolle, wobei eine Achse der Rolle im Wesentlichen horizontal und quer zu einer Bewegungsrichtung des Schlittens ausgerichtet ist, wobei insbesondere die Bewegungsrichtung des Schlittens entlang der Start- und Landebahn ist. Beispielsweise ist die Bewegungsrichtung des Schlittens mit der Start- und Landebahn ausgerichtet. Diese Anordnung bietet die einfachste und stabilste Konstruktion für das Formen einer Schleife in der Leine.
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Wenn die Rolle einen entlang ihrer Achse veränderlichen Durchmesser aufweist, mit größerem Durchmesser zu den beiden Enden hin und kleinerem Durchmesser dazwischen, so wird die über die Rolle laufende Leine auch ohne weitere seitliche Führung selbstausrichtend geführt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Rolle zwei konzentrische Rohre auf, die radial mittels wenigstens eines flexiblen Elements verbunden sind, wobei die Rolle mit dem inneren Rohr am Schlitten gehaltert ist und wobei die Leine an dem äußeren Rohr der Rolle angreift. Bei dieser Ausführungsform dient das flexible Element als ein Polster zum Abdämpfen von auf das System wirkenden Spitzenkräften, beispielsweise wenn die ursprünglich durchhängende Leine in der Schleife gespannt wird und abrupt mit der Rolle in Eingriff kommt.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Dämpfungsvorrichtung einen Stoßdämpfer, insbesondere einen hydraulischen Stoßdämpfer, um die kinetische Energie des Flugzeuges aufzunehmen.
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Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die Dämpfungsvorrichtung eine Flaschenzuganordnung zur Verbindung des Schlittens mit dem Stoßdämpfer umfasst, wobei die Flaschenzuganordnung insbesondere mindestens ein Kabel und mindestens eine Umlenkrolle zur Führung des Kabels umfasst. Es ist ein Vorteil dieser Ausführungsform, dass eine Flaschenzuganordnung eine von eins unterschiedliche Übersetzung zwischen dem Schlitten und dem Stoßdämpfer bereitstellen kann, wodurch ermöglicht wird, dass eine relativ lange Distanz in der Schlittenbewegung einem relativ kurzen Hub des Stoßdämpfers entspricht. Es ist ein weiterer Vorteil, dass eine Flaschenzuganordnung eine gewisse Flexibilität bereit stellt, was dabei hilft, Spitzenkräfte abzudämpfen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Rückhaltevorrichtung einen Positionierungsmechanismus zum Positionieren des Schlittens zumindest in eine ausgefahrene Position zur maximalen Zurückhaltung der Leine und/oder in eine Parkposition ohne Eingriff der Rolle mit der Leine.
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Im Folgenden wird die Erfindung, ohne Einschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens, anhand von beispielhaften Ausführungsformen und mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:
- 1 schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Start- und Landesystems;
- 2 schematisch eine Schnittdarstellung des Start- und Landesystems aus 1;
- 3 schematisch einen Dämpfungsmechanismus für ein erfindungsgemäßes Start- und Landesystem;
- 4 schematisch eine Schnittdarstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Start- und Landesystems;
- 5a-c schematisch eine beispielhafte erfindungsgemäße Sequenz zum Starten eines leinengebundenen Flugzeuges;
- 6a-d schematisch eine beispielhafte erfindungsgemäße Sequenz zum Landen eines leinengebundenen Flugzeuges;
- 7a-c schematisch eine beispielhafte erfindungsgemäße Sequenz zur Handhabung eines leinengebundenen Flugzeuges am Boden; und
- 8 schematisch Details eines Fahrwerks zur automatisierten Handhabung am Boden gemäß der Erfindung.
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In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Elemente oder jeweils entsprechende Teile mit identischen Bezugsziffern versehen, so dass die Elemente nicht jedes Mal wieder neu beschrieben werden müssen.
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1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Start- und Landesystems 1. Das Start- und Landesystem 1 umfasst eine Plattform 10. Die Plattform 10 dient als Start- und Landebahn 12 für ein leinengebundenes Flugzeug 90. Die Leine 92 wird mittels eines Drehlagermechanismus 60, der im Wesentlichen im Zentrum der Plattform 10 angeordnet ist, durch die Plattform 10 geführt.
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Ein Schlitten 42 mit einer Rolle 46 ist entlang von Schienen 44 beweglich, um die Leine 92 in der Nähe des Drehlagermechanismus 60 einzufangen, um eine Schleife in der Leine 92 zu formen. Die Schienen 44 stellen eine ausgefahrene Position für den Schlitten 42 bereit, in der der Schlitten 42 sich in maximalem Abstand zum Drehlager befindet, so dass das Rückhaltevermögen der Leine 92 maximiert ist. Die Schienen 44 stellen vorzugsweise außerdem eine Parkposition für den Schlitten 42 bereit, in der die Rolle 46 sich nicht mit der Leine 92 im Eingriff befindet.
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Eine Rampe 48 ist vorgesehen, um den Schlitten 42 und die Rolle 46 von Kollisionen mit dem Fahrwerk 94 des sich nähernden Flugzeuges 90 abzuschirmen.
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Die Annäherungsrichtung des Flugzeuges 90 ist durch den Pfeil 91 angedeutet.
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Am entfernten Ende Start- und Landebahn 12, gesehen von dem sich nähernden Flugzeuges 90 aus, ist ein Zielbereich 14 vorgesehen, wo das Flugzeug 90 nach Landung und Bremsen zum Stillstand kommen wird. Der Zielbereich 14 wird seitlich begrenzt durch Führungsschienen 80. Diese Führungsschienen 80 halten das Flugzeug 90 beim Rollen über die Plattform 10 während Handhabung am Boden auf den Bereich innerhalb des Zielbereiches 14 ein.
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Das Start- und Landesystem 1 umfasst außerdem ein Katapult mit zwei Katapultarmen 30 zum Starten des Flugzeuges 90. Zu diesem Zweck hat jeder Katapultarm 30 jeweils einen Läufer 34, der mit dem Flugzeug 90, beispielsweise mit dem Fahrwerk 94 des Flugzeuges, zusammenwirkt und so eine Beschleunigung des Flugzeuges entlang der Katapultarme 30 erlaubt.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung des in 1 gezeigten Start- und Landesystems 1 entlang der Linie A-A. Wie ersichtlich ist umfasst die Plattform 10 Radsätze 20, die auf einer Ringschiene 22 ruhen und es so erlauben, die Plattform 10 um eine vertikale Achse zu drehen, die durch die strichpunktierte Linie in 2 angedeutet ist.
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Unterhalb des Drehlagermechanismus 60 ist eine Winde 62 mit einem Windenantrieb 64 für die Leine 92 vorgesehen. Durch Führen der Leine 92 entlang der Drehachse der Plattform 10 ist es möglich, die Winde 62 und den Windenantrieb 64 stationär unterhalb der Plattform 10 anzuordnen. Trotzdem wird der Fachmann erkennen, dass dies nur ein Beispiel ist und dass die Winde 62 und der Windenantrieb 64 ebenso mit der drehbaren Plattform 10 mitbewegt ausgeführt sein können.
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Ebenfalls in 2 gezeigt ist ein mit dem Schlitten 42 verbundener Dämpfungsmechanismus 41, der ausgebildet und eingerichtet ist zum Dämpfen einer Bewegung des Schlittens 42 entlang der Schlittenschienen 44.
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Ein Katapultantrieb 32 ist vorgesehen, um die Katapultläufer 34 jeweils entlang der Katapultarme 30 anzutreiben. Der Fachmann wird erkennen, dass ein Katapultantrieb 32 für zwei Läufer 34 von zwei Katapultarmen 30 lediglich eine beispielhafte Ausführungsform darstellt. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann für jeden der Läufer 34 ein separater Katapultantrieb 32 vorgesehen sein, während andere Ausführungsformen nur einen Katapultarm 30 mit einem Katapultläufer 34 und einem Katapultantrieb 32 haben können.
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Der Schlitten 42 mit der Rolle 46 und der Dämpfungsmechanismus 41 sind Bestandteil eines Leinenrückhaltesystems, dass im Detail in 3 dargestellt ist. Der Schlitten 42 ist entlang zweier Schlittenschienen 44 beweglich. Innerhalb der Schlittenschienen 44 verlaufen entsprechende Antriebsbänder (nicht sichtbar), die über Umlenkrollen 54 an beiden Enden der Schlittenschienen 44 verlaufen und durch entsprechende Schlittenantriebe 55 angetrieben werden, um den Schlitten 42 entlang der Schlittenschienen 44 zu positionieren.
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In vergleichbarer Weise ist die Rampe 48 mittels Antriebsbändern und entsprechender Rampenantriebe 54 entlang der Schlittenschienen 44 bewegbar. Insbesondere können der Schlitten 42 und die Rampe 48 unabhängig voneinander positioniert werden. Der Fachmann wird erkennen, dass es im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, Schlitten 42 und Rampe 48 zur gemeinsamen Bewegung mittels eines gemeinsamen Antriebs zu koppeln.
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Zusätzlich zu dem gerade beschriebenen Mechanismus des Schlittens 42 ist der Schlitten 42 über eine Flaschenzuganordnung mit einem Stoßdämpfer 50 verbunden. Beispielsweise umfasst der Stoßdämpfer 50 einen sich in einem Zylinder bewegenden Kolben.
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In dem in 3 gezeigtem Ausführungsbeispiel umfasst die Flaschenzuganordnung einen losen Block 51, der an dem beweglichen Teil des Stoßdämpfers 50 angeordnet ist, einen festen Block 52 mit fester Position relativ zum Stoßdämpfer 50 und Kabel, die über die Rollenblöcke 51, 52 verlaufen und mit dem Schlitten 42 verbunden sind. Diese Kabel sind in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht vollständig dargestellt. Die Flaschenzuganordnung dient als Übersetzung zwischen dem Schlitten 42 und dem Stoßdämpfer 50.
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Diese Übersetzung bietet ein von eins verschiedenes Verhältnis der bewegten Distanz des Schlittens 42 und dem Hub des Stoßdämpfers 50, beispielsweise ein Verhältnis von sechs zu eins. Gleichzeitig fügt die Übersetzung eine gewisse Flexibilität zwischen dem Schlitten 42 und dem Stoßdämpfer 50 ein, um abrupte Kräfte, die auf den Schlitten 42 und/oder die Rolle 46 des Schlittens 42 wirken, abzudämpfen.
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Bei Bewegung des Schlittens 42 entlang der Schlittenschienen 44 wird der Stoßdämpfer 50 zusammengedrückt. Um den Stoßdämpfer 50 zu entlasten und dabei den Schlitten 42 rückwärts zu bewegen, ist ein Rollenblockantrieb 53 vorgesehen, der an dem losen Rollenblock 51 angreift.
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Dabei wirken der Rollenblockantrieb 53 und der Schlittenantrieb 55 zwangsläufig gegeneinander und können sich potentiell gegenseitig blockieren. Es ist daher von Vorteil, wenn wenigstens einer dieser Antriebe 53, 55 auf minimales Gegenmoment geschaltet und/oder mechanisch von dem Schlitten 42 entkoppelt werden kann, beispielsweise mittels einer Kupplung und/oder eines Drehmomentbegrenzers.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung in einer zu der in 2 gezeigten Darstellung vergleichbaren Schnittdarstellung. In dieser Ausführungsform sind der Dämpfungsmechanismus 41 und die Rolle 46 zusammen mit der Winde 62 und dem Windenantrieb 64 stationär angeordnet. Dies reduziert die Anzahl der Elemente auf der drehbaren Plattform 10. In dieser Ausführungsform befindet sich der Drehlagermechanismus 60 nahe am äußeren Umfang der Plattform 10, um nahezu den gesamten Plattformdurchmesser für die Start- und Landebahn 12 verfügbar zu machen. Umlenkrollen 65 an der Plattform 10 und stationär angeordnete Umlenkrollen 66 werden verwendet, um die Leine von dem Drehlagermechanismus 60 über die Rolle 46 zu der Winde 62 zu führen.
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5 a-c veranschaulichen eine erfindungsgemäße Sequenz zum automatisierten Starten eines leinengebundenen Flugzeuges 90. 5a zeigt das erfindungsgemäße Start- und Landesystem 1 wie in den 1-3 beschrieben, mit dem Flugzeug 90 in Position an einem Ende der Start- und Landebahn 12, mit dem Fahrwerk 94 im Eingriff mit den Katapultläufern 34 und dem Schlitten 42 positioniert unterhalb des Flugzeuges 90. Das Flugzeug 90 wird mittels der Katapultläufer 34 auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die schnell genug ist zum Abheben des Flugzeuges 90 (5b), währenddessen die Leine 92 von der Winde 62 abgezogen wird. Bis hierin verbleibt der Schlitten 42 im Wesentlichen in der ursprünglichen Position, während der Dämpfungsmechanismus 41 etwaige beim Abziehen der Leine 92 auftretende Spitzenkräfte ausgleicht.
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5c zeigt eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Start- und Landesystem 1 sowie die Flugbahn während der Startsequenz des Flugzeuges 90. Wie ersichtlich ist, wurde die Start- und Landebahn 12 zum Start des Flugzeuges 90 gegen den Wind, der durch Pfeil 5 angedeutet ist, ausgerichtet. Anschließend wird die anfängliche Geschwindigkeit, die das Flugzeug 90 durch den Katapultstart erlangt hat, verwendet, um einen Bogen mit wachsendem Abstand zu der Plattform 10 zur windabwärtigen Seite des Start- und Landesystems 1 zu fliegen. Nachdem sich das Flugzeug 90 windabwärts des Start- und Landesystems 1 befindet, wird die Winde 62 mittels des Windenantriebes 64 angetrieben, um das Flugzeug 90 gegen den Wind 5 zu der Plattform 10 hinzuziehen, wodurch dem Flugzeug 90 erlaubt wird, an Höhe zu gewinnen.
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Gleichzeitig wird der Schlitten 42 entlang der Schlittenschienen 44 bewegt, eventuell sogar bis über den Drehlagermechanismus 60 im Zentrum der Plattform 10 hinaus, wodurch der Eingriff mit der Leine 92 gelöst wird. Auf diese Weise berührt die Rolle 46 des Schlittens 42 die Leine 92 während normalen Flugbetriebes nicht, wodurch vorteilhafterweise unnötige Abnutzung an der Rolle 46 und/oder der Leine 92 vermieden wird.
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Nachdem eine ausreichende Höhe erreicht ist, ist das Flugzeug
90 bereit für normalen Flugbetrieb, beispielsweise zum Ernten von Windenergie für die Produktion von Elektrizität. Derartiger Betrieb ist beispielsweise detailliert beschrieben in
EP 2 631 468 A1 , vergleiche insbesondere
2a und
2b mit entsprechender Beschreibung in diesem Dokument.
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Während normalem Flugbetrieb des Flugzeuges 90 bleiben die Plattform 10 oder entsprechend die Start- und Landebahn 12 vorzugsweise mit dem Wind 5 ausgerichtet. Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Drehlagermechanismus 60 sich relativ zur Plattform 10 dreht, um dem Flugmuster des Flugzeuges 90 zu folgen und geradlinige Führung der Leine 92 durch die Plattform 10 sicherzustellen, was Abnutzung der Leine 92 minimiert.
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Die erfindungsgemäße Sequenz einer automatisierten Landung des leinengebundenen Flugzeuges 90 ist in 6 a-d veranschaulicht.
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6a zeigt die anfängliche Annäherung des Flugzeuges 90 an das erfindungsgemäße Start- und Landesystem 1. Während der Annäherung wird die Leine 92 mittels der Winde 62 und dem Windenantrieb 64 eingerollt, wodurch die freie Länge der Leine 92 zwischen dem Flugzeug 90 und der Winde 62 verkürzt wird. Während dieser Phase wird die Leine 92 beispielsweise ungefähr gespannt gehalten, ohne signifikante Zugkräfte auf das Flugzeug 90 auszuüben.
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Wenn die freie Länge der Leine 92 einen vorgegebenen Wert erreicht, wird der Betrieb der Winde 62 eingestellt und die Winde 62 wird festgesetzt, um die freie Länge der Leine 92 konstant zu halten. Alternativ wird eine auf die Leine 92 wirkenden Bremse angezogen, die beispielsweise am oder in der Nähe von dem Drehlagermechanismus 60 angeordnet ist, wodurch die Leine 92 festgehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Schlitten 42 in der ausgefahrenen Position mit maximalem Rückhaltevermögen für die Leine 92, wobei die Leine 92 unterhalb der Rolle 46 des Schlittens 42 verläuft. Mit festgesetzter Länge an Leine 92 und sich bewegendem Flugzeug 90 hängt die Leine 92 durch, während sich das Flugzeug 90 über den Schlitten 42 bewegt. Diese Phase der Landung ist dargestellt in 6b.
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Wenn das Flugzeug 90 den Schlitten 42 kreuzt, entweder fliegend oder auf der Start- und Landebahn 12 rollend, wird eine Schleife in der Leine geformt, die sich von dem Drehlagermechanismus 60 über die Rolle 46 zu dem Flugzeug 90 erstreckt. Die Leine 92 in dieser Schleife hängt ursprünglich durch (vergleiche 6b) wie bereits beschrieben, und wird durch das sich bewegende Flugzeug 90 gespannt (vergleiche 6c).
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Wenn sich die Leine 92 in der Schleife spannt, übt das sich bewegende Flugzeug 90 über die Rolle 46 einen Zug auf den Schlitten 42 aus, der auch auf dem Stoßdämpfer 50 wirkt. Dadurch wird die kinetische Energie des Flugzeuges 90 durch den Stoßdämpfer 50 aufgenommen. Unabhängig davon, ob das Flugzeug 90 noch fliegt oder bereits nach dem Aufsetzen auf der Start- und Landebahn 12 rollt, wird das Flugzeug 90 dabei abgebremst, bis es innerhalb des Zielbereiches 14 vor dem Ende der Start- und Landebahn 12 auf der Plattform 10 zu einem kompletten Stillstand kommt (vergleiche 6d).
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Nachdem das Flugzeug 90 gelandet und zu einem Halt innerhalb des Zielbereichs 14 gebremst wurde, bietet die Erfindung auch eine automatisierte Handhabung des Flugzeuges 90 am Boden, insbesondere zum Ausrichten und Sichern des Flugzeuges 90 auf der Plattform 10.
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Hierzu weist die Plattform 10 Führungsschienen 80 auf beiden Seiten des Zielbereiches 14 auf. Diese Führungsschienen 80 sind in trichterförmiger Weise angeordnet mit der breiten Seite des Trichters zu der Kante der Plattform 10 hin und der engen Seite des Trichters zu dem Drehlagermechanismus 60 hin.
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Wie in 7 a-c dargestellt wird das im Zielbereich 14 stehende Flugzeug 90 unter Verwendung der Winde 62 und des Windenantriebes 64 zusammen mit der Leine 92 zur engen Seite des Trichters hin zurückgezogen. Dabei wird das Flugzeug 90 eventuell gegen eine der Führungsschienen 80 gezogen. Die Führungsschienen 80 bieten insbesondere eine Stufe oder Kante, um das Flugzeug 90 innerhalb des Zielbereiches 14 zu halten.
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Das Fahrwerk 94 des Flugzeuges 90 ist beispielsweise, wie in 8 gezeigt, neben den Rädern 95 mit Führungsvorrichtungen 97 ausgestattet, die zum Eingriff mit den Führungsschienen 80 ausgebildet sind, um zu verhindern, dass das Fahrwerk 94 über die Führungsschienen 80 hinaus rollt.
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Das Flugzeug 90 wird durch die trichterförmige Anordnung der Führungsschienen 80 zu einer definierten Position innerhalb des engen Bereiches der Trichterform des Zielbereiches 14 hingeführt, wenn es mittels der Leine zurückgezogen wird. Auf diese Weise wird das Flugzeug 90 beispielsweise in definierter Orientierung zu einer Zielposition direkt oberhalb der Drehlagermechanismus 60 gebracht, wo das Flugzeug 90 entweder zum Parken gesichert oder zum Neustart auf das Katapultsystem geladen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Start- und Landesystem
- 5
- Wind
- 10
- Plattform
- 12
- Start- und Landebahn
- 14
- Zielbereich
- 20
- Radsatz
- 22
- Ringschiene
- 30
- Katapultarm
- 32
- Katapultantrieb
- 34
- Katapultläufer
- 41
- Dämpfungsmechanismus
- 42
- Schlitten
- 44
- Schlittenschiene
- 46
- Rolle
- 48
- Rampe
- 50
- Stoßdämpfer
- 51
- loser Rollenblock
- 52
- fester Rollenblock
- 53
- Rollenblockantrieb
- 54
- Umlenkrolle
- 55
- Schlittenantrieb
- 56
- Rampenantrieb
- 60
- Drehlagermechanismus
- 62
- Winde
- 64
- Windenantrieb
- 65
- Umlenkrolle
- 66
- Umlenkrolle
- 80
- Führungsschiene
- 90
- Flugzeug
- 91
- Annäherungsrichtung
- 92
- Leine
- 94
- Fahrwerk
- 95
- Rad
- 97
- Führungsvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2631468 A1 [0002, 0048]
