DE1456120A1

DE1456120A1 - Katapultiervorrichtung fuer Flugzeuge

Info

Publication number: DE1456120A1
Application number: DE19651456120
Authority: DE
Inventors: Byrne John James; Cruger Robert Wight
Original assignee: EW Bliss Co Inc
Current assignee: EW Bliss Co Inc
Priority date: 1964-05-06
Filing date: 1965-05-06
Publication date: 1968-12-19
Also published as: BE663488A; CH421717A; SE319091B; NL6505723A; GB1100873A; US3228630A

Description

Die Erfindimg betrifft eine Eatapultiexvorrichtung für Fahr- zeuge _r etwa Flug&etige oder dergleichen« am diese längs eines vorbestimmteη Weges zu katapultieren»

Die Erfindung eignet sich öeeonders zm<- Katapultieren von iltigseugon längs eines vorbestimmten i'egss und läßt sich auch für vertikales Katapultieren oder Beschleunigen ver??enden, wio beim raketenuaterstütaten Start ηηϋ bei schnellen Hochlast Pörderern.

Die bisher "bekannten Katapultiersysteme für Fltigzeuge und dergleichen verwenden das sogenannte "sling shot"-Prinzip* line derartige Anordnung umfaßt 2.B, ein auf aine Ws.lze gewickeltes Seil, zn beiden Seiten der Flugzeugstartbabn, wobei das Seil jeweils an einem Ende mit der tValze verbunden ist und am anderen Ende mit einem Anhängbügel, der sich q.uer zur Startbahn zwischen

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den Waisen erstreckt,, Zum Katapultieren des Flugzeuges wird die mittlere 8teHe des Anhängebügels an den Anfang der Start·» bahn gebracht und" ein "Fltigseug mit dem Bügel in geeigneter Weise verbunden»""Es sind Antriebseinrichtungen für 3ede-Walze vorgesehen, so daß beim Antreiben derselben die. Seile' aufge* wickelt werden v:uA der Mittelpunkt des AnhängebügeIs längs des vorbestimmten Katapultierweges auf der Startbahn beschleunigt wird· Das 3?lugseug \7ird in gleicher Welse von seiner Ausgangsstellung aus airf der Eatapultierbahn beschleunigt» bis es die erforderliche Startgeschwindigkeit erreicht hat. Darnach wird eine geeignete Eückaugsvorrichtung eingeschaltet} die den Anhängebügel wieder afc don Anfang der Startbahn zurückbringt, damit ein weiteres Flugzeug katapultiert werden kann_o

Ein derartigas Katapultiersystem v/ird häufig auch als 3?lüzeug-> bremsvorrichtung verwendet, wobei der Anhängebügel, dann an dem ötif der Rollbahn landenden 3?lugseug angreifte In gewissen fällen ist jedoch ein kombiniertes Start- und landesystem für Plttgseuge nicht erforderlich, sondern lediglich ein Start-

Der Erfindung liegt die Aufgabe sugrunde, eine lediglich zum Starten Verwendete JKataptiltiervorrichtung für Flugzeuge oder dergleichen zn schaffen, um diese längs eines vorbestimmten Weges su katapultieren, welche einfacher aufgebaut ist als die öling-shot-Systeme„

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Die Katapultiervorriehtung nach der Erfindung umfaßt im wesentlichen, einen- Antriebsmotor, eine mit diesem verbundene Walze» wenigstens ein flaches»breites Band» welches an der Walze befestigt ist und auf diese in einer Spirale mit einer Breite aufwiekelbar ist, die im wo3entliehen der Breite des Bandes entspricht, sowie eine an dem freien Ende des Bandes angebrachte Kupplungsvorrichtung, welche lösbar mit dem au katapultierendem Flugzeug kuppelbar ist_o

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausftihrungsbeiepi.elen näher beschrieben»

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Katapultiervorrichtung nach der Erfiaiung*

figur 2 ist eine pers-iaktivische Ansicht einer anderen AusfUhrungsform einer Katapultiervorrichtung nach der -Erfindung,

Figur 1 zeigt eine t.-jische Katapultiervorrichtung nach der Erfindung zum Katapultieren eines Flugzeuges A auf einer Rollbahn B längö eines vorbestii jäten geraden Katapultierweges CP, der sich längs und parallel dar Mittellinie der Rollbahn erstreckt« Auf einer· Seite der Rollbahn R ist ein Katapultiermechanismus 9 angebracht mit einer einzigen Bandtrommel 10, Diese ist auf beiden Seiten, wie aus Fi^ur 1 zu entnehmen ist_r mit im wesentlichen identischen iCurVoaoioren 12L und 12R verbunden· Jederder !Purbo-

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motoren ist mit der Trommel 10 in gleicher Weise gekuppelt. Zum Beispiel geschieht die Kupplung des Turbomotors 12L mit der linken Seite der Xroiuael 10 Über eine S7eile 14 und eine Kupplung 16. Auf jeder feite der Trommel ist eine hydraulische Bremse 18 vorgesehen, um die Trommel nach Belieben bremsen ssu können, wie welter υ-iten noch näher erläutert 4.st„

An einer Stirnseite drr Trommel 10 ist ein flaches» "breites Seil (Band) aus eineir synthetischen Material, etwa Nylon oder Orion» befestigt. Dan Band 20 erstreckt sich von der Trommel durch einen Bandschu öakanal 22 und von dann durch einen zweiten Bandschutzkana! 24, der unter der Oberfläche der Rollbahn R und quer zu derselben von dem Bandschutakanal 22 zu dem einen Ende dee KatapultLerweges OP führt. An dem anderen Ende des Bandßchutzkanalec 24 ist eine Bandumlenkvorriohtung 26 vorgesehen j die sich ruch oben durch die Hollbahn R erstreckt und das Band 20 um einen Winkel von 90° dreht und es von der Unterseite der Rollbahn E an die Oberseite derselben unter geringer Reibung umlenkte Das Band 20 erstreckt sich nach Verlassen der Bandumlenkvorr^chtung 26 längs des vorbestimmten Katapultierweges OP und ist mit seinem anderen Ende an das ein© Ende eines Befestigungst3iles 28 verbundene Dieses gleitet unter der Spannung des Bandes 20 längs des Katapiiltiorweges CP und zieht so das Flugzeug A mittels eines Verbindungsteiles 30 von der Ausgangsstellung B längs des «Steges GP an eine vorbestimmte

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Abwurfstellung» die yon der Art des katapultierten Plugaeuges abhängt«».

Mit dem anderen Bude des Befestigungateiles 28 ist ein Draht«, eohleppseil 32 verbunden, welches sich längs des Katapultierweges CF durch eine Platte 34 zum Niederhalten des Flugzeuges und sodann zur Ausgangsstellung B erstreckt. An dieser Stell»! verläuft das Seil 3?· über einen Umlenkmechanismus 36, d?>r-das Seil 32 im wesentlichen um 90 Grad unter geringer Eeibung um«? lenkt» Es erstreckt sich sodann quer zur Rollbahn B und ist mit seinem, anderen Ende mit einer Seiltrommel 33 eines Anhalte.« und BttcKzugssystems 4-0 für das Befestigungsteil verbunden, Sas Bückzugsystem 4-0 umfaßt» einen Bückwickelmotor 42, der antriebsmäSig mit der Seiltrommel 38 verbunden ist, um das Seil' 32 nach dem Katapultieren auf die Seiltrommel 38 au wickelno Pas Eückzugsystem 40 umfaßt ferner eine Eotatiqnsreibungsbremse (nicht dargestellt) ,um auf die Seiltrommel 38 eine Bremskraft auszuüben, damit die Bewegung des Befestigungen tolles 28 angehalten werden kann, wie im folgenden noch beschrieben ist· -j.

Es ist ferner eine Steuereinrichtung 44 vorgesehen» die elektrisch mit dem Bückzugssystem 40 und den Düsentriebwerken 12L und }2ß und den zugeordneten Kupplungs- und Bremoeinrichtungen verbunden ist, um das Katapultieren und Zurückaiehen des Bofestigungsteiles automatisch zu steuern_o Ferner ist ein

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TTmdrQhungsaähler 46 für die Bandtrommel elektrisch «wischen die Steuereinrichtung 44 und die Bandtrommel 10 geschaltet, um die Umdrehungen derselben zu zählen, wenn, das Band 20 während des Katapultieren« auf diese aufgewickelt wird. Bei einem vorbestimmten Zähluert, der einer "bestimmten Stellung des Plugzeuges A längs cles Katapultierweges OP entspricht, bei der das Flugzeug ej.ne ausreichende Geschwindigkeit zum Abheben erreicht hat, bewirkt der Zähler die Auslösung eines Steuersignals· !Dieses gelangt an die Steuereinrichtung 44, welche wiederum ein weiteres Steuersignal erzeugt, welches an die verschiedene.'.; mit den Düsentriebwerken 12L und 12R und der Bandtrommel. 10 zusammen wirkenden Bauteile weitergeleitet wird, wobei die jedem Düsentriebwerk zugeordnete Kupplung 16 ausgerückt wiyd und die suf beiden Seiten der Trommel 'TO angeordneten Bremsen 18 betätigt werden, um die Drehung der Trommel 10 anuihalten· Die Steuereinrichtung 44 leitet; auch ein Steuersignal an das Rückzugsystem 4o, uu die Rotations·" Beibunsbrem/,en zu betätigen, so daß das Befestigungsteil 28, mit dem &tn Seiltrommel 38 über das Seil 32 verbunden, ist, abgebremst ,7ird· ·

Ton besonderer Bedeutung ist die Konstruktion und das Zusammenwirktjä der Bandtrommel 10 und des Bandes 20_o Letzteres stellt ein flaches, breites Band dar, dessen Breite im Vergleich zur Dioie groß ist, ao daß das Band spiralförmig konzentrisch

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Schicht auf Schicht auf-und abgewickelt werden kann. Die Bandtrommel 10 ist relativ zu der Umrißgestaltung des Bandes derart aufgebaut_f daß das Band sich radial und konzentrisch Schicht auf Schicht aufeinander wickelt. Auf diese Weiäe entsteht -beim Aufwickeln oder Abwickeln des Bandes von der Bandtrommel, also beim Katapultieren des Flugzeuges beziehungsweise beim Zurückziehen des Befestigungsteiles keine Keilwirkung auf benachbarte findungen des Bandes, wie etwa bei auf Trommeln aufgewickelten Drahtseilen« Der Aufbau und das Zusammenwirken dos Bandes und der Bandtrommel verhindert außerdem da»^; Auftreten sohlingenförmiger Knicke, das übereinanderlaufen und das Verbinden, wie es bei Üblichen Seiltrommelsystemen auftritt·

Das Band 20 ist ferner aus gewebten, hochfesten synthetischen lasern hergestellt, etwa aus Hylon und Orion, die außer ihrer großen Zugfestigkeit dem Band auch eine leichte Handhabbarkeit und Zuverlässigkeit beim Auf- und Abwickeln auf die Bandtrommel mitgeben·

Durch eine derartige Konstruktion der Bandtrommel 'rO und des BandeB 20.wie sie oben beschrieben ist, erreicht man einen wesentlichen mechanischen Vorteil. Dieser Vorteil liegt darin, daß die' rolle Kraft der Düsentriebwerke 12Ii und 12E während des Katapultier«^ des Flugzeuges angewendet werden kann. Wenn das Flugzeug A SoBo an der Startstelle B steht und mit dem Befestigungsteil 28 über das Verbindungsteil 30 verbunden ist,

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so ist das Band 20 auf seine rolle Länge ausgezogen. Der Hebelarm der Bandtrommel 10 bat seinen kleinsten ufert und ist im wesentlichen gleich dem Radius der abgewickelten Bandtrommel. Es ist äußerst wichtig, daß anfangs der Hebelarm der Bandtrommel klein ist, so daß die Düsentriebwerke 12Ii und 12E schnell auf die Drehzahl beschleunigt werden können, bei der sie die maximale Kraft abgeben? Wenn das Flugzeug jedoch in Belegung ist und auf- Geschwindigkeit gebracht ist» Wirjä das erforderliche Drehmoment der Trommel nach und nach kl^i^er. und zur gleichen. Zeit nimmt die Bandgeschwindigkeit nach.jailid nach zu. Dies wird selbsttätig durch das Band 20 bewirkt, welches sich aufwickelt und dabei einen Hebelarm von zunehmend'em Radius bildet, so daß bei der erforderlichen H3chstgesehwindigke.it der? Bandes das Drehmoment seinen geringsten Wert etwa dann angenommen bat, wenn das Flugzeug von der Luft getragen wird. Die Kombination der Bandtrommel 10 und des Bandes 20 kann daher als geachwindigkoitsabhängiges Übersetsungsreduzierungssystem odor als kontinuierlich variables übersetzungsgetriebe ange·" sehen werden· Dieses Merkmal ermöglicht den Betrieb der Düsentriebwerke 12L und 12E bei deren maximaler Leistung, da die entsprechend© Drehzahl der Bandtrommel 10 während des Katapultierend rerhältismäßig konstant bleiben kann, während zugleich die Geschwindigkeit des freien Endes des Bandes 20 fortwährend

Zum Betrieb der Eatapultiervorrichtung nach der Erfindung werden das Flugzeug A, das Befestigungsteil 28 unö. das Band 2"O mittels

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des Büokzugssystems 40 in die Startstellung B zurückgezogen· In dieser Stellung ist das Band 20 im wesentlichen voll aus·» gezogen und die Bandtrommel 10 ist abgewickelt, so daß der Hebelarm am kleinsten ist· Die Reibungsbremsen auf der Trommel 38 des Eückzugssystems 40 werden angezogen, um das

Befestigungsteil in seiner Stellung zu halten, bis das Flug* zeug A über das Verbindungsteil 30 an daa Befestigungsteil 28 angehängt isto Die Rückhalteplatte 34 dient dazu, das Flugzeug anfangs in seiner Startstellung in der richtigen lage zu halten, so daß es nicht vorzeitig nach vorne fahren kann« Das Flugzeug kann nunmehr katapultiert werden·

Während des Katapultierens des Flugzeuges beschleunigt der Pilot die Flugzeugtriebwerke. Die Düsentriebwerke 12L und 12R werden in der Weise betätigt, daß deren Drehmoment über entsprechende Eapplungen 14 und Wellen 16 auf die Bandtrommel 10 übertragen wird, so daß das Band 20 auf diese aufgewickelt wird_o Bei der Drehung der Bandtrommel 10 werden das Band 20, das Befestigungsteil 28 und das Flugzeug A längs des Katapultierweges CP beschleunig^, und zwar auf Grund der Beschleunigung der Düsentriebwerke 12L· und 12R sowie auf Grund der Wirfcopg ' der variablen Übersetzung von Bandtrommel und Band, wie- o&eii beschrieben isto An einer vorbestimmten Stelle längs d^sfKatapultierwegea OP, die einer angemessenen Abhebestelle dee Flugzeuges A entspricht, erzeugt der Umdrehungszähler 46 für die Bandtrommel ein Ausgangssignal, welches an die Steuereinrichtung 44 gelangte Diese wiederum erzeugt ein weiteres Ausgangesignal,

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welches die den Düsentriebwerken 12L und 12R zugeordneten Kupplungen 16 ausrückt und die Bremsen 18 an der linken und rechten Seite der Bandtrommel 10 betätigt· Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinrichtung 44 ein Steuersignal an den EüokBUgsmechanisaus 40, wobei die Rotationsreibungsbremsen betätigt werden, um eine weitere Drehung der Trommel 38 zu unterbinden. In dieser V/eise wird die Bewegung des Befestigungsteiles 28 angehalten, indem dieses verzögert wird, während das Flugzeug von dem Befestigungsteil gelöst wird und zu .fliegen beginnt. Hach der vollständigen Verzögerung des Befestigungsteiles 28 werden die Bremsen des Katapultiermeehanis« iaus 9 und des Rückzugsmeehanismus 40 gelöst und letzterer λ betätigt, um das Befestigungsteil 28 in die Startstellung B zitriickzubringen zwecks Vorbereitung des Katapultieren eines weiteren Flugzeuges₀

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Katapultiervorrichtung nach der Erfindung, wobei für ähnliche Bauteile in Bezug auf Figur 1 gleiche Bezugsziffern verwendet sind« Sie Auaführungsform nach Figur 2 ist identisch zu der in Figur 1 dargestellten, mit Ausnahme, daß der Rückzugeinechanis« mus 40 und das Zugseil 32 und die zugeordneten Bauteile durch ein zweites Band 48 und einen zweiten Katapultiermechanismus ersetzt sind. Das Band 48 ist identisch zu dem Band 20 und der Katapultiermechanismus 50 entspricht genau dem Katapultiermechanismus 9ο Zwischen der Bandtrommel 10a des Katapultiermechanismus 50 und der Steuereinrichtung 44 iat ein zweiter

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Umdrehungszähler 52 geschaltet» um die Umdrehungen der Trommel 10a in der gleichen Weise zu zählen wie es der Zähler 46 für die Drehungen der Bandtrommel to ausfuhrt· Das Befestigungsteil 28a von Figur 2 ist im wesentlichen gleich dem Befestigungsteil von Figur 1_v es ist lediglich in der Weise etwas abgeändert, daß es 2am Katapultieren in entgegengesetzten Richtungen verwendet werden kann« Außerdem ist der Umlenkmechanismus 36 von Figur 1 bei der Vorrichtung nach Figur 2 ersetzt durch einen Umlenkmöcüanismus 26a, der dem entsprechenden Mechanismus 26 entspricht und zum umlenken des Bandes 48 dient» Ansonsten sind die beiden Ausführungeformen von Figur 1 und Figur 2 identisch«. letztere betrifft nur eine in entgegengesetzten Richtungen verwendbare Katapultiervorriclitungo

Die Funktionsweise der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform entspricht ziemlich genau derjenigen der Vorrichtung nach Figur 1t wobei lediglich geringfügige Änderungen bestehen, so daß lediglich diese im folgenden beschrieben sind«, Wenn ein Flugzeug bei der Vorrichtung nach Figur 2 von rechts nach links katapultiert wird, wird das Band 48 zuerst auf die Bandtrommel 10a gewickelt, bis das Befestigungsteil 28a in der Startstellung B liegt, Bodann wird das Flugzeug an das Befestigungeteil angekuppelt, wie bereits im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben ist· Barnach erzeugt der Umdrehungszähler beim Katapultieren des Flugzeuges, wenn sich dieses an einer bestimmten Stelle längs des Katapultierweges OP befindet, die der Abhebestellung des

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entspricht, ein Ausgangssignal* welches an die Steuereinrichtung 44 geleitet wird» Biese eraeugt wiederum Aiisgangssignale * um gleichseitig die den Katapsiltiermechanismen 9 und 50 zugeordneten Kupplungen auszurücken und die denselben angeordneten Bremsen su betätigen, so daß das Befestigungsteil 28a verzögert wird, wobei sur gleichen Zeit das Piugseug abhebt· Das Befestigungsteil 28a kann darnach weiter nach links in die Mdstellung des ICatapultierweges .CP gezogen werden, und swar in eine sweito Startstellung 0» an der'ein weiteres Plugaeug an das Befestigungsteil angelrappelt und sodann von liiifes nach rechts, bei Betrachtung der 3?igur 2 längs des Eatapultiervreges OP in der oben beschriebenen Weise katapultiert wird· Bas Katapultieren kann auch lediglich in einer Richtung ausgeführt werden, 3·Β_Ο von rechts nach links in Bezug auf Pigur 2, indem das Befestigungsteil 28a nach jedem Katapultier-Vorgang in die Startstellung B suriiolcgezogen wird, indem die Drehrichtung der Bandtrommel 10a umgekehrt wird, um da.s Band 48 aufzuwickelnβ

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Die Erfindung kann natürlich noch/anderer und abgeänderter Weise im Rahmen des allgemeinen Erf indungsgedankens verwirklicht werden«

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Claims

Io Katajaultiorvorrichtung, insbesondere für Plagzeuge, mit einem Antriebsmotor und einer mit diesem verbundenen Srommel, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein flaches, breites Band an der Irommel befestigt waü. in Spiralform aufivickelbar int, daß die Wicko!breite im wesentlichen, der Breite des Bandea entspricht, und daß ein Befestigungsteil an einer »teile dos Bandes angebracht ist, welches mit einem au katapultierenden Plugzeug oder dergleichen lösbar Imppelbar ist.
2, Katapultiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Flugzeug kuppelbar© Befestigungsteil als ' 3}ορρο1»ϊ-5?οϋ (shuttle) atisgebildet ist ο
3 ο Eütapultiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge~ lcennsoichnet, daß das Band parallel au einem vorbestimmten linearen Kataptiltierweg geführt ist.
4 ο Katapultiervorrichtung naoh Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Flugzeug ankuppelbare BefeBtigungsteil ata Ende des Bandes angeordnet ißt und daß ein Seil und eine Seiltrommel vorgesehen ist, um das Band abzurollen und dao an dae Flugzeug kuppelbare Befestigungsteil vor dem Katapultieren in die Ausgangsstellung zu bringen«

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5. Katapultiervorriehtung nach Anspruch t*_t dadurch gekennzeichnet,, daß das Seil und das Band sich aber Glieder zum Einhalten der Lage erstrecken, die an auseinanderliegenden Stellen längs der Rollbahn angeordnet sind und das Band, das Befestigungsteil und das Seil parallel zu dem vorbestimmten linearen Katapultierteg au führen.
60 Katapultiervorrichtiing nach Anspruch 4 oder 5$. dadurch ge- ■. kennseichnet, daß die Seiltrommel mit einem Rückwickelmotor verbunden ist*
7 ο Katapult iervorriehtung nach Anspruch 6 ..dadurch gekennzeichnet daß eine elektrische Betätigungseinrichtung für eine Antriebskupplungder Bandtrommel, eine elektrische Betätigungsvorrichtung für die Antriebskupplung der Seiltrommel und eine elektrische Verriegelung zwischen diesen Betätigungsvorrichtungen vorgesehen ist, so daß lediglich jeweils eine Kupplung au einer Zeit angekuppelt werden kann«

8„ Katapultiervorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet daß die elektrische Verriegelung einen Trorame!umdrehungszähler umfaßt, der derart aufgebaut ist, daß er, nach einer vorbestimmten Ansahl von Umdrehungen der Bandtrommel oder der Seiltrommel die Kupplung für die Bandtrommel ausrückt und eine Bremse für die Seiltrommel ansieht.

9- Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4 bis 8_y dadurch gekenn-

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daß das Seil iand die Seiltroiamel in gleieiier Weise ausgebildet sind wie das Band und die Bandtrommel.

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