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Schleppvorrichtung für Flugzeuge
Die Erfindung betrifft eine
Schleppvorrichtung für Flugzeuge mit Bugradfahrwerk.
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Bei derartigen Flugzeugen ist eine besondere Schleppvorrichtung..üblich,
um das Flugzeug iur oder von der Startbahn ohne eigene Motorkraft
bewegen zu können. Es soll aber
auch möglich sein, das Flugzeug
mit einem relativkleinen Kurvenradius schleppen zu können, damit einerseits
das Flug-
zeug rasch gewendet oder andererseits rasch von der Startbahn
bzw. Abstellplatz entfernt werden kann.
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Es ist bekannt, zur Erfüllung_dieser Erfordernisse Schleppetangen
und/oder Schleppeeile*su verwenden, die meint am Vorderteil
des Flugzeugen, s. B. am. Bugrad-oder an Hauptfahrwerk,
befestigt sind. Wird die Abschleppvorrichtung bei Flugzeugen mit Bugradfahrgestell
an diesem befestigt, so muB das Bugradfahrgestell das ganze
Schleppgewicht aufnehmen. Da aber Bugradfahrwerke im allgemeinen
nur für die bel@Start und Landung auftretenden Belastungen
konstruiert, aus Gründez der
Gewichtsverteilung-gegenüber
dem Hauptfahrwerk leicht ausgeführt sind und dabei die Festigkeit
des.Kateriale bsw. der
Konstruktion bis zur äußerst zulässigen Grenze
ausgenützt wird, so ist es meist nicht mehr möglich, dem Bngredfahrwerk
eine zusätzliche Belast=g, die durch das Bohleppen entsteht, aufaubfen. Besondere
Sahwitrig*eiton bietet vor allem ein Schlee- . peng we= sich das Flugzeug
auf einer sogsnanaten Grasaacben.-piste befindet, wobei das Bugrad einer
erheblich snsitsliobea
Belastung ausgesetzt wird.
Man ist daher dazu übergegangen, eine Schleppvorrichtung vorzusehen, die
vorzugsweise aus
einer Zugstange besteht, welche gleichzeitig den Zug
zwischen
Zugmaschine und Flugzeug,. aber auch den beim Bremsen entste-
henden
Auflaufschub aufnehmen kann. Da man aus obengenannten
Gründen
das Bugrad nicht mehr allzusehr belasten kann, ist
man dazu
übergegangen, nicht nur ausschließlich am Bugrad ab-
zuschleppen,
sondern man hat zusätzlich an der Zugstange eine Seilgabel
angeordnet, die am Hauptfahrwerk angreift. Nun ist
zwar das
Bugfahrwerk weitgehend beim Schleppvorgang entlastet
und
die zusätzlichen Beanspruchungen werden auf das Hauptfahrwerk
übertragen, aber diese Methode hat den großen Nachteil,
daß man
das Flugzeug nur über relativ große Kurvenradien bewe-
gen kann.
Bekanntlich sind bei den Bugradfahrwerken dieselben
einziehbar und
durch Klappen abgedeckt. Ist nun das Bugrad ausgefahren,
so stehen auch die Abdeckklappen offen und zwar
unter Umständen
beidseitig gleich weit vom Bugrad entfernt.
Das Zugseil oder auch Zuggabel
genannt, welche am Hauptfahr-
werk angelenkt ist, wird über
eine Rolle, die auf der Zugstange drehbar angeordnet ist, eingehängt.
Diese Rolle ist wichtig, da-
mit das Fahrwerk auch um
einen gewissen Winkel verschwenkt wer-
den kann, und
bei Kurven ein Seillängenausgleich stattfinden kann, da die
Gesamtseillänge konstant bleibt und nur die bei-
den Äste der Gabel sich
ändern. Da die Summe der Seillängen der einzelnen Äste der Seilgabel
beim Kurvenfahren konstant bleibt, müßte geometrisch gesehen der durch
die Umlankrolle gebildete Gabelpunkt auf einer Ellipse um
die beiden Anlenkpunkte des Schleppseiles am Hauptfahrwerk mit
den Brennpunkten liegen. Da aber der Schwenkmittelpunkt für
die Zugstange u vorne liegenden Bugradfahr:erk liegt, sind
diese Pordärufn nicht mehr erfüllt und die Verteilung
der Zugkraft auf die
einzelnen Fahrwerksteile erfolgt ungleiahaUig,
so das wiederum das Busfahrwerk Über Gebühr belastet wird und
erneut der Ge- .
fahr von Beschädigungen
ausgesetzt ist. Also müßte auch hier
der Krümmungsradius
wesentlich größer sein als der der konstruktiven Ausführung
der Umlenkrolle und somit ergibt sich
eine Längenänderung,
welche das Zugseil durch zusätzliche
elastische Mittel ausgleichen muß.
Der Idealfall, die Umlenkrolle in den Drehpunkt des Bugradfahrwerkes
zu legen, ist
auch bei konstruktiv günstiger Auslegung nicht möglich.
Darü-
ber hinaus ist aber auch noch der Nachteil, daß das Zugseil,
will
man einen größeren Einschlagwinkel wählen, sogar an den
ausgefahrenen
Bugradklappen, einer ausgefahrenen Antenne,
oder nur einen Luftschacht
streift und diese sofort beschädigt.
Probleme hinsichtlich Abschleppen
treten auch im Fahrzeugbau auf, doch sind sie dort ganz anders gelagert
und betreffgn die Erfindung nicht."Man verwendet auch Abschleppstan-
gen
zur Verbindung zwischen Zug- und Anhängefahrzeug und meist
aus
Sicherheitsgründen werden zusätzliche biegsame Zugelemente,
wie Seile oder
Ketten, zur Entlastung der Anhängeovorrichtiing bzw. des Anhängefahrwerks
an einer geeigneten Stelle damit ver_ bunden. Da aber im Fahrzeugbau
meist Drehschemel oder Achsschenkellenkungen vorgesehen sind, treten
diese Schwierigkei-
ten, die oben beim Flugzeug aufgeführt wurden,
nicht auf. Da
beim Fahrzeugbau gegenüber den Bugrädern
vergleichsweise große
Räder verwendet werden, bietet beim Abschleppen
eine unebene . Fahrbahn keinerlei Schwierigkeiten. Auch sind solche Fahrzeuge
festigkeitsmäßig meist überdimensioniert, so daß man Anhänge- . vorrichtungen
ohne weiteres eine Mehrbelastung zumuten darf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlepp-
vorrichtung
für Flugzeuge mit Bugradfahrwerk zu konstruieren, Diese Schleppvorrichtung
soll es ermöglichen, das Bugradfahrwerk beim Schleppen wesentlich
zu entlasten, so daB auch das
Flugzeug auf einer unebenen Fahrbahn
bewegt werden kann. Ausserdem soll der Schwenkwinkel annähernd,
bezogen auf die Längsaehse, 90o betragen. Bei Verwendung einer
Seilgabel soll das
Hauptfahrwerk mitbelastet werden,
ohne daß die ausgefahrenen Bugradfahrwerksklappen in irgendeiner Schwenkstellung
beschä-
digt würden. Weiter soll die Schleppvorrichtung die
Zug- und Druckbelastung, die beim Schleppen entsteht, aufnehmen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das am
Bugrad
angreifende Ende der Zugstange gegenüber dem übrigen
Teil der Zugstange
federnd axial verschiebbar ist und daß auf
dem axial
verschiebbaren Teil der Zugstange ein Führungsbogen vorgesehen ist, in dem das
am Hauptfahrwerk angreifende Schleppseil sich frei einstellend und
das Bugradfahrwerk in weitem Bo-
gen umfassend geführt
ist, wobei die Federung zwischen dem am
Bugrad angreifenden Ende
mit dem übrigen axial verschiebbaren Teil der Zugstange so bemessen
ist, daß die Zugkraft progres-
siv zwischen Bug- und Hauptfahrwerk
aufgeteilt wird. Um einer solchen Abschleppvorrichtung
die Möglichkeit der freien Bewegung zu geben, wird
nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung dem Führungsbogen eine
solche Breite verliehen, daß letz-
terer zusammen
mit dem darüberlaufenden Seil bei jeder Schwenkstellung
der Zugstange über das Bugradfahrwerk und dessen Abdeckklappen hinwegreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeich-
nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine konventionelle
Abschleppvorrichtung,
Fig. 2 die Abschleppvorrichtung mit maximalem
Schwenkbereich,-Fig. 3 Seilführung bei reinem Bugradschlepp, Fig.
4.Sicherheitseinhängevorrichtung.
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In Fig. 1 ist ein Bugradfahrwerk in der Draufsicht dar-
gestellt.
Es bedeuten das Bugrad 1 und das Hauptfahrwerk 2, 2' die Angriffspunkte
der Abschleppvorrichtung. Am läugradfahrwerk 1 ist ein Lager
3, welches es gestattet, das Bugrad links
und rechts von der Mitte
aus gleich weit zu verschwenken. Die
Fahrwerksklappen 4, 4' sind
in der Draufsicht in geöffnetem Zustand dargestellt. In dem Drehpunkt
3 oder in der näheren
Umgebung ist die Zugstange
5 eingehängt und mit dem Zugfahrzeug verbunden. Auf der Zugstange
5 ist drehbar eine Rolle 6
gelagert, in deren Rille das Zugseil 7 geführt
wird. Die bei-
den Enden des Zugseiles 7 sind mit einer
Öse 8, 8' am Hauptfahrwerk 2, 2' eingehängt.
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Wird nun das Flugzeug in gerader Richtung abgeschleppt,
so
befinden sich die beiden Zugseilteile 7 in der Stellung A,A'.
Es ist hier eindeutig zu sehen, daß die Zugbelastung über die
Zugstange
5 zum Drehpunkt 3 des Bugrades gelenkt und zusätzlich
übertragen von der Zugstange 5 über die Rolle 6 mit der Zugga-
bel 7 zum
Hauptfahrwerk 2, 2' geführt wird. Soll nun das Flug-
zeug beim Abschleppen
einen Kreisbogen beschreiben, so wird die Zugstange 5 um
den Drehpunkt 3 verschwenkt, wobei die Rol-
le 6 in entgegengesetzter
Richtung verdreht wird. Das Zugseil 7
nimmt dann die, in
der Zeichnung atrichtiert dargestellte Lage ein. Daraus ist sofort
zu erkennen, dnß sich einerseits Schwierigkeiten mit der Längenänderung
des in der Stellung'B, B' be-
findlichen Zugseiles ergeben,
da bekanntlich der Angriffspunkt 8, 8' die Brennpunkte einer l'llipse
darstellen und die
beiden Äste der Zugseile 7 als Verbindungegerade
zwischen Brennpunkt und Erzeugungspunkt der Ellipse dienen. Daher ist
es un-
erläßlich, dem Zugseil 7 elastische Mittel einzufügen, um
die
dadurch entstehende Längenänderung auszugleichen. Andererseits
ist auch sofort zu erkennen, daß das Zugseil '7, wenn es von
der Stellung A, A' in D, B' gelangt, an den ausgefahrenen
Klap-
pen des Bugradfahxiierks anstößt und diese beschädigt.
Daher ist
es nicht möglich, engere Kurven mit dem-im Schlepp
befindlichen Flugzeug zu befahren. Diese Lösung ist für
kleine Kurvenradien unbrauchbar.
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In Fig. 2 ist ebenfalls in der Draufsicht ein Bugraäfahrwerk
mit den Bugrad 1 und dem Hauptfahrwerk 2, 2' dargestellt.
Das,Bugrad
1 kann um den Drehpunkt 3 ebenfalls zur Lenkbewegung
von der !fitte aus nach links bzw. rechts gleich weit verschwenkt
werden,
wobei der Führungsbogen 10 auf der Zugstange befestigt
ist.
Der Führungsbogen 10 hat aber keine Verbindung zu dem am
Bugrad
eingehakten Teil der Zugstange'5, so daß der Führungsbogen
10 die obengenannten Längsbewegungen mitmacht. Die Zug-
stange
5 ist als ein teleäkopartig, in axialer Richtung ver-
schiebbares
Element ausgeführt, um die Zug- bzw. Druckspitzen durch eine
besondere Vorrichtung 9 zu dämpfen. Ansonsten hat die Zugstange
5 die Eigensch4it einer starren Verbindung. Der
Führungsbogen
10 ist so angebracht, daß er den Drehpunkt 3 als
Mittelpunkt
einschließt, bei einer Verschwenkung der Zuggabel 5
bleibt der
Radius des Führungsbogens 10 gegenüber dem Drehpunkt 3
erhalten,
so daß keine Längenänderung im Zugseil 7 eintritt.
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An den Enden des Seiles 7 ist am Hauptfahrwerk
2, 2' die Seilbefestigung 8, 8' einerseits und wie vorhin erwähnt,
vorne am Seilführungsteil 10' gelagert. Es wird darauf Wert
gelegt,
daß der Führungsbogen 10 einen so großen Radius aufweist,
daß
beim Verschwenken in der maximalen Schwenkstellung des Bugra-
des
1 in keiner Lage mit dem Zugseil 7 die Klappen 4, 4' berührt*werden.
Durch diese uaßnabme ist es möglich, daß das
Flugzeug einen
relativ kleinen Kurvenradius beim Abschleppen beschreiben kann. Darüberhinaus
wird durch die Anordnung des
Führungsbogens die Zugkraft
auf das Hauptfahrwerk in gleicher
Weine verteilt. Diese Anordnung
mit. dem kreisförmigen Führungsbogen um den Drehpunkt 3 vermeidet
die Nachteile der genannten Ellipoenanordnung und dadurch ist ein zusätzlicher
Längenausgleich in Zugseil nicht mehr notwendig. Die Befestigung
der
Zugstange mittels Bolzen am Bugfahrwerk und mittels Schleppgabel
am Hauptfahrwerk erfolgt in bekannter Weise. Die Teleskopanordnung hat
den Zweck, zunächst an Bugrad mit der Zugkraft anzugreifen,
jedoch wird kurz darauf wegen der Teleskopanordnung das Schleppseil
zum Hauptfahrwerk gestrafft und dadurch das Bugfahrwerk
entlastet. Der Seilführungabogen 10 kann an
der äußeren
Seite, besonders an der Stelle 10' eine Seilrille
aufweisen,
damit das Zugseil 7 bei etwaiger Entspannung am Seillührungsbogen 10
seine Lage beibehält und bei einer Verschiebung in Längsrichtung
nicht vom Seilführungsbogen 10 abfällt. Ansonsten ist dieser Seilführungsbogen
10 ein an
sich steifes Gebilde und übernimmt keine Federarbeit.
Die
in der Zeichnung strichpunktiert angedeutete Lage des Zug-
seiles
7, die durch Einhängen der Seilenden in der Lasche 11
entsteht,
dient hier lediglich zur Versorgung des Zugseiles ?
bei Nichtgebrauch.
Fig. 3 zeigt eine Seilführung bei reinem Bugradschlepp.
Zusätzlich wird aber hier auch eine weitere Variante der Ausführung
des Seilführungsbogens 10 gezeigt, worauf später auf diese
Ausführungsform
eingegangen wird. Es ist nämlich in besonderen Fällen-vorteilhaft"
ein Flugzeug mit reinem Bugrad-schlepp zu
bewegen. Dies kann
bei kurzen Stellbewegungen des Flugzeuges erforderlich sein. aus
diesem Grunde wird man aber nicht eine eigene Zugstange verwenden,
oder das Zugseil entfernen, denn
das lose, an der Zugstange hängende
Zugseil könnte im Wege sein und leicht beschädigt werden.
Man legt daher jenen Teil des
Zugseiles ?, der sich am Führungsbogen
10 an der Stelle 10' befindet, um eine vordere Umlenkrolle
13 sowie an den Umlenkrollen 14, 14'. Die Umlenkrollen 13, 14,
14' sind ebenfalls, dreh-, bar an der Zugstange 5 befestigt. Mit der
in Fig. 3 gezeigten
Seilführung kann man das für das Hauptfahrwerk
notwendige Zug-
seil 7 mit einfachen Mitteln an der Zugstange
5 in die hasche 11
eintänpen und somit die Schleppvorrichtung
auf Bugradschlepp um-
bauen. Dieses Verfahren hat den Vorteil,
daB die Zugstange 5 nicht
auf Zug belastet wird, sondern jetzt
nimmt die Zugbelastung das
Zugseil 7 vollständig auf.
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Um auf die eingangs erwähnte Ausführungsform des Seilführungsbogens
10 in Fig. 3 zurückzukommen, sei erwähnt, d" dieser
auch
aus einer Blattfeder bestehen kann. Dadurch ist essmöglich,
an der Stelle 15 auf eine Federung zu verzichten, weil nun der
Seilführungsbogen
10 die Federarbeit für die Straffung des
Zugseiles durchführen
kann. Im Gegensatz zu der Ausführung in Fig. 2 ist hier der
Seilführungsbogen 10 federnd ausgeführt und sowohl an der Zugstange
5 mit der Schelle 16 als
auch an der Einhängegabel
17 durch die Querverbindung 18 be-
festigt.
Auch bei
reinem Bugradschlepp kommen die Vorteile des
federnden Seilführungsbogens
10 voll zur Geltung, denn durch die Umschlingung des Seilführungsbogens
10 sichert dieser
bei der Zugbeanspruchung stets eine Straffung
des Zugeeiles 7.
Beim Schlepp unter Einbeziehung des Hauptfahrwerkes
übernimmt der Seilführuagsbogen 10 in gewissem Umfang die Aufgabe der
Stangenfederung
an der Stelle 15 der Zugstange 5.
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Fig. 4 zeigt im Schnitt die Seilbefestigung im
Detail.
Es sind mehrere Bohrungen 12.an einer Twasche-11
angebracht, die als Sicherheitsbohrungen dienen. Die bisher üblichen
Scheratifte,
die eine Überbelastung des Seiles verhindern und
bei
einer vorher gewählten Belastung abgeschert werden, haben
den
enormen Nachteil, daß dabei die Zugvorrichtung ausgeklinkt wird
und die Verbindung zum Zugfahrzeug verliert. Dadurch be-
steht die
Gefahr des Zurückrollens, befindet sich das Flugzeug
an einer kleinen
Steigung. Mit der vorliegenden Einhängevorrichtung, die ebenfalls so
dimensioniert ist, daß die Öse in der Lasche bei Überlast
ausreißt, aber das Zugseil ?'wird gleich
in die nächstliegende Öse
selbsttätig eingehängt, wobei die
Überbeanspruchung wirksam gestoppt
wird, so daß keine Gefahr des Seilrisses mehr besteht. Das an einer
Steigung befindliche Flugzeug kann aber nicht selbständig zurückrollen.
Die Verbindung zwischen Zugmaschine und Flugzeug
bleibt bestehen.
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Durch die Verwendung eines Dämpfungselenentes in
der
Zugstange werden die Spannungsspitzen beim raschen Anfahren
oder Bremsen der Zugmaschine wirksam unterdrückt, da :wischen
dem
Seilführungabogen und der Schleppstange sich eine Teles= kopanordnung
mit doppelwirkendem Stoßdämpfer befindet..
Darüber hinaus
besteht die Möglichkeit, diese Schlepp-
vorrichtung nicht nur
für Flugzeuge mit Bugradfahrwerk zu ver-
wenden, sondern auch an
allen ähnlich gebauten Flugzeugen oder
Abachleppwagen. Besonders sei
hier daran gedacht, an Schlepp-
wagen, die für die Beförderung
von Raketen bzw. Raketenttiebwerken verwendet werden können. Auch
hier sind beim Schlepp die gleichen Probleme und es können diese mit
der erwähnten Schleppvorrichtung gelöst werden.
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Die Zugvorrichtung mit der Sicherheitselnhängevorrichtung
bietet bei Überbelastung des Zugseiles die Möglichkeit eines
selbsttätigen Nachsetzens des Einhängehakens mit den
Vorteilen
einer Abschersicherung und dadurch eine Minderung der Spannungsspitze,
ohne dabei die gesamte Anhängevorrichtung auszuklinken. Als besonderer
Vorteil ist die Tatsache
anzusehen, daß mit Hilfe. dieser Abschleppvorrichtung
das Flug-
zeug auf unebenem Gelände, d. h. Grasnarbenpiste,
ohne weite-
res abgeschleppt werden kann und diese Vorrichtung ist
für je-
des Flugzeug, welches ein solches Fahrwerk
aufweist, verwendbar. .