DE202007010854U1

DE202007010854U1 - System zur Landestoßermittlung bei Luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE202007010854U1
Application number: DE200720010854
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-05
Filing date: 2007-08-05
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2017-08-06

Abstract

System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasdrucksensor den Druck und dessen zeitlichen Verlauf in jedem Fahrwerksfederbein ermittelt, dieser Druck oder der entsprechende elektrische Wert und die Höhe und der dazugehörige zeitliche Verlauf der Beschleunigungskräfte an der zellenseitigen Fahrwerksaufhängung in einer Rechnereinheit erfasst und ausgewertet wird und auf einem Anzeigesystem im Cockpit oder einer anderen geeigneten Stelle im Luftfahrzeug zur Anzeige gebracht wird.

Description

Allgemeines:
Bei der Konstruktion von Hubschraubern wird das Fahrwerk so ausgelegt, dass es das maximal zulässige Abfluggewicht/Landegewicht des Hubschraubers, multipliziert mit einem festgelegten Beschleunigungswert, abfangen und die auftretenden Kräfte in die Zelle einleiten kann.
Im Flugbetrieb wird das Luftfahrzeug von dem Piloten nach Gefühl, Erfahrung und mittels der Anzeige (Sinkgeschwindigkeit ft/min) unter dem dynamischen Einfluss wechselnder Umweltbedingungen wie z.B. Boen oder lokale Turbulenzen abgesetzt.
Die Anzeige der Sinkgeschwindigkeit ist an sich schon sehr ungenau und träge. Das Absetzen erfolgt selten auf allen Fahrwerksbeinen gleichzeitig und der Absetzvorgang ist nicht gleichförmig.
So kann es sein, das ja nach Untergrund (unebene oder schräge Fläche, Schiffslandungen), Windeinfuß und Pilotenerfahrung während der Landung die Belastungsgrenze des Fahrwerks erreicht und überschreiten wird.
Es gibt bislang kein Aufzeichnungssystem, das diesen Vorgang aufzeichnet und/oder bewertet. Schädigungen im Bereich des Fahrwerkes, bzw. an den Krafteinleitungspunkten und in Folge davon an der Zelle und den dynamischen Komponenten können daher nicht frühzeitig erkannt werden. Unter bestimmten Umständen kann es erforderlich sein, dass das zulässige Abfluggewicht/Landegewicht in Notsituationen überschritten werden muss (Rettungseinsätze, militärische Einsätze). Die Kontrollen um dieses Luftfahrzeug wieder für den Flugbetrieb freizugeben sind entsprechend aufwändig obwohl dies nicht zwingend erforderlich sein muss. Dieser Aufwand kann erheblich reduziert werden, wenn die Landebelastung genau ermittelt wurde, da bei einer entsprechend weichen Landung es zu keiner Überlastung des Fahrwerkes und somit auch der Zelle usw. aufgrund der geringeren Beschleunigungskräfte kommt.
Abgrenzung:
Das System ist nicht mit einem herkömmlichen System zur Abfluggewichtsermittlung zu vergleichen. Zwar kann auch das Abfluggewicht als Nebenprodukt des Systems ermittelt werden, jedoch findet bei diesem System die Druckermittlung über den Gasdruck und nicht den Öldruck statt, dadurch werden Fehler im System verursacht durch Gaseinschlüsse im Fluid oder durch Fluidströmungen ausgeschlossen.
Genaue Messungen in einem fluidgedämpften System sind erst nach dem Abschluss des Dämpfungsvorgangs aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit im Dämpfungsfluid möglich und somit ungeeignet den maximalen Landestoß zu erfassen.
Systeme die alleinig die Beschleunigungswerte erfassen berücksichtigen nicht den Verlauf der Beschleunigung über die Zeit und in Relation zum Druck im Dämpfungssystem. Bei kurzen, steilen Beschleunigungsimpulsen kann es zum Durchschlagen dieser Impulse aufgrund der Trägheit des Dämpfungssystems auf die Zelle kommen. In diesem Fall wird zwar ein hoher Beschleunigungswert erfasst, die dabei wirkende Kraft wird aber nicht berücksichtigt.
Alle bisher bekannten Systeme verwenden auch keine Referenzeinheit um den Einfluss von schiefen Landeplätzen zu berücksichtigen.
Das System zur Ermittlung der maximalen Landebelastung berücksichtigt alle vorher genannten Faktoren. Es ist so ausgelegt, dass der Verlauf der Belastung über die Absetzphase aufgezeichnet und ausgewertet wird. Somit ist sichergestellt, dass der Einfluss der Beschleunigung (Richtung, Stärke) in Bezug auf die auftretende Kraft erfasst und ausgewertet wird.
Lösungsansatz:
In das Luftfahrzeug wird ein System eingerüstet, dass den statischen Druck, mittels eines Drucksensors, den Gasdruck in jedem Fahrwerksfederbein ermittelt. Dazu wird eine Druckmesseinrichtung an geeigneter Stelle (z.b. Entlüftungsschraube) angebracht.
Die Messdaten werden an eine zentrale Rechnereinheit übertragen und aufgezeichnet sowie ausgewertet.
Die Rechnereinheit und/oder das Sensorsystem erhalten weitere Daten wie Beschleunigung, Federweg, Luftdruck, Raumlagedaten und Temperatur (Federbeingehäuse) um entsprechende sich verändernde Umweltbedingungen zu berücksichtigen.
Die Rechnereinheit überträgt die Daten an eine Anzeigeeinheit im Cockpit.
Folgende Basisfunktionalitäten sind vorgesehen.

Ermittlung der wirkenden Kraft über die Zeit und Maximalwerterfassung in jedem Fahrwerksfederbein.
Anzeige dieser Daten (ggf. menugeführt)
Ermittlung der Beschleunigung über die Zeit und Maximalwerterfassung in jedem Fahrwerksfederbein.
Anzeige dieser Daten (ggf. menugeführt)
Ermittlung und Speicherung des Gesamtgewichtes
Anzeige dieser Daten
Ermittlung des Schwerpunktes für Längs- und Querachse
Anzeige dieser Daten als Wert oder grafisch bezogen auf die Hubschraubermittelachse.
Ermittlung und Speicherung des maximalen Landegewichtes pro Fahrwerksfederbein
Anzeige dieser Daten (ggf. menugeführt)
Ermittlung und Speicherung des Fahrwerkfederbeindruckes im entlasteten Zustand zur
Ermittlung des Füllgrades
Anzeige dieser Daten (ggf. menugeführt)
Anzeige einer automatischen Warnung bei Überschreiten bzw. Unterschreiten von Grenzwerten
Automatische Deaktivierung/Aktivierung des Systems mit den Ein- und Ausfahren des Fahrwerkes.
BiV-Verträglichkeit der Anzeige
Überwachung von Bodenresonanzverhalten und Warnung bei Erreichung von Schwellenwerten.

Diese Basisdaten können erweitert werden durch zusätzliche Funktionalitäten:

Masse- und Schwerpunktsaktualisierung über Einbeziehung des aktuellen Kraftstoffverbrauchs
Masse- und Schwerpunktsaktualisierung über manuele Eingabe von Daten nach Lastabwurf/Lastaufnahme oder dem Absetzen von Fallschirmspringern oder nach Fast roping.

Kopplung mit der AFCS-Anlage für einen automatischen Absetzvorgang des Luftfahrzeuges.

Claims

System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasdrucksensor den Druck und dessen zeitlichen Verlauf in jedem Fahrwerksfederbein ermittelt, dieser Druck oder der entsprechende elektrische Wert und die Höhe und der dazugehörige zeitliche Verlauf der Beschleunigungskräfte an der zellenseitigen Fahrwerksaufhängung in einer Rechnereinheit erfasst und ausgewertet wird und auf einem Anzeigesystem im Cockpit oder einer anderen geeigneten Stelle im Luftfahrzeug zur Anzeige gebracht wird.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lage und deren zeitlicher Verlauf des Luftfahrzeuges im Raum mittels eines Fluglagesensors erfasst wird und in einer Rechnereinheit bei der Auswertung der Sensordaten berücksichtigt wird.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Fahrweksdruckdaten unter Berücksichtigung der Fluglagedaten zur Ermittlung des Luftfahrzeugsschwerpunkts und des Abfluggewichts in einer Rechnereinheit verwendet werden und auf einem Anzeigesystem im Cockpit oder einer anderen geeigneten Stelle im Luftfahrzeug zur Anzeige gebracht werden.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Daten gespeichert werden und über eine Schnittstelle oder ein Wechselspeichermedium ausgelesen werden können.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Daten als Wert oder grafisch bezogen auf die Hubschraubermittelachse grafisch auf dem Anzeigesystem dargestellt werden.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrwerkfederbeindruckes im entlasteten Zustand zur Überprüfung des Füllgrades ermittelt und gespeichert und auf einem Anzeigesystem angezeigt wird.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten in einer Rechnereinheit ausgewertet werden und eine Anzeige auf einem Anzeigesystem einer automatischen Warnung bei Überschreiten bzw. Unterschreiten von Grenzwerten erfolgt.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktivierung und Deaktivierung des Systems automatisch beim Ein- und Ausfahren des Fahrwerks erfolgt.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffverbrauchsdaten durch einen zusätzlichen Sensor erfasst, oder im Luftfahrzeug vorhandene Kraftstoffverbrauchsdaten, oder Kraftstofftankfüllstandsdaten und Daten über abgesetzte oder abgeworfenen Ladung für die Rechnereinheit durch automatische Übertragung oder manuelle Eingabe über ein Bedienfeld verwendet werden um die Schwerpunkts- und Fluggewichtsberechnung zu aktualisieren.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigesystem BiV-verträglich ausgelegt ist.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Sensordaten im Rechnersystem ausgewertet und zur Überwachung von Bodenresonanzverhalten und zur Anzeige einer Warnung bei Erreichung von Schwellenwerten verwendet werden.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Sensordaten unter Kopplung mit der AFCS-Anlage (Autopilotenanlage) für einen automatischen Absetzvorgang des Luftfahrzeuges verwendet werden.
System zur Landestoßermittlung für Hubschrauber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Daten automatisch so aufbereitet werden, dass nur die Daten zur Anzeige kommen, welche die vorgesehen konstruktiven Limitierungen überschreiten. Diese Anzeige kann ggf. erst nach Eingabe eines besonderen Codes wieder gelöscht werden. Die Limitüberschreitungen können ggf. in Klassen eingeteilt sein und diesen Klassen können besondere Inspektionsmassnahmen zugeordnet sein.