DE2719089A1

DE2719089A1 - Schwimmervorrichtung

Info

Publication number: DE2719089A1
Application number: DE19772719089
Authority: DE
Inventors: James Robert Summer
Original assignee: American Safety Equipment Corp
Current assignee: American Safety Equipment Corp
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1977-11-10
Also published as: GB1551523A; FR2349497A1; IT1077732B; FR2349497B3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwimmervorrichtung zur Unterstützung eines einen Rumpf aufweisenden Fahrzeugs, insbesondere Luftfahrzeugs. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Schwimmervorrichtung mit drei Schwimmern.

Es sind verschiedene Schwimmervorrichtungen zur Anordnung von Fahrzeugen, wie Hubschraubern, auf einer Wasserfläche bekannt. Sie weisen zylindrisch ausgebildete Schwimmer oder Schwimmrohre auf, die in der Regel mittels Druckluft aufgeblasen werden können, deren Behälter vom Hubschrauberpiloten gesteuert werden kann.

Früher verwendete Schwimmervorrichtungen wiesen jeweils einen Schwimmer an jeder Kufe eines Hubschraubers auf. Sie wurden zur Bereitstellung eines solchen Auftriebs für den Hubschrauber eingesetzt, daß die Insassen im Falle einer Notwasserung evakuiert werden konnten. Ausreichenden Auftrieb zur Rettung des Hubschraubers erbrachten sie jedoch nicht.

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Die Entwicklung solcher Schwimmervorrichtungen ging dahin, daß sie unter den Hubschrauberkufen angeordnet wurden, um einen Abstand zwischen dem Rumpf und der Wasserfläche zu gewährleisten. Diese Schwimmervorrichtungen verliehen dem Hubschrauber hinreichenden Auftrieb zur Rettung sowohl der Insassen als auch des Hubschraubers selbst im Falle einer Notlandung auf einer Wasserfläche. Die Schwimmer dieser Vorrichtungen waren in der Regel zigarrenförmig mit halbkugeligen Enden zur Durchpflügung des Wassers versehen. Diese Art des Eintauchens der Schwimmer begrenzte jedoch die Manövrierfähigkeit des Hubschraubers im Wasser. Darüberhinaus wiesen sie schlechte aerodynamische Eigenschaften auf und wurden bei ständiger Landung des Hubschraubers mit der Schwimmervorrichtung leicht beschädigt.

Später wurden die Schwinunereinrichtungen in Richtung zur oberen Fläche der Kufen verschoben, um hierdurch die Möglichkeit einer Beschädigung der Schwimmer bei Bodenberührung zu verringern. Zur Herbeiführung eines größeren Abstandes zwischen Rumpf und Wasseroberfläche wiesen diese Schwimmervorrichtungen zwei zylindrische Schwimmer auf, die derart miteinander verbunden waren, daß ihre Mittellinien in einer horizontalen Ebene angeordnet waren. Die beiden Schwimmer oder Schwimmerrohre wurden zusammengedrückt, so daß die Flächen längs einer vertikalen Linie zusammentrafen, die gleich-weit von den Mittelpunkten der beiden zylindrischen Schwimmer entfernt waren. Diese Schwimmer waren mit konisch flach

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verlaufenden Bug zur Verringerung des Pflügeeffektes der vorher bekannten Schwimmer und zur Verbesserung der Manövrierbarkeit des auf dem Wasser befindlichen Hubschraubers versehen. Die Heckteile der Schwimmer waren konisch und nach oben in Richtung zum Schwanzende gebogen, wodurch Abstand für Landungen bei niedrig gestelltem Schwanzende bewirkt wurde. Diese Schwimmervorrichtungen erbrachten Manövrierbarkeit auf dem Wasser und verbesserte aerodynamische Eigenschaften, jedoch nicht ausreichenden Abstand zwischen Rumpf und Wasseroberfläche bei jeglichen Landungsbedingungen; sie bewirkten vielmehr, daß der Schwanzrotor des Hubschraubers bei geringer Last oder im unbelasteten Zustand der Wasseroberfläche gefährlich nahe kommen konnte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht grundsätzlich darin, eine Schwimmervorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein maximaler Abstand zwischen dem Rumpf und der Wasseroberfläche ermöglicht wird. Die Schwimmervorrichtung soll hierbei Untergurte aufweisen, die während einer Wasserung die Schwimmer auf Scherung beanspruchen. Die erfindungsgemäße Schwimmervorrichtung soll weiterhin !«gelstumpfartige Enden zur Herbeiführung eines ebenen Buges und zur Verringerung der Abdrift bei Verwendung mit einem Helikopter aufweisen. Auch soll die zu schaffende Schwimmervorrichtung Schotten für Schwimmer einer mit drei Schwimmern versehenen Schwimmervorrichtung aufweisen, um so eine möglichst geringe Reduzierung der Schwimmfähigkeit zu bewirken, wenn einer der Abschnitte

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entlüftet ist. Schließlich soll eine derartige drei Schwimmer aufweisende Schwimmervorrichtung für einen Hubschrauber vergleichsweise kleinen Rohrdurchmesser aufweisen, so daß leichteres oder gleiches Gewebe wie beim Stand der Technik, dann jedoch unter verringerter Last eingesetzt werden kann, wodurch die Lebensdauer der Schwimmvorrichtung verlängert wird.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung grundsätzlich dadurch gelöst, daß die Schwimmervorrichtung drei Schwimmer oder Schwimmerrohre aufweist, die mittels beispielsweise eines Klebers miteinander tangential verbunden sind, wobei zwei Schwimmer derart angeordnet sind, daß ihre Mittellinien in einer horizontalen Ebene verlaufen. Die drei Schwimmer sind so miteinander verbunden, daß sie eine Pyramide bilden, wobei die Schnitt- oder Berührungsstellen im Querschnitt Y-Form bilden, wobei die Schwimmer im Querschnitt zylindrisch ausgebildet sind mit Ausnahme der Teile, die die Y-Form bilden, wodurch die Mittelpunkte der zylindrischen Schwimmer ein gleichseitiges oder in etwa gleichseitiges Dreieck einschließen.

An den beiden in einer horizontalen Ebene vorgesehenen Schwimmern sind Untergurte oder Verbindungsschienen vorgesehen; sie sind an zugeordneten Kufen angeordnet, die ihrerseits mit dem Hubschrauber verbunden sind. Die vorderen und hinteren Enden eines jeden zylindrischen Schwimmers sind kegelstumpfförmig ausgebildet. Die vorderen kegelstumpfförmigen Teile sind nach oben unter einem Winkel von etwa 28° geneigt, um einen ebenen Bug zur

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Herbeiführung der Manövrierbarkeit im Wasser zu bilden.

Die an den hinteren Enden eines jeden Schwimmers vorgesehenen kegelstumpfförmigen Abschnitte verlaufen unter einem Winkel von etwa 14 nach oben, um Landungen mit nach unten weisendem Schwanz zu ermöglichen und die Möglichkeit der Abdrift zu verringern.

Das Aufeinandertreffen der Schwimmer an tangentialen Stellen zur Bildung eines gleichseitigen Dreiecks zwischen den Mittellinien der drei Schwimmer eliminiert oder verringert die Trennkräfte, die bisher bei Schwimmvorrichtungen mit zwei Schwimmern auftraten; hierdurch werden Gewichts-, Abmessungs- und Kostenersparnisse erzielt. Die erfindungsgemäße Ausbildung verringert oder eliminiert ebenfalls die Möglichkeit eines Versagens aufgrund großer, dem Stand der Technik bei Schwimmervorrichtungen mit zwei Schwimmern innewohnenden Trennkräften.

Die erfindungsgemäße Ausbildung mit drei Schwimmern ermöglicht es, daß die Hubschrauberkufen unterhalb des Zusammentreffens oder der Schnittstelle der beiden unteren Schwimmer oder Rohre angeordnet werden können. Hierdurch wird der Untergurt so angeordnet, daß die Klebestelle zwischen ihm und den Schwimmern nahezu nur auf Scherung beansprucht wird. Auch wird hierdurch der Schwimmer weiter unten angeordnet, wodurch zusätzliche Höhe zwischen Rumpf und Viasseroberfläche gewonnen wird.

Dieser Lastangriff in Scherrichtung erbringt wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik mit einen einzigen oder

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oder zwei Schwimmern und zwar deshalb, weil bei den bekannten Vorrichtungen der Schwimmer oben auf der Kufe sitzt. Hierdurch bewirkt der Untergurt, daß die Klebestelle zwischen ihm und dem Schwimmer praktisch ausschließlich in Abziehrichtung belastet wird. Dies ist eine unerwünschte Belastung, da Klebeverbindungen ihre Maximalstärke bei Belastung in Scherrichtung entwickeln.

Der Schwimmerdurchmesser der erfindungsgemäßen Dreifachkonstruktion ist geringer als der bei doppelten oder bei einem einzigen Rohr. Hierdurch kann leichteres Gewebe und/oder gewebegleichen Gewichtes als beim Stand der Technik bei geringerer spezifischer Last verwendet werden. Hierdurch wird die Lebensdauer der Schwimmer vergrößert.

Die außenbords gelegenen sowie die oberen Schwimmer weisen gemäß der Erfindung Schotten auf, um verschiedene Abschnitte zu bilden und die Schwimmer in die Lage zu versetzen im Fall der Entlüftung eines der Abschnitte genügend Schwimmkraft oder Auftrieb zur Verfügung zu stellen. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schwimmervorrichtung so ausgelegt, daß sie einen Auftrieb von 160% eines Hubschraubers von 1450 kg mit zwei Kufen erbringt. Die beiden Schwimmervorrichtungen, von denen jeweils eine einer der beiden Kufen zugeordnet ist, weist ein Minimalvolumen von 1,16 m auf, das 1160 kg Auftrieb entspricht. Die außen gelegenen und die oberen Schwimmer einer jeden Schwimmervorrichtung enthalten

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zwei Schotten, wodurch drei Abteile gleichen Volumens von 0,14 m pro Schwimmer gebildet werden. Wird eines dieser Abteile beschädigt, so wird der Auftrieb um weniger als 140 kg verringert, und der Restauftrieb des beschädigten Schwimmers beträgt weiterhin etwa 1020 kg oder etwa 141% des für einen Hubschrauber von 14 50 kg erforderlichen Minimalauftriebs.

Alternativ können die äußeren sowie der obere Schwimmer einer jeden Schwimmervorrichtung lediglich ein einziges Schott aufweisen, wodurch zwei Abteile mit 0,2 m entstehen. Wird in diesem Fall ein Abschnitt eines Schwimmers beschädigt, so würde die Verringerung des Auftriebs weniger als 207 kg betragen und der verbleibende Auftrieb etwa 955 kg oder 131% des bei einem Hubschrauber von 1450 kg erforderlichen Minimalauftriebs.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Beschreibung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer aufgeblasenen Schwimmervorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Ebene II-II der Fig. 1, wobei verschiedene Teile weggelassen sind;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Ebene III-III der Fig. 1;

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Fig. 4 einen Querschnitt der Fig. 1 längs der Ebene IV-IV;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer entlüfteten, erfindungsgemäßen Schwimmvorrichtung, die an einer Hubschrauberkufe angeordnet ist und

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Aufblassystems der erfindungsgemäßen Schwimmervorrichtung.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist eine erfindungsgemäße Schwimmervorrichtung mit drei Schwimmern oder Schwimmrohren 11, 12 und 13 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß zwei Schwimmervorrichtungen 10 unter einem Fahrzeug angeordnet sind; aus Gründen der Klarheit und einfachen Darstellung wird jedoch im folgenden lediglich eine Schwimmervorrichtung 10 genauer beschrieben. Wie am besten aus den Fig. 2, 3 und 4 hervorgeht sind die Schwimmer in Form einer Pyramide angeordnet, und - vgl. Fig. 4 - die Schnittebenen bilden einen Y-förmigen Querschnitt, so daß die Mitten der Schwimmer ein Dreieck definieren, das gleichseitig ist oder doch einem gleichseitigen Dreieck recht nahe kommt.

Die Schwimmer weisen zylindrische Querschnitte auf mit Ausnahme der Teile, die die Y-förmige Querschnittskonfiguration bilden. Die Mittellinien der drei Schwimmer 11, 12 und 13 verlaufen parallel zueinander, und die Mittellinien der beiden unteren Schwimmer 11 und 13 sind in einer horizontalen

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Ebene angeordnet. Die drei Schwimmer sind über ihre Länge miteinander verbunden, z.B. miteinander verklebt. Im Querschnitt (Fig. 4) ergibt der Berührungsbereich oder die Schnittstelle der drei Schwimmer 11 bis 13 eine Y-förmige Ausbildung.

Jeder der Schwimmer ist an seinem vorderen Ende mit einem kegelstumpfförmigen Teil versehen, der nach oben geneigt ist, um einen planenBug zu ergeben und so die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs zu steigern. Eei dem bevorzugten Ausführungsbeipsiel sind die kegelstumpfförmig ausgebildeten Teile mit 16, 17 und 18 bezeichnet und jeweils an den Schwimmern 11, 12 und 13 befestigt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Neigungswinkel jedes Teils 16, 17 und 18 in der Größenordnung von 2 8 Grad.

Ebenso weist jeder Schwimmer an seinem rückwärtigen Ende oder Heck auch einen kegelstumpfförmigen Teil auf, der gleichfalls nach oben geneigt ist, um so eine Abdrift des Fahrzeugs zu verringern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind diese Teile mit 22, 23 und 24 bezeichnet und an den Schwimmern 11, 12 bzw. 13 befestigt. Der bevorzugten Neigungswinkel dieser Teile 22, 23 und 24 beträgt etwa 14 Grad.

Die Schwimmervorrichtung nach Fig. 2 ist an einer linken Kufe 31 eines Hubschraubers 21 angeordnet, und der außenbords angeordnete Schwimmer 11 weist zwei Schotten oder Unter-

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teilungen 26, 27 auf, so daß drei Räume vorhanden sind. In gleicher Weise ist der obere Schwimmer 12 mit Schotten 28, 29 versehen, wodurch ebenfalls drei Räume erzeugt sind. Der innenbords gelagerte Schwimmer 13 ist in drei Abschnitte 13a, 13b und 13c, vgl. Fig. 2, unterteilt. In den so gebildeten Räumen sind die Bügel 31a und 31b der Kufen 31 vorgesehen. Sofern einer der Abschnitte 13a, 13b oder 13c derart beschädigt wird, daß die Luft entweicht, erbringen die verbleibenden Abschnitte des Schwimmers 13 sowie die unbeschädigten Schwimmer 11 und 12 hinreichenden Auftrieb, um den Hubschrauber schwimmend zu halten. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Schwimmer aus spezifisch leichtem, hochabriebbeständigem, beschichtetem Gewebe hoher Festigkeit hergestellt, das ausgezeichnete Wetterbeständigkeits- und Alterungsbeständigkeit zeigt. Derartiges Gewebe ist pilzbeständig und wird bei Einwirkung einer Anzahl von Stoffen, wie Fett, Öl, Treibstoff, Hydrauliköl und Batteriesäuren, wie Kaliumhydroxid oder Schwefelsäure, während einer Dauer von 72 Stunden nicht beeinflußt.

Die Kufen 31 und 32 sind jeweils mittels Unterzügen mit den jeweils beiden, in einer horizontalen Ebene angeordneten Schwimmern verbunden. Beim bevorzugten Ausführungsbeipiel sind dies die Unterzüge 33, 34, siehe Fig. 4. Sie sind aus herkömmlichen Gewebe hergestellt und an den jeweiligen Schwimmer angeklebt. Die erfindungsgemäße Zuordnung der drei Schwimmer zueinander bewirkt, daß die Klebeverbindung zwischen dem Unterzug und dem Schwimmer praktisch ausschließlich

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in Richtung auf Scherung belastet wird; dies im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Belastung in Richtung auf ein Abziehen erfolgte. Die aufgrund der Erfindung eintretende Belastung wird bevorzugt, da Klebeverbindungen ihre maximale Stärke bei Belastung auf Abscherung entwickeln.

Jeder Unterzug 33, 34 weist jeweils U-förmige Teile 36, auf und kann ein nicht dargestelltes Teil aus festem Material aufweisen, das zwischen den beiden vertikalen Teilen des U-förmigen Teils befestigt ist. Sowohl durch die U-förmigen Teile als auch durch den horizontalen Teil 31c der Kufe erstreckt sich ein Bolzen 38; hierdurch wird der Schwimmer mit der Kufe verbunden.

Die Kufen 31 und 32 sind in herkömmlicherweise mit dem Boden des Rumpfes des Hubschraubers 21 verbunden; vgl. Fig. 3. Die Anordnung der unteren horizontalen Teile 31c und 32c der Kufen 31 und 32 unter der Schnittstelle der beiden Schwimmer 11 und 12 erbringt zusätzlichen Abstand bezüglich der Landungsfläche. Setzt der hubschrauber auf eine Wasserfläche auf, so verhindert der zusätzliche Abstand eine Berührung des Rumpfes mit der Wasseroberfläche. Dieses Merkmal der Erfindung ist besonders dann von Bedeutung, wenn der Hubschrauber bei rauher See landet.

Es kann auch eine Aufblaseinrichtung zur fortgesetzten Beaufschlagung der Schwimmer vorgesehen sein. Diese Aufblaseinrichtung kann entweder extern bezüglich des Hubschraubers

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oder an diesem vorgesehen sein.

Eine derartige Aufblaseinrichtung kann beispielsweise entsprechend den Fig. 5 und 6 zur Beaufschlagung der verschiedenen Abschnitte und Räume der Schwimmervorrichtung ausgebildet sein. Die Schwimmervorrichtung 10 nach Fig. 5 ist im entlüfteten Zustand gezeigt und gerade oberhalb der unteren horizontalen Fläche 31c der Kufe 31 verstaut. Die Aufblaseinrichtuna v/eist einen Behälter 41 für Druckluft auf, der in der Regel ein Volumen in der Größenordnung von etwa 15 1 aufweist. Ein Ventil 42 dient zum Öffnen und Schließen des Behälters. Es ist vorzugsweise ein Elektromagnetventil, das vom Piloten betätigt wird. Die Anordnung 4 3 von Schläuchen und Rohren bildet die Druckluftversorgung für die verschiedenen Abschnitte und Räume der Schwimmer, so da.^ diese bei geöffnetem Ventil 42 beaufschlagt werden. Die Leitungen weisen vorzugsweise einen Innenkernaufbau aus Tetrafluoräthylen auf, der von einem Gewebe aus rostfreiem Stahl umgeben ist. Die Rohrleitungen sind vorzugsweise starr und mit Muffen und Verschraubungen an jedem Ende versehen. Die Aufblaseinrichtung kann in bekannter Weise am Fahrzeug befestigt und mit den Schwiinmervorrichtungen 10 verbunden sein.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1,^ Schwimmervorrichtung zur Unterstützung eines einen Rumpf aufweisenden Fahrzeugs, insbesondere Luftfahrzeugs, gekennzeichnet durch wenigstens drei Schwimmer (11, 12, 13), eine Einrichtung zur tangentialen Anordnung der drei Schwimmer aneinander, wobei zwei (11, 13) der drei Schwimmer (11, 12, 13) so angeordnet sind, daß ihre Mittellinien in einer horizontalen Ebene verlaufen, durch mindestens einen an den in der horizontalen Ebene vorgesehenen Schwimmern (11, 13) angeordneten Untergurt (36, 37) und durch mindestens eine mit dem Rumpf verbundene Kufe (31, 32), die direkt unter der Schnittstelle der beiden in der horizontalen Ebene angeordneten Schwimmer (11, 13) vorgesehen und mit dem Untergurt (36, 37) verbunden ist, so daß eine Landeflächenberührung des Rumpfes verhindert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Anordnung der drei Schwimmer (11, 12, 13) eine Klebeverbindung zur Befestigung der Schwimmer längs dreier Ebenen und Bildung eines Y-förmigen Querschnittes ist, wobei die Mittelpunkte der Schwimmer ein gleichseitiges oder etwa gleichseitiges Dreieck bilden.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schwimmer (12) direkt oberhalb der Schnittstelle der beiden in der horizontalen Ebene vorgesehenen Schwimmer (11, 13) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schwimmer (11, 12, 13) an seinem vorderen Ende mit einem kegelstumpfförmigen, nach oben geneigten Teil zur Herbeiführung eines planenßuges und Verbesserung der Manövrierbarkeit des Fahrzeugs versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schwimmer (11, 12, 13) an seinem Heckteil mit einem kegelstumpfförmigen, nach oben geneigtem Teil zur Verringerung der Abdrift des Fahrzeugs versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schwimmer wenigstens ein Schott (26, 27, 28, 29) zur Unterteilung des Schwimmers in mehrere Abschnitte aufweist.
7. Schwimmer nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der drei Schwimmer (11, 12, 13) wenigstens zwei Schotte (26, 27, 28, 29) zur Unterteilung der beiden Schwimmer in wenigstens drei Abschnitte aufweist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet/ daß die Mittelpunkte der drei Schwimmer (11, 12, 13) ein gleichseitiges Dreieck bilden und daß einer der beiden, Schotte (26, 27, 28, 29) aufweisenden Schwimmer der Außenbordschwimmer (11) ist und der zweite der beiden Schotte (26, 27, 28, 29) aufweisenden Schwimmer der obere Schwimmer (12) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kufen (31, 32) derart längs der Fläche der zugeordneten Schwimmer (11, 12, 13) an den Untergurten (34) angeordnet sind, daß die von den Schwimmern auf die Untergurte übertragenen Vertikalkräfte im wesentlichen in Abscherrichtung wirken.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (11, 12, 13) mit den Unterzügen (34) verklebt sind.

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