DE2821655A1 - Einrichtung zur verminderung des reifenverschleisses bei der landung von flugzeugen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Velininderung des Reifenverschleißes bei der
• Landung von Flugzeugen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die an den Felgen von Flugzeugrädern angebracht ist. Unter Ausnutzung des Fahrtwindes werden die Räder mit Hilfe dieser Einrichtung schon vor der Landung in Drehung versetzt sobald das Fahrwerk ausgefahren ist.
• Dadurch, daß die Räder schon vor dem Aufsetzen auf die Landebahn annähernd auf die Landegeschwindigkeit beschleunigt werden, soll der Reifenverschleiß verringert werden.
• Bisher wird eine solche Einrichtung noch nicht verwendet. Dies bestätigen auch Gespräche mit Fachleuten auf der Internationalen Luftfahrtschau in Hannover 1978.
• Heute landen die Flugzeuge noch mit anfangs stehenden Rädern.
• Erst durch Reibung beim Aufsetzen auf die Landebahn werden sie plötzlich auf die nötige Geschwindigkeit gebracht. Rauchfahnen von verbranntem Gummi am Aufsetzpunkt bezeugen den großen Reifenverschleiß. (wie auch geschwärzte Landebahnen im Aufsetzbereich) Ein Reifen an der F-104 G (Starfighter) hat somit eine durchschnittliche Lebensdauer von nur 30 -40 Landungen (laut Gespräch auf der TIEF).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer der Flugzeugreifen wesentlich zu verbessern. Damit senken sich die Kosten und die Wartung an den Reifen. (Ein Reifen der F-104 G z. B. kostet ca. 3500,-- DM.) Diese Aufgabe wird folgendermaßen gelöst: Zum Antrieb der Räder wird der Fahrtwind ausgenutzt. (Der Fahrtwind liefert eine Energie, der kein zusätzlicher Aufwand gegenübersteht).
• Eine geeignete Formgebung des Felgenrades oder einer zusätzlich montierten Einrichtung, wie z. B. ein Kranz mit halbkugelförmigen Schalen, läßt eine Differenz der cwWerte (Strömungswiderstandswerte) oben und unten am Rad auftreten.
• Offene Halbkugelschalen weisen mit der Strömungsgünstigen Rückseite zum Luftstrom einen cw-Wert von 0,34 auf.
• Der cw-Wert der Vorderseite liegt bei 1,3). (Aus Dubbel I Taschenbuch für Maschinenbau, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1970; 13. Auflage, S. 324) Diese Differenz der cw-Werte liefert die treibende Kraft, die das Rad in Drehung versetzt.
• Berechnungsformel für die Widerstandskraft aus der Luftströmung aus, "Physik für technische Berufe"; Heywang, Schmiedel, Süss; VERLAG, Handwerk und Technik, 20. Auflage, Hamburg 1970, S. 115: Fw = cw . 1/2#v² A0 Um die treibende Kraft zu erhalten, wird die Differenz beider cw-Werte eingesetzt.
• Die Gegenkraft oben am Rad geht somit in die Berechnung eilt.
• Aus der Kraft, multipliziert mit dem Windtreibradradius als Hebelarm, resultiert das zur Verfügung stehende Drehmoment.
• (Berechnungsbeispiel siehe Anlage) Dem Drehmoment entgegen wirken die Lagerreibung und das Trägheitsmoment des Rades.
• Das Drehmoment, und damit die Laufgeschwindigkeit des Rades, hängt ab von der Frontfläche der Schalen, deren Anzahl, dem Radius des Schalenkranzes und der Windgeschwindigkeit.
• Ein Schalenrad mit einem Radius von 25 cm und einen Schalendurchmesser von 20 cm erbringt ( z. B. bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 350 kia/h) ein Drehmoment von MD= 48,7 Nm.
• (Zum Vergleich: Ein Fahrzeugmotor mit 29 KW (40 PS) hat beispilsweise ein max. Drehmoment von 64 Nm.) So können selbst schwere Räder (bei Verkehrsflugzeugen mit hoher Landegeschwindigkeit) angetrieben werden. Ausführungsbeispiele: 1. Die Form des Windrades Könnte z. B. auch dem Laufrad einer Kreiselpumpe änneln.
• 2. Die Gegenkraft des Fahrtwindes oben am Treibrad könnte weiterhin durch eine Verkleidung aufgehoben werden.
• 3. Die Formelemente können auch direkt an die Felge angegossen oder angeschraubt werden.
• Zeichnungsbeschreibung In den Zeichnungen Nr.1.1 - 1.3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,die im folgenden naher beschrieben werden.s zeigen Zeichnung Nr.1.1 einen Schalenkranz,der an einem Flugzeugrad montiert ist.Der Schnitt A-B verdeutlicht die Befestigung der Einrichtung an der Felge (1).
• Die halbkugelförmigen Schalen (3) sind radial angeordnet.In der unteren Radhälfte ist ihre Öffnung dem Fahrtwind zugewandt, woraus,bedint durch den größeren Strörilungswiderstand,eine Kraft resultiert,die das Rad in Drehung versetzt,sobald das Fahrwerk ausgefahren ist.
• er Radstern (4) des Schalenkranzes kann ggf. mit den Radschrauben an der Felge befestigt werden.
• Durch die in der Zeichnung dargestellte Sinrichtung wird die Belastung und der Verschleiß der lugzeugreifen (2) bei der Landung erheblich vermindert und somit eine längere Lebensdauer erreicht.
• Zeichnung Nr.1.2 eine Flugzeugfelge,an der die Formelemente (5) direkt angebracht sind (z.B. durch Gießen in einem Stück).
• Zeichnung. r.1.3 in der Fig.1 eine ~?elgenform,die auch den Fahrtwind ausnutzt,um das Rad in Drehung zu versetzen (gegen den Uhrzeigersinn).
• In einer Luftströmung bietet der untere Felgenteil dem Fahrtwind einen größeren Strömungswiderstand als der obere Teil.
• Die Felge wird am besten in der. abgebildeten Form (6) z.B.
• aus Leichtmetall gegossen.
• In der Fig.2 ist im Schnitt eine Felge mit größerer Einpreßtiefe dargestellt.Das Reibrad muß dann einen entsprechend der Zeichnung geformten Radstern haben (7).
• Da die Größe der Formelemente (z.B. der Halbschalen) an der Einrichtung von der jeweiligen Landegeschwindigkeit eines Flugzeugtyps und von der Reifengröße abhängt,wurde die Zeichnung nicht mit Maßen versehen.
• Der angegebene Maßstab der Zeichnungen (1:5) soll eine Orientierungshilfe sein und trifft etwa für den "Starfighter" zu.
• ANLAGE Berechnungsbeispiele: Landegeschwindigkeit der F'-104 G 350 km/h Dichte der Luft 1,25 kg/m3 Frontfläche einer Schale mit Radius = 6 cm 113 cm2 kg FW= (1,33 - 0,34) x 1/2 x 1,25 x (350 km/h)² x 11#cm² m³ 350km x 1h x 1000m Umrechnung von v in m/s : h x 3600s x 1km 113 cm² x 1 m² Umrechnung von A0in m²: 10000 cm² Mit einem Kranzradius von R = 25 cm ergibt sich ein Drehmoment von MD = 16,5 Nm Weitere Beispiele: r = 8 cm N = 124,7 N R = 0,25m MD = 31,2 Nm r = 10 cm N = 194,9 N R = 0,25 m MD = 48,7 Nm

Claims (2)

1. Patentansprüche : 1.Methode zum Antreiben von Flugzeugrädern unter Ausnutzung des Fahrtwindes,zur Minderung des Reifenverschleißes, gekennzeichnet durch einen an den Felgen montierten Radkranz mit Formelementen aus Metall,Kunststoff oder Keramik.Die Formelemente sind so konstruiert, dar sie dem Fahrtwind unten am Flugzeugrad einen größeren Widerstand bieten als oben.Die daraus resultierende kraft versetzt das Rad in Drehung.
2. 2.Treibrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine direkte Verbindung von Formelementen oder eines entsprechenden Profils und Felge,beispielsweise durch Gießen von Felge und Treibprofil in einem Stück.