DE2907280A1

DE2907280A1 - Sprungschanzenartige startbahnrampe

Info

Publication number: DE2907280A1
Application number: DE19792907280
Authority: DE
Inventors: Douglas Richard Taylor
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1979-02-24
Publication date: 1979-09-13
Also published as: ES478215A1; FR2418744A1; US4267991A; FR2418744B1; DE2907280C2

Description

DIPL. IKQ. K.

Bl₁SEB- 8TSÄ.88E 14

SÖ0O AUGSBURG

S 63S3O2

M. 635

Augsburg, den 21. Februar 1979

The Secretary of State for Defence
in Her Britannic Majesty's Government

of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, lifnitehall, London S.W.I, England

Sprungschanzenartige Startbahnrampe

Die Erfindung betrifft eine sprungschanzenartige
Startbahnrampe für kurz- oder vertikalstartfähige Plugzeuge, wie beispielsweise die Hawker-Siddeley-Harrier.

Das Prinzip eines Rampenstarts mittels einer skisprungschanzenartigen Startbahnrampe für ein Plugzeug vom Typ Harrier ist bereits in der GB-PS 1 475 313 beschrieben.

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Versuche mit dem Sprungschanzen-Rampenstartprinzip haben gezeigt, daß die vorhergesagten Vorteile tatsächlich voll zur Geltung kommen, weshalb solche sprungschanzenartige Startbahnrampen auf Schiffen eingebaut werden, von welchen aus Harrier-Flugzeuge operieren können.

Obwohl das Rampenstartprinzip schon bei der vertikal- bzw« kurzstartfähigen Hawker-Siddeley-Harrier Anwendung findet, die ein Tandem-Hauptfahrwerk mit Ausleger-Stützrädern an den Flügelspitzen aufweist, ist dieses Prinzip in gleicher Weise auch bei allen Arten von Starrflügelflugzeugen anwendbar» Die Erfahrung hat gezeigt, daß, obwohl die Hauptfahrwerksräder des Harrier-Flugzeugs die obere Rampenendkante der sprungschanzenartigen Startbahnrampe zu unterschiedlichen Zeitpunkten verlassen, die Längsstabilität des Flugzeugs beim Start nicht ungünstig beeinflußt wird. Bei einem Flugzeug mit einem Bugradfahrwerk können jedoch in dieser Hinsicht ernstere Schwierigkeiten auftreten, wenn es über eine herkömmliche sprungschanzenartige Startbahnrampe startet« Bei den meisten Flugzeugen mit Bugradfahrwerk trägt das Bugrad etwa 1/8 bis 1/4 des Flugzeuggewichts, und wenn beim Start über eine sprungschanzenartige Startbahnrampe das Bugrad die Rampenendkante verläßt, während die Hauptfahrwerksräder sich noch auf der Rampe befinden,

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kann die, die Flugzeugnase niederdrückende Gewichtskomponente möglicherweise nicht dazu ausreichen, dem_s dem Flugzeug durch die Rampengeometrie mitgeteilten, die Flugzeugnase anhebenden, nachwirkenden Drehmoment in genügendem Maße entgegenzuwirken« Die Massenträgheit des Flugzeugs in Verbindung mit der bei den niedrigen Startgeschwindigkeiten noch weitgehenden Unwirksamkeit der aerodynamischen Steuerorgane können die resultierende restliche, die Flugzeugnase anhebende Drehbewegung zu einem ernsthaften Problem werden lassen«

Obxfohl die Startvorteile bei Verwendung einer sprungschanzenartigen Startbahnrampe insbesondere für den Flugzeugstart von Schiffen aus attraktiv sind, ist eine solche Startbahnrampe auch in gleicher Weise für den Gebrauch an Land geeignet, obwohl im Gegensatz zur Anwendung bei Schiffen, bei denen die konstruktiven Erfordernisse für eine solche Startbahnrampe in verhältnismäßig einfacher Weise bei der Schiffsdeckskonstruktion berücksichtigt werden kann, die Konstruktion einer gleichwertigen, an Land zu verwendenden Startbahnrampe verschiedene Probleme aufwerfen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine transportable sprungsehanzenartige Startbahnrampe zu

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schaffen, mittels welcher die besonderen Startvorteile einer solchen Rampe durch sehr flexible Einsatzmöglichkeiten optimal ausgenützt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Konstruktion gelöst.

Dabei sind unter den Hauptfahrwerksrädern diejenigen Pahrwerksräder zu verstehen, die gemeinsam mehr als beispielsweise 3/4 des Flugzeuggewichts tragen, also im Falle der Hawker-Siddeley-Harrier das ir.ittige Tandem-Fahrwerk und im Falle eines Flugzeugs mit Bugradfahrwerk die, die Hauptlast tragenden Räder, die gewöhnlich von der Flugzeuglängsmittelebene entfernt und im Bereich der Flügel angeordnet sind. Entsprechend sind unter den Hilfsfahrwerksrädern diejenigen Fahrwerksräder zu verstehen, die nicht zum Hauptfahrwerk gehören und nur zur statischen Abstützung oder Stabilisierung dienen, d,h, im Falle der Hawker-Siddeley-Harrier die stabilisierenden Ausleger-Stützräder und im Falle eines Flugzeugs mit Bugradfahrwerk das Bugrad,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der oder jeder Hauptrampenteil mindestens teilweise das Chassis eines Lastwagens oder Anhängers, Dabei kann der Haupt-

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rampenteil zweckmäßigerweise in mindestens zwei, vorzugsweise jedoch drei Längenabschnitte unterteilt sein, wobei der vorderste Längenabschnitt einen Teil des Lastwagens oder Anhängers bildet und der oder die beiden hinteren Längenabschnitte zum Zwecke des Transports auf den vordersten Längenabschnitt aufgelegt werden können« Die einzelnen Längenabschnitte des Hauptrampenteils sind ζ wec !mäßiger weise durch Scharniergelenke miteinander verbunden.

Der oder die Hilfsrampenteile der sprungschanzenartigen Startbahnrampe können als verhältnismäßig leichte Konstruktion ausgebildet sein, die relativ zum Hauptrampenabschnxtt räumlich festgelegt ist, oder der oder die Hilfsrampenteile können eine leichte Deckkonstruktion aufweisen, die von freitragend vom Hauptrampenteil wegragenden Auslegerrahmen getragen wird. Die freitragenden Auslegerrahmen können durch Längsträger miteinander versteift sein und entweder lösbar an dem Hauptrampenteil befestigt oder alternativ dazu am Hauptrampenteil angelenkt sein«

Falls erforderlich, können die Hilfsrampenteile durch an den Auslegerrahmen angeordnete und sich am Boden abstützende Stützen zusätzlich abgestützt sein.

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Der vorderste Längenabschnitt des Hauptrampenteils, der das Chassis eines Lastwagens oder Anhängers bildet, ist mit ausfahrbaren und einziehbaren Stützen ausgestattet, die so angeordnet sind, daß sie im ausgefahrenen Zustand eine extrem stabile Abstützung für den Hauptrampenteil bilden.

Das Ausfahren und Einziehen der Stützen sowie das Auseinanderklappen und Zusammenlegen der Längenabschnitte des Hauptrampenteils kann hydraulisch mit Hilfe einer oder mehrer Hydraulikpumpen erfolgen, die durch den Antriebsmotor des Lastwagens oder im Falle eines Anhängers der Zugmaschine angetrieben werden. Das Ausspreizen und Einklappen der Ausiegerrahmen kann ebenfalls hydraulisch erfolgen. Bei einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen sprungschanzenartigen Startbahnrampe, die für vertikal· oder kurzstartfähige Flugzeuge mit Tandem-Hauptfahrwerk wie beispielsweise die Harrier vorgesehen ist, ist ein einziger mittiger Hauptrampenabsehnxtt vorgesehen, auf welchem im Einsatz die Hauptfahrwerksrader rollen, und beiderseits des Hauptrampenteils sind Hilfsrampenteile wesentlich leichterer Konstruktion vorgesehen, auf welchen die stabilisierenden Ausleger-Stützräder des Flugzeugs rollen. Bei dieser Ausführungsform ragen die Auslegerrahmen der äußeren Hilfsrampenteile in der Einsatzstellung freitragend von beiden Seiten

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des mittigen Hauptrampenteils weg. Der mittige Hauptrampenteil weist bei dieser Äusführungsform eine Breite von etwa 2,4o m bis 3 m und eine Länge von etwa 30 m auf, während die äußeren Hilfsrampenteile eine Breite von etwa 4,5 m und ebenfalls eine Länge von etwa 30 in haben. Die Höhe der Endkante des mittigen Hauptraaipenteils über dem Boden beträgt etwa 3 m bis 4,5 m, je nach dem gewählten Rampenabgangswinkel,

Bei einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Startbahnrampe, die für Flugzeuge mit Bugradfahrwerk vorgesehen ist, sind zwei parallele Hauptrampenteile vorhanden, auf welchen im Einsatz die Hauptfahrwerksräder des Plugzeugs rollen, und zwischen den beiden Hauptrampenteilen ist ein mittiger Hilfsrampenteil wesentlich leichterer Konstruktion und geringerer Neigung angeordnet, auf welchem das Bugrad des Plugzeugs rollt» Die Steigung der Rampenteile kann linear sein oder eine sich ändernde Größe haben. Ist die Steigung nichtlinear, hat der mittige Hilfsrampenteil einen größeren Krümmungsradius als die beiden parallelen Hauptrampenteile« Im Bereich eines Änfangslängenabschnittes können die Steigungen der parallelen Hauptrampenteile und des mittigen Hilfsrampenteils gleich sein*

Bei dieser zweiten Ausführungsform kann der mittige Hilfsrampenteil eine Reihe von starken, plattenartigen Elementen aufweisen, die zwischen den beiden parallelen

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Hauptrarapenteilen angeordnet sind und diese miteinander verbinden. Die Seiten der parallelen Hauptrampenteile können mit Mitteln zur Aufnahme und Fixierung der Plattenelemente des mittigen Hilfsrampenteils versehen sein» Außerdem kann für den mittigen Hilfsrampenteil eine zusätzliche Stützraisaenkonstruktion in zusammenlegbarer Bauweise vorgesehen sein, die zusammen mit den Plattenelementen im Chassis des Lastwagens oder Anhängers untergebracht werden kann.

Außerdem ist gemäß der Erfindung das Chassis des Fahrzeugs oder Anhängers in der Grundform des vordersten Längenabschnittes des mittigen Hauptrampenteils einer Startbahnrampe nach der ersten Ausführungsfona ausgebildet, an welchem mindestens ein weiterer Längenabsefanitt des mittigen Bauptrampentexls scharniergelenkartig befestigt und auf den vordersten Längenabsehnitt klappbar ist und wobei außerdem an den Seiten des mittigen Hauptrampenteils Auslegerraimen gelenkig befestigt sind, so daß im auseinandergeklappten Zustand der Längenabsehnitte des mittigeo Hauptrampenteils und bei seitlich ausgespreizten Äuslegerrahinen mit aufgelegter Rollbahnkonstruktion eine sprungschanzenartige Startbahnraiape für kurz- oder vertikalstartfaMge Flugzeuge wie beispielsweise die Hawker-Siddeley-Harrier gebildet ist.

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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben« Es zeigt:

Fig« I eine vollständig ausexnandergeklappte

und in Einsatzstellung aufgebaute Startbahnrampe nach der Erfindung für ein kurz- oder vertikalstartfähiges Plugzeug vom Typ Harrier, wobei die Deckplatten des rechten Hilfsrampenteils zur besseren Darstellung der Unterkonstruktion weggelassen sind,

Fig. 2 die Startbahnrampe nach Fig. 1 im voll

ständig zusammengelegten Zustand als Sattelanhänger eines Sattelzuges,

Fig, 3 eine Draufsicht einer Startbahnrampe

nach der Erfindung für Flugzeuge
mit Bugradfahrwerk, und

Fig. 4 eine Seitenansicht der Startbahn

rampe nach Fig. 3.

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Die sprungschanzenartige Startbahnrampe nach den Fig, I und 2 weist einen mittigen Hauptrampenteil 10 und zwei äußere Hilfsrampenteile 11 auf, welch letztere aus leichten Deckplatten 12 bestehen, die auf mittels Längsträgern versteiften Auslegerrahmen 13 aufliegen.

Der mittige Hauptrampenteil 10 ist aus einem vordersten Längenabschnitt 15 und zwei hinteren Längenabschnitten 16 und 17 zusammengesetzt. Der vorderste Längenabschnitt 15 ist als Chassis des Sattelanhängers eines Sattelzuges 18 ausgebildet, und die drei Längenabschnitte 15» 16 und 17 sind bei 19 und 20 (Pig, 2) gelenkig miteinander verbunden, so daß sie auf dem vordersten Längenabschnitt 15 in der dargestellten Weise zusammengelegt werden können.

Die Auslegerrahmen 13 sind an den Seitenwänden des mittigen Hauptrampenteils 10 derart angelenkt, daß sie zusammen mit den Längsträgern 14 seitlich an den Hauptrampenteil 10 hingeklappt werden können. Der Sattelanhänger und die Sattelzugmaschine des Sattelzuges 18 sind in der dargestellten Weise mit ausfahrbaren und einziehbaren Stützen 21 ausgestattet.

Die Arbeitsweise der transportablen Startbahnrampe wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben» Der

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Sattelzug 18 mit der zusammengelegten Startbahnrampe wird zunächst in die gewählte Position gefahren. Sodann werden die ausfahrbaren Stützen 21 ausgefahren, um eine feste und stabile Abstützung herzustellen, Danach werden die hinteren Längenabschnitte 16 und 17 des mittigen Hauptrampenteils 10 auseinandergeklappt und in die in Pig« 2 gestrichelt angedeutete gestreckte Stellung gebracht« Anschließend werden die Auslegerrahmen 13 mit den Längsträgern 14 vom mittigen Hauptrampenteil in die rechts in Fig, I sichtbare Stellung seitlich weggeklappt, Danach werden die Deckplatten 12₉ die innerhalb des vordersten Längenabschnittes 15 verstaut sind₉ herausgenommen und auf den ausgespreizten Auslegerrabmen 13 und den Längsträgern 14 zusammengebaut,, An den freien Enden der Auslegerrahmen 13 können_s falls erforderlieh, zusätzliche Hilfsstützen 22 angeordnet sein« Die Zugmaschine des Sattelzuges 18 kann entweder mit der Startbahnrampe verbunden bleiben oder nach dem Auseinanderklappen der Startbahnrampe weggefahren werden.

Die transportable, zusammenlegbare Startbahnrampe gemäß diesem Ausführungsbeispiel· der Erfindung nützt vorteilhafterweise die Tatsache auSj, daß ein vertikal- oder kurzstartfähiges Flugzeug vom Typ Harrier ein Tandem-Haupt fahrwerk aufweist, das beim Start die Hauptlast trägt.

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Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei wiederholten Starts mit zahlreichen verschiedenen Piloten die jeweilige Rollinie stets innerhalb eines Toleranzbereiches von nur wenigen Dezimetern von der Mittellinie der Startbahnrampe liegt. Daher ist es möglich, die Festigkeit und dadurch das Hauptgewicht der Startbahnrampe auf einen verhältnismäßig schmalen, starken mittigen Hauptteil zu konzentrieren, der eine Breite von etwa 2,40 m bis 3 m aufweist. Die für die Mittelkonstruktion der Startbahnrampe für den Start eines Plugzeugs erforderlich Festigkeit ist so hoch, daß dieser Mittelteil auch als tragendes Chassis des Sattelanhängers des Sattelzuges 18 dienen kann. Die Oberfläche des mittigen Haupt rampenteils 10 ist so gestaltet, daß sie ein gekrümmtes Profil mit sehr kleiner Toleranzen und mit minimaler Durchbiegung unter Last bildet.

Die äußeren Hilfsrampenteile 11, welche die Ausleger-Stützräder des Flugzeugs abstützen, sind jeweils etwa 4,5 m breit, und die Genauigkeit ihres Oberflächenprofils ist nicht so kritisch und es kann auch eine gewisse Durchbiegung unter Last akzeptiert werden.

Die Fig, 3 und 4 zeigen als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung eine transportable Startbahnrampe für Flugzeuge

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mit Bugradfahrwerk» Pig«, 3 zeigt in Draufsicht zwei Hauptrampenteile 10, die jeweils im wesentlichen dem Hauptrampenteil 10 des Ausführungsbeispiels nach den Fig* 1 und 2 entsprechen, und einen mittigen Hilfsrampenteil 11, der zwischen den beiden Hauptrampenteilen verläuft und eine geringere Steigung als diese aufweist»

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Steigung der Hauptrampenteile 10 und des mittigen Hilfsrampenteils 11 im Bereich eines Anfangslängenabschnitts der Startbahnrampe bis zu einem Punkt 40 gleich ist, wonach der mittige Hilfsrampenteil 11 einen größeren Krümmungsradius als die beiden Hauptrampenteile IO aufweist.

Die beiden parallelen Hauptrampenteile 10 sind ebenso wie der mittige Hauptrampenteil des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 jeweils auf dem Sattelanhänger eines Sattelzuges aufgebaut. Zum Einsatz werden die beiden parallelen Hauptrampenteile 10 in die gewünschte Stellung gefahren,, auseinander geklappt und mittels ausfahrbarer Stützen sicher abgestützt. Danach werden die beiden Hauptrampenteile durch den mittigen Hilfsrampenteil 10 miteinander verbunden, der aus einer Reihe von starken Plattenelementen besteht₉ die zwischen den beiden parallelen Hauptrampenteilen eingesetzt werden. Die an den Seiten der parallelen Haupt-

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rampenteile vorgesehenen Befestigungsmittel für die Plattenelemente stellen sicher, daß .diese das gewünschte Bahnprofil ergeben. Die Geometrie der Startbahnrampe gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen ähnlich derjenigen bekannter sprungschanzenartiger Startbahnrampenkonstruktionen, jedoch können die Abmessungen im Hinblick auf eine Anwendbarkeit auf eine größere Vielfalt von Plugzeugtypen unterschiedlich sein» Beispielsweise können die Abmessungen für ein kleines militärisches Flugzeug, beispielsweise ein Kampfflugzeug, ähnlich sein, wobei die Länge etwa 30 m und die Höhe der Endkante der parallelen Hauptrampenteile 10 über dem Boden etwa 3 m bis 4,5 m betragen kann, je nach dem gewählten Rampenabgangswinkel. Die Höhe der Endkante des mittigen Hilfsrampenteils 11 liegt etwa 0,6 m tiefer, was aber weitgehend von dem betreffenden Flugzeugtyp abhängt. Für die meisten Flugzeuge von der Größe eines Kampfflugzeugs kann die Gesamtbreite der Startbahnrampe überraschend gering sein. Die jeweiligen tatsächlichen Abmessungen hängen wiederum von dem jeweiligen Flugzeug ab, da es wichtig ist, daß die Hauptfahrwerksräder so nahe wie möglich entlang den Mittellinien der parallelen Hauptrampenteile 10 rollen.

Die Gesamtbreite der Startbahnrampe läßt sich leicht verändern, wenn zum Aufbau des mittigen Hilfsrampenteils 11

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Plattenelemente anderer Länge verwendet werden. Typischerweise beträgt die Breite der parallelen Hauptrampenteile etwa 2,40 m bis 3 m«

Bei der Startbahnrampenkonstruktion gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die, die Plugzeugnase anhebende Drehung des Plugzeugs in dem Zeitpunkt, in welchem das Bugrad die Rampe verläßt, so gesteuert werden, daß sichergestellt ist, daß die Längskippbewegung des Plugzeugs, wenn die Hauptfahrwerksräder die Rampe verlassen, innerhalb annehmbarer Grenzen bleibt.

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Leerseite

Claims

P at ent ansp rü c he

1, Sprungschanzenartige Startbahnrampe für kurz- oder vertikalstartfähige Plugzeuge, gekennzeichnet durch mindestens einen Hauptrampenteil (10), der als Rollbahn für die Hauptfahrwerksräder eines startenden Flugzeugs dient, und durch mindestens einen als Rollbahn für die Hilfsfahrwerksrader eines startenden Flugzeugs dienenden Hilfsrampenteil (11) wesentlich leichterer Konstruktion«,

2, Startbahnrampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe transportabel ist und daß der oder jeder Hauptrampenteil (10) mindestens teilweise das Chassis eines Lastwagens oder Anhängers bildet*

3, Startbahnrampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrampenteil (10) in mindestens zwei Längenabschnitte (15, l6₃ 1.7) unterteilt ist, wobei der vorderste Längenabschnitt (15) als Teil des Lastwagens oder Anhängers ausgebildet ist und der oder die hinteren Längenabschnitte zum Zwecke des Transports auf den vordersten Längenabschnitt auflegbar sind,

4«, Startbahnrampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet_s daß der oder jeder Hilfsrampenteil (11)

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eine leichte Rollflächenkonstruktion (12) aufweist, die von freitragend vom Hauptrampenteil (10) wegragenden Auslegerrahmen (13) getragen wird«

5, Startbahnrampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Flugzeuge mit Tandem-Hauptfahrwerk, gekennzeichnet durch einen mittigen Hauptrampenteil (10), der als Rollbahn für die Hauptfahrwerksräder dient, und durch zwei äußere Hilfsrampenteile (H)₃ die als Rollbahnen für die stabilisierenden Ausleger-Stützräder des Flugzeugs dienen.

6, Startbahnrampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für Flugzeuge mit Bugradfahrwerk, gekennzeichnet durch zwei parallele Hauptrampenteile (10), die als Rollbahnen für die Hauptfahrwerksräder des Flugzeugs dienen, und durch einen dazwischenliegenden mittigen Hilfsrampenteil (11) geringerer Steigung, der als Rollbahn für das Bugrad des Flugzeugs dient,

7, Startbahnrampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Haupt- und Hilfsrampenteile (10, 11) nichtlinear ist, wobei der mittige Hilfsrampenteil einen größeren Krümmungsradius als die beiden parallelen Hauptrampenteile aufweist.