DE3034014A1 - Vorrichtung zum starten und landen eines flugkoerpers, insbesondere eines flugzeuges ohne fahrgestell - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Starten und Landen eines Flugkörpers , insbesondere eines Flugzeuges ohne Fahrgestell Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Starten und Landen eines Flugkörpers , insbesondere eines Flugzeuges ohne Fahrgestell Beim Stand der Technik ist es ohne Ausnahme üblich horizontal startende und landende Flugzeuge , insbesondere mit eigenem Antrieb hierfür ausgestattete sogenannte Landmaschinen ( zum Unterschied von Wassermaschinen ) mit einem diese Vorgänge ermöglichenden Fahrgestell auszustatten Solche Fahrgestelle , die einen erheblichen Teil des Fluggewichtes beanspruchen , haben , wenn man einmal von der funktionellen Unabdingbarkeit bei Start und Landung absieht , den Nachteil , daß sie im Flug toten Ballast darstellen , dadurch den Aktionsradius des Flugzeuges unnötig begrenzen und damit die Flug-Betriebskosten belasten . Darüber hinaus benötigen sie erheblichen Platz nicht nur in der Zelle, sondern auch in den ohnehin begrenzten Räumen der Flügel Damit setzen sie der Gestaltung dieser Bauteile unerwünscht enge Grenzen Darüber hinaus ist der Kostenanteil des Fahrwerkes an den Gesamtkosten eines Flugzeuges ein erheblicher Faktor , da nicht nur das Fadfierk selbst , sondern vor allem die zum Ein- und Ausfahren benötigten kinematischen und hydraulischen Elemente einen hohen technischen und damit bei Investition und Wartung kostenträchtigen Aufwand erfordern Es ist bereits bekannt , Flugzeuge der eingangs genannten Gattung mit einem Hilfsfahrwerk auszustatten welches beim Abheben im Startvorgang ausgeklinkt wird und am Boden bleibt . Zum Landen ist ein solches Flugzeug mit Kufen ausgestattet Solche Ausführungen waren in der Praxis jedoch nur auf leichte Segelflugzeuge beschränkt , darüber hinaus auf ein mit Strahlantrieb ausgestattetes Jagdflugzeug ( Messerschmitt ME 163 B ) . Eine Anwendung solcher Behelfsanordnungen ist bei horizontal startenden und landenden Maschinen vom heutigen Stand der Technik aus Gründen der Größenordnung , der Gewichte sowie der Geschwindigkeiten und Flugzustände bei Start und Landung undenkbar Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Vorrichtung zur Verfügung su stellen , die einen sicheren Stert und eine ebenso sichere Landung eines Flugzeuges moderner Bauart , jedoch ohne eigenes Fahrgestell?ermöglicht . Dabei soll das Start-und Landemanöver durch vollautomatische Steuerung aller Phasen und entsprechender Vorgänge sicher ablaufen , ohne daß hierfür menschliche Bedienung , Kontrolle oder Verantwortung notwendig ist Die Aufgabe wird dadurch gelöst , daß die Vorrichtung ein lenkbares Fahrzeug mit einem regelbaren Antrieb ist , welches mit Einrichtungen zur Steuerung und/oder Regelung von Kurs und/oder Geschwindigkeit der Fahrt und einer diese Einrichtungen beherrschenden Beiteinrichtung sowie mit einer Einrichtung zur Aufnahme des Flugkörpers ausgestattet ist Mit der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich der Vorteil ,daß ein sicherer Start und eine ebenso sichere Landung bei einem Flugzeug moderner Bauart ermöglicht wird , ohne daß dieses mit einem eigenen Fahrwerk belastet zu sein braucht.
• Hierdurch erhöht sich bei gleichen technischen Auslegungsdaten der Aktionsradius um einen erheblichen Betrag und die Flugkosten werden entsprechend gesenkt Durch Wegfall nicht nur des Gewichtes vom Fahrwerk sondern auch der sonst benötigten Bauräume in Zelle und Flügeln sind der funktionell.en und aerodynamischen Gestaltungsmöglichkeit erheblich mehr Spielräume eröffnet als mit einem Fahrgestell . Darüber hinaus verbilligt sich der Preis des einzelnen Flugzeuges erheblich Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor , daß das Fahrzeug Anzeigegeräte für Kurs und Geschwindigkeit aufweist , welche durch Signalleitungen mit der Leiteinrichtung in Verbindung stehen Dies hat den Vorteil einer jederzeitigen exakten Kontrolle von Bewegungsabläufen und Ort des Fahrzeuges In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen , daß das Fahrzeug mit einer Empfangs- und Üb ertragungseinrichtung für über Funk , Lichtstrahlen UltrYschall oder Leitkabel übertragene Leitsignale ausgestattet ist , welche durch Signalleitungen mit der Leiteinrichtung in Verbindung steht Hierdurch ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit daß die Vorrichtung kontinuierlich im Signalkontakt mit dem Flugzeug und/oder einer Bodenstation so geleitet werden kann wie ein Flugteug bei der sogenannten Blindlandung Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht darüber hinaus vor , daß die Leiteinrichtung mindestens eine Logikeinheit aufweist , welche einerseits mit der Empfangs- und/oder Übertragungseinrichtung und andererseits mit den Anzeigegeräten für Kurs und Geschwindigkeit in Verbindung steht und deren Signale vergleicht , daß die Beiteinheit ferner mindestens eine mit der Logikeinheit in Verbindung stehende Recheneinheit aufweist , welche bei einer Differenz der verglichenen Signale einen Korrekturwert errechnet , und daß die Leiteinheit schließlich mindestens eine mit der Recheneinheit in Verbindung stehende Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist welche die errechneten Korrekturwerte in Steuer-und/oder Regelimpulse umwandelt , und diese über Steuerleitungen den Einrichtungen zur Steuerung und/ oder Regelung von Kurs und/oder Geschwindigkeit aufschaltet Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung steht in vorteilhafter Weise eine vollautomatische Steuerung zur Verfügung , die eine annähernd toleranzfreie , durch kontinuierliche Korrektur im sicheren Genauigkeitsbereich ablaufende Annäherung von Flugzeug und Fahrzeug ermöglicht Dabei ist weiter vorgesehendaB an dem Fahrzeug mindestens ein Gerät zur Feinanzeige der Entfernung zwischen Flugzeug und Fahrzeug , vorzugsweise ein Echolot , angeordnet ist , welches zur Übertragung der ermittelten Entfernungswerte durch Signalleitungen mit der Leiteinrichtung verbunden ist Diese Einrichtung hat insbesondere im Landemanöver den Vorteil , daß die Distanz zwischen Flugzeug und Fahrzeug mit Genauigkeiten im Zentimeterbereich ermittelt werden kann , was für das schließliche Ankopplungsmanöver von großer Wichtigkeit ist Weiter sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor daß die Einrichtung zur Aufnahme des Flugkörpers ein ausfahrbares , vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Koppelungsgestell ist Durch die Möglichkeit des Ausfahrens wird in vorteilhafter Weise ein weiches " Abfangen " des Flugzeuges gewährleistet Dabei wird das Landungsmanöver noch dadurch weiter begünstigt , wenn -- wie mit weiteren Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen -- das Kopplungsgestell in einem Winkel gegenüber der Horizontalen versihwenkbar und vorzugsweise mit einer Federung ausgestattet ist Dabei ist an dem Kopplungsgestell weiter eine Kupplung zum Ankoppeln des Flugzeuges angeordnet Eine solchfKupplung soll einerseits unter allen Bedingungen im Bruchteil einer Sekunde den Kraftschluß zwischen Flugzeug und Fahrzeug herstellen können als auch diesen ebenso schnell in jeder Situation und Position lösen können Um diesen Forderungen in optimaler Weise gerecht werden zu können , schlägt eine wesentliche Ausgestaltung der Erfindung vor7 daß die Kupplung mindestens ein Magnetsystem , vorzugsweise mit elektrisch erregbaren Starkfeldmagneten , aufweist , dessen Pole mit mindestens einem an der Rumpfunterseite des Flugzeuges angeordneten Anker aus ferromagnetischem Material nach Maßgabe des ein- und ausschaltbaren Magnetfeldes eine Verankerung oder Lösung von Flugzeug und Fahrzeug ergeben Da Starkfeldmagneten mit Feldstärken von 10.000 G und darüber bei entsprechenden Ankerkonfigurationen Haftkräfte in der Größenordnung von einigen hundert Tonnen erreichen , dürfte eine Magnetkupplung von geeigneter , dem Fachmanne geläufiger Ausgestaltung den gewaltigen und sehr speziellen Anforderungen des mit der Erfindung als wesentlich vorgesehenen Koppelungsmanövers Flugzeug/Fahrzeug optimal entsprechen Im folgenden wird die Erfindung an IIand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert Es zeigen Fig. 1: eine Vorrichtung nach der Erfindung mit angekoppeltem Flugzeug , in Seitenansicht Fig. 2: die vollautomatische Steuer- und Regeleinrichtung des Fahrzeuges nach der Erfindung , im Blockschaltbild Das Fahrzeug 1 gemäß Fig. 1 besitzt ein im Einzelnen nicht näher dargestelltes , robustes Fahrgestell 2 mit 8 angetriebenen Rädern 3 . Wegen der notwendigen Stabilisierung des Fahrzeuges 1 bei hoher Fahrgeschwindigkeit ist es mit Stabilisierungsflächen 4,4tentsprechend der Technik von Rennautomobilen ausgestattet Das Fahrzeug 1 ist mit einem Koppelungsgestell 5 ausgestattet , das mittels Schräglenkern 6 , 7 ausfahrbar mit dem Fahrgestell/;erbunden ist . Zum Ausfahren sind hydraulische oder hydropneumatisch betätigbare Teleskop- Hubzylinder 9 , 10 vorgesehen Die Schräglenker 7 sind zur Ermöglichung einer Neigung des Kopplungsgestelles 5 gegenüber der Horizontalen mit ausziehbaren Kolben/Zylindereinheiten ausgestattet Um eine Abfederung des Koppelungsgestelles 5 beim Abfangen des Flugzeuges 11 zu ermöglichen , sind die Hubzylinder 9 , 10 mit einer hydropneumatischen Federung ausgestattet , die jedoch in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit im Einzelnen nicht dargestellt ist . Im Koppelungsgestell 5 sind Magnetsysteme 12 12,120angeordnet , die mit einer am Flugzeug 11 befestigten Ankerplatte 13 die eigentliche Kupplung zwischen Flugzeug und Fahrzeug bilden . Diese stehen über Funksignale , dargestellt durch den Pfeil 15 miteinander in ständigem Signalkontakt , wobei die Signale von einem nicht gezeigten Bord- Computer des Flugzeuges 11 über die Sendeanlage 15 ausgestrahlt und von der Empfangsanlage 16 des Fahrzeuges 1 aufgenommen werden Ferner ist an dem Fahrzeug 1 ein Echolot 17 angeordnet , welches die Distanz Blugzeug/Fahrzeug exakt ermittelt Aus Fig. 2 ist das Prinzip von Schaltung und Funktion der gesamten Steuerungs- und Regelungseinrichtungen anhand des Blockschaltbildes erkennbar , wobei gleiche Funktionselemente mit gleichen Bezugsziffern kenntlich gemacht sind . Das Fahrzeug 1 wird vom Antriebsmotor 18 angetrieben . Dieser ist mit oder ohne Getriebe stufenlos regelbar und sowohl zur Erteilung positiver wie negativer Beschleunigungen eingerichtet. Zur Steuerung des Fahrzeuges 1 sind einzelne oder auch samtliche Räder 3 mit Lenkeinrichtungen 19 ausgestattet , die von einem Lenkmotor 19' betätigt wErde.Als Anzeigegeräte sind ein Distanzmesser 20 für das Echolot -17 ein Tachometer28für die Fahrgeschwindigkeit , gegebenenfalls in Verbindung mit einem Fahrstreckenmesser sowie ein Richtungsweiser , beispielsweise ein Kreiselkompass 28 vorgesehen. Die Anzeigen dieser Tnstrumente werden durch die Signalleitungen 23 , 24 , 25 der Logikeinheit 26 aufgeschaltet . Über den Sender 15 mittels Funksignalen 14werden auf die Empfangseinrichtung 16 an Bord des Fahrzeuges 1 Leitsignale übertragen , die als SOLL - Werte von der Logik- Einheit 26 mit den IST - Werten der Instrumente verglichen werden Differenzen werden , in analoge impulse umfJcwandelt an die Recheneinheit 27 weitergeleitet , welche Korrekturwerte errechnet und diese an die Steuer- und Regeleinheit 28 weiterleitet , welche die Korrekturwerte in proportionale Steuer- und Regelimpulse umsetzt und diese mit der Steuerleitung 29 dem Antriebsmotor 18 zur Änderung der Geschwindigkeit , mit der Steuerleitung 30 dem Motor 19 der Lenkeinrichtung 19 für eine Korrektur der Richtung aufschaltet . Die Steuerleitung 31 setzt zu Beginn des Koppelungsmanövers die Hydraulikanlage 32 in Betrieb , welche die Hubzylinder 9,10 des Koppelungsgestelles 5 zum Ausfahren bringen Bei Berührungskontakt zwischen Flugzeug 11 und Fahrzeug 1 wird durch die Steuerleitung 33 der Schalter 34 betatigt , der den Stromkreis 35 der Magnetsysteme 12,124 schließt und damit den Kupplungsvorgang vollzieht Die gezeigte und beschriebene Ausführung der Erfindung ist nur als Beispiel aufzufassen . Beispielsweise kann anstelle von einer Magnetkupplung auch eine mechanische Kupplung verwendet werden . Die Anordnung elektronischer Bausteine und Moduln am Fahrzeug ist nicht zwingendda diese auch Bestandteile des Flugzeug- Bordcomputers oder der Funktionssteuerautomatik einer Bodenstation sein können , wobei die Übermittlung einzelner Befehle über Funk oder andere drahtlose Wege auf das Fahrzeug erfolgen könnte Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Starten und Landen eines Flugkörpers , insbesondere eines Flugzeuges ohne Fahrgestell d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vorrichtung ein lenkbares Fahrzeug (1) mit einem regelbaren Antrieb (18) ist , welches mit Einrichtungen (18,19,191) zur Steuerung und/oder Regelung von Kurs und/oder Geschwindigkeit der Fahrt und einer diese Einrichtungen (18,19,19) beherrschenden Leiteinrichtung ( 26,27,28) sowie mit einer Einrichtung (5) zur Aufnahme des Flugkörpers (11) ausgestattet ist 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet daß das Fahrzeug (1) Anzeigegeräte (21,22) für Kurs und/oder Geschwindigkeit aufweist , welche durch Signalleitungen (24,25) mit der Leiteinrichtung (26,27,28) in Verbindung stehen 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet , daß das Fahrzeug (1) mit einer Empfangs- und/oder Übertragungseinrichtung (16) für über Funk , Lichtstrahlen , Ultraschall oder Leitkabel übertragene Leitsignale (14) ausgestattet ist welche durch Signalleitungen mit der Leiteinrichtung (26,27,28) in Verbindung steht 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet , daß die Leiteinrichtung (26,27,28) mindestens eine Logikeinheit (26) aufweist , welche einerseits mit der Empfangs- und Übertragungseinrichtung (16) und andererseits mit den Anzeigegeräten (21,22) für Kurs und Geschwindigkeit in Verbindung steht und deren Signale vergleicht , daß die Leiteinrichtung (26,27,28) ferner mindestens eine mit der Logikeinheit (26) in Verbindung stehende Recheneinheit (27) aufs set , welche bei einer Differenz der verglichenen Signale einen Korrekturwert errechnet , und daß die Leiteinrichtung (26,27,28) schließlich mindestens eine mit der Recheneinheit (27) in Verbindung stehende Steuer- und/oder Regel einheit (28) aufweist , wlche die errechneten Korrekturwerte in Steuer- und/oder Regelimpulse um0Kdelt , und diese über Steuerleitungen (29,30) den Einrichtungen (18, 19,19) zur Steuerung und/oder Regelung von Kurs und/ oder Geschwindigkeit aufschaltet 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet , daß an dem Fahrzeug (1) mindestens ein Gerät (17) zur Feinanzeige der Entfernung zwischen Flugzeug (11) und Fahrzeug (1) , vorzugsweise ein Echolot , angeordnet ist , welches zur Übertragung der ermittelten Entfernungswerte durch eine Signalleitung (23) mit der Leiteinrichtung (26,27,28) verbunden ist 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Aufnahme des Flugkörpers (11) ein ausfahrbares , vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch betatigbares Koppelungsgestell (5) ist 7. Vorrichtung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelungsgestell (5) in einem Winkel gegenüber der Horizontalen verschwenkbar ist.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet , daß das Koppelungsgestell (5) mit einer Federung ausgestattet ist 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , daß an dem Koppelungsgestell (5) eine Kupplung (12,12f,1215 zum Ankoppeln des Flugzeuges (11) angeordnet ist 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplung mindestens ein Magnetsystem , vorzugsweise mit elektrisch erregbaren Starkfeldmagneten (12,12 12") aufweist , dessen Pole mit mindestens einem an der Rumpfunterseite des Flugzeuges (11) angeordneten Anker (13) aus ferromagnetischem Material nach Maßgabe des ein- und ausschaltbaren Magnetfeldes eine wahlweise Verankerung oder Lösung von Flugzeug (11) und Fahrzeug (1) ergeben