DE3231162C2 - Verfahren für das beschleunigte Herbeiführen des Bodenkontaktes von Flugzeugen - Google Patents

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren für das automatische schnelle Herbeiführen des Bodenkontakts aller Fahrwerkteile, Bug-Spornrad, Hauptfahrwerk von Flugzeugen. Das Verfahren bezieht sich dabei auf solche Flugzeuge, die keine Dreipunktlandung durchführen. Absicht des Verfahrens ist es, den schnellstmöglichen Einsatz der Bremsen und/oder Bremshilfen des Flugzeuges herbeizuführen, damit Notbremsungen und Kurzlandungen in kürzest erreicharen Rollstrecken durchführbar werden. Hierzu ist vorgesehen, daß eine gesteuerte Abrichtung des Flugzeuges auf das noch nicht aufgesetzte Fahrwerksteil erfolgt, daß hierzu sensoriell die Flugzustandsdaten, Nick- und Gierbewegung des Flugzeuges und die relative Lage der Fahrwerksteile zu Boden ermittelt werden, und daß die Fahrwerksbremse und sonstigen Bremshilfen unter Einschaltung des Lenk- und Antiblockiersystems automatisch betätigt werden, damit aufgrund der Reibkräfte das noch nicht aufgesetzte Fahrwerksteil mit der höchstmöglichen Belastung hinsichtlich der vorgegebenen Festigkeitsgrenzen aufgesetzt wird.

Description

a) einen Sensorblock (10), in welchem die Daten für Nickbewegung (Sensor 16), Gierbewegung (Sensor 17), relative Lage des gebremsten Hauptfahrwerkes zum Boden (Sensor 18) ermittelt werden und einen Sensor (11) zur Ermittlung der Flugzustandsdaten,

b) ein Regel/Steuergerät (12), welchem die Flugzustandsdaten (Sensor 11), die Daten des Sensorblocks (10) und die Daten eines Lenk- und Antiblockiersystems (13) zugeführt werden,

c) ein Bremssj stern (14), welches von dem Regel/ Steuergerät (12) gesteuert «rird und mit dem Lenk- und Antiblockiersystem (13) verbunden ist und eine Bremse (15) betätig-,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das beschleunigte Herbeiführen des Bodenkontaktes aller Fahrwerksteile von Flugzeugen mit einem Hauptfahrwerk und einem Bugrad, das beim Landen zeitlich nach dem Hauptfahrwerk aufgesetzt wird.

Bei modernen Hochleistungsflugzeugen in der militärischen Verwendung, ebenso aber auch bei allen anderen modernen Flugzeugen werden die Landungen des Flugzeuges auf den Rädern des ausgefahrenen Fahrwerkes vollzogen. Der Flugzeugführer führt die Landung in aller Regel durch, indem zunächst auf das Hauptfahrwerk aufgesetzt wird und nach einer gewissen Rollstrecke auch das Bugfahrwerk in Bodenkontakt gelangt. Die Ausrollstrecke, welche vom Flugzeug benötigt wird, bestimmt sich u. a. auch danach, wie rasch die Bremsen und Bremshilfen des Flugzeuges eingesetzt werden können. Hier nun entsteht eine widersprüchliche Situation, da einerseits so früh wie möglich die voile Bremsleistung aufgebracht werden sollte, damit die Ausrollstrecke kurzgehalten werden kann, andererseits aber ein zu frühes Gebrauchen der Bremsen oder Bremshilfen unweigerlich zum Verlust der Kontrolle über das Flugzeug führen müßte, mithin die Gefahr eines Unfalls sehr groß wird.

Um hier den Piloten beim Landevorgang unnötige Risiken abzunehmen, sehen moderne Fahrwerke vor, daß Endschalter an den Fahrwerken betätigt sein müssen, damit der Flugzeugführer überhaupt die Bremsen betätigen kann.

Diese Fahrwerksschalter sind so angeordnet, daß nach einem bestimmten Weg der Stoßdämpfer' des Fahrwerkes die Schalter geschlossen werden undl den Betätigungsschaltkreis für die Bremsen und Bremstiilfen freigeben. Auf diese Art und Weise ist sichergestellt, daß der Flugzeugführer die Bremsen und Bremshilfen erst dann aktivieren kann, wenn eine ausreichend große Sicherheit gegen unbeherrschbare Bewegungen des Hugzeuges im Roilvorgang gegeben ist

Aus Vorstehendem wird klar, daß die Bremsen und Bremshilfen insgesamt erst einsetzbar sind, wenn sämtliche Fahrwerksteile, d.h. sowohl Hauptfahrwerk als auch Bug- oder Spontfahrwerk Bodenkontakt in ausreichendem Maße haben. In der F i g. 1 ist in einem Diagramm dargestellt, weiche Zeit nach dem Aufsetzen des Hauptfahrwerks noch vergeht, wenn, wie es Stand der Technik ist, mit dem Einsatz der vollen Bremswirkung abgewartet werden muß, bis auch das Bugfahrwerk Bodenkontakt hat Aus dem Diagramm wird ersichtlich, daß zwischen 3odenkontakt des Hauptfahrwerks und Bodenkontakt des Bugfahrwerks mehrere Sekunden vergehen können. Diese Zeit bedeutet nichts anderes wie zurückgelegter Rollweg des Flugzeuges auf der

- Landepiste, ohne daß wirkungsvolle Maßnahmen zum Begrenzen der benötigten Auslaufstrecke eingeleitet werden. Bei modernen Hochleistungsflugzeugen, welche mit Geschwindigkeiten von 180 km/h i>ad mehr aufsetzen, bedeutet eine kollzeit von drei Sekunden eine ungenutzte Rollstrecke von ca. 150 m.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung dazu anzugeben, mit der ohne die Notwendigkeit des Eingreifens des Flugzeugführers automatisch schnellstmöglich der Bodenkontakt aller Fahrwerkteile herstellbar ist, damit die volle Bremsleistung aufgebracht werden kann und somit die erforderliche Rollstrecke spürbar verringert werden kann.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst daß die Flugzustandsdaten, die Nick- und Gierbewegung des Flugzeuges und die relative Lage des Hauptfahrwerks zum Boden ermittelt werden und daß die- Fahrv. trksbremse und sonstige Bremshilfen in Abhängigkeit der gemessenen Daten unter Einschaltung des Lenk- und Antiblockiersystems automatisch so betätigt werden, daß das noch nicht aufgesetzte Bugrad mit der höchstmöglichen BeIastung hinsichtlich der vorgegebenen Festigkeitsgrenzen aufgesetzt wird.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens findet sich in dem Unteranspruch.

Der ganz entscheidende Vorteil liegt darin, daß die

so Bremsen und Bremshilfen des Flugzeuges zeitoptimal und unabhängig von der subjektiven Beurteilung des Flugzeugführers und seines Reaktionsvermögens eingesetzt werden können. Der Einsatzpunkt der Bremsen, des Bremsfallschirmes, der Bremsraketen, Schubumkehr und ähnlichem, die heute zum Teil alle erst beim Ausrollen betätigt werden, kann auf den frühest möglichen Zeitpunkt vorverlegt werden, ohne daß es zu einer Überlastung der Rumpfstruktur durch zu hartes Aufsetzen kommen kann. Zwar ist auch bei heutigen Flugzeugen nicht auszuschließen, daß das Bugfahrwerk sehr schnell nach dem Aufsetzen des Hauptfahrwerks aufsetzt, in diesem Fall spricht man auch gern von einer harten Landung, allerdings ist dieser Fall, der mehr in den Unzulänglichkeiten der Technik und des Flugzeugführers begründet ist, nicht vergleichbar mit der durch sensorielle objektivierte Datenerfassung gesteuerten Abrichtung des Flugzeuges. Es liegt auf der Hand, daß die modernen Hochleistungsflugzeuge mit ihren im-

mensen Anforderungen an die körperliche und geistige Fähigkeit des Flugzeugführers so ausgelegt sein müssen, daß der Flugzeugführer möglichst von allen Handlungen befreit wird, welche durch sein subjektives Empfinden beeinträchtigt werden können. Dies gilt insbesondere für den nach wie vor schwierigen Moment der Landung eines Flugzeuges. Der Flugzeugführer kann sich bei Einsatz der Erfindung voll darauf konzentrieren, die Richtungsstabilität des Flugzeuges zu gewährleisten und kann sicher sein, die Rollbahn nach kürzest möglicher Zeit verlassen zu können.

Die Erfindung ist anhand der Figuren näher erläutert Es zeigt in

F i g. 1 ein Diagramm der Verzögerungswerte beim Landen eines Flugzeugs n&eh dem Stand der Technik,

Fig.2 das Diagramm beim Einsatz des Verfahrens, für das beschleunigte Herbeiführen des Bodenkontaktes aller Fahrwerksteile,

Fig.3 ein Blockschaltbild für eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das auf den Stand der Technik bezogene Diagramm in F i g. 1 sei nur zum besseren Verständnis noch einmal kurz erläutert Auf der Ordinate ist die Verzögerung aufgetragen und auf der Abszisse die Zeit Beginnend mit der Verzögerung Null stellt sich als nächster Vorgang bei einer normalen Landung das Aufsetzen des Hauptfahrwerkes ein. Nach einer gewissen Zeit wird das Hauptfahrwerk aufgrund des Zusammenpressen des Stoßdämpfers des Hauptfahrwerkes so weit abgesunken sein, daß der Hauptfahrwerkschalter betätigt wird. Etwa zu diesem Zeitpunkt setzt auch das Abrichten des Bugfahrwerkes ein, so daß nach einer Zeit von etwa 1,5 bis 3 Sekunden oder auch länger alle Fahrwerksteile auf dem Boden aufgesetzt sind. Bei vielen Flugzeugen ist auch am Bugfahrwerk ein Betätigungsschalter vorhanden, der ebenfalls geschlossen sein kann. Wie auch immer, nach dem Aufsetzen aller Fahrwerksteile kann die volle Bremsung eingeleitet werden.

F i g. 2 zeigt das Diagramm für den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch hier ist auf der Ordinate wieder die Verzögerung und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen. Unmittelbar nach Aufsetzen des Hauptfahrwerkes auf die Rollbahn wird, wie noch anhand der F i g. 3 näher zu erläutern ist die Bremse des Hauptfahrwerks so weit betätigt, daß aufgrund des sich nach den Radkräften einstellenden Drehmoments das Bugfahrwerk in Kontakt mit der Rollbahn gedreht wird. Sobald dies geschehen ist, kann die volle Bremsung mit allen zur Verfügung stehenden Mitteln eingeleitet werden.

Die Dauer des Abrvhtvorganges kann selbstverständlich wie das auch bisher nach dem Stand der Technik bekannt ist, zusätzlich durch aerodynamische und trägheitsmechanische Abrichtvorgänge weiter beschleunigt werden.

In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild für den schematischen Aufbau einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt Mit 10 ist ein Scnsorblock bezeichnet, der die erforderlichen Zustandsdaten ermittelt. Neben diesen sensoriell erfaßten Daten werden die anderen Flugzustandsdaten wie Geschwindigkeit, Anstellwinkel und dergleichen in einem Sensor i i für die Erfassung der Flugzustandsdaten ermittelt. Selbstverständlich wird hier auf die an Bord moderner Hochleistungsflugzeuge ohnehin vorhandenen Einrichtungen wie Staurohr, Anstellwinkelsonde und dergleichen zurückgegriffen. Mit 12 ist ein Regel/Steuergerät bezeichnet, welches außerdem Dat'_:r> von einem Lenk- und Anti-

blockiersystem 13 zugeführt erhält und austauscht Außerdem gelangen die Daten des Regel- und Steuergerätes 12 zum Bremssystem 14, über welches die Bremse 15 des nicht dargestellten Hauptfahrwerkes des ebenfalls nicht dargestellten Flugzeuges betätigt wird.

Im Sensorblock 10 ist ein Sensor 16 für die Erfassung der Nickbewegung, ein Sensor 17 für die Erlassung der Gierbewegung des Flugzeuges und ein Sensor 18 für die Erfassung der relativen Lage des gebremsten Fahrwerkes zum Boden enthalten. Die für diese Sensoren eingesetzten Geräte sind allesamt aus dem Stand der Technik bekannt Hierbei handelt es sich um Kreiseigeräte, die dem Fachmann aus dem hier in Frage stehenden Gebiet ohne weiteres geläufig sind. Auch diese Geräte befinden sich üblicherweise an Bord moderner Hochleistungsflugzeuge, so daß lediglich ein Abgriff der vorhandenen Daten erforderlich ist Auch die Erstellung des Regel- und Steuergerätes 12, welches eine Kontrolle 19 für die Kontrolle der Grenzwerte für Nick- und Gierbewegung enthält, bereitet dem Durchschnittsfachmann keine Schwierigkeiten. Anhand der ihm vorgegebenen Kriterien muß er lediglich sicherstellen, -üäß dem Bremssystem 14 dann ein Ausgangssignal zugeführt wird, wenn die voreingestellten Werte erreicht werden.

Der Abrichtvorgang ist nun dergestalt daß di° genaue Lage des Flugzeuges hinsichtlich aller dafür relevanten Daten, d. h. lua. sein Anstellwinkel, seine Geschwindigkeit sowie seine Bewegung um die hier relevanten Achsen, erfaßt werden. Außerdem werden im Regel- und Steuergerät 12 die Daten des Lenk- und Antiblockiersystems 13 erfaßt, so daß sichergestellt ist daß etwa wegen der hohen Anlaufgeschwindigkeit der Räder des Hauptfahrwerkes beim Bodenkontakt oder anderer ungünstiger Einflüsse, es keinesfalls zum Blokkieren der Räder während des Brernsvorganges kommen kann. Das Bremssystem 14 wird dabei über das Regel- und Steuergerät 12 so aktiviert, daß gerade derjenige Bremsdruck erzeugt wird, der in Anbetracht der zuvor erwähnten Daten und hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit des noch aufzusetzenden Fahrwerkteils möglich ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren für das beschleunigte Herbeiführen des Bodenkontaktes aller Fahrwerksteile von Flugzeugen mit einem Hauptfahrwerk und einem Bugrad, das beim Landen zeitlich nach dem Hauptfahrwerk aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugzustandsdaten, die Nick- und Gierbewegung des Flugzeuges und die relative Lage des Hauptfahrwerks zum Boden ermittelt werden und daß die Fahrwerksbremse und sonstigen Bremshilfen in Abhängigkeit der gemessenen Daten unter Einschaltung des Lenk- und Antiblockiersystems automatisch so betätigt werden, daß das noch nicht aufgesetzte Bugrad mit der höchstmöglichen Belastung hinsichtlich der vorgegebenen Festigkeitsgrenzen aufgesetzt wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch