DE3420507A1

DE3420507A1 - Verfahren zur vermeidung von differenzgeschwindigkeiten zwischen der landebahn und reifen von flugzeugen beim landeanflug

Info

Publication number: DE3420507A1
Application number: DE19843420507
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 7900 Ulm Nedtwig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1985-12-05

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Landeanf lug von Flugzeugen stehen die Flugzeugräder solange still, bis sie beim ersten Bodenkontakt mit der Landebahn impulsartig auf diejenige Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt werden, bei der keine Bremswirkung des Flugzeuges mehr durch die Trägheitskräfte der Räder erfolgt. Im Augenblick des ersten Bodenkontaktes der Räder treten sehr hohe, impulsartige Bremskräfte auf, die eine schädliche Beanspruchung der Flugzeugräder und des Landeverhaltens des Flugzeuges zur Folge haben.
Derzeit läßt sich auf den Landebahnen aller Flugplätze mit Betonpisten deutlich der starke Abrieb von Flugzeugreifen durch breite schwarze Streifen erkennen. Die Beanspruchung der Reifen beim Aufsetzen ist sowohl mechanisch als auch thermisch. Es werden kurzzeitig Reibungstemperaturen erreicht, die das Reifenmaterial sogar verbrennen und verdampfen lassen. Dabei entstehen sichtbar kurzzeitig blaue Verbrennungswolken.
Hinzu kommt ein starker mechanischer Tangentialstoß auf die Räder und das Fahrwerk, das ihn gedämpft auf das gesamte Flugzeug überträgt.
Es sind mehrere Schadensfälle in der Öffentlichkeit bekannt geworden, bei denen die Reifen den hohen impulsartigen Belastungen beim ersten Bodenkontakt nicht standhielten, sonder platzten und zu hohen Folgeschäden führten. Des weiteren ist aus der Literatur /1/ bekannt, daß z.B. die Reifen des Flugzeugtyps Boeing 747D etwa nur 80 Landungen aushalten. Für das Aus- und Einbauen eines Bugfahrwerkes benötigt z.B. das technische Bodenpersonal ca. zwei Stunden.
Der Verschleiß der Flugzeugreifen wird derzeit zu ca. 90 bis 95 % durch die starke Abnutzung der Reifen beim Landevorgang verursacht, insbesondere durch die Differenzgeschwindigkeiten zwischen Reifen und Landebahn.
Kritik am Stand der Technik Die Reifen der Flugzeuge werden unnötigerweise sehr stark und impulsartig beim ersten Kontakt mit der Landebahn beansprucht. Diese Beanspruchung wird grundsätzlich zwar beherrscht, dennoch werden immer wieder Fälle bekannt, bei denen die Reifen platzen und zu hohen Folgeschäden führen. Aus diesem Grund werden derzeit aus Sicherheitsgründen mehr Räder für Flugzeuge vorgesehen, als für die sichere Tragfähigkeit erforderlich wäreh,Erhöhte Sicherheit wird auch in die Reifen selbst eingebracht, Nach ca. 80 Landungen sind Flugzeugreifen verbraucht, weil die hohe mechanische und thermische Beanspruchung im Augenblick des Aufsetzens der Reifen das Reifenmaterial stark abnutzt, ja sogar verbrennt und verdampft.
Der derzeitige Stand der Technik vermindert nicht nur die Sicherheit bei der Landung von Flugzeugen, insbesondere solcher mit hohem Gewicht, sondern auch entscheidend die Wirtschaftlichkeit durch erhöhten Verschleiß der Reifen.
Ferner überträgt sich der tangentiale Bremsimpuls der Räder beim unmittelbaren Kontakt mit der Landebahn über das Fahrwerk gedämpft auf das gesamte Flugzeug.
Erfindungsgemäße Lösung Grundgedanke der Erfindung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist es, die Flugzeugräder beim Landeanflug soweit im Leerlauf anzutreiben, bis die Umfangsgeschwindigkeit der Reifen > um gleich der Landegeschwindigkeit #F. des Flugzeuges ist (Fig. 1).
#F = #um Die Drehzahl n eines Rades berechnet man dabei nach der Beziehung #F n 2 # # # rReifen bzw. nach der zugeschnittenen Größengleichung zu: 1 (km/h) -1 (min-1) = F n (min ) rReifen(m) x 2,6525 Beispiel:

F km/h; Reifen - 1 m; n = 531 minze

+ = 200 km/h; Reifen n<- 531 min

ÜsRQTFev? ' °#SF o2 fliifl

oder mit Rücksicht auf die Schnelligkeit der Vorgänge in der Endphase der Landung eines Flugzeuges auf Sekunden bezogen zu: -1 = = 8,8 sec Alle Räder eines Flugzeuges erhalten einen Antrieb, der entweder pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch funktioniert. Die Räder werden erst in der Endphase des Landeanfluges auf Solldrehzahl angetrieben, um die Manövrierfähigkeit des Flugzeuges in Kurven durch die Kreiselwirkung der Radmassen vorher nicht zu verschlechtern, sondern eine weitere Stabilisierung des Flugzeuges durch die Kreiselwirkung der Radmassen zu erreichen.
Eine bevorzugte Antriebsart für die Räder ist neben der elektrischen die pneumatische über Druckluft, Zu diesem Zweck werden seitlich an den Rädern geeignete Metall- oder Kunststoffturbinenräder angebracht (Fig. 2). Die Druckluft wird entweder einer Druckluftflasche entnommen oder dem Druckluftbereich eines Strahltriebwerkes entnommen. Die Drehzahl der Räder läßt sich über eine Steuerung der Druckluft, die ihre Sollwerte von einem Geschwindigkeitsgeber enthält, steuern. In der Regel ist es nicht erforderlich, eine exakte Drehzahlregelung vorzunehmen, sondern die Räder auf eine mittlere Umfangsgeschwindigkeit zu beschleunigen, was den technischen Aufwand vermindert.
Zitierte Literatur /1/ Lufthansa Bordbuch 1984 Joachim Wachtel, "D-ABYW: Fit für den nächsten Flug" Seite 26 bis 31, Herausgeber: Deutsche Lufthansa AG Werbeabteilung 5 - Köln Reaktion Scheffel str. 40a, 2000 Hamburg 60 Telefon (040) 4 91 67 34

Claims

Titel: "Verfahren zur Vermeidung von Differenzgeschwindigkeiten zwischen Landebahn und Reifen von Flugzeugen beim Landeanflug Patentansprüche 1. Verfahren zur Vermeidung von Differenzgeschwindigkeiten zwischen Landebahnen und der Umfangsgeschwindigkeit von Flugzeugreifen beim Landeanflug, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder von Flugzeugen auf die Landegeschwindlgkeit durch verschiedene Antriebsarten beschleunigt werden, um die schädigenden Differenzgeschwindigkeiten zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Flugzeugreifen und der Flugzeuggeschwindigkeit in Relation zur Landebahn beim Landeanflug, insbesondere im Zeitpunkt des Aufsetzens, d.h. des ersten Kontaktes zwischen Rufen und Landebahn zu vermeiden (Fig. 1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Räder, vorzugsweise diejenigen, mit denen ein Flugzeug bei der Landung in der Regel zuerst Bodenkontakt bekommt, einen Antrieb zur Erreichung der jeweiligen, geforderten Umfangsgeschwindigkeit erhalten.
3. Verf ährn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Räder entweder elektrisch oder hydraulisch, vorzugsweise aber pneumatisch erfolgt. Beim Kontakt von Reifen und Landebahn setzt der Antrieb aus, und die Räder können frei laufen.
4. Verfahren nacht den Ansprüchen 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Antrieb für die Räder vorzugsweise mittels Durckluft erfolgt, die über Kunststoffschläuche je ein Kunststoffturbinenrad antreiben, das seitlich fest mit jedem Reifen verbunden ist. Die Turbinenkunststoffräder bestehen aus einfachen, aerodynamisch geformten, platzsparenden Formteilen, die aus Kunststoff gepreßt werden. Letzterer entspricht den Forderungen, die sich aus den Umweltbedingungen für die Räder hinsichtlich Resistenz gegenüber thermischen, chemischen und mechanischen Beanspruchungen sowie Zusatzgewicht ableiten (Fig. 2a+b).
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckluftpumpe die Räder entweder auf eine fest vorgegebene mittlere Umfangsgeschwindigkeit der Räder antreibt oder über eine Regelung aud die exakte Soll-Leerlaufdrehzahl beschleunigt, die ihren Sollwert von einem Geschwindigkeitsmesser über einen Geschwindigkeitsgeber als Regelgröße zugeführt bekommt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für Räder eines Flugzeuges erst in der Endphase des Landeanfluges wirksam wird, jedoch noch so rechtzeitig, um die erforderliche Drehzahl zu erreichen.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft vorzugsweise aus dem Bereich des Staudruckes eines Strahltriebwerkes, einer Druckflasche oder einer Druckluftpumpe entnommen wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen n bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenkunststoffräder vorzugsweise auf die Bereifung aufgeklebt oder durch einfache Bajonettverschlüsse mechanisch arritiert werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Felgen der Flugzeugräder mit den Turbinenrädern integriert sind, z.B. aus einem Metallstück, das aus Aluminium Druckguß hergestellt wurde und mit der Felge verbunden ist.