DE4102271A1 - Vorrichtung in form einer bodengebundenen fahrwerksanordnung zum starten und landen von flugzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung in Form einer bodengebundenen Fahrwerksanordnung zum Starten und Landen von Flugzeugen, insbesondere von Großflug­ zeugen.

Bei Flugzeugen mit einem relativ großen Start- und Landegewicht besteht das Problem, daß eine entsprechend lange Start- und Landebahn erforderlich ist, die in den Ballungsräumen nicht mehr bereitgestellt werden kann. Auch wird durch eine weltweite Zuwachsrate der Bedarf an neuen Flughäfen mit weiteren Start- und Landebahnen noch steigen müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Starten und Landen von Flugzeugen zu schaffen, die eine relativ geringe Fläche für Start- und Landebahnen bei größtmöglicher Sicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteil­ hafte Ausgestaltungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß das Flugzeug mittels eines schienen­ geführten Wagens, wie einem Magnet-Bahn-System, starten und landen kann und somit wird gegebenenfalls kein Fahr­ werk am Flugzeug mehr benötigt. Hierdurch erfolgt eine Gewichtseinsparung am Flugzeug, da nicht nur das Fahr­ werk entfällt, sondern ebenfalls die notwendigen und aufwendigen Hydraulikeinrichtungen sowie Haltereinrich­ tungen und deren Beschläge. Das Startgewicht des Flug­ zeugs wird gegenüber Flugzeugen mit Fahrwerk hierdurch wesentlich vermindert.

Der Wagen ist mit Aufnahmevorrichtungen versehen, in denen hydraulische Puffer integriert sind. Mittels Ver­ riegelungselementen wird das Flugzeug entsprechend beim Starten und Landen von diesen Elementen gelöst bzw. durch diese Elemente verbunden. Eine gemeinsame Regel­ einrichtung steuert diese Elemente sowie die Puffer, so daß ein abgestimmter Ablauf des Start- und Landevor­ gangs durchführbar ist. Die Regeleinrichtung ist re­ dundant im Wagen bzw. im Magnet-Bahn-System sowie im Flugzeug installiert.

Der Wagen ist auch mit einem Drehtisch versehen, um flugbedingte Landungen im sogenannten Slip-Anflug aus­ führen zu können.

Da die benötigte Energie für den schienengeführten Wa­ gen während der Startphase bis zum Abheben des Flug­ zeuges relativ hoch ist, erhält er seine Energie aus einem autonomen Elektrizitätswerk. Durch unterirdischen Einbau dieses Werkes können die Lärmbelästigungen während der Startphase herabgesetzt werden.

Die flugzeugseitige Aufstiegsphase (Vollschub) und die damit verbundene Lärmentwicklung ist nur triebwerk- und strukturmäßig zu dämpfen.

Die Bahnstrecke besteht aus einem Oval mit an den Längs­ seiten anschließenden geraden Schienenstücken, wobei sich die Bahnstrecke zum Starten und Landen aus der Startstrecke der Großflugzeuge, deren Gesamtgewicht und dem aerodynamischen Verhalten mit ca. 2-3 km und einer Sicherheitsstrecke von ca. 1 km zusammensetzt. Sie braucht keine riesige Betonfläche, sondern nur die ent­ sprechende aufgeständerte Bahnfläche. Das Umfeld wird so weitgehend geschont.

Um auch eine Notbremsung zu gestatten, wird zwischen den Schienen ein wassergefüllter Trog eingehängt, in dem im Notfall eine hinter dem Wagen installierte Klappe mit relativ großer Fläche eintauchen kann und damit die Bremsung unterstützt wird.

Die bei einer normalen Abbremsung entstehende Energie wird ins Netz bzw. in einen Speicher geleitet. Nach erfolgter Landung gleitet die gesamte Einheit zum Ab­ fertigungsgebäude. Hier können über einen zugeordneten Drehtisch verschiedene Abfertigungshallen erreicht werden.

Für einen angenommenen Ernstfall, wie einem Totalaus­ fall aller Magnet-Bahnen ist eine Notlande-Bahnstrecke zwischen dem Oval eingerichtet, die dem Landschaftsbild und der Ökologie entgegenkommt. Dieses Becken sollte eine geringe Tiefe und eine weiche Grundfläche aufwei­ sen.

Die Gewichtseinsparung am Flugzeug und das Magnet- Bahn-System bewirken eine hohe Auslastung und damit eine zunehmende Wirtschaftlichkeit. Großflugzeuge hel­ fen damit den Beförderungsboom in Grenzen zu halten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer Start- und Landebahn für ein Flugzeug ohne Fahrwerk,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines auf einem schienenge­ führten Wagen gehaltenen Flugzeugs,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Wagens mit Flugzeug,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen schienengeführten Wagen mit einem Drehtisch zur Aufnahme eines Flugzeugs,

Fig. 5 bis 7 schematische Darstellungen der Abflugphase eines Flugzeugs vom schienengeführten Wagen und

Fig. 8 bis 11 schematische Darstellungen der Landephase eines Flugzeugs auf den schienengeführten Wa­ gen.

Eine Vorrichtung zum Starten und Landen eines Flugzeugs 1 umfaßt im wesentlichen einen schienengeführten Wagen 2, der über einen induktiv elektrisch Linearantrieb nach dem Magnet-Bahn-Prinzip angetrieben wird. Auf dem Wagen 2 sind Aufnahmevorrichtungen 3 mit integrierten hydraulischen Puffern und Verriegelungselementen ange­ ordnet.

Im Flugzeug 1 sowie im schienengeführten Wagen 2 ist eine während der Start- und Landephase steuernde Regel­ einrichtung vorgesehen, die beispielsweise einen Ge­ schwindigkeitsangleich, die Steuerung der Verriegelungs­ elemente und die Steuerung der Hydraulikpuffer in den Aufnahmevorrichtungen 3 übernimmt.

Der Wagen ist auf einer Doppeltrasse 4, 4a geführt (Fig. 3), die in Ovalform, wie Fig. 1 näher zeigt, aus­ gebildet ist. Die Pfeilrichtungen zeigen die An- und Abflugrichtungen des Flugzeugs 1 an. Über die Längs­ seiten L des Ovals hinaus sind die Schienen S gerad­ linig weitergeführt.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist neben dem Schienen­ oval ein Tower 5 und ein Elektrizitätswerk 6, sowie eine Drehscheibe 7 und eine Halle 8 für den Wagen 2 vorgesehen. Das Flugzeug 1 kann über die Drehscheibe 7 in mehrere Positionen gedreht werden, um verschiedene Abfertigungshallen 8 zu erreichen.

Mit dem Wagen 2 kann ein Drehtisch 9 verbunden sein (Fig. 4), der die Aufnahme des Flugzeugs 1 ermöglicht, das beim Landen im sogenannten Slip-Anflug ankommt, d. h. unter einem spitzen Winkel α zur Schiene 4, 4a.

Die integrierten Ständer der Aufnahmevorrichtung 3 sind hydraulisch hochstellbar ausgeführt, so daß, wie ins­ besondere Fig. 6 zeigt, das Flugzeug 1 einen Abflugwinkel in einer schrägen Ebene zur Schiene 4, 4a einnehmen kann.

Zur Notbremsung des Wagens 2 mit dem Flugzeug 1 ist vorgesehen, daß zwischen den Schienen 4, 4a Wasser 20 gespeichert ist und in dieses Wasser 20 eine am Wagen 2 angelenkte Klappe 21 mit relativ großer Fläche zum Ein­ tauchen angeordnet ist. Des weiteren ist zwischen den Schienen im Inneren des Schienenovals eine Notlande­ fläche 10 mit weichem Untergrund vorgesehen.

In den Fig. 5 bis 7 ist das Starten eines Flugzeugs vom schienengeführten Wagen 2 näher dargestellt. Während der Beschleunigungsphase gemäß Fig. 5 sind die Trieb­ werke im Leerlauf und der Wagen 2 beschleunigt. In der Abhebephase gemäß Fig. 6 wird das Flugzeug 1 über die Aufnahmevorrichtungen 3 in eine schräge Abhebeposition gebracht, wobei über die Regeleinrichtung die Verriege­ lungselemente das Flugzeug 1 freigeben. Etwa 10 sec. vor dem Abheben des Flugzeugs werden die Triebwerke auf vollem Schub gefahren. Nachdem das Flugzeug 1 vom Wagen 2 abgehoben hat, wird der Wagen 2 sofort abgebremst (Fig. 7).

Beim Anflug des Flugzeugs 1 wird der Wagen 2 über die Regeleinrichtung auf gleiche Geschwindigkeit mit dem Flugzeug 1 gebracht (Fig. 8). Während der Aufsetzphase (Fig. 9) auf den Wagen 2 wird das Flugzeug 1 mit diesem über die Verriegelungselemente gekoppelt und die Trieb­ werke werden abgeschaltet (Fig. 9). Danach wird das Flugzeug 1 über den Wagen 2 verzögert und der Wagen schwebt mit dem Flugzeug zur Abfertigungshalle.

Der Wagen 2 kann über ein in diesem vorhandenes Cockpit gesteuert werden, wobei die Start- und Landephase je­ doch automatisch abläuft und nur im Notfall unterbrochen werden kann. Diese Start- und Landephase wird im Cockpit über Monitore überwacht werden können. Die Fahrten zum und vom Startpunkt bzw. Aufsetzpunkt bzw. bis zur Abfertigungshalle sind handsteuerbar.

Claims (8)

1. Vorrichtung in Form einer bodengebundenen Fahrwerks­ anordnung zum Starten und Landen von Flugzeugen, insbesondere von Großflugzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Wagen (2) das Flugzeug (1) beim Start- und Landevorgang aufnimmt, wobei dessen Ge­ schwindigkeit über einem induktiv elektrischen Linearantrieb (Magnet-Bahn-System) auf die Ge­ schwindigkeit des Flugzeuges (1) abstimmbar und der Wagen (2) hierbei auf einer eine Start- und Lande­ bahn bildenden Schiene (4, 4a) geführt wird und daß mit dem Wagen (2) hydraulische Aufnahmevorrichtun­ gen (3) mit Verriegelungselementen verbunden sind, die mit dem Flugzeug (1) in der Lande- und Start­ phase koppelbar bzw. lösbar ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Flugzeug (1) sowie im schienengeführten Wagen (2) Regeleinrichtungen angeordnet sind, die eine Geschwindigkeitsanpassung, eine Steuerung von Pufferelementen in den Aufnahmevorrichtungen (3) und der Verriegelungselemente in jeder Phase des Landens und Startens des Flugzeugs (1) auf dem Wa­ gen (2) bzw. vom Wagen (2) vornehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Regeleinrichtungen redundant wirkend im Wagen (2) sowie im Flugzeug (1) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der schienengeführte Wa­ gen (2) einen Drehtisch (9) mit Aufnahmevorrichtun­ gen (3) und integrierten Verriegelungselementen sowie Hydraulikpuffern umfaßt und zur Aufnahme des Flugzeugs (1) beim Landen im sogenannten Slip-An­ flug zur Schiene (4, 4a) unter einem spitzen Winkel (α) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtungen (3) hydraulisch aus- und einfahrbare Ständer umfas­ sen, die in Abhängigkeit von der Start- und Lande­ phase gemeinsam und/oder einzeln derart ausfahrbar sind, daß das Flugzeug (1) in der Abhebephase eine Schrägstellung einnimmt (Fig. 6).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schiene (4, 4a) in einer Ovalform angeordnet ist und die Längsseiten (L) jeweils über die Ovalform hinaus verlaufende gerade Schienenstränge (S) aufweisen, wobei wenigstens eine der Schienen an eine Drehscheibe (7) anschließbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schienen (4, 4a) als Doppeltrassen ausgeführt sind, zwischen denen Was­ ser (20) gespeichert ist und daß als Notbremse eine am Wagen (2) angelenkte großflächige Klappe (21) zum Eintauchen in das Wasser angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Innenbereich des Schienenovals als Notlandefläche (10) ausgebildet ist.