DE4102271C2 - Vorrichtung zum Starten und Landen von Flugzeugen ohne Fahrgestell - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Starten und Landen von Flugzeugen ohne Fahrgestell von bzw. auf einem angetriebenen Wagen, der Aufnahmeelemente umfaßt, und der Wagen das Flugzeug zum Starten und beim Landen führt.

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 weieren Start- und Landebahnen noch steigen müssen.

Aus der DE-OS 30 34 014 ist eine Vorrichtung zum Starten und Landen von Flugzeugen ohne Fahrgestell auf einem lenkbaren Wagen bekannt, der über gummibereifte Räder auf einer Fahrbahn geführt ist. Dieser Wagen weist einen regelbaren Antrieb auf und umfaßt Ein­ richtungen zur Aufnahme des Flugzeugs. Desweiteren sind im Wagen Steuereinrichtung und Leitereinrichtungen angeordnet, die einen Lande- und Startvorgang des Flugzeugs auf bzw. vom Wagen ermöglichen. Der Mangel bei derartigen Vorrichtungen besteht darin, daß ein freifahrendes Fahrzeug relativ große Sicherheits­ probleme beinhaltet und weiterhin eine Abhängigkeit von einer witterungsbedingten Fahrbahngüte erhalten bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Starten und Landen von Flugzeugen auf einem Wagen zu verbessern, die eine relativ geringe Fläche für Start- und Landebahnen benötigt und eine größtmögliche Sicherheit gewährleistet.

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

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß das Flugzeug mittels eines schienengeführten Wagens, wie einem Magnet-Bahn-System Starten und Landen kann und somit wird kein Fahrwerk am Flugzeug mehr benötigt. Hierdurch erfolgt eine Gewichtseinsparung am Flugzeug, da nicht nur das Fahrwerk entfällt, sondern ebenfalls die not­ wendigen und aufwendigen Hydraulikeinrichtungen sowie Haltereinrichtungen und deren Beschläge. Das Start­ gewicht des Flugzeugs 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.

Das Fahrzeug ist durch einen Drehtisch anpassungsfähig, um flugbedingte Landungen im sogenannten Slip-Anflug ausführen zu können.

Da die benötigte Energie für den schienengeführten Wa­ gen während der Startphase bis zum Abheben des Flugzeugs 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 Klape 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 einer zugeordneten Drehscheibe verschiedene Abfertigungshallen erreicht werden.

Für einen angenommenen Ernstfall, wie einem Totalaus­ fall aller Magnet-Bahnen it eine Notlande-Bahnstrecke zwischen dem Oval eingerichtet, die dem Landschaftsbild und der Ökologie entgegenkommt. Diese Strecke 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 zeigt

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 10 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 einen Ge­ schwindigkeitsangleich, die Steuerung der Verriegelungs­ elemente und die Steuerung der Hydraulikpuffer in den Aufnahmevorrichtungen 3 übernimmt.

Der Wagen 2 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 4, 4a durch gerad­ linige Schienenstränge S 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 ist ein Drehtisch 9 verbunden (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. Desweiteren ist zwischen den Doppeltrassen im Inneren des Schienenovals eine Notlande­ fläche 10 mit weichem Untergrund vorgesehen.

In den Fig. 5 bis 7 ist das Starten eines Flugzeugs 1 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 1 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 2 schwebt mit dem Flugzeug 1 zur Abfertigungshalle 8.

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 8 sind handsteuerbar.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Starten und Landen von Flugzeugen ohne Fahrgestell von bzw. auf einem angetriebenen Wagen, der Aufnahmeelemente mit integrierten Ver­ riegelungselementen und Hydraulikpuffer umfaßt, und dessen Geschwindigkeit mittels einer Regelein­ richtung beim Landevorgang auf die Geschwindigkeit des Flugzeugs einregelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) aus einem magnet­ schienengebundenen Fahrzeug besteht und die Schienen (4, 4a) als Doppeltrassen ausgeführte Start- und Landebahnen ausgebildet sind und daß der Wagen (2) mit einem Drehtisch (9) verbunden ist, welcher die Aufnahmevorrichtung (3) trägt und daß der Wagen (2) von einem induktiv elektrischen Linearantrieb angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Flugzeug (1) sowie im Wagen (2) jeweils eine Regeleinrichtung angeordnet ist, über die die Geschwindigkeitsanpassung und eine Steuerung der Hydraulikpuffer in den Aufnahmevorrichtungen (3) und der Verriegelungselemente in jeder Phase des Landens und Startens vom Flugzeug (1) aus bzw. vom Wagen (2) aus vornehmbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (9) auf dem Wagen (2) zur Aufnahme des Flugzeugs (1) über die Aufnahmevor­ richtung (3) beim Landen im sogenannten Slip-Anflug zu den Schienen (4, 4a) unter einem spitzen Winkel (α) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtungen (3) hydraulisch aus- und einfahrbare Ständer umfassen, die in Abhängigkeit von der Start- und Lande­ phase gemeinsam oder einzeln derart ausfahrbar sind, daß das Flugzeug (1) in der Abhebephase eine Schrägstellung einnimmt (Fig. 6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (4, 4a) in einer Ovalform ange­ ordnete sind und die Längsseiten (L) jeweils über die Ovalform hinaus verlaufende gerade Schienen­ stränge (s) aufweisen, wobei wenigstens eine der Schienenstränge (S) an eine Drehscheibe (7) an­ schließbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Schienen (4, 4a) Wasser (20) gespeichert ist und daß als Not­ bremse eine am Wagen (2) angelenkte großflächige Klappe (21) zum Eintauchen in das Wasser (20) ange­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbereich des Schienen­ ovals als Notlandefläche (10) ausgebildet ist.