DE4239638A1 - Rettungs-System für ein Luftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rettungs-System der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Es ist eine Anzahl von Systemen bekannt, die unter Verwen­ dung von einem oder mehreren Fallschirmen die Notlandung eines Flugzeuges selbsttätig auch dann ermöglichen, wenn wenn dieses durch seine Steuerorgane nicht mehr kontrol­ lierbar ist. Weiterhin ist es bekannt, zur Unterstützung eines Notlandevorgangs im Bedarfsfall vorbestimmte Teile des Flugzeuges, beispielsweise Triebwerks- oder Leitwerk­ steile zwecks Massereduzierung vom Flugzeugrumpf abzu­ sprengen. Die vorstehend genannten Systeme und Einrichtun­ gen sind beispielsweise bereits in der DE-OS 20 45 966, der US-PS 3 622 108, der EP-A-0 178 467 und der DD-PS 107.881 näher beschrieben. Diese Rettungssysteme sind ma­ nuell oder selbsttätig auslösbar.

Die bekannten Lösungen für automatische Rettungssysteme weisen gemeinsam den wesentlichen Nachteil auf, daß der Rettungsvorgang - unabhängig von weiteren für die erfolg­ reiche Durchführung wesentlichen Randbedingungen - nach einem starren zeitlichen Ablauf erfolgt.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Rettungs-System der eingangs genannten Gattung anzugeben, mit dem ein, durch eine Havarie bedingtes Rettungsmanöver eines Luftfahrzeugs in seinem zeitlichen Ablaufflexibler an die tatsächlichen Gegebenheiten des vorliegenden Not­ falls anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß ein Erfas­ sen und das Einbeziehen der Handlungsfähigkeit des Piloten des havarierten Flugzeuges und/oder der Funktionsfähigkeit der Steuerorgane des Flugzeugs für den Zeitpunkt des selbsttätigen Auslösens von Rettungsmaßnahmen im Falle ei­ ner Havarie von wesentlicher Bedeutung sind.

Damit lassen sich auch solche Bedingungen berücksichtigen, welche trotz wünschenswerter unverzüglicher Einleitung dieser Maßnahmen noch eine gewisse Verzögerung dieser Maß­ nahmen zulassen, wenn der Führer des Luftfahrzeugs nämlich noch in der Lage ist, eine mindestens beschränkte Kontrol­ le auszuüben, welche eine reguläre Landung ermöglicht.

In vorteilhafter Weise wird hierbei eine Mehrzahl von In­ formationen ausgenutzt, betreffend insbesondere die augen­ blickliche Handlungsfähigkeit des Flugzeugführers bzw. den Zustand der Steuerorgane des Fluggeräts, welche bei den Lösungen gemäß Stand der Technik im Zusammenhang mit dem Zeitpunkt der automatischen Auslösung eines Rettungsvor­ gangs keine Berücksichtigung finden. Damit wird das Ret­ tungssystem nicht bei Vorliegen bestimmter Flugsituationen (zu starke Sinkgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsverlust, Treibstoffverlust o. ä.) unnötigerweise zwangsläufig ausge­ löst, obwohl in gewissem Umfang durch den handlungsfähigen Piloten des Flugzeugs noch geeignete Maßnahmen ergriffen werden könnten, die unter Ausnutzung der bestehenden rest­ lichen Kontrollierbarkeit des Luftfahrzeugs ein automati­ sches Rettungsmanöver erübrigen bzw. noch eine Verzögerung des Einleitens derartiger Maßnahmen zulassen würde. Eine derartige Vermeidung des Auslösens eines automatischen Rettungsvorgangs ist insbesondere dann anzustreben, wenn mit diesem eine erhebliche Beschädigung der Zelle verbun­ den ist. Andererseits wird aber beispielsweise auch im Falle der Handlungsunfähigkeit des einzigen Piloten (Ohnmacht oder dergl.) ein sicheres Zu-Boden-Bringen des Luftfahrzeugs zwangsweise eingeleitet, wobei die dann ein­ tretende gravierendere Beschädigung gegenüber der Lebens­ rettungsfunktion von nachrangiger Bedeutung ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Handlungsfähigkeit der Besatzung des Luftfahrzeugs da­ durch überprüft, daß in den elektrischen und/oder hydrau­ lischen Verbindungsweg zwischen den Bedienelementen für die Steuerungsvorrichtungen des Luftfahrzeugs im Cockpit und den entsprechenden Steuerungsvorrichtungen eine Ein­ richtung vorgesehen ist, die die vom Piloten ausgelösten Steuer- und/oder Stellimpulse erfaßt und einer Auswerte­ einrichtung zuführt. Diese Auswerteeinrichtung erfaßt dar­ überhinaus auch die Funktionsfähigkeit wesentlicher Steu­ erorgane des Flugzeuges, indem durch jede Bewegung der Steuerungsvorrichtungen dieser Auswerteeinrichtung ein entsprechender Impuls zugeleitet wird. Die der augenblick­ lichen Handlungsfähigkeit der Besatzung des Luftfahrzeugs und der augenblicklichen Funktionsfähigkeit der Steue­ rungsvorrichtungen des Luftfahrzeugs entsprechenden Signa­ le werden mittels einer entsprechenden Auswerteinrichtung einem Rechner zugeführt. Dieser Rechner gibt dem Rettungs- System typbezogene Sollwerte vor, insbesondere die Flugge­ schwindigkeit bzw. Flughöhe, die Beschleunigung, der Einstellwinkel, die Anströmung von Tragflächen und/oder Leitwerksteilen, bei deren Über- oder Unterschreiten ohne Berücksichtigung der zum aktuellen Zeitpunkt vorhandenen Handlungsfähigkeit der Flugzeugbesatzung bzw. der augenblicklichen Funktionsfähigkeit der Steuerungs­ vorrichtungen eine Notfallsituation vorliegt und ein Ret­ tungsmanöver ausgelöst wird, wenn das Rettungs-System auf die Betriebsart "Automatische Auslösung" eingestellt ist.

Die bei dieser Betriebsart bereitgestellten Sollwerte wer­ den mit den ständig durch Meßmittel erfaßten Augenblicks­ werten der für die Flugsituation wesentlichen Größen, vor­ zugsweise der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe vergli­ chen. Das Auftreten unzulässiger Abweichungen von den Sollwerten führt zur Einleitung eines Rettungsmanövers, für welches der optimale Zeitpunkt bzw. der letztmögliche Zeitpunkt für die Auslösung manuell vorgegeben sind.

Bei der erfindungsgemäßen Betriebsart eines Rettungssy­ stems, welche mit "optimierte automatische Auslösung" von Rettungsmaßnahmen beschrieben werden kann, werden die, der Handlungsfähigkeit der Besatzung und/oder der Funktionsfä­ higkeit der Steuerungsvorrichtungen des Flugzeugs entspre­ chenden Signale in vorteilhafter Weise dem Rechner zur Mo­ difizierung der entsprechenden Sollwerte, insbesondere der Fluggeschwindigkeits- bzw. Flughöhensollwerte zugeführt und bewirken durch Verändern der Sollwert-Vorgaben eine flexible Verschiebung des optimalen bzw. letzmöglichen Zeitpunktes zur automatischen Einleitung eines Rettungsma­ növers. Eine handlungsfähige Besatzung und voll funktions­ tüchtige Steuerungsvorrichtungen führen dabei günstiger­ weise zu einer Vorverlegung des Auslösezeitpunktes für das Rettungssystem.

Um den Vorteil der Betriebsart "Optimierte automatische Auslösung" voll nutzen zu können, ist es günstig, wenn dem Flugzeugführer optisch und/oder akustisch die der Flug­ situation entsprechenden Daten zur Kenntnis gebracht wer­ den, bei denen in der Betriebsart "Automatische Auslösung" die Einleitung des Rettungsvorgangs vorgenommen werden würde. Die Besatzung hat dadurch auf vorteilhafte Weise die Möglichkeit, aufgrund ihrer Kenntnisse und Erfahrungen eine Flugsition herzustellen, die gegebenenfalls ein Ret­ tungsmanöver überflüssig macht. Gelingt es der Flugzeugbe­ satzung nicht die Havarie rechtzeitig zu beseitigen, wird der Rettungsvorgang nach Ablauf einer vorgebbaren Zeit­ spanne zu einem möglichst späten Zeitpunkt eingeleitet, zu dem er erfolgreich abgeschlossen werden kann.

Die Bestimmung des optimalen bzw. des letztmöglichen Zeit­ punktes zur Einleitung einer Rettungsmaßnahme kann auf vorteilhafte Weise durch Einbeziehen zusätzlicher Flugin­ formationsdaten verbessert werden. Hierfür sind insbeson­ dere Informationen über Fluglage, Flug- und Windrichtung, relative Position des Flugzeuges zum Gelände geeignet.

Das erfindungsgemäße Rettungs-System weist in günstiger Weiterbildung eine weitere Betriebsart auf, bei der die Rettungsmaßnahmen auch manuell auslösbar sind. Durch ge­ eignet ausgebildete Betätigungsmittel kann der Flugzeug­ führer dabei je nach Gefahrensituation die best geeignete Betriebsart für das Rettungs-System wählen.

Das erfindungsgemäße Rettungs-System weist in einer vor­ teilhaften Ausführungsform drei Sicherheitsmaßnahmen für den Rettungsvorgang auf, die nacheinander und unabhängig voneinander ausgelöst werden können, wenn es die Situation erfordert. Nach einer anderen günstigen Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Einleitung verschiedener Sicher­ heitsmaßnahmen in logischer Verknüpfung, wofür entspre­ chende Schaltmittel vorgesehen sind. Sind als erste und zweite Sicherheitsmaßnahme das Auslösen von, im Vorderteil des Flugzeugrumpfes angeordneten Fallschirmen vorgesehen, an denen das havarierte Flugzeug heckwärts zu Boden schwebt, so kann die dritte Sicherheitsmaßnahme - das Ab­ sprengen einzelner Elemente, wie Triebwerks- oder Leit­ werksteile - nur dann erforderlich werden, wenn bestimmte Nebenbedingungen vorliegen, welche die Rettung beeinflus­ sen. Die entsprechenden Maßnahmen sind in weiteren, gleichzeitig eingereichten, Patentanmeldungen derselben Anmelderin näher beschrieben.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die logischen Schaltmittel einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine günstige Weiterbildung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine zusätzliche Weiterbildung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 ein mit dem erfindungsgemäßen Rettungs-System ausgerüstetes Luftfahrzeug in Seitenansicht,

Fig. 5 eine Darstellung des Luftfahrzeugs gemäß Fig. 4 während des Rettungsvorgangs,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Luftfahrzeugs gemäß Fig. 4, während des Rettungsvorgangs,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Luftfahrzeugs gemäß Fig. 4 gegen Ende des Rettungsvorgangs sowie Fig. 8 ein Diagramm, welches die Verschiebung der Bedi­ ngungen für die Auslösung der Rettungsmaßnahmen verdeutlicht.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der logi­ schen Schaltmittel für das erfindungsgemäßen Rettungs- Systems dargestellt. Diese Darstellung hat lediglich bei­ spielhaften Charakter und gibt die bei der Durchführung eines Rettungsvorgangs auszulösenden logischen Entschei­ dungen und Verknüpfungen wieder. Eine Realisierung kann dabei selbstverständlich auch softwaremäßig durch eine entsprechende Programmierung erfolgen. Das Rettungs-System weist einen Betriebsarten-Schalter 16 auf, mit dem zwi­ schen einer "Direktauslösung D", einer "Automatischen Aus­ lösung A" oder einer "erweiterten, d. h. optimierten auto­ matischen Auslösung E" der, für einen erfolgreichen Ret­ tungsvorgang des Flugzeuges erforderlichen Sicherheits­ maßnahmen S1, S2 und S3 als gültige Betriebsart gewählt werden kann. In der Stellung "D" des Betriebsartenschal­ ters 16 wird die manuelle Auslösevorrichtung 7 aktiviert. Deren Ausgangssignale D1, D2 und D3 liegen am Eingang der als ODER-Glied ausgebildeten Steuerungsmittel 14.1, 14.2 und 14.3 und erzeugen an deren Ausgang ein Signal S1, S2 bzw. S3. Diese Ausgangssignale lösen die zur Durchführung der Sicherheitsmaßnahmen des Rettungsmanövers im oder am Flugzeug vorgesehenen Vorrichtungen V1, V2 bzw. V3 (dargestellt in Fig. 2) direkt - entsprechend der Ent­ scheidung des Piloten des havarierten - Flugzeugs aus.

In der Stellung "A" des Betriebsartenschalters 16 wird über die Einrichtung 3 zur Erfassung und Auswertung der augenblicklichen Funktionsfähigkeit der für die Manövrier­ barkeit des Flugzeugs erforderlichen Steuerungsorgane 1 und der augenblicklichen Handlungsfähigkeit der Besatzung des Flugzeugs ein Verstärker 5 angesteuert, der jeweils einen Eingang der als UND-Glied ausgebildeten Steuerungs­ mittel 13.1, 13.2 und 13.3 setzt und damit Schaltfähigkeit dieser Steuerungsmittel sicherstellt, wenn die, für eine Notfall-Situation des Flugzeugs repräsentativen Ausgangs­ signale der Vergleicher-Schaltungen 10.1, 10.2, 11.1, 11.2, 12.1 und 12.2 am Eingang der Steuerungsmittel 13.1, 13.2 und 13.3 anliegen. In den Vergleicherschaltungen 10.1, 10.2, 11.1, 11.2, 12.1 und 12.2 des Rettungs-Systems werden die typspezifischen, in einem Rechner 9 ermit­ telten Sollwerte für die kritischen und eine Notsituation für den weiteren Flugbetrieb darstellenden Sollwerte der Fluggeschwindigkeit und der Flughöhe mit der augenblick­ lichen Fluggeschwindigkeit und Flughöhe gegenübergestellt. Für jede der drei vorgesehen Sicherungsmaßnahmen gelten dabei spezielle, vor Flugbeginn fest vorgegebene Werte, die den Vergleicherschaltungen als erstes Eingangssignal zur Verfügung stehen.

Die aktuellen Werte für Fluggeschwindigkeit und Flughöhe werden durch entsprechende Meßwertaufnehmer (Meßmittel) 6 und 8 erfaßt und den entsprechenden Vergleicherschaltungen als zweites Eingangssignal zugeführt. Liegen an den Aus­ gängen der Vergleicherschaltungen 10.1 und 10.2 jeweils Signale an, die einer Notfallsituation entsprechen, ent­ steht am Ausgang des Steuerungsmittels 13.1 ein Signal, das das ODER-Glied 14.1 setzt. Dessen Ausgangssignal S1 löst die erste Sicherheitsmaßnahme aus. Im vorgesehenen Fall entspricht dies dem Ausbringen eines ersten Fall­ schirms einer, im Bug des Flugzeugs vorgesehenen Fall­ schirmgruppe, der dem Reduzieren der Geschwindigkeit auf etwa die Hälfte dient. Durch den ersten Fallschirm wird dabei gleichzeitig eine Schräglage des Flugzeugs in der Art hervorgerufen, daß sich das Heck des Flugzeugs in Richtung Boden neigt. In dieser Flugsituation wird automa­ tisch durch Signalabgabe der Vergleicherschaltungen 11.1 und 11.2 über die Steuerungsmittel 13.2 und 14.2 mittels des Ausgangssignals S2 als zweite Sicherheitsmaßnahme des Rettungsvorgangs das Ausbringen des zweiten Fallschirms bewirkt.

Das Luftfahrzeug nimmt bei weiterer Absenkung der Flugge­ schwindigkeit eine senkrechte Position mit erdwärts gerich­ tetem Flugzeugheck ein und sinkt an den Fallschirmen zum Erdboden. Bei zu hoher Sinkgeschwindigkeit werden gegebe­ nenfalls als dritte Sicherheitsmaßnahme ein oder mehrere Elemente des Luftfahrzeugs (Antrieb, Leitwerkseinrichtung o. ä.) abgesprengt, um das Gewicht des Flugzeugs zu redu­ zieren. Dazu treten die Vergleicherschaltungen 12. und 12.2 in Aktion und lösen über die Steuerungsmittel 13.3 und 14.3 die dritte Sicherheitsmaßnahme des Rettungs­ vorgangs aus.

Trifft das Luftfahrzeug heckwärts auf dem Erdboden auf, so wird die gesamte Aufprallenergie durch das als definierte Knautschzone ausgebildete Heckteil des Flugzeugrumpfes aufgenommen und der Abschnitt des Luftfahrzeugs, in dem sich die Besatzung und die Passagiere befinden, bleibt im wesentlichen ohne Beschädigungen.

In der Stellung E - "erweiterte optimierte Rettungsmaßna­ men" - des Betriebsartenschalters wird eine Torstufe 5 für die sie treffenden Eingangssignale durch­ geschaltet. Diese Eingangssignale gelangen von der Ein­ richtung 3 zu der Stufe 5 und beinhalten eine Information betreffend die Reaktionsfähigkeit des Piloten und die Funktionsfähigkeit der Steuerorgane des Flugzeugs. Während die letztgenannten Signale direkt von den Kontrollorganen 1 des Flugzeugs nach Art eines Selbsttest abgeleitet wer­ den, ist zwischen die Betätigungsmittel 15 und die Steue­ rorgane 1 eine Überwachungsbaugruppe 2 eingefügt, welche auf Steuersignale ansprechen, die von den Betätigungs­ mitteln 15 ausgehen. Wenn über einen vorgegebenen Zeitraum derartige Signale nicht erhalten werden, wird davon ausge­ gangen, daß der Flugzeugführer in seiner Reaktionsfähig­ keit eingeschränkt ist. Durch die Einrichtung 3 wird dar­ aufhin ein entsprechendes Signal an die an die Schaltstufe 5 weitergegeben, welche daraufhin den Rechner 9 veranlaßt solche Schwellwerte (Höhe, Geschwindigkeit) für die Auslö­ sung der Rettungsmaßnahmen vorzugeben, welche auch ohne jegliches Eingreifen des Piloten im Hinblick auf eine Sta­ bilisierung der Fluglage oder sonstige Kontrolle des Flug­ zeugs zu einem sicheren zu Boden bringen führen. Entspre­ chendes gilt bei einem Defekt wesentlicher Steuerorgane des Flugzeugs.

Im anderen Fall werden die Schwellwerte für das zwangsläu­ fige Einleiten von Rettungsmaßnahmen zu solchen Höhen oder Geschwindigkeitswerten bzw. Kombinationen dieser Werte verschoben, bei denen auch bei nicht durch die Handlungs­ fähigkeit des Piloten oder defekte Steuerorgane einge­ schränkter Kontrollierbarkeit des Flugzeugs in jedem Fall ein zu Boden bringen nur noch mittels der zusätzlichen Rettungsmaßnahmen möglich ist. Dabei kann es sich sowohl um ein Unter- als auch um ein Überschreiten zulässiger Ge­ schwindigkeiten handeln oder aber um das Unterschreiten einer Kombination von Höhen- und Geschwindigkeitswerten - wenn es beispielsweise mit großer Wahrscheinlichkeit aus­ geschlossen ist, daß bei einer geringen Höhe das Abfangen aus einem instabilen Flugzustand noch möglich ist.

Als zusätzliche Daten können noch metereologische oder ge­ grafische Daten mittels geeigneter Meßvorrichtungen ermit­ telt oder aus einem Speicher ausgelesen werden, so daß ei­ ne Verlagerung der Schwellwerte für das Einleiten von Ret­ tungsmaßnahmen ohne Zutun des Piloten an die Wetter- oder Bodenverhältnisse angepaßt werden kann. Das betrifft ins­ besondere eine frühe Auslösung von Rettungsmaßnahmen bei schwierigen Wetter- oder Geländeverhältnissen, welche die Erfolgsaussichten für eine kontrollierte Landung herabset­ zen.

Fig. 2 zeigt in schematisierter Form das Blockschaltbild für eine günstige Weiterbildung eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ret­ tungs-Systems. Die bei Abweichungen der, die augenblickli­ che Flugsituation kennzeichnenden Werte für Fluggeschwin­ digkeit und Flughöhe von den vom Rechner vorgegebenen Sollwerten vorgesehenen Sicherheitsmaßnahmen werden in zu­ sätzlicher gegenseitiger logischer Verknüpfung ausgelöst. So erfolgt das Ausbringen des zweiten Fallschirm (Vorrich­ tung V2) erst dann, wenn der erste Fallschirm (Vorrichtung V1) bereits geöffnet ist. Das Absprengen einzelner Flug­ zeugteile oder das Aufsprengen der Treibstofftank durch Druckluft (Vorrichtung V3) wird erst dann vorgenommen, wenn der zweite Fallschirm nicht ausbringbar ist oder durch, beispielsweise Nichtöffnung unwirksam ist. Die ent­ sprechenden Steuerungsmittel 20, 21 und 22 sind als UND- Glieder bzw. als Negator ausgebildet.

Das Auslösen der einzelnen Sicherheitsmaßnahmen zur Durch­ führung eines Rettungsvorgangs kann darüberhinaus zusätz­ lich von dem Vorliegen bestimmter Informationen über die Flug- oder Windrichtung, d. h. insbesondere von metereolo­ gischen und/oder geographischen Daten abhängig gemacht werden. Die entsprechenden Signalwerte X1 und/oder X2 wer­ den über die als UND- bzw. ODER-Glieder ausgebildeten Steuerungsmittel 23, 24, 25 und 26 wirksam, wie in Fig. 3 in schematischer Form dargestellt ist.

Der Rumpf des in Fig. 4 in schematisierter Form in Sei­ tenansicht dargestellten Luftfahrzeugs 30 ist funktionell in drei Bereiche 31, 32 und 33 untergliedert, welche in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien getrennt sind. Der erste, in Flugrichtung des Luftfahrzeugs 30 vorn gele­ gene Bereich 31 enthält ein zweistufiges Fallschirm-System 34. In dem, diesem Bereich nachgeordneten Bereich 32 mit der Kabine 42 für Pilot und Passagiere befindet sich der Massenmittelpunkt des Luftfahrzeuges 30. Der Bereich 32 weist, insbesondere in Richtung seiner Längsachse, eine erhöhte mechanische Steifigkeit auf. Der Rumpfbereich 33 trägt an seinem Ende das Höhen/Seitenleitwerk 41 und weist in Richtung seiner Längsachse eine mechanische Steifigkeit auf, die wesentlich geringer ist, als die Steifigkeit der ersten und zweiten Rumpfbereiche 31 und 32. Zur Erhöhung der Überlebensfähigkeit der Personen in der Kabine 42 ist diese als verformungssteife Zelle ausgebildet. Die in der Kabine 42 befindlichen Sitze 43 für Besatzung und Passa­ giere sind mit Blick in Flugrichtung angeordnet. Der aus dem Triebwerk 44 und einer Luftschraube 45 bestehende Antrieb des Luftfahrzeugs 30 ist im Rumpfbereich 33 angeordnet. Diese konstruktiven Maßnahmen tragen während eines Rettungsvorgangs erheblich zur passiven Sicherheit der im Luftfahrzeug 30 befindlichen Personen bei. Die Per­ sonen werden bei Auftreffen des Luftfahrzeugs auf den Boden durch die Sitze in ihrer Lage stabilisiert und kön­ nen nicht von sich, durch den Aufprall lösenden Antriebsteilen verletzt werden.

Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau ist das Luft­ fahrzeug 30 für den nachfolgend zu beschreibenden Rettungs­ vorgang geeignet, bei dem das Luftfahrzeug 30 bei unerwartet eintretender Flugunfähigkeit oder Unkontrol­ lierbarkeit aus seiner augenblicklichen Fluglage heraus mit nach unten gerichtetem Heck in vertikaler Ausrichtung an Fallschirmen zum Boden gelangen kann. Die unterschied­ lich ausgestalteten Verformungseigenschaften der Bereiche 32 und 33 bewirken in günstiger Weise, daß beim Aufsetzen des havarierten Luftfahrzeugs 30 die kinetische Energie des Landestoßes durch Verformung des, eine verringerte Steifigkeit aufweisenden, Heckbereiches 33 des Rumpfes aufgezehrt wird. Die dem Schutz von Piloten und Besatzung dienende verformungssteife Kabine 42 wird durch den Lan­ destoß in ihrer Gestalt nicht wesentlich verändert, so daß diese ohne aktive Handlungen in einer Art Rettungszelle sicher zu Boden geführt wird.

In Fig. 5 ist das Luftfahrzeug 30 einer Phase kurz nach Auslösen des Rettungsvorgangs schematisch dargestellt. Der manuell oder automatisch auslösbare erste Fallschirm 35 des zweistufig ausgebildeten Fallschirm-Systems 34 dient als Bremsschirm und bringt das Luftfahrzeug 30 aus der waagerechten Fluglage nach kurzer Zeit in eine Schräglage, wobei sich dann der Frontbereich 31 des Luftfahrzeugs 1 oberhalb seines Heckbereichs 33 befindet.

Gleichzeitig wird die Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs 30 durch Wirkung des Bremsschirms 35 um die Hälfte auf etwa 200 km/h verringert. Zu dem Zeitpunkt, das Luftfahrzeug 30 eine im wesentlichen vertikale Ausrichtung eingenommen hat, wird durch eine Zeit- oder Lagesteuerung der zweite, als Brems- und Tragschirm ausgebildete Fallschirm 36 aus­ gelöst und z. B. mittels des Bremsschirms 35 aus dem Frontbereich 21 des Rumpfes herausgezogen. Um zu verhin­ dern, daß der Bremsschirms 35 nach seinem Ausbringen durch Kontakt mit dem Höhen/Seitenleitwerk 41 in seiner Funktion beeinträchtigt wird, sind die Halteleinen 40 in ihrer Länge derart bemessen, daß sie kürzer sind als der Abstand zwischen dem Angriffpunkt 39 des Fallschirm-Systems 34 im Rumpfbereich 31 des Luftfahrzeugs 30 und dem Höhen/Seiten­ leitwerk 41.

Ein sich, nach Auslösung eines Rettungsvorgangs in der Sinkphase befindliches Luftfahrzeug 30 ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Der Brems- und Tragschirm 36 ist durch dem Bremsschirm 35 vollständig aus dem Rumpfbereich 31 herausgezogen worden und hat dabei gleichzeitig die Geschwindigkeit des Luftfahrzeugs 30 zum zweiten Mal um die Hälfte auf etwa 100 km/h verringert. Das Luftfahrzeug 30 befindet sich in vertikaler Lage, wobei der Rumpf­ bereich 33 in Sinkrichtung weist. Die Geschwindig­ keitsreduzierung ist abhängig von der Größe und dem Durchmesser des Brems-und Tragschirms 36 und wird derart bemessen, daß die Geschwindigkeit des havarierten Luft­ fahrzeuges 30 beim Aufsetzen auf den Boden eine Größe auf­ weist, bei der nur der Heckbereich 33 des Rumpfes in einem, durch seine mechanische Steifigkeit festgelegten und der Sicherheit von Pilot und Passagieren entsprechen­ den Umfang deformiert wird.

Fig. 7 zeigt eine schematisierte Darstellung eines im Rettungsmanöver befindlichen, havarierten Luftfahrzeugs 30 kurz nach Auftreffen auf die Erdoberfläche 38. Die Aufprallgeschwindigkeit liegt im Bereich von 80 bis 100 km/h. Entsprechend der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der Rumpfbereiche 31 und 32 bzw. 33 hat sich nur der das Höhen/Seitenleitwerk tragende Bereich 33 des senkrecht auf die Erdoberfläche auftreffenden Luftfahr­ zeuges 30 verformt. Die formsteife Kabine 42 bleibt im wesentlichen unverändert, wogegen die gesamte kinetische Energie durch den Aufpralls des Luftfahrzeugs 30 im Rumpf­ bereich 33 in Verformungsarbeit unter Ausbildung einer umfangreichen Knautschzone 37 umgesetzt wird. Die in Fig. 4 schematisch dargestellte Anordnung der in Flugrichtung ausgerichteten Sitze 43 innerhalb der Kabine 42 trägt ebenfalls passiv zur Sicherheit von Pilot und Passagieren bei, da diese durch die Sitzflächen und die Rückenlehnen der Sitze bei Auftreffen des Luftfahrzeugs 30 auf den Erd­ boden 38 in ihrer Position stabilisiert werden.

In Fig. 8 ist in einem Diagramm der sequentielle Einsatz­ punkt verschiedener Rettungsmittel A und B in Abhängigkeit von dem Betrag des Vektors der Momentangeschwindigkeit v, bezogen auf eine typspezifische Geschwindigkeit v₀, des Flugzeugs und seiner aktuellen Höhe h (in ′) wiedergege­ ben.

Aus Gründen der einfachen Darstellbarkeit ist das Flug­ höhen-/Geschwindigkeitsprofil außerhalb der gestrichelt dargestellten Bereiche A und B durch Doppelpfeile wieder­ gegeben. Die Bereiche A und B umreißen dabei mögliche var­ iable Wertepaare von Flughöhen und -geschwindigkeiten, bei den eine Auslösung verschiedener Stufen der Rettungsmaß­ nahmen erfolgt. Je nach Zustand der Steuerorgane des Flug­ geräts und der Handlungsfähigkeit der Besatzung wird der Auslösezeitpunkt insbesondere zu kleineren Werten der ak­ tuellen Höhe verschoben, wenn Handlungsfähigkeit des Pilo­ ten und Funktionsfähigkeit von wesentlichen Steuerorganen des Fluggeräts noch gegeben sind. Für den Geschwindig­ keitsvektor gilt entsprechendes, wobei von einem vorgege­ benen Wert Abweichungen in beiden Richtungen - d. h. zu kleineren bis an die Grenze der Flugstabilität oder auch zu größeren durch die Festigkeit der Zelle begrenzten Ge­ schwindigkeitsvektoren - in Abhängigkeit von den genannten Größen zugelassen werden. Die Bereiche A und B umreißen dabei zwei aufeinanderfolgende Rettungsmaßnahmen (bei­ spielsweise eines ersten und zweiten Fallschirms) deren Auslösebedingungen variabel sind.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungs­ beispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (13)

1. Rettungs-System für ein kleineres Luftfahrzeug mit einer selbsttätig aktivierbaren Fallschirm-Einrichtung zur Verminderung der Geschwindigkeit in vertikaler und/oder horizontaler Richtung, sowie Meßvorrichtungen zur Ermitt­ lung von Flugdaten, dadurch gekennzeichnet , daß das Rettungssystem in Abhängigkeit von den durch die Meßvorrichtungen ermittelten Größen, insbesondere der Flughöhe und/oder Vertikal- bzw. Horizontalgeschwindigkeit auslösbar ist, mit

• - einer Vorrichtung (2) zur Erfassung von Daten, welche eine Information über die Handlungsfähigkeit des Flugzeugführers enthalten, und/oder
• - einer Vorrichtung (3) zur Erfassung von Daten, welche eine Information über die Funktionsfähigkeit der für die Kontrolle des Luftfahrzeugs notwendigen Steuer­ organe (1) einschließlich deren Betätigungsmitteln enthalten, sowie
• - einer Patenverarbeitungsvorrichtung (9), die in Abhängigkeit von den die Handlungsfähigkeit des Flug­ zeugführers und/oder die Funktionsfähigkeit der Steuerorgane des Luftfahrzeugs betreffenden Daten die Schwellwerte bei denen eine selbsttätige Aktivierung des Rettungssystems erfolgt, verändert, wobei die Veränderung mit zunehmender Handlungsfähigkeit des Flugzeugsführers und/oder zunehmender Kontrollier­ barkeit des Luftfahrzeugs zu Grenzwerten einer geringeren bzw. größeren Horizontal- bzw. Vertikal­ geschwindigkeit und/oder geringeren Höhe über dem Boden erfolgt.

2. Rettungs-System nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch mindestens einen Meßwertauf­ nehmer (10.1, 10.2, 11.1, 11.2, 12.1, 12.2) zur Erfassung einer weiterem Eingangsgröße, welche der Datenverarbei­ tungsvorrichtung zur zusätzlichen Veränderung des Schwell­ werts für die Auslösung einer Rettungsmaßnahme zugeführt wird, wobei diese Eingangsgröße meteorologische oder geo­ graphische Daten einschließt und gegebenenfalls durch wei­ tere in einem Speicher enthaltene Daten veränderbar ist.

3. Rettungs-System nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Ret­ tungsmaßnahmen getrennt voneinander bei unterschiedlichen Grenzwerten auslösbar sind.

4. Rettungs-System nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auslösung der unabhän­ gig voneinander auslösbaren Rettungsmaßnahmen sequentiell erfolgt, wobei die Auslösezeitpunkte für mindestens zwei der Maßnahmen aufgrund der genannten Bedingungen jeweils einzeln ermittelt werden.

5. Rettungs-System nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Rettungsmaßnahme das Ausbringen eines ersten und eines zweiten Fallschirms und/oder das Absprengen einer oder mehrerer Baugruppen des Luftfahrzeugs vorgesehen sind.

6. Rettungs-System nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfahrzeug heckwärts zu Boden geführt wird.

7. Rettungs-System nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ne­ ben der selbsttätigen Auslösung auch eine manuelle Auslö­ sung einer Rettungsmaßnahme erfolgen kann.

8. Rettungs-System nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auswerte-Einrichtung (3) dem Rechner (9) über entsprechende Schaltmittel (5) unter logischer Verknüpfung nachgeordnet ist.

9. Rettungs-System nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Voraussetzung für das Ausbringen des zweiten Fallschirms das vorige Ausbringen des ersten Fallschirms ist.

10. Rettungs-System nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absprengen einzelner Flugzeugelemente in Abhängigkeit vom Ausbringen des zweiten Fallschirms vorgesehen ist.

11. Rettungs-System nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus­ lösen der Sicherheitsmaßnahmen von Signalen (X1, X2) ab­ hängig ist, die dem Vorliegen von, die Flugsituation zu­ sätzlich beeinflussende Faktoren vorbestimmter Größe, ins­ besondere Flug- und Windrichtung, entsprechen.

12. Rettungs-System nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerungsmittel (13.1, 13.2, 13.3, 14.1, 14.2, 14.3) logische Verknüpfungsmittel enthalten.

13. Rettungs-System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß logische Verknüpfungs­ mittel (ODER-Gatter 14.1, 14.2, 14.3) vorgesehen sind, welche zur unmittelbaren Auslösung von Sicherheitsmaßnah­ men weiteren logischen Verknüpfungsmitteln (UND-Gattern 13.1, 13.2, 13.3) für die automatische Auslösung der Si­ cherheitsmaßnahmen übergeordnet sind.