DE60104808T2

DE60104808T2 - System zur automatischen Steuerung von Hochauftriebsklappen eines Flugzeugs während des Starts

Info

Publication number: DE60104808T2
Application number: DE60104808T
Authority: DE
Inventors: Dominique Chatrenet; Gerard Mathieu; Fernando Alonso; Martine Cart-Lamy
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: ES2227095T3; EP1223491B1; EP1223491A1; ATE273532T1; FR2817535B1; FR2817535A1; US20020099479A1; DE60104808D1; CA2363307A1; US6643568B2; CA2363307C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur automatischen Steuerung von Hochauftriebsklappen eines Flugzeugs während des Starts.
Es ist allgemein bekannt, dass die Fluggesellschaften, namentlich aus Rentabilitätsgründen, den Auslastungsgrad ihrer Flugzeuge so weit wie möglich zu erhöhen suchen, was natürlich eine Erhöhung der Masse dieser Flugzeuge zur Folge hat. Nun kann es sich aber erweisen, dass auf einigen Flughäfen die Lande- und Startbahnen nicht lang genug sind, um Flugzeugen mit einer sehr großen Masse den Start zu erlauben.
Daher versuchen die Flugzeughersteller, unabhängig vom jeweiligen Typ und/oder der jeweiligen Masse des Flugzeugs, die für den Start nötige Länge der Bahn zu reduzieren.
Zu diesem Zweck stattet man, um die Leistung beim Start zu verbessern, das Tragwerk der Flugzeuge, namentlich der Passagierflugzeuge, im Allgemeinen mit aus- und einfahrbaren Hochauftriebsklappen (Nasenklappen an der Tragflügelvorderkante und Landeklappen am Tragflügelende) aus, die in ausgefahrenem Zustand bei einem bestimmten Anstellwinkel eine beträchtliche Erhöhung des Auftriebs erlauben und auch das Phänomen des Überziehens verhindern können. Diese Erhöhung des Auftriebs hat zur Folge, dass sich die Abhebgeschwindigkeiten verringern und sich daher die für den Start nötige Länge der Bahn reduziert.
Es ist folglich von Vorteil, die Hochauftriebsklappen beim Start so weit wie möglich auszufahren, um den Auftrieb zu erhöhen und somit die für den Start nötige Länge der Bahn zu reduzieren.
Das Ausfahren der Hochauftriebsklappen erhöht jedoch nicht nur den Auftrieb, sondern auch den aerodynamische widerstand. In der Tat ändert sich durch die Präsenz dieser Hochauftriebsklappen das Profil des Tragwerks, was sein aerodynamisches Verhalten gegenüber dem Widerstand verschlechtert: sein Profil entfernt sich vom Profil eines "glatten Tragwerks". Dies wiederum hat einen schlechteren Steigwinkel zur Folge.
Nun aber muss beim Steigwinkel des Flugzeugs (wenn es den Boden verlassen hat) eine Vorschrift eingehalten werden. In der Tat verlangt die Luftfahrtverordnung für den angenommenen Fall eines defekten Triebwerks einen Mindeststeigwinkel, um zu gewährleisten, dass ein Flugzeug, bei dem eines der Triebwerke ungewollt ausfällt, seinen Startvorgang unter guten Sicherheitsbedingungen beenden kann.
Um einen Mindeststeigwinkel beizubehalten, der einen sicheren Start erlaubt, ist es folglich von Vorteil, die Hochauftriebsklappen so wenig wie möglich auszufahren, um den entsprechenden Widerstand so weit wie möglich zu reduzieren.
Aus dem Vorstehenden geht klar hervor, dass die Wahl der Konfiguration der Hochauftriebsklappen für die Startphase aus einem Kompromiss zwischen der Länge der Startbahn (günstig bei ausgefahrenen oder ausgestellten Hochauftriebsklappen) und dem Steigungswinkel (günstig bei eingefahrenen Hochauftriebsklappen) besteht. Diese Wahl, die vom Flugzeugpiloten getroffen wird, hängt von den Startbedingungen ab (verfügbare Länge der Startbahn, Höhe, Temperatur, Flugzeugmasse, eventuelle Hindernisse, etc.). Nachdem der Pilot seine Wahl getroffen hat, konfiguriert er die Hochauftriebsklappen mit Hilfe eines Steuerknüppels gemäß der dieser Wahl entsprechenden Konfiguration. Die so gewählte konfiguration wird während der gesamten Startphase beibehalten, da es dem Piloten nach aktuellem Stand der Luftfahrtverordnung während der gesamten Startphase verboten ist, lese Konfiguration zu ändern, um ihm zu erlauben, sich ausschließlich auf die Überwachung seiner Flugbahn und seiner Flugparameter zu konzentrieren.
Folglich resultiert nach aktuellem Stand der Luftfahrtverordnung und der Technik die Wahl der Position oder Konfiguration der Hochauftriebsklappen aus einem Kompromiss zwischen zwei gegensätzlichen Anforderungen, der vor der Startphase getroffen wird und daher nicht optimal ist.
Es sind Systeme bekannt, die es erlauben, die Position der Hochauftriebsklappen zu verbessern.
Diese bekannten Systeme finden jedoch im Allgemeinen nur als Maßnahme im Falle einer Störung Anwendung (namentlich bei einem Triebwerksausfall oder bei Windböen), die die Flugbedingungen des Flugzeugs verändert. So beschreibt beispielsweise das Dokument FR-2 425 380 ein Steuerungssystem, das bei einem Triebwerksausfall automatisch auf die Ruder wirkt, um das Flugzeug aerodynamisch zu konfigurieren, so dass die Wirkung des Schubkraftverlusts auf die aerodynamischen Merkmale des Flügels kompensiert wird. Darüber hinaus offenbart das Dokument EP-0 337 581 ein System, das im falle von Windböen in der Anflugphase den Höhenverlust und die Nickbewegung, die durch die Windböen verursacht werden, kompensiert, indem die Geschwindigkeit des Flugzeugs durch eine Erhöhung der Schubkraft der Triebwerke vergrößert wird, wobei man namentlich die Position der Klappen berücksichtigt.
Außerdem beschreibt das Dokument US-4 042 197 eine Vorrichtung, die das Ziel hat, in der Start- und Anflugphase die Position der Hochauftriebsklappen sowie die Schubkraft zu optimieren, so dass der durch diese Ausstattung erzeugte Lärm erheblich reduziert wird. Was die Startphase betrifft, so verwendet man Informationen über die Geschwindigkeit und das Einfahren des Fahrwerks (vollständig eingefahrenes Fahrwerk), um die Position der Hochauftriebsklappen zu regeln. Diese informationen werden mit den Bezugsinformationen (Geschwindigkeit, zurückgelegte Strecke ab dem Lösen der Bremsen, Endposition der Klappen) verglichen, die vom Piloten in ein Bedienungspult eingegeben werden. Gleichzeitig informiert diese bekannte Vorrichtung den Piloten, wenn eine vorgeschriebene Strecke ab dem Lösen der Bremsen erreicht ist, was ihm anzeigt, die Schubkraft der Triebwerke (und damit den daraus resultierenden Lärm) zu reduzieren.
Diese bekannte Vorrichtung erfordert also eine manuelle Betätigung durch den Piloten, der in das Bedienungspult verschiedene Werte eingeben muss (Geschwindigkeit, Strecke, Höhe), was die Gefahr von Fehlern birgt.
Des Weiteren werden nur dann Steuerbefehle für Positionsänderungen der Hochauftriebsklappen erteilt und ausgeführt, wenn das Fahrwerk vollständig eingefahren ist, das heißt gegen Ende der Startphase.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen. Sie betrifft ein System zur Steuerung von Hochauftriebsklappen eines Flugzeugs, das es erlaubt, deren Position in der Startphase des Flugzeugs automatisch zu optimieren.
Zu diesem Zweck zeichnet sich das System des Typs mit:

– steuerbaren Betätigungsvorrichtungen zum Verstellen der Hochauftriebsklappen; und
– einer Steuereinheit, die Steuerbefehle zur Steuerung der Betätigungsvorrichtungen erzeugen kann, so dass diese Betätigungsvorrichtungen die Hochauftriebsklappen in eine bestimmte Position bringen,

Dank der Erfindung gilt für die Startphase also Folgendes:

– Solange das Flugzeug auf dem Boden rollt, sind die Hochauftriebsklappen (Nasenklappen und/oder Landeklappen) ausgefahren, so dass der Auftrieb des Flugzeugs erhöht wird, was eine Verringerung der Abhebgeschwindigkeit zur Folge hat und somit eine Verkürzung der für den Start nötigen Länge der Bahn. Man kann also bei einem bestimmten Flugzeugtyp, namentlich bei einem Passagierflugzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Steuerungssystem ausgestattet ist, sowohl die Masse erhöhen als auch eine kürzere Startbahn verwenden im Vergleich zu einem Flugzeug des gleichen Typs, das nicht mit dem Steuerungssystem ausgerüstet ist. Und:
– Beim tatsächlichen Abheben, das heißt, wenn die Räder des Flugzeugs den Boden verlassen, werden die Hochauftriebsklappen in eine weniger ausgefahrene Position gebracht (das heißt in eine Position, die weniger Auftrieb bringt), so dass der aerodynamische Widerstand verringert wird, was es also erlaubt, einen Mindeststeigwinkel (bei einem Triebswerkausfall) zu erhalten, der einen sicheren Start erlaubt.

Darüber hinaus erfolgt die Steuerung der Hochauftriebsklappen automatisch, ohne jegliches Einwirken des Flugzeugpiloten, was es diesem erlaubt, sich ausschließlich auf die Flugzeugführung zu konzentrieren, wie es die vorstehend genannte Luftfahrtverordnung verlangt.
Des Weiteren wird man feststellen, dass im Gegensatz zu der im vorstehend genannten Dokument US-4 042 197 offenbarten Steuerungsvorrichtung der Steuerbefehl zur erfindungsgemäßen Änderung der Position (oder der Konfiguration) der Hochauftriebsklappen nicht gegen Ende der Startphase gegeben wird, sondern sobald das Flugzeug vom Boden abhebt, so dass der aerodynamische Widerstand sofort verringert wird, um den Mindeststeigwinkel zu optimieren und somit ein sicherer Start erfolgt. Die Sicherheit ist nicht gewährleistet, wenn die Positionsänderung gegen Ende der Startphase erfolgt, wie es die bekannte Steuerungsvorrichtung vorsieht. Des Werteren ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Bedingung des „tatsächlichen Abhebens" die einzige wesentliche Bedingung (nötige und ausreichende Bedingung), um den Steuerbefehl zur Positionsänderung zu geben, während das vorstehend genannte bekannte Dokument noch die Berücksichtigung der Flugzeuggeschwindigkeit verlangt.
Gemäß der Erfindung kann das Steuerungssystem von einem Flugzeugoperator, beispielsweise einem Piloten, aktiviert und deaktiviert werden.
Darüber hinaus erfasst die erste Vorrichtung vorteilhafterweise die Mitteilung, dass das Fahrwerk entlastet ist, um den Moment zu bestimmen, in dem das Flugzeug tatsächlich abhebt.
Außerdem weist das erfindungsgemäße Steuerungssystem aus Sicherheitsgründen (Überziehgrenzen) vorteilhafterweise noch eine erste Sicherheitsvorrichtung auf, die Folgendes umfasst:

– Vorrichtungen zur Bestimmung der effektiven Geschwindigkeit des Flugzeugs;
– Vorrichtungen zur Wahl einer ersten Soll-Mindestgeschwindigkeit des Flugzeugs für die zweite Position der Hochauftriebsklappen; und
– Vorrichtungen zum Vergleich der effektiven Geschwindigkeit mit der ersten Soll- Mindestgeschwindigkeit,

Gemäß der Erfindung kann die zweite (eingefahrene) Position der Hochauftriebsklappen, namentlich in Abhängigkeit von den für die Hochauftriebsklappen verfügbaren Konfigurationen (oder Positionen) eine der folgenden Positionen sein:

– in einer ersten Ausführungsform die Position der Hochauftriebsklappen für einen Reiseflug des Flugzeugs; und
– in einer zweiten Ausführungsform eine Zwischenstellung zwischen der ersten Position und einer dritten Position, in der die Hochauftriebsklappen noch werter eingefahren sind als in der zweiten Position.

In dieser zweiten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Steuerungssystem vortelhafterweise noch eine zweite Vorrichtung auf, die dazu dient, den Beginn des Einfahrens von mindestens einem Fahrwerk des Flugzeugs zu ermitteln und gegebenenfalls eine Meldung darüber an die Steuereinheit zu senden, und die Steuereinheit ist so ausgebildet, dass sie einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, zumindest wenn die zweite Vorrichtung den Beginn des Einfahrens des Fahrwerks signalisiert.
Des Weiteren weist das Steuerungssystem in dieser zweiten Ausführungsform aus Sicherheitsgründen oder einfach zur Steuerung vorteilhafterweise noch eine zweite Sicherheitsvorrichtung auf, die Folgendes umfasst:

– Vorrichtungen, um die effektive Geschwindigkeit des Flugzeugs zu ermitteln;
– Vorrichtungen, um für die dritte Position der Hochauftriebsklappen eine zweite Soll-Mindestgeschwindigkeit des Flugzeugs zu wählen; und
– Vorrichtungen, um die effektive Geschwindigkeit mit der zweiten Soll-Mindestgeschwindigkeit abzugleichen,

Darüber hinaus weist das Steuerungssystem vorteilhafterweise noch eine dritte Vorrichtung auf, die dazu dient festzustellen, ob ein ausreichender Hydraulikstrom vorhanden ist, um die Hochauftriebsklappen von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, und die Steuereinheit erzeugt nur dann dann Steuerbefehl, um die Hochauftriebsklappen von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, wenn ein ausreichender Hydraulikstrom verfügbar ist.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Steuerungssystem vorteilhafterweise noch eine Vorrichtung aufweisen, mit der überprüft wird, ob die zweite Position die am weitesten eingefahrene Position ist (oder nicht), das heißt, mit der überprüft wird, ob die Hochauftriebsklappen in eine dritte Position gebracht werden können.
Aus den Figuren der Zeichnungen im Anhang ist ersichtlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann. Ähnliche Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen beschriftet.
1 zeigt ein Passagierflugzeug, auf das ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem Anwendung findet.
Die 2 und 3 veranschaulichen schematisch erfindungsgemäße Steuerungssysteme in zwei verschiedenen Ausführungsformen.
4 ist eine Grundzeichnung, die die erfindungsgemäße Position der Hochauftriebsklappen je nach den verschiedenen aufeinander folgenden Etappen einer Startphase veranschaulicht.
Das erfindungsgemäße und in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen 1A und 1B in den 2 beziehungsweise 3 dargestellte Steuerungssystem findet auf ein Flugzeug 2 Anwendung, insbesondere auf ein Passagierflugzeug, wie es in 1 dargestellt ist.
Dieses Passagierflugzeug 2 weist einen Rumpf 3 auf, auf dem unter anderem zwei Flügel 4 angefügt sind, die das Haupttragwerk bilden, ein hinteres Höhenleitwerk, das von zwei Höhenflossen 5 gebildet wird und eine Seitenflosse 6. Jede der Höhenflossen 5 ist mit einem Höhenruder 7 versehen, und die Seitenflosse 6 ist mit einem Seitenruder 8 versehen. Des Weiteren trägt jeder der Flügel 4 namentlich in herkömmlicher Weise Querruder 9, Spoiler 10 und zwei Antriebsmotoren 11. Zur Verbesserung der Leistung des Flugzeugs 2 beim Start ist jeder der Flügel 4 außerdem mit herkömmlichen Hochauftriebsklappen versehen, nämlich Nasenklappen 12 am Flügel 4 und Landeklappen 13, die sich in unterschiedliche, nachstehend genauer beschriebene Positionen oder Konfigurationen bringen lassen, Hochauftriebsklappen, die es erlauben, den Auftrieb des Flugzeugs 2 zu erhöhen.
Zum Beispiel ist bei einem Flugzeug des Typs AIRBUS A340 jeder Flügel mit sieben Nasenklappen 12 und zwei Landeklappen 13 ausgestattet.
Das erfindungsgemäße Steuerungssystem 1A, 18 dient der automatischen Steuerung der Hochauftriebsklappen 12 und 13 in der Startphase des Flugzeugs 2.
Zu diesem Zweck weist dieses Steuerungssystem 1A, 1B Folgendes auf:

– herkömmliche und steuerbare Betätigungsvorrichtungen 15 zum Verstellen der Hochauftriebsklappen 12 und 13, um sie in eine der verschiedenen möglichen Positionen oder Konfigurationen zu bringen; und
– eine Steuereinheit 16A, 16B, die automatisch Steuerbefehle erzeugen kann, um die Betätigungsvorrichtungen 15 anzusteuern.

Gemäß der Erfindung

– weist das Steuerungssystem 1A, 1B außerdem eine nachstehend genauer beschriebene Vorrichtung 17 auf, die mit einer Verbindung 18 an die Steuereinheit 16A, 16B angeschlossen ist, und die dazu dient, das „tatsächliche Abheben" des Flugzeugs 2 zu ermitteln; und
– ist die Steuereinheit 16A, 16B so ausgebildet, dass sie, zumindest dann, wenn die Vorrichtung 17 ihr das tatsächliche Abheben des Flugzeugs 2 signalisiert, einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen 12 und 13 von einer ersten ausgefahrenen Position zu Beginn der Startphase in eine zweite Position zu bringen, in der sie im Vergleich zu dieser ersten Position eingefahren sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung versteht man unter dem „tatsächlichen Abheben" des Flugzeugs 2 den Moment, in dem die letzten Räder des Fahrwerks des Flugzeugs 2 tatsächlich den Boden der Startbahn verlassen. Um diesen Moment genau ermitteln zu können, ist die Vorrichtung 17 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Moment ermittelt, in dem das Fahrwerk entlastet wird. Selbstverständlich kann man jedoch ebenso in Betracht ziehen, dass diese Vorrichtung 17 einen oder mehrere andere Parameter überwacht, um das tatsächliche Abheben zu ermitteln.
Dank der Erfindung gilt also in der Startphase Folgendes:

– Solange das Flugzeug 2 auf dem Boden S rollt, sind die Hochauftriebsklappen 12 und 13 ausgefahren, so dass der Auftrieb des Flugzeugs erhöht wird, was bekanntermaßen eine Verringerung der Abhebgeschwindigkeit zur Folge hat und somit eine Verkürzung der für das Abheben nötigen Länge der Startbahn. Dies bedeutet, dass bei einem bestimmten Flugzeugtyp 2, namentlich bei einem Passagierflugzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Steuerungssystem 1A, 1B ausgestattet ist, sowohl die Masse erhöht werden kann als auch eine kürzere Startbahn verwendet werden kann im Vergleich zu einem Flugzeug des gleichen Typs, das nicht mit einem solchen Steuerungssystem ausgerüstet ist. Und:
– Beim tatsächlichen Abheben, das heißt, wenn die Räder des Flugzeugs 2 den Boden verlassen, werden die Hochauftriebsklappen 12 und 13 in eine weniger ausgefahrene Position gebracht (das heißt in eine Position, die weniger Auftrieb bringt), so dass der aerodynamische Widerstand verringert wird, was es bekanntermaßen erlaubt, einen Mindeststeigwinkel (bei einem Triebswerkausfall) zu erhalten, der einen sicheren Start erlaubt.

Wie man in 2 sehen kann, weist das Steuerungssystem 1A außerdem Folgendes auf:

– eine herkömmliche Vorrichtung 19, die es dem Piloten oder einem anderen Operator des Flugzeugs 2 erlaubt, das Steuerungssystem 1A, namentlich vor dem Start, manuell zu aktivieren oder zu deaktivieren; und
– eine Sicherheitsvorrichtung 20, die Folgendes umfasst:
• herkömmliche Vorrichtungen 21, um die effektive Geschwindigkeit des Flugzeugs 2 zu ermitteln;
• herkömmliche Vorrichtungen 22, um eine erste Soll-Mindestgeschwindigkeit des Flugzeugs 2 für die zweite Position der Hochauftriebsklappen 12 und 13 zu wählen; und
• Vorrichtungen, um die effektive Geschwindigkeit mit der ersten Soll-Mindestgeschwindigkeit abzugleichen, wobei diese zuletzt genannten Vorrichtungen beispielsweise Folgendes umfassen:
– einen Rechner 23, der mit Hilfe der Verbindungen 24 und 25 mit der Vorrichtung 21 beziehungsweise 22 verbunden ist, um die Differenz zwischen der effektiven Geschwindigkeit und der ersten Soll-Mindestgeschwindigkeit zu berechnen; und
– eine Vergleichsvorrichtung 26, die mit Hilfe einer Verbindung 27 mit dem Rechner 23 verbunden ist, um diese Differenz mit dem Nullwert abzugleichen.

Die Steuereinheit 16A weist ein herkömmliches Logikgatter ET (Gatter 28) auf, das mit Hilfe der Verbindungen 18, 29 und 30 mit den entsprechenden Vorrichtungen 17, 19 und 26 verbunden ist.
Die Steuereinheit 16A richtet also, wie mit einer Verbindung 31 veranschaulicht, einen Steuerbefehl an die Betätigungsvorrichtungen 15, wenn die von den Vorrichtungen 17, 19 und 26 stammenden Informationen Anlass zum Senden eines solchen Steuerbefehls geben, das heißt:

a) wenn das tatsächliche Abheben erfolgt (Vorrichtung 17); und außerdem
b) wenn das System 1A aktiviert ist (Vorrichtung 19); und
c) wenn das Flugzeug 2 mit einer (effektiven) Geschwindigkeit fliegt, die größer ist als die erste Soll-Mindestgeschwindigkeit (Vorrichtung 26).

Die vorstehend genannte Bedingung a) ist selbstverständlich unerlässlich für die Ausführung der vorliegenden Erfindung, während die Bedingungen b) und c) Weiterentwicklungen des Steuerungssystems 1A darstellen. Insbesondere stellt die Bedingung c) eine Sicherheitsmaßnahme dar (Überziehgrenzen).
Auch wenn es für die Ausführung der vorliegenden Erfindung ausreicht, dass in der zweiten Position die Hochauftriebsklappen 12 und 13 einfach werter eingefahren (oder weniger ausgefahren) sind als in der ersten Position:

– ist die erste Position diejenige, in der die Klappen bis zum Maximum ausgefahren sind, um den größtmöglichen Auftrieb zu erhalten; und
– ist die zweite Position die gewöhnliche Position der Hochauftriebsklappen 12 und 13 in der Flugphase, die der Startphase folgt. Eine solche Implementierung kann mit der Ausführungsform 1A aus 2 realisiert werden.

Die zweite Position kann jedoch auch eine Zwischenstellung zwischen der ersten Position und einer dritten Position sein, in der die Hochauftriebsklappen 12 und 13 noch weiter eingefahren sind als in der zweiten Position, wobei die dritte Position in diesem Fall der vorstehend genannten gewöhnlichen Position der Flughase entsprechen kann, die der Startphase folgt.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform 1B des Steuerungssystems erlaubt eine solche Implementierung (mit einer dritten Position).
Zu diesem Zweck beinhaltet die Ausführungsform 1B, wie man in 3 sehen kann, zusätzlich zu den vorstehend genannten Elementen der Ausführungsform 1A, die so ausgelegt ist, dass sie mit Hilfe der Verbindung 31 die Vorrichtungen 15 zur Umschaltung von der ersten Position in die zweite Position ansteuern kann, namentlich eine Vorrichtung 33 herkömmlichen Typs, um den Beginn des Einfahrens von mindestens einem Fahrwerk 50, 51 des Flugzeugs 2 zu ermitteln und gegebenenfalls mit Hilfe einer Verbindung 34 eine Meldung darüber an die Steuereinheit 16B zu senden, und die Steuereinheit 16B ist so ausgestaltet, dass sie einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen 12 und 13 von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, zumindest wenn die Vorrichtung 33 den Beginn des Einfahrens des Fahrwerks 50, 51 signalisiert.
Das Steuerungssystem 1B weist außerdem eine Sicherheitsvorrichtung 35 auf, die Folgendes umfasst:

– herkömmliche Vorrichtungen 36, um die effektive Geschwindigkeit des Flugzeugs 2 zu ermitteln. Die Vorrichtungen 36 können den vorstehend genannten Vorrichtungen 21 entsprechen;
– herkömmliche Vorrichtungen 37, um eine zweite Soll-Mindestgeschwindigkeit des Flugzeugs 2 für die dritte Position der Hochauftriebsklappen 12 und 93 zu wählen; und
– Vorrichtungen, um die effektive Geschwindigkeit mit der zweiten Soll-Mindestgeschwindigkeit abzugleichen, wobei die zuletzt genannten Vorrichtungen beispielsweise Folgendes umfassen:
• einen Rechner 38, der mit Hilfe der Verbindungen 39 und 4D mit der Vorrichtung 36 beziehungsweise 37 verbunden ist, um die Differenz zwischen der effektiven Geschwindigkeit und der zweiten Soll-Mindestgeschwindigkeit zu berechnen; und
• eine Vergleichsvorrichtung 41, die mit Hilfe einer Verbindung 42 mit dem Rechner 38 verbunden ist, um diese Differenz mit dem Nullwert abzugleichen.

Wie man nachstehend sehen wird, ist die Sicherheitsvorrichtung 35 mit der Steuereinheit 16B verbunden, so dass diese einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen 12 und 13 nur dann von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, wenn die effektive Geschwindigkeit des Flugzeugs 2 die zweite Soll-Mindestgeschwindigkeit überschreitet.
Das Steuerungssystem 1B weist außerdem eine Vorrichtung 43 auf, die dazu dient festzustellen, ob ein ausreichender Hydraulikstrom vorhanden ist, um die Hochauftriebsklappen 12 und 13 von der zweiten Position in die dritte Position einzufahren. Wenn dies nicht der Fall ist, kann selbstverständlich kein Steuerbefehl für eine Positionsänderung gesendet und ausgeführt werden.
Selbstverständlich ist diese Vorrichtung 43 nur dann notwendig, wenn nicht ständig ein ausreichender Hydraulikstrom verfügbar ist, insbesondere wenn diese hydraulische Energie auch zum Einfahren der Fahrwerke verwendet wird. In diesem zuletzt genannten Fall kann die Vorrichtung 43 so ausgestaltet sein, dass sie ermittelt, wann die Fahrwerke keine hydraulische Energie mehr verbrauchen.
Das Steuerungssystem 1B weist außerdem eine Vorrichtung 44 auf, die dazu dient festzustellen, ob es möglich ist, die Hochauftriebsklappen 12 und 13 in eine dritte Position zu bringen, das heißt eine Vorrichtung, die sicherstellt, dass die zweite Position nicht die am weitesten eingefahrene Position ist.
Die Steuereinheit 16B weist ein herkömmliches Logikgatter ET (Gatter 45) auf, das mit Hilfe der Verbindungen 34, 46, 47 und 48 mit den entsprechenden Vorrichtungen 33, 41, 43 und 44 verbunden ist sowie mit Hilfe der Verbindung 31 mit dem Gatter 28.
Die Steuereinheit 16B richtet also, wie mit einer Verbindung 49 veranschaulicht, einen Steuerbefehl an die Betätigungsvorrichtungen 15, um die Hochauftriebsklappen 12 und 13 von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, wenn die von den Vorrichtungen 28, 33, 41, 43 und 44 stammenden Informationen Anlass zum Senden eines solchen Steuerbefehls geben, das heißt wenn;

a) sich die Hochauftriebsklappen 12 und 13 in der zweiten Position (Gatter 28) befinden;
b) die Fahrwerke im Begriff sind einzufahren (Vorrichtung 33);
c) das Flugzeug 2 mit einer Geschwindigkeit fliegt, die die zweite Soll-Mindestgeschwindigkeit überschreitet (Vorrichtung 41);
d) ein ausreichender Hydraulikstrom zur Ausführung einer Positionsänderung verfügbar ist (Vorrichtung 43); und
e) es möglich ist, die Hochauftriebsklappen 12 und 13 in eine dritte Position zu bringen (Vorrichtung 44).

Außerdem kann das Steuerungssystem, wenn die Fahrwerke und die Hochauftriebsklappen alle über eine individuelle und getrennte Energiequelle verfügen, in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung so ausgeführt sein, dass der Übergang von der zweiten in die dritte Position erfolgt, sobald die vorgeschriebene Geschwindigkeit (entsprechend der Sicherheitsvorrichtung 35) überprüft worden ist, wobei die Vorrichtungen 33 und 43 nicht zum Einsatz kommen.
Man wird feststellen, dass die Informationen über die erste, die zweite und die dritte Position der Hochauftriebsklappen manuell vom Piloten in einen Rechner eingegeben werden können, wie dies bereits für Informationen der Fall ist, die die Entscheidungsgeschwindigkeiten betreffen. Sie können auch gespeichert werden, da sich das Flugzeug oft in den gleichen Startsituationen befindet: Der Pilot muss dann nur das System aktivieren.
In 4 sind die Positionen oder Konfigurationen C1 bis C3 der Nasenklappen 12 und der Landeklappen 13 dargestellt, je nach den verschiedenen Etappen E2 bis E5 der Startphase zwischen dem Stopp E1 und der Flugphase E6, die der Startphase folgt, also die Positionen oder Konfigurationen, die man dank dem in 3 dargestellten Steuerungssystem 1B erhält.
Genauer gesagt umfassen diese Etappen E1 bis E6:

– den Stopp E1, für den die Geschwindigkeit des Flugzeugs 2 null beträgt und während dem der Pilot das Steuerungssystem 1B aktiviert und die erste Position (Konfiguration C1) wählt, in der die Hochauftriebsklappen 12 und 13 ausgefahren sind;
– eine Etappe E2, in der das Flugzeug 2 über den Boden S rollt, wobei sich dessen Geschwindigkeit schrittweise erhöht;
– eine Etappe E3, in der die Geschwindigkeit groß genug ist für Drehbewegungen des Flugzeugs 2;
– das tatsächliche Abheben E4 des Flugzeugs 2. Die Fahrwerke 50 und 51 sind vollständig entlastet (Anzeige Fahrwerk entlastet), wobei das Hauptfahrwerk 50 den Boden S verlässt. In diesem Moment richtet das Steuerungssystem 1B (Logikgatter 28) einen Steuerbefehl an die Vorrichtungen 15, damit diese die Hochauftriebsklappen 12 und 13 in die zweite Position (Konfiguration C2) bringen. Diese Positionsänderung dauert eine bestimmte Zeit ΔC1;
– eine Etappe E5, die dem Beginn des Einfahrens der Fahrwerke 50 und 51 entspricht. In diesem Moment richtet das Steuerungssystem 1B (Logikgatter 45) einen Steuerbefehl an die Vorrichtungen 15, damit diese die Hochauftriebsklappen 12 und 13 in die dritte Position (Konfiguration C3) bringen. Diese Positionsänderung dauert eine bestimmte Zeit ΔC2; und
– eine Etappe E6 am Ende der Startphase, in der die Fahrwerke vollständig eingefahren sind.

Zum Beispiel kann bei einem Flugzeug 2, bei dem sich die Positionen der Nasenklappen 12 und Landeklappen 13 bekanntermaßen schrittweise ändern, von einem Wert 0, der dem vollständig eingefahrenen Zustand der Klappen entspricht, bis zu den Werten 23 und 32, die dem vollständig ausgefahrenen Zustand der Nasenklappen 12 beziehungsweise Landeklappen 13 entsprechen, so dass sie mehrere bekannte Konfigurationen definieren, genannt „0", „1 + F", „2", „3" und "Full", so dass:
die erste Position (C1) beispielsweise der Konfiguration "3" entsprechen, die zweite Position (C2) der Konfiguration "2" und die dritte Position (C3) der Konfiguration "1 + F".

Claims

System zur automatischen Steuerung der Hochauftriebsklappen (12, 13) eines Flugzeugs (2) beim Start des Flugzeugs (2), wobei das System (1A, 1B) Folgendes aufweist: – steuerbare Betätigungsvorrichtungen (15), um die Hochauftriebsklappen (12, 13) zu verstellen; und – eine Steuereinheit (16A, 16B), die Steuerbefehle erzeugen kann, um die Betätigungsvorrichtungen (13) anzusteuern, so dass diese die Hochauftriebsklappen (12, 13) in eine bestimmte Position bringen, wobei die Hochauftriebsklappen (12, 13) zu Beginn der Startphase in eine erste Position gebracht werden, in der sie ausgefahren sind, wobei das System außerdem eine erste Vorrichtung (17) aufweist, um das tatsächliche Abheben des Flugzeugs (2) zu ermitteln, das dem Moment entspricht, in dem die Räder des Flugzeugs (2) den Boden verlassen und gegebenenfalls eine Meldung darüber an die Steuereinheit (16A, 16B) zu senden, und wobei die Steuereinheit (16A, 16B) so ausgestaltet ist, dass sie automatisch, zumindest wenn die erste Vorrichtung (17) das tatsächliche Abheben signalisiert, einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen (12, 13) in eine zweite Position zu bringen, in der sie im Vergleich zur ersten Position eingefahren sind.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aktivierbar ist und dass die Aktivierung des Systems (1A, 1B) durch einen Operator des Flugzeugs (2) erfolgen kann.
System gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung (17) die Mitteilung erfasst, dass das Fahrwerk entlastet ist.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine erste Sicherheitsvorrichtung (20) aufweist, die Folgendes umfasst: – Vorrichtungen (21), um die effektive Geschwindigkeit des Flugzeugs (2) zu ermitteln; – Vorrichtungen (22), um eine erste Soll-Mindestgeschwindigkeit des Flugzeugs (2) für die zweite Position der Hochauftriebsklappen (12, 13) zu wählen; und – Vorrichtungen (23, 26), um die effektive Geschwindigkeit mit der ersten Soll-Mindestgeschwindigkeit abzugleichen, und dass die erste Sicherheitsvorrichtung (20) mit der Steuereinheit (16A, 16B) verbunden ist, so dass diese einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen (12, 13) nur dann in die zweite Position zu bringen, wenn die effektive Geschwindigkeit die erste Soll-Mindestgeschwindigkeit überschreitet.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Position die Position der Hochauftriebsklappen (12, 13) für einen Reiseflug des Flugzeugs (2) ist.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Position eine Zwischenstellung zwischen der ersten Position und einer dritten Position ist, in der die Hochauftriebsklappen (12, 13) noch weiter eingefahren sind als in der zweiten Position.
System gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine zweite Vorrichtung (33) aufweist, um den Beginn des Einfahrens von mindestens einem Fahrwerk (50, 51) des Flugzeugs (2) zu ermitteln und gegebenenfalls eine Meldung darüber an die Steuereinheit (16B) zu senden, und dass die Steuereinheit (16B) so ausgestaltet ist, dass sie einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen (12, 13) von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, zumindest wenn die zweite Vorrichtung (33) den Beginn des Einfahrens des Fahrwerks (50, 51) signalisiert.
System gemäß einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine zweite Sicherheitsvorrichtung (35) aufweist, die Folgendes umfasst: – Vorrichtungen (36), um die effektive Geschwindigkeit des Flugzeugs (2) zu ermitteln; – Vorrichtungen (37), um eine zweite Soll-Mindestgeschwindigkeit des Flugzeugs (2) für die dritte Position der Hochauftriebsklappen (12, 13) zu wählen; und – Vorrichtungen (38, 41), um die effektive Geschwindigkeit mit der zweiten Soll-Mindestgeschwindigkeit abzugleichen, und dass die zweite Sicherheitsvorrichtung (35) mit der Steuereinheit (16B) verbunden ist, so dass diese einen Steuerbefehl erzeugt, der es erlaubt, die Hochauftriebsklappen (12, 13) nur dann in die dritte Position zu bringen, wenn die effektive Geschwindigkeit die zweite Soll-Mindestgeschwindigkeit überschreitet.
System gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine dritte Vorrichtung (43) aufweist, um festzustellen, ob ein ausreichender Hydraulikstrom verfügbar ist, um die Hochauftriebsklappen (12, 13) von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, und dass die Steuereinheit (16B) nur dann einen Steuerbefehl erzeugt, um die Hochauftriebsklappen (12, 13) von der zweiten Position in die dritte Position zu bringen, wenn ein ausreichender Hydraulikstrom verfügbar ist.
System gemäß einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine Vorrichtung (44) aufweist, um zu überprüfen, ob die zweite Position die am weitesten eingefahrene Position ist.