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Die
Erfindung betrifft eine Lastaufnahmestruktur für den Rumpf eines Drehflügelflugzeugs, wie
ein Drehflügler.
Sie betrifft auch eine solche Struktur, die mit einem Fahrwerk versehen
ist, wie auch ein solches Luftfahrzeug.
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Bei
vielen dieser Luftfahrzeuge wird, insbesondere, um eine gute Nutzungsvielseitigkeit
des Geräts
bei den weiter unten erläuterten
Zwängen
zu gewährleisten,
garantiert:
- – eine Bodenfreiheit so weit
wie möglich
zu reduzieren;
- – eine
akzeptable Sicherheit bei einer Notlandung oder einem "Crash";
- – ein
geringer Widerstand beim Eindringen in die Luft; und
- – eine
ausgezeichnete Bodenstabilität.
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Diese
Zwänge
tendieren insbesondere dazu, Fahrwerke vorzusehen, die einziehbar
oder zusammenfaltbar am Luftfahrzeug angebracht werden, und dass
diese Fahrwerke einen spezifischen Betrieb im Notfall, insbesondere
bei einem Crash, aufweisen.
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Außerdem ist
es bei manchen Geräten
notwendig, vorzusehen, dass das Fahrwerk mit den nautischen Bedingungen
kompatibel ist, d. h. beim Landen auf einem Schiff. Dann muss das
Fahrwerk um 180 Grad zu beiden Seiten (±180°) ausrichtbar sein, muss in
seiner Ausrichtungsachse verriegelbar sein und die Phänomene parasitärer Bewegungen, "Shimmy" genannt, vermeiden.
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Auf
dem Gebiet der Drehflügelflugzeuge
wird mit "Shimmy" eine schnelle Schwingbewegung
um die Schwenkachse bezeichnet, die starke Störwirkungen induziert, die die
Zerstörung
des Fahrwerks nach sich ziehen können.
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Außerdem darf
die Anordnung eines Bugfahrwerks nicht den Betrieb und das Installieren
von Erfassungsgeräten
wie Radaren auf dem Gerät
behindern.
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Der
Rumpf eines solchen Luftfahrzeugs, oder zumindest bestimmte seiner
Strukturelemente, müssen
auch mit den erwähnten
Zwangen kompatibel sein.
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Einerseits
ist dies häufig
unvereinbar mit einer einwandfreien Sicht für die Insassen des Geräts zwischen
dem Passagierabteil und dem Cockpit.
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Andererseits
ist es nützlich,
wenn der Flugzeuginnenraum innen eine Anordnung aufweist, die ein
korrektes Herumgehen seiner Insassen zwischen dem Passagierabteil
und dem Cockpit erlaubt.
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Es
ist ebenfalls wünschenswert,
dass der Flugzeuginnenraum innen eine Anordnung aufweist, die verfügbare Räume entweder
für Bauteile
des Geräts
oder für
Gegenstände
freihält,
die für
die Besatzung oder die Passagiere notwendig sind.
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Bis
heute erlauben die Strukturen des Rumpfs und der Fahrwerke aber
nicht, die erwarteten Ergebnisse zu erhalten.
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Zumindest
heute ist die Beachtung bestimmter Spezifikationen antinomisch für den Erhalt
anderer Funktionen, was zu Kompromissen zwingt, die in der Praxis
nicht immer akzeptabel sind.
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Was
diese Strukturen von Drehflügelflugzeugen
angeht, seien hier einige interessante Dokumente angeführt.
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Die
Druckschrift
EP 1052169 beschreibt
in einem Hubschrauber ein Gitter von starr am Boden und der Haut
der Basis des Rumpfs befestigten Balken.
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Die
Druckschrift
EP 1426289 beschreibt
eine Hubschrauberstruktur, die stoßfest und energieabsorbierend
ist.
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Diese
Struktur bildet einen Rahmen, der aus Rohren aus Fasern aus verstärkten Verbundmaterialien
anstatt aus Balken mit "I"-förmigem Querschnitt besteht.
Die Rohre sind mit schäumenden
Materialien gefüllt.
Die Rohre sind unter der Seitenwand an Punkten einer im Fall eines
Crashs induzierten Last angeordnet.
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Diese
Druckschrift sieht keine Zwischenfügung eines Kastens mit massiven
Wänden
in Abstand zu Seitenwänden
des Rumpfs über
einem Hilfs-Bugfahrwerk vor, das selbst in der Nähe der Mitte des Geräts gemäß seiner
Querrichtung angeordnet ist.
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Die
Druckschrift
FR 2629045 beschreibt
eine Struktureinheit eines Leichtflugzeugs. Ein Abteil für Passagier(e)
besteht aus einer zentralen Trennwand oder Hauptwand an der Rückseite
des Abteils, einer vorderen Trennwand am vorderen Ende des Abteils und
einem zentralen Hohlbalken, der gemäß der Längsrichtung des Flugzeugs angeordnet
ist.
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Diese
Einheit wird durch die Rumpfwände verstärkt. An
der hinteren Trennwand sind der hintere Teil des Rumpfs und ein
Hauptfahrwerk befestigt.
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Der
vordere Bereich des zentralen Balkens wird dann verwendet, um einen
Teil dieses Fahrwerks in der eingefahrenen Stellung aufzunehmen.
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Die
Druckschrift
FR 2693976 beschreibt
einen Hubschrauber-Rumpf,
der eine zentrale Struktur aufweist, an der eine vordere Struktur,
eine hintere Struktur und ein Fahrwerk verbunden sind.
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Diese
Strukturen tragen ein Getriebegehäuse, eine Hauptrotor und einen
Motor.
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Die
zentrale Struktur weist ein Gerippe auf, das mit Verkleidungselementen
versehen ist, die die Außenform
des Rumpfs definieren. Das Gerippe hat im Wesentlichen die Form
eines Sechsecks mit aneinander befestigten Gerippeplatten.
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Die
Druckschrift
GB 724999 beschreibt
einen Rahmen eines Luftfahrzeugs wie eines Hubschraubers. Dieser
Rahmen hat die Form eines Gitters von Rohren, die große seitliche Öffnungen
freilassen. Um den Rumpf zu formen, bedeckt eine Haut dieses Gitter
von Rohren, und ein Boden ist auf dem Bodenbereich dieses Gitters
angeordnet.
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Die
Druckschrift
US 4593870 beschreibt
eine Rumpfstruktur eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Hubschraubers.
Diese Struktur weist unter dem Boden der Passagierkabine hinter
dem Cockpit ein Balkengitter aus Verbundmaterialien auf. Dieses
Gitter ermöglicht
es, eine progressive und verstärkte Festigkeit
im Fall einer Notlandung zu erhalten.
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Querwände mit
zentraler Öffnungen
trennen das Cockpit vorne und die Passagierkabine hinten.
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Die
Druckschrift
US 5451015 beschreibt
einen Tank eines Luftfahrzeugs, speziell eines Hubschraubers. Dieser
Tank ist verstärkt,
um einer Notlandung standzuhalten, und er ist hinter einer massiven
Quertrennwand angeordnet.
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Diese
Trennwand, die sich hinter den Sitzen befindet, ist mit Rippen versehen,
um beim normalen Betrieb des Geräts
am Halten von Lasten mitzuwirken.
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Die
Druckschrift
WO 0005130 beschreibt
einen Hubschrauberrumpf. Dieser Rumpf weist einen zentralen Bereich
auf, mit dem ein vorderer Bereich und ein hinterer Bereich verbunden
sind.
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Der
zentrale Bereich ist mit Übertragungsmitteln
für die
Kräfte
versehen, die durch das Hauptgetriebe, den Hauptrotor, das Fahrwerk
und den Leitwerkträger
verursacht werden.
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Diese
Druckschrift beschreibt keine Rumpfstruktur, die einen Aufnahmehohlraum
für Landeeinrichtungen
besitzt oder geeignet ist, um einen Längsdurchgang zu beiden Seiten
quer zu diesem Rumpf für
Passagiere oder Besatzungsmitglieder frei zu lassen.
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Was
nun die Fahrwerke angeht, seien einige interessante Dokumente dieses
Technikbereichs erwähnt.
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Die
Druckschrift
FR 2608242 beschreibt
einen Stoßdämpferzylinder
für ein
Fahrwerk eines Drehflügelflugzeugs.
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Dieser
Stoßdämpferzylinder
ist für
ein Hauptfahrwerk mit Schwenkhebel bestimmt. Er ist dann in einer
im Wesentlichen senkrechten Stellung und so angeordnet, dass die
Dämpferfunktion,
d. h. die elastische und gedämpfte
Absorption der Sinkenergie des Luftfahrzeugs bei seiner Landung
und beim Auftreffen auf den Boden, unter der Last komprimiert erfüllt wird.
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Die
Druckschrift
FR 2635498 beschreibt
eine Vorrichtung zur Richtsteuerung der Räder eines Hilfsfahrwerks eines
Luftfahrzeugs. Eine Stange gleitet gemäß ihrer Achse in einem Rohr,
dessen freies Ende die Räder
trägt.
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Ein
Kompass verbindet das Rohr und die Stange in Drehung. Ein Einfahrzylinder
weist Kraftbegrenzungsmittel für
den Fall eines Crashs auf. Die Längsachse
eines Stoßdämpfers fällt mit
der Achse des Rads zusammen.
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Die
Druckschrift
FR 2647170 beschreibt
eine Vorrichtung zur Reduzierung der Elastizität eines Stoßdämpfers für ein Hubschrauber-Fahrwerk. Ein Stoßdämpferkörper weist
einen Dämpferkolben
und eine Dämpferstange
auf, die dicht gleitend in den Körper
montiert ist, und die im Stoßdämpfer eine Druckkammer
bilden, die ein im Wesentlichen inkompressibles hydraulisches Fluid
enthält.
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Eine
Expansionskammer enthält
ein hydraulisches Fluid neben einem unter Druck kompressiblen Fluid
und steht mit der Druckkammer über
Mittel zum Drosseln des aus der Druckkammer verdrängten Fluids
in Verbindung.
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Die
Druckschrift
FR 2677951 beschreibt
eine elektrische Ausrichtvorrichtung eines Luftfahrzeug-Fahrwerks.
Ein Elektromotor ist an einem Stoßdämpferkasten befestigt und einer
Motorwelle zugeordnet, die parallel zur Achse dieses Kastens angeordnet
ist. Eine Betätigungsstange
ist an der Motorwelle und an einem drehenden Rohr befestigt.
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Die
Druckschrift
FR 2689088 beschreibt
einen Stoßdämpferzylinder
für Hubschrauber.
Er besitzt eine Funktion der Kraftbegrenzung im Fall eines Crashs.
Er weist eine Gegenstrebe auf und gewährleistet die Funktionen der
Betätigung,
der Dämpfung und
der Kraftbegrenzung.
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Die
Druckschrift
FR 2684957 beschreibt
eine Kraftbegrenzungsvorrichtung für einen Stoßdämpfer eines Hubschrauber-Fahrwerks.
Dieser Stoßdämpfer ist über Aufsätze mit
Kugelgelenken angelenkt. Das Fahrwerk ist weder ausrichtbar noch
einziehbar, während
die Kraftbegrenzungsvorrichtung nach wie vor in den Stoßdämpfer integriert
ist.
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Die
Druckschrift
GB 527994 beschreibt
eine Ausrichtvorrichtung eines Luftfahrzeug-Fahrwerks. Die Richtachse
des Rads geht über
die Schwenkachse dieses letzteren.
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Ein
Gelenk ermöglicht
eine Schwenkhebelwirkung bezüglich
der Struktur des Luftfahrzeugs. Diese Vorrichtung weist zwei Arme
auf, in Elevationsrichtung zu beiden Seiten einer Aufnahmemuffe
der Richtachse des Rads, um die Elevationspositionierung dieser
Richtachse zu gewährleisten.
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Die
Druckschrift
US 2493649 beschreibt
ein Antriebssystem für
vordere gelenkte Räder
eines Luftfahrzeugs mit einem Stoßdämpfer, der eine Längsachse
aufweist, die mit der Achse des Rads zusammenfällt.
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Die
Druckschrift
US 5944283 beschreibt
einen Stoßdämpfer für ein Anticrash-Fahrwerk.
Seine Schwenkhebelachse weist einen Versatz auf.
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Und
die Druckschrift
US 6257521 beschreibt ein
Heckfahrwerk eines Luftfahrzeugs, dessen Schwenkhebelachse einen
Versatz aufweist, um Störbewegungen
zu vermeiden.
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Die
Lehre dieser Dokumente erlaubt es aber insbesondere nicht, über ein
Bugfahrwerk und/oder eine Struktur für den Rumpf eines Drehflügelflugzeugs
zu verfügen,
die zum Beispiel gemeinsam erlauben, dass:
- – die Bodenfreiheit
reduziert ist;
- – im
Fall eines Crashs die Sicherheit optimal ist;
- – da
Eindringen in die Luft und die Instabilität minimiert sind;
- – das
Fahrwerk nicht vom "Shimmy" genannten Instabilitätsphänomen betroffen
ist;
- – das
Fahrwerk mit den nautischen Zwangen kompatibel ist;
- – die
Strukturanordnung nicht die Radargeräte oder Detektoren verdeckt;
- – die
Insassen eine gute Sicht nach vorne haben;
- – die
Insassen bequem im Gerät
umhergehen; und
- – Innenräume verfügbar sind.
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Zu
diesem Zweck ist ein Gegenstand der Erfindung ein Luftfahrzeug nach
Anspruch 1, das eine Lastaufnahmestruktur aufweist, wobei diese
Struktur mindestens aufweist:
- – eine steife
Anordnung, die sich im Wesentlichen in einer Elevationsrichtung
erstreckt;
- – einen
unteren Strukturboden, der steif mit der Anordnung verbunden ist;
und
- – einen
oberen mechanischen Boden, der steif mit der Anordnung in der Nähe von oberen
Enden dieser Anordnung verbunden ist.
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Erfindungsgemäß weist
die Struktur in Längselevationsrichtung
gesehen die Form eines "L" auf, wobei die Anordnung
einen zentral querliegenden Kasten besitzt. Außerdem sind die unteren und
oberen Verkleidungsabschnitte vom tragenden Typ, so dass die vom
Hilfs-Bugfahrwerk
eingeführten
Kräfte innerhalb
der Struktur verteilt und zumindest zum Teil von der Struktur zu
den oberen und unteren Verkleidungsabschnitten (36) übertragen
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform:
- – erstrecken
der Kasten und mindestens zwei Seitenarme der Anordnung sich im
Wesentlichen in Elevationsrichtung, während der untere Strukturboden
sich von diesem Kasten und diesen Armen im Wesentlichen in Längsrichtung
nach vorne erstreckt;
- – weist
der Kasten ein Prof" auf,
das zumindest teilweise im Querschnitt in einer Längs- und
Querebene offen ist, mit mindestens einer Öffnung, die nach hinten mündet, um
mindestens eine Aufnahme zu bilden; und
- – erstrecken
die Seitenarme der steifen Anordnung sich in Abstand quer zum Kasten,
um in Querrichtung zu beiden Seiten dieses Kastens einen Durchgangs-
und Sichtdurchlass freizulegen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist diese Struktur mindestens auf:
- – innerhalb
des unteren Strukturbodens mindestens:
• zwei Längsträger, die sich ausgehend von
einer unteren Basis der Anordnung in Längsrichtung von hinten nach
vorne erstrecken; und
• zwei
Querträger,
die im Wesentlichen in Querrichtung in rechtem Winkel zum Kasten
angeordnet sind, wobei einer dieser Querträger sich in Längsrichtung
vor dem Kasten und der andere sich im Wesentlichen senkrecht vor
einer Rückseite
dieses Kastens befindet;
- – sowie
innerhalb der Anordnung zwei Seitenarme, die sich von der Rückseite
des unteren Strukturbodens zu beiden Seiten der Anordnung im Wesentlichen
in Elevationsrichtung nach oben erstrecken.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind der Kasten und/oder der untere Strukturboden und der obere mechanische
Boden zumindest zum Teil aus Verbundmaterial, zum Beispiel aus Elementen,
die in Kohlenstoff/Kohlenstoff-Sandwichbauweise geformt und durch
Vernieten und/oder Kleben verbunden sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist innerhalb des unteren Strukturbodens mindestens ein Verankerungspunkt
vorgesehen, der dazu bestimmt ist, ein Gelenk eines schwingenden
Fahrwerksystems aufzunehmen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
begrenzt der untere Strukturboden zumindest zum Teil ein Fahrwerk-Einziehgehäuse, das
in Längsrichtung
vom vorderen Querträger
des unteren Strukturbodens im Wesentlichen bis senkrecht vor eine
Rückseite
des Kastens angeordnet ist und/oder im Wesentlichen die gleichen
Querabmessungen aufweist wie dieser Kasten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Struktur vorgesehen, um mindestens ein ausrichtbares Hilfs-Bugfahrwerk
für ein
Drehflügelflugzeug
aufzunehmen, wobei dieses Fahrwerk im Wesentlichen von vorne nach
hinten einziehbar ist und mindestens aufweist:
- – eine rollende
Einheit mit einer Rollachse, um die sich mindestens ein Rad dreht;
- – ein
schwingendes, im Allgemeinen längs
verlaufendes System, wobei nahe einem freien hinteren Ende des Systems
die Rollachse montiert ist, während
an einem vorderen Gelenkende in Längsrichtung entgegengesetzt
zum freien Ende das schwingende System durch mindestens ein Querverankerungsgelenk
auf einer Lastaufnahmestruktur schwenkbar montiert ist, die dazu
bestimmt ist, steif mit dem Luftfahrzeug verbunden zu werden;
- – wobei
die Rollachse auf dem schwingenden System mittels eines Richtzapfens
angeordnet ist, dessen Richtachse im Wesentlichen die Rollachse
schneidet;
- – wobei
dieser Richtzapfen es ermöglicht,
das Rad zu beiden Seiten einer Position einzuschlagen, die dem Rollen
des Luftfahrzeugs in gerader Linie entspricht;
- – einen
Richtstellantrieb, der mit einem Teil des Richtzapfens verbunden
ist, der drehfest mit der Rollachse verbunden ist, um das Einschlagen
des Rads zu beiden Seiten der Rollposition in gerader Richtung zu
erzeugen; und
- – einen
Stossdämpferzylinder,
von dem ein Verbindungsende an das schwingende System zwischen dem
Gelenkende und dem freien Ende angelenkt ist, wobei der Stossdämpferzylinder
axial entgegengesetzt zu seinem Verbindungsende ein Anschlussende
aufweist, das an die Struktur angelenkt ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist bei diesem Fahrwerk das schwingende System einen Elevationsausschlag
um sein vorderes Gelenkende auf, der größer ist als ein Dämpfungsausschlag,
und der Stossdämpferzylinder
weist Mittel zum Einfahren des schwingenden Systems über eine
Dämpfungsausschlagende-Anschlagstellung
hinaus auf, so dass dieses schwingende System und der Stossdämpferzylinder
sowohl Stoßdämpfungsfunktionen
als auch Einziehfunktionen des Fahrwerks gewährleisten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist ein Quergelenk zur Verankerung des Stossdämpferzylinders im Wesentlichen
senkrecht vor dem Kasten angeordnet, zum Beispiel auf diesem oder
darunter auf dem unteren Strukturboden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist ein Verbindungsende des Stossdämpferzylinders mit dem schwingenden
System im Wesentlichen senkrecht vor dem Kasten, zum Beispiel geringfügig vor
einer Vorderseite dieses Kastens gemäß der Längsrichtung, angeordnet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Richtstellantrieb im Wesentlichen um die Richtachse integriert,
zum Beispiel weist der Stellantrieb einen Elektromotor auf, der
am Ausgang einen stark untersetzten Antrieb hat, wie zum Beispiel
ein Zahnradgetriebe, mit einer in Ausrichtung angetriebenen und
mit dem Teil des Richtzapfens, der fest mit der Rollachse verbunden
ist, verbundenen Hülse,
und mit einer in Ausrichtung statischen Hülse, die fest mit dem schwingenden
System verbunden ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das schwingende System ein gezogener Schwenkhebel mit einem
einzigen Arm in Elevationsrichtung; wobei die Rollachse der rollenden
Einheit im Wesentlichen in Längsrichtung
und in Elevationsrichtung bezüglich des
freien Längsendes
fest montiert ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
werden das Verbindungsende und das Anschlussende des Stossdämpferzylinders
von Kugelgelenken am schwingenden System bzw. an der Struktur angelenkt,
damit der Stossdämpferzylinder
hauptsächlich entlang
seiner Gleitachse beaufschlagt wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich der Stossdämpferzylinder
im Wesentlichen in einer Elevationsrichtung, wobei sein Anschlussende,
dann als oberes Ende bezeichnet, dazu bestimmt ist, an einem Teil
der Struktur angelenkt zu werden, der sich auch im Wesentlichen
gemäß der Elevationsrichtung erstreckt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich der Stossdämpferzylinder
im Wesentlichen in einer Elevationsrichtung, sogar mit einer leichten
Neigung von unten nach oben und von vorne nach hinten, zum Beispiel
befindet sich das Verbindungsende des Stossdämpferzylinders in der Nähe des freien
Endes des schwingenden Systems.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich der Stossdämpferzylinder
im Wesentlichen gemäß der Längsrichtung,
wobei sein Anschlussende dazu bestimmt ist, an einen unteren verstärkten Strukturboden
der Struktur angelenkt zu werden, während sein Verbindungsende
einem Winkelübertragungsbeschlag
oder Ähnlichem
des schwingenden Systems zugeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist der im Wesentlichen längs
angeordnete Stossdämpferzylinder
hauptsächlich
dazu bestimmt, in einem Gehäuse der
Struktur angeordnet zu werden, das für das Einziehen des Fahrwerks
bestimmt ist, zum Beispiel befindet sich das Verbindungsende des
Stossdämpferzylinders
in der Nähe
des vorderen Gelenkendes des schwingenden Systems.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich der Stossdämpferzylinder
im Wesentlichen in Längsrichtung
mit seinem Anschlussende vor dem Verbindungsende, und ist zum Beispiel
dazu bestimmt, sein Verbindungsende in einem Gehäuse der Struktur zu haben,
während
sein Anschlussende in Längsrichtung
aus diesem Gehäuse
nach vorne vorsteht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich der Stossdämpferzylinder
im Wesentlichen in Längsrichtung
und erfährt
eine leichte Neigung bei seinem Einfahren und beim Dämpfen oder
umgekehrt, nämlich:
- – von
unten nach oben und von vorne nach hinten, oder
- – von
oben nach unten und von vorne nach hinten.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das schwingende System ein verformbares Parallelogramm, damit
die Richtachse des Richtzapfens im Wesentlichen gemäß der Elevationsrichtung
zwischen einer oberen und einer unteren Position des schwingenden
Systems beim Dämpfen
und beim Einfahren gestreckt gehalten wird, zum Beispiel weist dieses
schwingende System ein Paar von gezogenen Armen, die in Elevationsrichtung übereinander angeordnet
sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist die rollende Einheit mindestens ein Rad auf, von dem ein Flansch
und die Lauffläche
in Elevationsrichtung im Wesentlichen bis in Höhe des freien Endes des schwingenden
Systems kommen; zum Beispiel besitzt diese Einheit zwei Räder, die
parallel und quer zu beiden Seiten des freien Endes des schwingenden
Systems angeordnet sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform
weist das Fahrwerk auf:
- – Mittel mit spezifischem Betrieb
im Fall eines Crashs, die in der Lage sind, im Fall eines Crashs das
Einfahren und ggf. das Dämpfen
des Stossdämpferzylinders
zu hemmen; und
- – Kraftbegrenzungsmittel
im Fall eines Crashs, die angeordnet sind, damit, wenn das Einfahren und
ggf. das Dämpfen
gehemmt sind, die Energie des Crashs das Ansteigen des schwingenden Systems
auf die zusätzliche
Amplitude, sogar auf den Dämpfungsausschlag
bewirkt, mit einer Kräfteabsorption,
die von diesen Begrenzungsmitteln durchgeführt wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Begrenzungsmittel zumindest zum Teil in den Stossdämpferzylinder
integriert, und zum Beispiel vollständig in diesen letzteren integriert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Begrenzungsmittel zumindest zum Teil in das schwingende
System integriert, zum Beispiel ver leihen Begrenzungsmittel, die
in den Richtzapfen integriert sind, diesem schwingenden System einen
zusätzlichen
Energieabsorptionshub im Fall eines Crashs.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Mittel mit spezifischem Betrieb angeordnet, um im Fall eines
Crashs nur das Einfahren des schwingenden Systems zu hemmen, so
dass die Energieabsorption dann bei der zusätzlichen Ausschlagamplitude
und ggf. bei einem zusätzlichen
Hub verfügbar
ist, der von Begrenzungsmitteln angeboten wird, die sich außerhalb
des Stossdämpferzylinders
befinden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind die Mittel mit spezifischem Betrieb angeordnet, um im Fall eines
Crashs das Einfahren und die Dämpfung
des Stossdämpferzylinders
zu hemmen, so dass die Energieabsorption dann beim maximalen Ausschlag verfügbar ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Drehflügelflugzeug wie ein Hubschrauber,
der eine Lastaufnahmestruktur aufweist.
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Erfindungsgemäß ist ein
Fahrwerk so auf die Struktur montiert, dass Landekräfte innerhalb
der Lastaufnahmestruktur durch den zentralen Kasten zumindest zum
Teil zwischen dem unteren Strukturboden und dem oberen mechanischen
Boden verteilt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Struktur von einer Rumpfverschalung bedeckt.
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Zum
Beispiel weist eine solche Rumpfschalung mindestens auf:
- – eine
tragende Verkleidung, die integrierender Bestandteil des Rumpfs
ist und zumindest zum Teil die vom Fahrwerk kommenden Kräfte aufnimmt;
und/oder
- – eine
transparente Fläche,
die die Sicht nach außerhalb
des Geräts
verbessert; und/oder
- – eine
Fahrwerksklappe oder Ähnliches.
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Insbesondere
kann diese tragende Verkleidung oberen und unteren Verkleidungsabschnitten entsprechen,
die die Rumpfverschalung bilden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
kann diese Rumpfverschalung sowohl die Haut (oder Verkleidung) des
Rumpfs oder auch in Erweiterung einen Boden bedeuten, wenn der Bereich
des Rumpfs, der entweder über
oder unter diesem Boden ist, offen ist (keine Verkleidung des Rumpfs über bzw.
unter dem Boden). Zum Beispiel ist dies der Fall bei einem Hubschrauberrumpf,
bei dem der Bereich über
dem mechanischen Boden aus nicht tragenden, lösbaren Verdecken besteht.
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Allgemein
ermöglicht
die Verwendung von Abschnitten tragender Verkleidung es diesen Verkleidungen,
normale Spannungen (Biegung, Zug, Druck) oder tangentiale Spannungen
(Abscheren) auszuhalten, mit als Hauptkonsequenzen geringeren Beaufschlagungen
für den
Rest der Struktur und folglich global einer Masseverstärkung.
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Diese
Situation schließt
aber nicht die Möglichkeit
aus, die Böden
zum Teil arbeiten zu lassen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
sind Einrichtungen wie Radargeräte
oder Erfassungsgeräte
so auf die Struktur montiert, dass ihre Installierung und ihr Betrieb
auf dem Luftfahrzeug nicht beeinträchtigt werden.
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Zum
Beispiel ist ein Radargerät
einziehbar in einem Zwischenraum montiert, der in der Lastaufnahmestruktur
ausgebildet ist, wie ein Zwischenraum des unteren Strukturbodens.
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben,
die nicht einschränkend
zu verstehen sind und durch die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht
werden. Es zeigen:
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1 eine
schematische Teilansicht in Längselevation,
die eine erfindungsgemäße Ausführung eines
Hilfs-Bugfahrwerks und einer Lastaufnahmestruktur zeigt, wobei das
Fahrwerk gestrichelt in der eingezogenen Stellung und in durchgezogenem Strich
in der ausgefahrenen Stellung dargestellt ist.
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2 eine
schematische Teilansicht in Perspektive von vorne, die eine Lastaufnahmestruktur
sowie ein Hilfs-Bugfahrwerk gemäß der Erfindung
zeigt.
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3 eine
schematische Teilansicht im Schnitt in Längselevation, die ein Beispiel
einer erfindungsgemäßen Lastaufnahmestruktur
und die Verteilung von Beanspruchungen innerhalb dieser Struktur
zeigt.
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4 eine
schematische Teilansicht in Längselevation
eines erfindungsgemäßen Drehflügelflugzeugs,
die ein Beispiel der Anordnung eines taktischen Radars und eines
Infrarot-Detektors vor dem Hilfs-Bugfahrwerk
zeigt.
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5 eine
schematische Teilansicht im Schnitt in Längselevation, die ein Beispiel
eines im Wesentlichen in Längsrichtung
liegenden Stoßdämpfers zeigt,
der an einem verstärkten
unteren Boden der Struktur und am System über einen Umlenkbeschlag angelenkt
ist, wobei sein Anschlussende in Längsrichtung aus dem Gehäuse nach
vorne vorsteht.
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6 eine
schematische Teilansicht im Schnitt in Längselevation, die ein Beispiel
eines in Längsrichtung
liegenden Stoßdämpferzylinders zeigt,
der in einem Einziehgehäuse
angeordnet ist, wobei das Gelenk des Stoßdämpferzylinders sich in der
Nähe des
vorderen Gelenkendes des Systems befindet.
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7 eine
schematische Teilansicht im Schnitt in Längselevation, die ein Beispiel
eines schwingenden Systems als verformbares Parallelogramm mit gezogenen
Armen zeigt, die in Elevationsrichtung übereinander angeordnet sind,
wobei Crashkraft-Begrenzungsmittel in dieses schwingende System
integriert sind.
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In
allen Figuren werden gleiche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
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In
den Figuren sind drei zueinander orthogonale Richtungen X, Y und
Z dargestellt.
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Ein
so genannte Längsrichtung
X entspricht den Längen
oder Hauptabmessungen der beschriebenen Strukturen.
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Eine
andere, so genannte Querrichtung Y entspricht den Breiten oder Seitenabmessungen
der beschriebenen Strukturen; diese Längsrichtung X und Querrichtung
Y werden manchmal aus Gründen der
Vereinfachung waagrecht genannt.
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Eine
dritte, so genannte Elevationsrichtung Z entspricht den Abmessungen
der beschriebenen Strukturen in der Höhe: die Begriffe hoch/tief
beziehen sich darauf; zur Vereinfachung wird diese Richtung Z manchmal
senkrecht genannt.
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Die
Richtungen X und Y definieren zusammen eine so genannte Hauptebene
X, Y (lotrecht zu derjenigen des Blatts in 1), in der
sich das Auftriebs-Polygon und eine Landeebene befinden.
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In
den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein ein
Drehflügelflugzeug,
wie einen Drehflügler.
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In
den 1 bis 4 ist der Pfeil der Richtung
X vor dieses Luftfahrzeug 1 gerichtet. Wenn ein Bauteil
dieses Luftfahrzeugs 1, wie ein Fahrwerk 2, in der
Nähe eines
Längsendes
des Luftfahrzeugs 1 nahe seinem Vorderteil angeordnet ist,
wird gesagt, dass es sich um ein Bug-Bauteil handelt.
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Zur
Veranschaulichung wird ein Beispiel angenommen, bei dem dieses Luftfahrzeug 1 ein
so genannter mittlerer Hubschrauber ist, d. h. in der Größenordnung
von 5 bis 8 Tonnen.
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Innerhalb
dieses Hubschraubers 1 sieht man insbesondere in 2 eine
Lastaufnahmestruktur 5. Eine solche Struktur 5 verleiht
dem Rumpf 3 des Geräts 1 eine
große
Steifheit sowie ein Sicherheitsverhalten im Fall eines Crashs.
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Die
Struktur 5 bildet eine steife Anordnung, die einen Kasten 6 zentral
in Querrichtung und im Wesentlichen in der Elevationsrichtung Z
verlaufend aufweist.
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In
den 1 und 2 besitzt dieser Kasten 6 mindestens
einen Verankerungspunkt 7, der dazu bestimmt ist, ein Gelenk 8 des
Stoßdämpferzylinders 9 des
Fahrwerks 2 aufzunehmen.
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Ausführungsformen
der Erfindung sehen zwei Stoßdämpferzylinder 9 (z.
B. waagrecht oder senkrecht parallel) vor, obwohl die dargestellten
Beispiele nur einen vorsehen.
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Die
Struktur 5 weist auch einen unteren Strukturboden 10 auf,
Kabinenboden genannt.
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Es
sei angemerkt, dass man in der Praxis einerseits den wirklichen
Kabinenboden, d. h. die Flächen,
die die Insassen, mitgeführte
Ausrüstungen und
Geräte
der Kabine tragen können,
und andererseits eine "Unterbodenstruktur" unterscheidet, die den
größten Teil
der mechanischen Kräfte
trägt.
-
Seinerseits
ist der wirkliche Kabinenboden, der berechnet ist, um einem örtlichen
Einbruch zu widerstehen, heute in der Praxis häufig eine dichte Bienenwaben-Verbundeinheit.
-
Die
Längsträger 14–15 sowie
die Querträger 16–17 des
unteren Strukturbodens 10 sind Bestandteile einer solchen "Unterbodenstruktur".
-
Wie
man sehen wird, trägt
dieser untere Strukturboden 10 in Ausführungsformen der 5 und 6 den
Verankerungspunkt 7 eines Gelenks 8 des Stoßdämpferzylinders 9.
-
Auf
diesem unteren Kabinen-Strukturboden 10 ist mindestens
ein weiterer Verankerungspunkt 11 vorgesehen.
-
Dieser
Verankerungspunkt 11 nimmt ein Gelenk 12 eines
schwingenden Systems 13 zur Aufhängung und zum Einziehen des
Fahrwerks 2 auf.
-
In 2 besitzt
der untere Strukturboden 10 zwei Längsträger 14 und 15.
Diese Längsträger erstrecken
sich im Wesentlichen in der Längsrichtung
X von hinten nach vorne ausgehend von der unteren Basis der steifen
Anordnung oder Kasten 6 zu beiden Seiten quer zu diesem
Kasten 6.
-
Dieser
untere Strukturboden 10 besitzt außerdem zwei Querträger 16 und 17.
-
Die
Querträger 16 und 17 sind
im Wesentlichen lotrecht zur steifen Anordnung und in Längsrichtung
angeordnet:
- – der eine 16 vor
dem Kasten 6; und
- – der
andere 17 im Wesentlichen senkrecht zu einer Rückseite 18 der
steifen Anordnung.
-
Tatsächlich befindet
sich der in 1 sichtbare Querträger 17 senkrecht
vor der Rückseite 18 des
Kastens 6.
-
In 2 sieht
man, dass, um in gewisser Weise einen ausgesparten Querrahmen zu
formen, zwei Seitenarme 19 und 20 vorgesehen sind,
die Teil der steifen Anordnung sind.
-
Diese
Seitenarme 19 und 20 der Struktur 5 erstrecken
sich allgemein in Elevationsrichtung, d. h. im Wesentlichen in der
Elevationsrichtung Z, ausgehend vom hinteren Querträger 17 und
nach oben.
-
In
den 1 und 2 ist die steife Anordnung einstückig.
-
Zu
diesem Zweck sind die Arme 19 und 20 hier in den
hinteren Querträger 17 des
unteren Strukturbodens 10 sowie mit einem oberen Querbalken 21 integriert.
-
Dieser
obere Balken 21 ist im Wesentlichen parallel zum Querträger 17,
erstreckt sich aber entgegengesetzt in Elevationsrichtung zwischen
den oberen Enden der Seitenarme 19 und 20, die
er (21) verbindet.
-
Die
Struktur 5 weist außerdem
einen oberen mechanischen Boden 22 auf.
-
Es
ist anzumerken, dass der Begriff Boden in seiner typischen Bedeutung
für Drehflügler verwendet
wird, die im Fall eines mechanischen Bodens 22 eine Stützplatte
der hauptsächlichen
mechanischen Organe bezeichnet, darunter zum Beispiel:
- – eine
Turbine;
- – ein
Getriebegehäuse;
und
- – einen
Hauptrotor (40 in 4).
-
In 2 ist
der obere mechanische Boden 22 steif am Kasten 6 in
der Nähe
der oberen Enden dieses Kastens, der Seitenarme 19–20,
sowie des oberen Balkens 21 befestigt.
-
Wie
dies klar aus 1 hervorgeht, weist die Struktur 5 in
Längselevationsrichtung
gesehen (d. h. in einer Ebene, die mit derjenigen des Blatts in
den 1, 3 und 4 zusammenfällt) eine "L"-Form auf.
-
In
diesem "L" bildet der zentrale
Kasten 6 die senkrechte Leiste des "L",
währen
der untere Strukturboden 10 die Leiste an der Basis dieses
Buchstabens formt.
-
Anders
gesagt, erstrecken sich der Kasten 6 sowie die Seitenarme 19 und 20 im
Wesentlichen in der Elevationsrichtung Z, während der untere Strukturboden 10 sich
im Wesentlichen vom diesem Kasten 6 und diesen Armen 19–20 in
Längsrichtung
(X) und nach vorne erstreckt.
-
Es
sei hier betont, dass der untere Strukturboden 10 steif
mit dem Kasten 6 verbunden ist, was der "L"-förmigen
Struktur gemäß der Erfindung
ihre Fähigkeit
verleiht, auf die Zelle des Geräts 1 vom Fahrwerk 2 kommende
Lasten zu übertragen.
-
Bei
erfindungsgemäßen Strukturen 5 sind der
Kasten 6 und/oder der untere Strukturboden 10 und
der obere mechanische Boden 22 zumindest zum Teil aus Verbundmaterial.
In den Beispielen handelt es sich um Elemente, die von Kohlenstoff/Kohlenstoff-Sandwichlagen
geformt und durch Nieten oder Kleben verbunden sind.
-
In 2 weist
der zentrale Kasten 6 ein im Längs- und Querschnitt mindestens
teilweise offenes Profil auf, von dem mindestens eine Öffnung 23 sich so
nach hinten öffnet,
dass sie mindestens eine Aufnahme 24 bildet (auch in 1 sichtbar).
-
Diese
Aufnahme 24 bildet einen zentralen Struktur-"Schrank" (siehe zum Beispiel 4),
der leicht hinter der Besatzung installiert ist und der den unteren
Strukturboden 10 mit dem oberen mechanischen Boden 22 verbindet.
-
Wie
erwähnt,
ist diese Aufnahme 24 an ihrer Rückseite 18 auf der
Längsseite
der Passagierkabine offen, um dort zum Beispiel elektrische Triebwerksausrüstungen
und/oder Luftfahrtelektronik-Geräte unterzubringen.
-
Es
ist anzumerken, dass die Platte der Rückseite 18 nicht stark
beaufschlagt wird, d. h. "tragend" ist, daher schwächt das
Vorhanden sein der Öffnung 23 aus
Sicht der Materialfestigkeit nicht den Kasten 6 und somit
die Lastaufnahmestruktur 5.
-
Bereits
jetzt sei angemerkt, dass die Seitenarme 19 und 20 des
ausgesparten steifen Rahmens der Struktur 5 sich in Querabstand
gemäß der Richtung
Y zu beiden Seiten des Kastens 6 erstrecken.
-
Dies
legt auf jeder Seite quer zum Gerät 1 einen Innendurchgang 25 bzw. 26 für das Umhergehen und
die Sicht zwischen den vorderen und hinteren Bereichen des Flugzeuginnenraums
frei, die durch den Rahmen (17, 19, 20, 21)
der Struktur 5 getrennt sind.
-
Dadurch
werden zwingende Erfordernisse der Steifheit des Rumpfs oder der
Sicherheit im Fall eines Crashs mit denjenigen der Sicht und dem
bequemen Umhergehen vereint, die bis heute als unvereinbar angesehen
wurden.
-
In
der Ausführung
der 1 oder 2 weist die Lastaufnahmestruktur 5 im
Wesentlichen in Höhe
des unteren Strukturbodens 10 ein Gehäuse 27 – manchmal
auch Fahrwerk-Case genannt – zum Einziehen
des Fahrwerks 2 auf.
-
In
diesem Beispiel ist das Gehäuse 27 in Längsrichtung
vom vorderen Querträger 16 des
unteren Strukturbodens 10 bis senkrecht vor die Rückseite
des zentralen Kastens 6 angeordnet.
-
Dieses
Gehäuse 27 besitzt
hier im Wesentlichen die gleichen Querabmessungen (Y) wie dieser Kasten 6.
-
Tatsächlich stellt
man in den 1 und 2 fest,
dass dieses Gehäuse 27 zum
größten Teil in
den unteren Strukturboden 10 integriert ist.
-
In
besonderen Ausführungsformen
ist das Gehäuse 27 vollständig in
den unteren Strukturboden 10 integriert.
-
So
werden die Landekräfte
hier zwischen einerseits dem unteren Strukturboden 10 und
dem oberen mechanischen Boden 22 aufgeteilt, wie man besser
in 3 sieht (die nachfolgend ausführlicher erläutert wird).
Es ist anzumerken, dass diese Verteilung auch zumindest zum Teil
auf die Abschnitte der oberen 35 und unteren Verkleidung 36 übertragen wird.
-
In 4 sieht
man Navigationseinrichtungen und/oder taktische Einrichtungen 28,
die auf die Struktur 5 des Geräts 1 montiert sind.
-
Zum
Beispiel enthalten diese Einrichtungen 28 ein installiertes
Radargerät 29,
das in einen Zwischenraum 30 einziehbar montiert ist, der
im unteren Strukturboden 10 ausgebildet ist, ähnlich wie
das Fahrwerk 2, aber in Längsrichtung zur Vorderseite des
Geräts 1 hin.
-
Nun
werden unter Bezug auf 3 die Kräfte und Beanspruchungen beobachtet,
die auf die Lastaufnahmestruktur 5 ausgeübt werden,
sowohl beim üblichen
Betrieb des Geräts 1,
in das die Struktur 5 installiert ist, als auch im Fall
einer Notlandung.
-
Insbesondere
aufgrund der Integration des Kastens 6, der nach Art eines
zentralen Strukturpfostens der Struktur 5 wirkt (als umgekehrtes "L" in den 1 bis 3),
konnten die Balken des Gehäuses 27 eingepasst
werden, indem man in Höhe
des oberen mechanischen Bodens 22 für die nützlichen Auflagen sorgt.
-
De
facto erhält
man eine erhöhte
Steifheit der Struktur 5 nach vorne in Längsrichtung
(X) des Kastens 6.
-
In
Beispiel der 4 wird diese erhöhte Steifheit
unter einer Flugkanzel oder einem Cockpit erhalten.
-
Folglich
sind die Massen, die die Struktur 5 trägt und die bezüglich des
Rumpfs 3 überhängen, aufgrund
dieser verbesserten Steifheit auch besser integriert.
-
Dies
ermöglicht
es außerdem,
die zwei seitlichen tragenden Längsträger 14 und 15 zu
entlasten.
-
Zur
Veranschaulichung kann man in 3 sehen:
- – ein
von einer Kraft 32 erzeugtes Moment, die vom Fahrwerk 2 erzeugt
wird;
- – unter 33 und
obere Scherkräfte 34;
und
- – Verkleidungsabschnitte
oder obere 35 und untere Haut 36 des Rumpfs 3.
-
Hier
ist die vom Fahrwerk 2 erzeugte Kraft 32 im Wesentlichen
in der Elevationsrichtung Z von unten nach oben gerichtet.
-
Die
untere Scherkraft 33 ist im Wesentlichen von vorne nach
hinten in der Längsrichtung
X gerichtet.
-
Die
obere Scherkraft 34 ist im Wesentlichen von hinten nach
vorne in der Längsrichtung
X gerichtet.
-
Mn
sieht gut in 3, dass aufgrund der mit dem
mechanischen Boden 22 verbundenen "L"-förmigen Struktur 5 das
von der Kraft 32 erzeugte Moment zumindest zum Teil, wenn
nicht sogar ganz, von den Scherkräften 33 und 34 in
den oberen 35 und unteren Verkleidungsabschnitten 36 ausgeglichen
wird. Selbstverständlich
können diese
Verkleidungsabschnitte normale Beanspruchungen und Scherbeanspruchungen
unter diesem Typ von Belastungen aushalten.
-
Andere
Besonderheiten von Ausführungsformen
der Lastaufnahmestruktur 5 werden nun erläutert.
-
In 2 sieht
man gut, dass der Kasten 6 nicht an die Querwände des
Rumpfs 3 anliegt, und dass er über die zwei Durchgänge oder Öffnungen 25–26 eine
Aussparung frei lässt.
-
Folglich
befindet sich der Einführpunkte
der Kräfte
nicht nahe den Wanden des Rumpfs 3, sondern über dem
Fahrwerk 2, das hier in der zentralen Querposition in Richtung
Y angeordnet ist.
-
In 2 außerhalb
des Kastens 6 auf einer Vorderseite 37 ist eine
Gelenkplatte 38 des Stoßdämpferzylinders 9 des
Fahrwerks 2 installiert.
-
Ebenfalls
sind eine oder mehrere Stangen 39 (eine einzige Stange 39 ist
in 2 dargestellt) zur Steuerung des Hauptrotors 40 (4)
außerhalb
des Kastens 6 vor und in der Nähe seiner Vorderseite 37 installiert.
-
In 1 sind
die Platte 38 und die Stangen 39 von einer Verschalung 41 bedeckt
(schematisch gestrichelt dargestellt).
-
In
der Ausführungsform
der 2 ist die Breite – d. h. seine Abmessung in
Querrichtung Y – des
Kastens 6 oder zentralen Pfostens im Wesentlichen gleich
derjenigen des Gehäuses 27 (zum
Beispiel in der Größenordnung
von 500 mm) und derjenigen einer Gerätekonsole, die sich zwischen
den Piloten und dem Copiloten befindet.
-
Ebenfalls
ist die Querabmessung des Kastens 6 im Wesentlichen gleich
derjenigen einer zentralen Platte 42 der mechanischen Decke 22,
die ebenfalls mit Geräten
und Hilfssteuerungen ausgestattet ist (zum Beispiel: Brandschutz,
Rotorbremse oder Motorsteuerungen).
-
Man
kann bildhaft und schematisch sagen, dass die Struktur 5 in
Längsrichtung
eine "L"-Form und quer (zum
Beispiel von vorne frontal gesehen) im Wesentlichen die Form eines
umgekehrten "T" aufweist.
-
In
einer Ausführungsform
können
die Hauptbestandteile der Struktur 5 Balken gleichgesetzt
werden, die von zwei Flanken gebildet werden, die in Form von Rechtecken
gebracht werden.
-
Das
untere Rechteck begrenzt den Fahrwerkkasten, und das senkrechte
Rechteck begrenzt den Zugang zum Cockpit.
-
Eine
solche Konstruktion ermöglicht
es, die Kräfte
des Fahrwerks 2 zu übertragen
und diejenigen, die nicht von der Struktur 5 aufgenommen
werden, zu den Verkleidungen des Rumpfs 3 zu verteilen.
-
Ein
solcher zentraler Kasten 6 ermöglicht auch in bestimmten Ausführungsformen:
- – die
Vorderseite des oberen mechanischen Bodens 22 zu halten,
insbesondere, wenn Anticrash-Truppensitze an diesem oberen mechanischen
Boden befestigt sind; und
- – die
Struktur 5, und somit das Gerät 1, zu versteifen
und gleichzeitig die zwei tragenden seitlichen Längsträgers 14 und 15 zu
entlasten.
-
Es
sollten bestimmte praktische Aspekte der Struktur 5 bezüglich der
Benutzung des Flugzeuginnenraums in Erinnerung gerufen werden:
- – da
der zentrale Kasten 6 relativ schmal (z. B. 0,5 m) bezüglich des
Rumpfs 3 an der Stelle der Kabine (zum Beispiel 2 m) ist,
stellt er nur eine geringe Maskierung nach vorne für die Passagiere
dar, während
eine klassische Konfiguration mit einem Mittelgang und seitlichen
Gerätegestellen
in häufig
inakzeptabler Weise die Sicht nach vorne verstellt;
- – der
zentrale Kasten 6 ermöglicht über seine
Seiten einen bequemen und schnellen (d. h. praktischen) Zugang zu
einer ersten Reihe von Passagiersitzen (zum Beispiel dem Passagiersitz 43, der
gestrichelt in 4 sichtbar ist) über Türen (und
dann ins Innere des Geräts 1 über die
Durchgänge 25 und 26),
die sich in Längsrichtung
(X) nach vorne im Gerät 1 befinden,
wie zum Beispiel eine vordere Tür 44,
die in 4 dargestellt ist.
-
In
erfindungsgemäßen Ausführungsformen erlauben
diese praktischen Aspekte der Struktur 5 Kabinen mit vier
Sitzreihen einer mäßigen (z.
B. 1,4 m) Abmessung in Elevationsrichtung (Z), da alle diese Reihen
zugänglich
sind, ohne dass man in Längsrichtung
(X) in der Kabine umhergeht.
-
Ein
solches Umhergehen erfordert es üblicherweise, über mindestens
0,2 m zusätzlich
in Elevationsrichtung (Z) zu verfügen und führt so zu einem Verlust der
verfügbaren
Fläche
auf dem Boden 10, die für
die Installierung von Sitzen nützlich
gewesen wäre.
-
In
den erfindungsgemäßen Geräten 1 für militärische Einsätze ermöglicht die
Anordnung in "L" und "T" es dem Einsatzleiter, (über die
Durchgänge 25 und 26)
mit der Besatzung zu kommunizieren und die beste Stelle zu bezeichnen,
um auf einem Einsatzgelände
abgesetzt zu werden.
-
Ebenfalls
setzt die Anordnung der Struktur 5 die Bewegungen der Maschinengewehre
an Ladepforten frei, während
diese Bewegungen bei vielen bekannten Konfigurationen beeinträchtigt sind.
-
Außer diesen
Aspekten zeigt 2 die Kohärenz in der Breite von:
- – zentralem
Kasten 6;
- – Gehäuse oder
Case 27; und
- – Konsole
und Deckenplatte.
-
Daraus
ergibt sich eine natürliche
Leichtigkeit des Installierens von unten nach oben der elektrischen
Triebwerksausrüstungen,
hydraulischen Schläuche
und Ähnlichem.
-
In
vielen Ausführungsformen
ist die Abmessung der die Struktur 5 bildenden Platten
konzipiert, um eine Positionierung einer Abdeckung am Plattenrand
zu gewährleisten.
-
Außerdem ermöglichen
die Innenabmessungen der Elemente der Struktur 5, dort
Luftfahrtelektronik-Geräte
anzuordnen und sie einfach zu belüften (zum Beispiel mit der
Luftaufnahme von unten und dem Luftaustritt nach oben).
-
Es
wird auch eine vereinfachte Beherrschung der Dichtheiten gegenüber der
Kabine erhalten.
-
In
Ausführungsformen
von Geräten 1 für nautische
Einsätze,
wie in 4 dargestellt, weisen die Navigations- und/oder
taktischen Geräte 28 vorne
längs zum
Radar 29 eine Infraroterfassungsvorrichtung 45 auf.
-
Diese
Infraroterfassungseinrichtung 45, wie auch der hier taktische
Radar 29, sind beide vor dem Fahrwerk 2 installiert.
-
So
verfügt
die Infraroterfassungsvorrichtung 45 über ein optimales, sogar totales
Sichtfeld im vorderen Sektor und nach unten, und der Radar 29 sieht über 360
Grad in der Horizontalen in den meisten Flugkonfigurationen.
-
Zu
diesem Zweck achtet man bei einem mit einem Radar 29 versehenen
erfindungsgemäßen Gerät 1 darauf,
dass dieser eine gute Sicht insbesondere quer in einer Kurve, sogar
vorne leicht nach oben hat, damit er bequem Funktionen eines Wetterradars übernehmen
kann.
-
In 4 verbessert
der in den Zwischenraum 30 einfahrbare Radar 29 die
Bodenfreiheit des Geräts 1 und
optimiert den aerodynamischen Luftwiderstand, wenn dieser Radar 29 nicht
aktiv ist.
-
Es
ist insbesondere die Kompaktheit in Längsrichtung (X) des erfindungsgemäßen Fahrwerks 2,
die es ermöglicht,
bequem über
einen Zwischenraum 30 mit ausreichenden Abmessungen zu verfügen, um
den größten Teil
der Antenne des Radars 29 und seines Radoms im Flug (Radar
off) oder am Boden einzuziehen.
-
In 4 ist
der Zwischenraum 30 in Längsrichtung zwischen der Infraroterfassungsvorrichtung 45 und
dem Fahrwerk 2 angeordnet.
-
Dies
ist insbesondere in einer Kurve vorteilhaft, da die Vorrichtung 45 dann
in der tiefen Position ist, und da diese Vorrichtung 45 in
einer Zone des Rumpfs 3 installiert ist, die in Querrichtung
weniger breit wird.
-
Außerdem verhindern
am Boden weder der Radar 29 noch die Infrarotvorrichtung 45 hier
die Verwendung einer Schleppstange des Geräts 1 durch Befestigung
am Hilfsfahrwerk 2.
-
Nun
wird das Fahrwerk 2 gemäß der Erfindung
ausführlicher
beschrieben.
-
Dieses
Fahrwerk 2 ist für
ein Gerät 1 bestimmt
und kann im Wesentlichen von vorne nach hinten eingezogen werden.
-
Allgemein
weist das Fahrwerk 2 mindestens eine rollende Einheit 46 mit
einer Rollachse 47 auf, um die mindestens ein Rad 4 mit
einem Flansch und einer Lauffläche 49 in 1 oder 2 dreht,
das aus einem Luftreifen besteht.
-
Das
Fahrwerk 2 besitzt auch ein schwingendes System 13,
wobei in der Nähe
eines freien hinteren Längsendes 51 des
schwingenden Systems 13 die Rollachse 47 montiert
ist.
-
An
einem Ende 52, vorderes Gelenkende genannt, in Längsrichtung
X dem freien Ende 51 entgegengesetzt, ist das schwingende
System 13 schwenkbar an der Struktur 5 des Geräts 1 befestigt.
-
Es
sei hier daran erinnert, dass die Struktur 5 steif und
fest mit dem Luftfahrzeug 1 verbunden ist.
-
In
den 1 und 2 gewährleistet das Gelenk 12 die
Befestigung mit Drehung um eine geometrische Querachse des schwingenden
Systems 13 an der Struktur 5, und genauer bezüglich ihres
unteren Strukturbodens 10, wie man in den vorhergehenden
Beispielen gesehen hat.
-
Um
die Versätze
zu reduzieren oder sogar zu vermeiden, die die leichte Manövrierbarkeit
des Fahrwerks 2 verändern,
sieht man vor, dass die Rollachse 47 der rollenden Einheit 46 auf
dem schwingenden Sy stem 13 über einen Richtzapfen 54 (in 1 schematisch
schraffiert dargestellt) angeordnet wird, dessen Richtachse 53 die
Rollachse 47 schneidet.
-
Dieser
Richtzapfen 54 ermöglicht
es, wenn dies in Erinnerung gerufen werden muss, das Rad 4 zu
beiden Seiten einer Position auszurichten oder einzuschlagen, die
dem Rollen des Gerät 1 in
gerader Linie entspricht.
-
Ein
Richtstellantrieb 55 (auch schematisch schraffiert in 1 dargestellt)
ist ebenfalls Teil des Fahrwerks 2.
-
Der
Stellantrieb 55 ist mit einem Teil des Richtzapfens 54 verbunden,
der in Drehung fest mit der Rollachse 47 verbunden ist,
um das Einschlagen des Rads 4 zu beiden Seiten der Position
des Rollens in gerader Richtung zu erzeugen.
-
In 1 sind
der Richtzapfen 54 und der Richtstellantrieb 55 im
Wesentlichen um die Richtachse 53 herum integriert.
-
In
diesem Beispiel weist der Stellantrieb 55 einen Elektromotor
auf, der am Ausgang einen stark untersetzten Antrieb wie Zahnradgetriebe
aufweist.
-
Eine
in Ausrichtung angetriebene bewegliche Hülse des Stellantriebs 55 ist
hier mit dem Teil des Richtzapfens 54 verbunden, der fest
mit der Rollachse 47 verbunden ist.
-
Eine
andere, in Ausrichtung statische Hülse ist hier fest mit dem schwingenden
System 13 verbunden.
-
Um
Bodenmanöver
mit Hilfe eines Zugwagens zu erlauben, ist in einer Anwendungsform
der Erfindung der Richtstellantrieb 55 abkoppelbar.
-
Es
sei hier angemerkt, dass ein Stellantrieb 55, trotz seiner
relativ hohen Kosten, Vorteile aufweist insbesondere bezüglich einer
Konfiguration eines Fahrwerks 2 mit versetztem Rad 4.
So kann man einfach ein erfindungsgemäßes Fahrwerk 2 mit
einem Stellantrieb 55 erhalten, bei dem:
- – das Rad 4 leicht
in der Achse des Geräts
(in der Flugposition) verriegelt werden kann, zum Beispiel durch
das Abschalten der Leistungsversorgung (elektrisch oder Ähnliches),
sobald dieses Rad 3 in das Gehäuse 27 eingezogen
und in der Achse des Geräts 1 ausgerichtet
ist; dagegen muss ihm bei einem üblichen
Fahrwerk mit versetztem Rad, um das gleiche Ergebnis zu erhalten,
ein spezifischer Verriegelungsmechanismus zugeordnet werden;
- – das
Zurückholen
des Rads 4 in die Achse des Geräts leicht vom Stellantrieb 55 beim
Eintritt in das Gehäuse 27 durchgeführt wird;
bei einem üblichen
Fahrwerk mit gezogenem Rad muss dagegen ein spezifischer Mechanismus
(zum Beispiel Federn) hinzugefügt
werden, um das gleiche Ergebnis zu erhalten;
- – das "Shimmy"-Phänomen aufgrund
der dem Stellantrieb 55 eigenen Winkelsteifigkeit verhindert
wird; ein übliches
Fahrwerk mit versetztem Rad ist dagegen für dieses Phänomen empfindlich;
- – für das gleiche
Gerät 1 die
Gesamtlängsabmessung
eines erfindungsgemäßen Fahrwerks 2 leicht
geringer gehalten werden kann als diejenige eines üblichen
Fahrwerks mit versetztem Rad.
-
Man
sieht in 6, dass, um die Interferenzen
zwischen dem Zylinder des Stoßdämpferzylinders 9 zu
vermeiden, dieser Stellantrieb 55 tiefer auf dem Richtzapfen 54 (d.
h. näher
bei der Rollachse 47) angeordnet ist als in der Ausführungsform
der 1.
-
Dieser
Stellantrieb 55 ist hier neben diesen Richtzapfen 54 quer
versetzt in den Ausführungsformen
mit dem gleichen Ziel.
-
Wieder
in den Beispielen der 1 und 2 versteht
man, dass der Stoßdämpferzylinder 9 ein Öl-Luft-Zylinder
mit Gegenstrebe ist.
-
Ein
Verbindungsende 56 dieses Stoßdämpferzylinders 9 ist
an das schwingende System 13 in der Nähe des in Längsrichtung hinteren freien
Endes 51 zwischen diesem freien Ende 51 und dem
vorderen Gelenkende 52 des schwingenden Systems 13 angelenkt.
-
In üblicher
Weise besitzt der Stoßdämpferzylinder 9 entgegengesetzt
zu seinem Verbindungsende 56 ein Anschlussende 57,
das im Beispiel der 1 an der Platte 38 angelenkt
ist, die steif auf den Kasten 6 der Lastaufnahmestruktur 5 montiert
ist.
-
Man
erkennt dort ein Fahrwerk 2 "mit Schwenkhebel" und gezogenem Rad, einziehbar und ausrichtbar.
-
In
diesem Stadium sollten kurz einige bekannte Fahrwerke und die Nachteile
erwähnt
werden, die sie in bestimmten Situationen aufweisen können.
-
Es
gibt einen ersten bekannten Fahrwerkstyp, nämlich gerade Fahrwerke, typischerweise
mit einer Stange, wenn sie ortsfest sind, oder mit einem Einfahrzylinder,
wenn sie einziehbar sind. Im Allgemeinen sind diese Fahrwerke nicht
Anticrash.
-
Um
trotzdem ein Anticrash-Fahrwerk zu erhalten, ist bei bestimmten
Geräten
manchmal eine Vorrichtung mit einem Verbundrohr (zum Beispiel aus Kohlenstoff)
vorgesehen, das bei praktisch konstanter Kraft zerquetscht wird.
Eine solche Vorrichtung ist nahe derjenigen, die man in 7 sieht
und die weiter unten erwähnt
wird.
-
Mit
einer solchen Vorrichtung wird der Stoßdämpfer bei den senkrechten Crash-Bewegungsgeschwindigkeiten
blockiert (NB: in der Größenordnung von
8 bis 11 m/s, gegen üblicherweise
weniger als 1 m/s bei normaler Landung).
-
Zu
diesem Zweck ist das Fahrwerk bzw. allgemeiner das Luftfahrzeug
mit geeigneten Sensoren und Verarbeitungseinheiten ausgerüstet, die
zum Beispiel auf die dedizierten Mittel 61 einwirken, die weiter
unten erläutert
werden.
-
Wenn
das Fahrwerkbein schwenkt, um sich flach zu legen, kann ein Phänomen der
augenblicklichen Druckminderung der Luftreifen große menschliche
und/oder materielle Schäden
hervorrufen, wenn das Fahrwerk dann stark auf den unteren Boden
aufschlägt.
-
Es
ist wichtig anzumerken, dass ein gerades Fahrwerk mit direktem,
einziehbarem Stoßdämpfer für Hubschrauber
mit relativ großer
Tonnage (z. B. mehr als 8000 kg) anwendbar ist, da die Bodenfreiheit
solcher Geräte
im Allgemeinen größer ist
als 500 mm, und der Boden des Cockpits ist bezüglich des Kabinenbodens erhöht.
-
Dagegen
ist diese Lösung
aus Gründen
des Platzbedarfs bei Geräten
mit reduzierterer Tonnage schwierig anzuwenden.
-
So
liegt die minimale Größenordnung
der Abmessungen des notwendigen Fahrwerkkastens zum Beispiel in
der Größenordnung
von 1450 mm in der Länge
und 500 mm in der Höhe.
-
Es
ist auch ein zweiter Typ von Hilfsfahrwerk bekannt. Solche Fahrwerke
finden sich bei Hubschraubern mit reduzierter Tonnage.
-
Dann
wird auf einen Hebel zurückgegriffen, um
den Hub des Stoßdämpfers bezüglich des
senkrechten Hubs in der Radmitte 4 zu reduzieren.
-
Dies
führt zu
Fahrwerken, die entweder nicht einfahrbar oder einziehbar sind.
-
Es
ist mit einem Fahrwerk dieses zweiten Typs auch nicht möglich, die
Abmessungen des Fahrwerkgehäuses
sowie die Höhe
des Fahrwerks, wenn es ausgefahren ist, zu reduzieren, um sich mit einem
Boden zu begnügen.
-
Dieser
Boden kommt nämlich
senkrecht vor das Cockpit, das in der Verlängerung des Kabinenbodens ist,
und zu einer Bodenfreiheit, die für die Größe des Geräts proportioniert ist.
-
Die
Größenordnung
der minimalen Abmessungen des Fahrwerkkastens ist offensichtlich
kompakter, wenn es sich nicht um ein Fahrwerk dieses zweiten Typs
handelt, zum Beispiel in der Größenordnung
von 1100 mm in der Länge
und 400 mm in der Höhe.
-
Aufgrund
eines Versatzes zwischen der Achse des Rads 4 und seinem
Richtzapfen, der oft groß ist,
erbringt dieser zweite Fahrwerktyp eine große Kurvenleichtheit beim Rollen
auf dem Boden durch Beanspru chung des hinteren Rotors oder des differentiellen
Bremsens der Haupträder.
Er besitzt außerdem
eine gute Kompaktheit.
-
Er
ist dagegen nachteilig bezüglich
der Masse und der Herstellungskosten.
-
Außerdem erfordert
seine in Längsrichtung im
Gerät zurückgezogene
Position im Allgemeinen eine Wiederherstellung der globalen Stabilität auf der Ebene
des Hauptfahrwerks.
-
Daher
wird dieser zweite Fahrwerkstyp in der Praxis nicht verwendet, wenn
Anticrash-Funktionen erforderlich sind, da er zu den gleichen Schwierigkeiten
führt wie
das gerade Fahrwerk.
-
Außerdem gibt
es bei den Fahrwerken des zweiten Typs eine Gefahr, dass die Räder sich
unter der Wirkung von seitlichen Beanspruchungen querlegen und auf
einen der Balken des Fahrwerkgehäuses treffen,
indem sie das Einziehen des Fahrwerkbeins unmöglich machen.
-
Besonderheiten
und Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrwerks
können
anhand der vorhergehenden Beschreibung besser verstanden werden.
-
Aus 1 geht
hervor, dass das erfindungsgemäße Fahrwerk 2 so
angeordnet ist (siehe insbesondere 1), dass
das schwingende System 13 einen maximalen Einzieh-Ausschlag 58 um
sein vorderes Gelenkende 52 aufweist, der größer ist
als ein Dämpfungsausschlag 59.
-
Anders
gesagt, ermöglicht
beim Betrieb am Boden der Stoßdämpferzylinder 9 einen
Ausschlag 59 des schwingenden Systems 13 zwi schen
einer unteren Position und einer Dämpfungsende- oder oberen Anschlagposition.
-
Ein
solcher Ausschlag 59 ist zum Zweck der Stabilisierung des
Geräts 1 sowie
des Komforts vorgesehen.
-
Beim
Einziehen erlaubt der Stoßdämpferzylinder 9 einen
so genannten maximalen Gesamtausschlag 58.
-
Der
Gesamtausschlag 58 hat seinerseits Zwecke des Einfahrens
des Fahrwerks 2 in das Gehäuse 27.
-
So
ist die Amplitude des Ausschlags 58 um einen Wert größer als
die des Ausschlags 59 bei Normalbetrieb am Boden, der zusätzliche
Amplitude genannt wird und in 60 in 1 dargestellt
ist.
-
Diese
zusätzliche
Amplitude des Fahrwerks 2 erstreckt sich von der Dämpfungsende-Position
bis zu einer eingezogenen Position.
-
Nicht
dargestellt wurden obere und untere Anschläge des Dämpfungshubendes und Einziehhubendes.
In Ausführungsformen
wurde ein Dämpfungsausschlag 59 in
der Größenordnung
(in Elevationsrichtung gemäß Z) von
200 mm vorgesehen.
-
Bezüglich des
Einfahrens besitzt der Stoßdämpferzylinder 9 Mittel 61,
die für
ihn bestimmt sind, und die einen Ausschlag über die obere Anschlagposition
des schwingenden Systems 13 hinaus gewährleisten. Die Aktivierung
dieser Einfahrmittel 61 bewirkt das Einziehen des Fahrwerks 2 in
sein Gehäuse 27.
-
Es
ist anzumerken, dass bei einem Crash Sensoren und Verarbeitungseinheiten
des Geräts 1 auf
die dedizierten Mittel 61 einwirken können, um das Einfahren des
Stoßdämpferzylinders 9 zu
hemmen und die Begrenzung der auf die Struktur 5 übertragenen
Kräfte
zu ermöglichen.
-
So
versteht man, dass bei diesem erfindungsgemäßen Fahrwerk 2 das
schwingende System 13 und der Stoßdämpferzylinder 9 gleichzeitig Funktionen
der Stoßdämpfung und
des Einziehens des Fahrwerks 2 gewährleisten.
-
Diesen
Funktionen kann ein spezifischer Anticrash-Betrieb hinzugefügt werden,
wie man sehen wird.
-
Gemäß den 1 oder 2 ist
das schwingende System 13 ein gezogener Schwenkhebel mit
einzigem Arm in Elevationsrichtung, im Unterschied zu den Fahrwerken 2 mit
verformbarem Parallelogramm.
-
Hier
ist die Rollachse 47 der rollenden Einheit 46 im
Wesentlichen ortsfest in Längsrichtung
und in Elevationsrichtung bezüglich
des freien Längsendes 51 montiert.
-
Bei
den funktionalen Drehungen dieses einzigen Arms beschreibt dann
die Rollachse 47 eine gekrümmte Dämpfungsbahn.
-
Es
ist anzumerken, dass bei diesen Beispielen das Verbindungsende 56 und
das Anschlussende 57 des Stoßdämpferzylinders 9 über Kugelgelenke an
das schwingende System 13 bzw. an die Struktur 5 angelenkt
sind.
-
De
facto wird der Stoßdämpferzylinder 9 hier hauptsächlich entlang
seiner Gleitachse 62 beansprucht (1).
-
Im
Beispiel der 1 erstrecken sich die Gleitachse 62 und
die Gegenstrebe des Stoßdämpferzylinders 9 im
Wesentlichen in der Elevationsrichtung Z, mit seinem dann oberen
Anschlussende 57 am zentralen Kasten 6 der Struktur 5 angelenkt.
-
Genauer
gesagt, weist der hier im Wesentlichen in Elevationsrichtung Z verlaufende
Stoßdämpferzylinder 9 in 1 eine
leichte Neigung oder Neigung von unten nach oben und von vorne nach
hinten bezüglich
dieser Richtung Z auf.
-
Dagegen
erstreckt sich in in den 5 und 6 dargestellten
Beispielen der Stoßdämpferzylinder 9 im
Wesentlichen in der Längsrichtung
X.
-
In
Synthese hat das Fahrwerk 2 mit im Wesentlichen in Längsrichtung
verlaufendem Stoßdämpferzylinder 9 der 5 und 6 sein
Anschlussende 57 an den unteren verstärkten Strukturboden 10 der
Struktur 5 angelenkt, während
sein Verbindungsende 56 einem Winkelübertragungsbeschlag 64 oder Ähnlichem
des Systems 13 zugeordnet ist.
-
In 6 ist
der Stoßdämpferzylinder 9 im Einziehgehäuse 27 angeordnet,
und das Verbindungsende 56 befindet sich in der Nähe des vorderen Gelenkendes 52 des
schwingenden Systems 13.
-
In 5 dagegen
befindet sich das Anschlussende 57 dieses Stoßdämpferzylinders 9 vor dem
Verbindungsende 56, wobei letzteres im Gehäuse 27 angeordnet
ist.
-
Sein
Anschlussende 57 steht seinerseits in Längsrichtung gemäß X dieses
Gehäuses 27 nach vorne
vor (d. h. nach links in 5).
-
Dies
ist ähnlich
dem Fall der 1 und 2, in denen
der Stoßdämpferzylinder 9 sich
im Wesentlichen in Elevationsrichtung (Z) erstreckt und aus dem
Gehäuse 27 nach
oben vorsteht.
-
Es
ist anzumerken, dass ein solcher Stoßdämpferzylinder 9 eine
leichte Neigung bei seinem Einfahren und beim Dämpfen oder umgekehrt erfährt, nämlich;
- – von
unten nach oben und von vorne nach hinten; oder
- – von
oben nach unten und von vorne nach hinten.
-
Wenn
die Struktur 5 (d. h. der Boden 10 in 1 und
eine vordere Trennwand vergleichbar dem Querträger 16 in 5)
eine Durchgangsöffnung
des Stoßdämpferzylinders 9 besitzt,
muss diese bemessen sein, um diese Neigungsbewegungen zu erlauben.
-
Im
gleichen Zusammenhang sieht man in 2, dass
das Gelenk 12 des schwingenden Systems 13 außerhalb
des Gehäuses 27 angeordnet
ist. De facto besitzt der Querträger 16 eine
Durchgangsöffnung
der Vorderseite des schwingenden Systems 13.
-
Solche
Durchgangsöffnungen
ermöglichen es,
wenn sie obere sind (zum Beispiel in einer "waagrechten" Trennwand wie der Boden 10),
an der Reduzierung der Bodenfreiheit des Geräts 1 mitzuwirken.
-
Wenn
es sich um vordere Durchgangsöffnungen
handelt (zum Beispiel in einer "senkrechten" Trennwand wie der
Querträger 16),
ist es möglich,
die Längsanordnung
(X) des Fahrwerks 2 in Abhängigkeit von Belastungen zu
regeln, denen das Gerät 1 ausgesetzt
ist, wie denjenigen des Gleichgewichts am Boden.
-
Im
Vergleich zum Beispiel mit dem zweiten bekannten Typ ermöglicht die
Erfindung so eine bessere Anordnung des Fahrwerks.
-
Ebenfalls
ermöglicht
eine vordere Durchgangsöffnung
durch Freilegen des Gehäuses 27 die Mitwirkung
an der Reduktion der Bodenfreiheit des Geräts 1.
-
In
den 5 und 6 ist das Anschlussende 57 an
ein verstärktes
Organ 65 der Lastaufnahmestruktur 5 angelenkt.
-
Dieses
Organ 65 ist vom Kasten 6 getrennt und ist Teil
einer vorderen Querseite dieses Fahrwerkgehäuses 27. Hier ist
es de facto in den unteren Strukturboden 10 integriert.
-
Man
stellt in den 5 und 6 auch fest, dass
das Verbindungsende 56 einem Winkelübertragungsbeschlag 64 oder Ähnlichem
zugeordnet ist, der selbst über
ein Quergelenk 12 schwenkbar auf dem Organ 65 befestigt
ist.
-
Gemäß der Ausführungsform
der 6 ist der im Wesentlichen in Längsrichtung liegende Stoßdämpferzylinder 9 so
angeordnet, dass er sich hauptsächlich
im Gehäuse 27 befindet,
das für
das Einziehen des Fahrwerks 2 bestimmt ist.
-
In
der Ausführungsform
der 5 ist der Stoßdämpferzylinder 9 im
Wesentlichen in Längsrichtung
angeordnet", mit
seinem Anschlussende 57 vor dem Verbindungsende 56.
-
In
der Ausführungsform
der 6 erstreckt sich der Stoßdämpferzylinder 9 in
Längsrichtung
mit seinem Anschlussende 57 hinter dem Verbindungsende 56.
-
Beim
Einfahren des Stoßdämpferzylinders 9 schwenkt
dieser leicht, so dass er in bestimmten Stufen seines Betriebs aufweist:
- – für den Fall
der 6 eine leichte Neigung von unten nach oben und
von vorne nach hinten; und
- – für den Fall
der 5 eine leichte Neigung von oben nach unten und
von vorne nach hinten.
-
In
der in 7 dargestellten Variante ist das schwingende System 13 ein
verformbares Parallelogramm, damit die Richtachse 53 des
Richtzapfens 54 im Wesentlichen gemäß der Elevationsrichtung Z zwischen
der oberen Anschlagposition und der unteren Anschlagposition des
schwingenden Systems 13 gestreckt gehalten wird.
-
In 7 weist
dieses verformbare Parallelogramm ein Paar von gezogenen Armen 66 auf,
die in Elevationsrichtung (Z) übereinander
angeordnet sind.
-
Jeder
Arm 66 ist mit der Struktur 5 über ein Verankerungsgelenk 12 verbunden,
das sich von demjenigen des anderen gezogenen Arms unterscheidet.
-
Gleich
dem Fall der 5 und 6 sind in 7 die
Gelenke 12 auf einer vorderen Querseite des Fahrwerkgehäuses 27 angeordnet.
-
Es
ist außerdem
anzumerken, dass in diesen drei Ausführungsformen das Verankerungs-Quergelenk 8 des
Stoßdämpferzylinders 9 im
Wesentlichen senkrecht vor dem Kasten 6 und genauer folgendermaßen angeordnet
ist:
- – auf
diesem Kasten 6 in 7;
- – unter
dem Kasten 6 und mit dem unteren Strukturboden 10 verbunden
in 6; und
- – leicht
in vorderer Position bezüglich
der Vorderseite 37 des Kastens 6 (in der Längsrichtung
X) in 5.
-
Es
sei kurz wieder auf 1 Bezug genommen, um festzustellen,
dass die rollende Einheit 46 mindestens ein Rad 4 besitzt
4.
-
Sein
Flansch und seine Lauffläche 49 kommen
in Elevationsrichtung (Z) im Wesentlichen bis in Höhe des freien
Endes 51 des schwingende Systems 13.
-
Im
Beispiel der 2 sieht man, dass diese rollende
Einheit 46 zwei Räder 4 besitzt,
die parallel mit einer im Wesentlichen zusammenfallenden Rollachse 47 angeordnet
sind, wobei diese Räder 4 quer in
der Richtung Y zu beiden Seiten des in Längsrichtung hinteren freien
Endes 51 angeordnet sind.
-
Eine
solche Konfiguration ist nützlich,
um den Durchmesser dieser Räder 4 gegenüber der Höhe des Gehäuses 27 zu
minimieren.
-
Gemäß einem
interessanten Aspekt weist das Fahrwerk 2 der Figuren ebenfalls
einen spezifischen Betrieb im Fall eines Crashs auf.
-
Zusammengefasst
versteht man, dass das Fahrwerk 2 aufweist:
- – Mittel 50 mit
spezifischem Betrieb im Fall eines Crashs, die in der Lage sind,
bei einem Crash die Einfahrfunktion und ggf. die Dämpfungsfunktion des
Stoßdämpferzylinders 9 zu
hemmen; und
- – Mittel 67 zur
Begrenzung von Kräften
im Fall eines Crashs, die ausgelegt sind, damit, wenn das Einfahren
und ggf. die Dämpfung
gehemmt sind, die Energie des Crashs das Ansteigen des schwingenden
Systems 13 auf die zusätzliche Amplitude 60 oder
sogar auf den Dämpfungsausschlag 59 bewirkt,
mit einer Kräfteabsorption,
die von diesen Begrenzungsmitteln 67 ausgeübt wird.
-
In
Ausführungsformen
sind die Hemmmittel 50 sowie die Begrenzungsmittel (67)
in den Stoßdämpferzylinder 9 integriert.
-
Die
Begrenzungsmittel 67 können
aber zum Teil in diesen Stoßdämpferzylinder 9 und
zum Teil in das schwingende System 13 integriert sein.
-
Nicht
dargestellte Ausführungsformen
sehen vor, dass diese Mittel 50 und/oder 67 sich
vom Stoßdämpferzylinder 9 unterscheiden,
zum Beispiel parallel zu diesem (9) oder in Höhe von Gelenken 12 zwischen
der Struktur 5 und dem schwingenden System 13 angeordnet
sind.
-
In 7 zum
Beispiel sind Begrenzungsmittel 67 und die Hemmmittel 50 in
den Richtzapfen 54 integriert. In diesem Beispiel verleihen
die Mittel 50 und 67 diesem schwingenden System 13 einen
zusätzlichen
Hub 68 der Energieabsorption bei einem Crash.
-
Hier
sind andere Begrenzungsmittel 67 und Hemmmittel 50 Teil
des Stoßdämpferzylinders 9.
-
In
anderen Ausführungsformen
sind die Hemmmittel 50 angeordnet, um im Fall eines Crashs nur
das Einfahren des schwingenden Systems 13 zu hemmen.
-
De
facto ist die Energieabsorption dann in der zusätzlichen Ausschlagamplitude 60 und
ggf. im zusätzlichen
Hub 68 verfügbar,
der von Begrenzungsmitteln 67 angeboten wird, die außerhalb
des Stoßdämpferzylinders 9 angeordnet
sind.
-
Es
scheint aber praktisch, dass die Mittel 50 mit spezifischem
Betrieb angeordnet sind, um im Fall eines Crashs das Einfahren und
die Dämpfung
des Stoßdämpferzylinders 9 zu
hemmen.
-
Wie
in 1 ist dann die Energieabsorption beim maximalen
Ausschlag 58 verfügbar.
-
Anders
gesagt, besitzen die Mittel 67 Elemente und/oder Funktionalitäten, die
sie mit den Einfahrmitteln 61 teilen.
-
In
einem solchen Fall ist dieser Stoßdämpferzylinder 9 in
einem verriegelten Zustand, und sein mechanisches Verhalten ist
demjenigen einer Stange oder einer Gegenstrebe gleichzusetzen. Im
ziemlich häufigen
Fall eines hydraulischen Stoßdämpferzylinders 9 ermöglichen
Drosseln oder andere Fluiddurchgangshindernisse den Erhalt eines
solchen Verhaltens.
-
In
anderen Ausführungsformen
unterscheiden sich Kräftebegrenzungsmittel 67 vom
Stoßdämpferzylinder 9.
-
So
wird in 7 ein Innenzylinder, auf den die
Rollachse 47 des Rads 4 montiert ist, von Mitteln 67 in
Form von Klötzchen
mit kontrolliertem Bruch zurückgehalten,
die den Zylinder im Fall eines Crashs hochsteigen lassen.
-
Ein
Wert des Hubs oder Crash-Ausschlags beträgt zum Beispiel 40 mm.
-
Andere
Mittel 67, zum Beispiel mit kontrollierter plastischer
Verformung, sind in nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung
vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß kann man
also ein Gerät 1 mit
Drehflügeln
wie einen Hubschrauber 1 erhalten, der ein Fahrwerk 2 aufweist,
das auf den Rumpf 3 über
eine Lastaufnahmestruktur 5 montiert ist.
-
Dieses
Fahrwerk 2 und die Struktur 5 sind dann so angeordnet,
dass die Landekräfte
innerhalb der Struktur 5 vom Kasten 6 zwischen
dem unteren Strukturboden 10 und dem oberen mechanischen Boden 22 verteilt
werden.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Struktur 5 von einer Verschalung innerhalb des
Rumpfes 3 bedeckt.
-
Zum
Beispiel weist eine solche Verschalung des Rumpfs 3 mindestens
auf:
- – eine
tragende Verkleidung, die integrierender Bestandteil des Rumpfs 3 ist;
und/oder
- – eine
transparente Fläche,
die sich Sicht nach außerhalb
des Geräts 1 verbessert;
und/oder
- – eine
Klappe für
das Fahrwerk oder Ähnliches.
-
Bei
den Hubschraubern sind die transparenten Flächen der Rumpfverschalung 3 sehr
nützlich
für die
Sicht zum Boden, insbesondere bei einem Aufsetzen.
-
Wie
man gesehen hat, sind Einrichtungen wie Radargeräte 29 oder eine Erfassungsvorrichtung 45 so
auf die Struktur 5 montiert, dass ihre Installation und
ihr Betrieb im Gerät 1 nicht
beeinträchtigt
werden.
-
Ein
solches Gerät 1 wird
vielseitig genannt, da es unter anderen die Ausführung der folgenden Einsätze erlaubt:
- – Transport
von Zivilpassagieren, einschließlich auf
eine Plattform im Meer;
- – Suche
und Rettung;
- – medizinische
Evakuierung;
- – Truppentransport;
- – Identifikation
und Kontrolle von Überwasserschiffen
oder U-Booten.
-
Wie
weiter oben erwähnt,
sind günstige
Spezifikationen für
die Gesamtheit dieser Einsätze
insbesondere:
- – die mäßige Bodenfreiheit des Luftfahrzeugs oder
Geräts 1 durch
Kompromiss zwischen der Nähe
des Bodens seines Rumpfs 3 zu einem unbefestigten Landeplatz
(X, Y);
- – die
direkte Zugänglichkeit
der Kabine durch Kommandos oder mit Hilfe von einfachen Treppenstufen
für die
Passagiere;
- – die
Seitenstabilität
(Querwind, Bootsdeck);
- – Anticrash-Kapazitäten im Fahrwerk 2 und
im Rumpf 3;
- – einziehbare
Fahrwerke 2, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und/oder
die Geschwindigkeit des Geräts 1 bei
langen Einsätzen
(z. B. von mehr als 3 Stunden) zu erhöhen, und um das Feld des Radars über 360
Grad freizulegen.
-
Es
ist mit der Erfindung ebenfalls einfach, dass ein Auftriebs-Polyeder (ein Dreieck
bei den Geräten 1 mit
drei Fahrwerken, davon ein Bug-Fahrwerk) bezüglich des Schwerpunkts des
Geräts 1 einwandfrei
angeordnet wird.
-
Dies
wird dadurch ermöglicht,
dass die Haupträder 4 dieses
Geräts 1 so
nahe wie möglich dem
(hinteren) Schwerpunkt sind, ohne dass dadurch aber die Gefahr des
Kippens über
das Heck besteht, wenn die Kabine leer ist.
-
Man
erreicht mit der Erfindung auch, dass die Bugräder 4 weit genug vorne
sind, ohne aber zu weit vorne zu sein, um den Flugzeuginnenraum
am Boden oder bei der Landung zu verformen (und zum Beispiel Risse
im Kabinendach hervorzurufen).
-
2 zeigt
ein anschauliches Beispiel der Integration der Struktur 5,
des Fahrwerks 2, mit Flugsteuerungen und Luftfahrtelektronik-Geräten.
-
Diese
Struktur 5 weist hier den Kasten 6 auf, der die
Form eines U-förmigen Balkens
annimmt, dessen Längsachse
im Wesentlichen senkrecht ist.
-
An
der Außenseite
des Bodens dieses U-förmigen
Kastens 6 und vorne bezüglich
des Geräts 1 wird
der Stoßdämpferzylinder 9 befestigt.
-
Dies
erbringt Lösungen,
wenn der Stoßdämpfer 9 in
das Cockpit eindringen und dort eine solide Strukturbefestigung
finden muss; hierzu ist ein erfindungsgemäßes Strukturkonzept 5 geeignet.
-
Bezüglich der
Probleme der Bodenstabilität ist
es die hier gewählte
Lösung,
die Ausrichtung der Räder 4 ohne
größeren Versatz
mit Hilfe eines elektrischen Stellantriebs durchzuführen (abkoppelbar
für das
Schleppen am Boden).
-
Dies
hat außerdem
den Vorteil, der spezifischen Verwendung auf einem Bootsdeck zu
entsprechen, wo man um die Verankerungsvorrichtung drehen können muss,
um sich zum Hangar hin fluchtend auszurichten, ehe die Motoren (und
die Rotoren) abgeschaltet werden.
-
Bei
den Geräten 1 mit
einer bestimmten Tonnage (zum Beispiel von mehr als 7 Tonnen), die
mit einem Hilfs-Bugfahrwerk vom geraden Typ ausgestattet sind, müssen nämlich die
bekannten Fahrwerke entwickelt werden, was spezifische nautische
Entwicklungen erfordert, ohne Versatz zwischen den Rädern und
dem einem Richtstellantrieb zugeordneten Richtzapfen, um das Manöver auf
einem Fregattendeck zu erlauben.
-
Außerdem ist
es mit der Erfindung möglich, zu
einem im unteren Bereich sehr kompakten Hilfsfahrwerk 2 zu
gelangen: Das notwendige Gehäuse 27 des
Fahrwerks 2 hat zum Beispiel nur noch eine Länge von
950 mm und kann trotzdem eine Höhe
von 400 mm behalten.
-
Das
Crash-Verhalten wird perfekt tragbar und vorhersehbar, da:
- – die
Räder 4 vom
Stellantrieb in der geraden Stellung gehalten werden und somit nicht
Gefahr laufen, quer in das Gehäuse 27 des
Fahrwerks 2 einzudringen;
- – die
Höhe dieses
Gehäuse 27 so
berechnet ist, dass der untere Bereich der Struktur 5 bei
einem Crash zerquetscht werden kann, ohne von den Rädern 4 gehindert
zu werden: Diese letzteren können
nämlich
ausreichend hoch in das Gehäuse 27 hochsteigen.
-
Der
Stoßdämpferzylinder 9 kann
ohne größere Schwierigkeiten
die Funktionen normale Landung, Crash und Einfahren kombinieren,
umso mehr als die angehobene Stellung der Räder 4 der Position der
Räder 4 am
Ende des Crashs entspricht.
-
Es
wird in einem Gerät 1 gemäß der Erfindung
sogar möglich,
den gleichen Stoßdämpferzylinder 9 (bis
auf die Einstellungen) im Bug-Fahrwerk und
in den Hauptfahrwerken zu haben, wenn diese vom Typ mit Schwenkhebel
sind.
-
Schließlich ist
dieser Fahrwerkstyp weniger teuer als ein klassisches Hilfsfahrwerk 2,
und gemäß den bis
heute durchgeführten
Versuchen ist er zuverlässiger
bezüglich
der Lecks und Abnutzungen der Kolben.
-
In
Ausführungsformen
ist der Richtstellantrieb ein Elektromotor mit großem Übersetzungsverhältnis, der
direkt auf der Achse der Scharnier angeordnet ist.
-
Mit
der Erfindung kann einfach gewährleistet werden,
dass das Fahrwerk 2 um mindestens ± 180° ausrichtbar und einfahrbar
ist, und dass das Fahrwerk 2 in der Achse verriegelt werden
kann (Rollposition in gerader Richtung) unter Vermeidung des Shimmy-Phänomens.
-
In
den Varianten der Erfindung, bei denen die Installierung des Zylinders 9 im
Wesentlichen waagrecht vorgesehen ist, muss ein Winkelübertragungsbeschlag 64 nahe
der vorderen Befestigung des Schwenkhebels zugeordnet werden.
-
Diese
Lösung
verhindert das Eindringen des Zylinders 9 in den Flugzeuginnenraum.
-
Aufgrund
der Hebelarme, die durch die Winkelübertragung eingeführt werden,
werden aber die erzeugten Kräfte
verstärkt,
und man muss dann die Befestigungspunkte auf der Struktur 5 für den Zylinder
und für
den Schwenkhebel verstärken.