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Als Landebremse und Startschleuder für Flugzeuge verwendbares Feldgerät
Die Erfindung betrifft ein als Flugzeug-Landebremse und Startschleuder verwendbares,
mit einem in geringer Höhe über dem Erdboden gespannten Fang- und Startseil versehenes
und schnell in behelfsmäßig vorbereitetem Gelände einbaubares Gerät, das einen Arbeitszylinder
mit einem darin verschiebbaren Kolben aufweist, der unter der Wirkung eines Druckmittels
steht und außerhalb des Arbeitszylinders den beweglichen Rollenkloben eines Flaschenzuges
trägt, dessen anderer Rollenklobeh feststehend angeordnet ist. Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, ein solches Gerät derart zu vervollkommnen, daß@ es die Durchführung
eines Abfang- oder Startvorganges ganz unabhängig von der Flugrichtung des Flugzeuges
und sogar unabhängig von der Windrichtung erlaubt, ohne daß hierzu eine Änderung
in der Aufstellung des Gerätes in dem Gelände erforderlich ist. Außerdem soll die
wechselweise Wirkung des Gerätes als Landebremse und Startschleuder mit konstruktiv
einfachen Mitteln und einem möglichst geringen zusätzlichen Energieaufwand erreicht
werden.
Die Erfindung besteht 'darin, daß bei dem eingangsgenannten
Gerät der Arbeitszylinder und der Kolben Bestandteile einer hydraulischpneumatischen
Vorrichtung sind, die wahlweise als Startantrieb, odei' als Nutzbremse arbeiten.
kann, wobei, der Kolben unter der Einwirkung einer Flüssigkeit steht, die aus einem
mit dem Zylinder verbundenen, Druckgas enthaltenden Druckbehälter kommt, und der
an dem Kolben befestigte Rollenkloben Bestandteil eines Zweiseilflaschenzuges ist,
dessen beide Seile mit 'ihren einerseitigen Enden je an einem beweglichen Rollenblock
zweier Rollenseilzüge angreifen, die nach Art eines umgekehrt wirkenden Flaschenzuges
die beiden Enden eines durchgehenden , Seiles spannen, das über eine Anzahl von
Führungsrollen läuft, die mit senkrechter Achse derart auf dem Gelände verteilt
sind, daß das Seil ein Fangnetz bildet, das im wesentlichen die Form eines Parallelogramms
hat. ' In der Zeichnung ist in mehr oder weniger schematischer Form eine besondere
Ausführungsform eines Gerätes gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. i einen
senkrechten Schnitt durch die Antriebs- und Nutzbremsvorrichtung des Gerätes, dessen
Aufsicht in Abb. 2 dargestellt ist, geschnitten längs der Linie I-I der Abb. 2,
Abb. 2 eine Aufsicht auf die Antriebs- und Nutzbremsvorrichtung, Abb. 3 eine Aufsicht
auf die .Flaschen- und Rollenseilzüge des Gerätes, Abb.4 in verkleinertem Maßstab
eine Gesamtdarstellung des Gerätes, das zurr Abbremsen eines landenden Flugzeuges
bereit ist, Abb. 5 eine schematische Darstellung des Gerätes am Schluß der Bremsung
eines, landenden Flugzeuges, Abb. 6 das Gerät beim Beginn eines Katapultstartes,
Abb. 7 einen senkrechten Teilschnitt durch eine abweichende Ausführungsform einer
Antriebs- und Nutzbremsvorrichtung ähnlich Abb. i, Abb. 8 einen Schnitt in vergrößertem
Maßstab durch den Druckbehälter der Vorrichtung.
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Die Antriebs- und Nutzbremsvorrichtung enthält einen Arbeitszylinder
i, in dem ein Kolben 2 längs verschieblich angeordnet ist, der mit einer Dichtung
3 versehen und vor dem offenen Ende des Zylinders i durch Gleitschuhe 4, 4' in Richtung,
der Achse des Zylinders geführt ist. Die Gleitschuhe 4,4! greifen in Gleitführungen
5, 5' ein, die in dem die ganze Vorrichtung tragenden Gestell 6 sitzen.
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Das mit dem Zylinder i verbundene Gestell 6 trägt einen Flaschenzug,
der aus einem .fest mit dem Gestell verbundenen Rollenkloben 7 und einem mit der
Kolbenstange des Kolbens .2 verbundenen beweglichen Rollenkloben 8 besteht.
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Der Flaschenzug ist ein Zweiseilflaschenzug, dessen beide Seile 9,
9' mit ihren Enden an fest an dem beweglichen Rollenkloben 8 sitzenden Vorsprüngen
io, io' befestigt sind und über zwei Seilrollenpaare 1 i, i i' und 12, 12' laufen,
die in den beiden Kloben 7 und 8 ' des Flaschenzuges gelagert sind. Die laufenden
Seilenden der beiden Flaschenzugseile 9, 9' werden in einander entgegengesetzt liegenden
Richtungen, und zwar senkrecht zur Achse des Zylinders i, mittels der'Umlenkrollen
13 und 13' umgelenkt.und greifen an den beweglichen Rollenblöcken 14 und iq.' zweier
Rollenseilzüge 15 und 15' an (vgl. Abb. 3).
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Die festen Rollenblöcke 16 und 16' der beiden Rollenseilzüge 15 und
15' sind in zwei Gestellen 17 und 17' fest gelagert, in denen auch die beweglichen
Rollenblöcke 14 und 4' geführt werden.
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In den beweglichen Rollenblöcken 14 und 14' und in den festen Rollenblöcken
16 und 16' sind jeweils paarweise auf gleichen Achsen Seilzugrollen 18, 18' und
i9; i9' gelagert, um die sieh ein.Said2oschlingt, das beiden Rollenseilzügen gemeinsam
ist und dessen beide Enden an den beweglichen Rollenblöcken 14 und 14' der Rollenseilzüge
15 und 15' befestigt sind.
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Das Seil 2o ist so lang, daB es - wenn die beiden Rollenseilzüge 15,
15' in ihrer voll ausgezogenen Stellung sind - zunächst um auf den Gestellen 17
und 17' sitzende Umlenkrollen 21 und 21 ', dann um. zwei nebeneinander in der Verlängerung
der Achse des Hauptflaschenzuges angeordnete Führungsrollen 22 und 22' und schließlich
um drei Führungsrollen 23,24 und 25 geführt werden kann, die so angeordnet sind,
daß sie mit dem Rollenpaar 22, 22' die vier Ecken eines Parallelogramms von bestimmten
Abmessungen bilden (vgl. Abb.4). Das Gestell 6 der Antriebs- und Nutzbremsvorrichtung
sowie diie Gestelle 17 und 17' dea- Rollnseilzüge und die Haltert,ngen der Rollen
22 bis 25 sind im Erdboden mittels Anker 26 derjenigen Bauart befestigt, die auch
zum Festlegen gewisser Artilleriegeräte beim Schießen verwendet werden.
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Der Zylinder i steht über eine für große Durchflußmengen bemessene
Verbindungsleitung 27 mit einem Druckbehälter 28 in Verbindung, der ebenfalls auf
dem Gestell 6 der Vorrichtung sitzt und eine gewisse Menge ' Flüssigkeit und Druckluft
enthält. Diese Verbindungsleitung 27 wird durch ein mit kugeliger Dichtungsfläche
versehenes Rückschlagventil 29 gesteuert, das mit Hilfe einer hydraulischen Hubvorrichtung
30 von seinem Sitz abgehoben werden kann. Eine zweite Verbindung zwischen
dem Druckbehälter 28 und dem Zylinder i kann über eine Leitung 31 erfolgen, in die
ein für geringe Durchflußmengen bemessenes Handv entil 32 eingebaut ist.
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Eine zwischen dem Zylinder i und dem Druckbehälter 28 eingebaute Pumpe
gestattet, eine beliebige Flüssigkeitsmenge aus dem Zylinder i in den Druckbehälter
28 zu drücken.
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Schließlich verbindet eine Leitung 34, in deren Zuge das Betätigungsventil
35 eingebaut ist, den Druckbehälter 28 mit der hydraulischen Hubvorrichtung 30.
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Das Gerät arbeitet in folgender Weise: Wenn sämtliche Bauteile des
Gerätes in geeigneter Weise im Erdboden verankert sind, läßt man durch Öffnen des
Handventils 32 eine gewisse Flüssigkeitsmenge
in den Zylinder i
einströmen; die Flüssigkeit steht dabei unter dem Druck der in dem Behälter 28 befindlichen
Druckluft. Der Kolben 2 schiebt sich vor und bewirkt durch das Auseinanderziehen
des Flaschenzuges 7, 8, 9 und der beiden RollenseilzÜge 15, 15' ein Einziehen und
Spannen des Seiles 20. Am Ende der Spannbewegung steht das Seil unter einer von
dem Druck der Luft im Druckbehälter 28 abhängenden Spannung und blildet ein zur
Aufnahme landender Flugzeuge bereites Netz, dessen Ecken durch die Rallen 22 bis
25 abgesteckt sind (vgl. Abb.4).
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Das Gerät ist dann also bereit, als Landebremse für ein anfliegendes
Flugzeug zu dienen. Das Flugzeug kann sich an irgendeiner der Seiten deis durch
das Seil 2o gebildeten Vierecks anhängen, je nachdem, welche Landerichtung ihm durch
den Wind vorgeschrieben ist. Das Flugzeug kann sich übrigens in jeder der vier Landerichtungen
an den einen oder den anderen der beiden parallelen Seilstränge des Seiles 2o anhängen;
z. B. an den Seilstrang zwischen den Führungsrollen 22 und 23 oder an den Strang
zwischen den Rollen 24 und 25. Am Schluß der Bremsung bilden diese Kabelstränge
jeweils die Dreiecke mit den Spitzen N' und N" (vgl. Abb. 5).
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Für die anderen drei Landerichtungen sind die Spitzen der sich beim
Abfangen eines landenden Flugzeuges ausziehenden Seildreiecke durch die Punkte E'
und E", S' und S", O' und O'; gegeben.
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Das unter der Einwirkung des landenden Flugzeuges erfolgende Ausziehen
des Seiles 2o bewirkt eine gleichzeitige Verkürzung der beiden Rollenseilzüge 15,
15' und des Hauptflaschenzuges 7, 8, 9 ; der Kolben 2 drückt eine seiner Bewegung
entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Zylinder i in den Druckbehälter 28, das
sich selbsttätig öffnende Ventil 29 gestattet das freie Hindurchströmen dieser Flüssigkeit.
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Am Schluß des Bremsvorganges wird das Ventil 29 auf seine Sitzfläche
zurückgedrückt; es schließt dann die Verbindung zwischen dem Druckbehälter 28 und
dem Zylinder i ab. Der Überdruck in dem Zylinder verschwindet, während der Druck
in dem Druckbehälter 28 denjenigen Wert behält, den er am Schluß des Bremsvorganges
erreicht hat. Wenn man das Gerät anschließend sofort für eine neue Bremsung verwenden
will, so genügt es, daß man das Ventil 32 öffnet, um das Seil 20 wieder in seine
gespannte Lage zu bringen, die es zu Beginn des Bremsvorganges bereits innehatte.
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Wenn jedoch ein Katapultstart sich an einen Bremsvorgang anschließen
soll, ist es lediglich erforderlich, das nach dem Bremsvorgang entspannte Seil in
diejenige Lage zu bringen, die es einnehmen muß, um das Flugzeug in der gewünschten
Richtung zu starten und das Seil unter dem Flugzeug anzuhängen (vgl. Abb. 6).
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Der Katapultstart wird dann durch Öffnen des Ventils 35 ausgelöst,
wodurch über die Leitung 34 die hydraulische Hubvorrichtung 30 unter Druck
gesetzt wird. Die Hubvorrichtung 3o hebt das Ventil 29 und bewirkt so ein rasches
Überströmen der unter Druck stehenden Flüssigkeit aus dem Druckbehälter 28 in den
Zylinder i. Der Kolben 2 wird durch den Flüssigkeitsdruck bewegt und verlängert
sämtliche Seilstränge des-Flaschenzuges 7, 8,`9 und der Rollenseilzüge 15, 15, wodurch
gleichzeitig die freie Länge des Seiles 2o verkürzt wird, das dann gewissermaßen
wie die Sehne einer Armbrust oder eines Bogens auf das Flugzeug wirkt und es vorwärts
schleudert. In dem Augenblick, in dem das Seil 2o beim Vorschnellen eine Linie erreicht
hat, die die beiden Basisecken des ausgezogenen Seildreiecks bildenden Rollen verbindet,
löst sich das Flugzeug von dem Seil. Sofort nach dem Katapultstart ist das Gerät
bereit zur Durchführung eines neuen Landebremsvorganges.
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Falls zwei Katapultstarts nacheinander ausgeführt werden müssen, genügt
es, um das Seil 2o in die Startausgangsstellung zu bringen, die Pumpe 33 so lange
zu betätigen, bis sie eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aus dem Zylinder i in den
Druckbehälter 28 gefördert hat. Dann kann sich der Kolben 2 im Zylinder i so weit
verschieben, daß infolge der Verkürzung des Flaschenzuges und der Rollenseilzüge
die freie Mitte des Seiles 2o so lang ausgezogen werden kann, wie die Anlaufstrecke
des Flugzeuges über dem Boden sein soll.
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Das Betätigen der Pumpe 33 gestattet anderseits im Fall einer auf
einen Katapultstart folgenden Landebremsung, die z. B. wegen starken Gegenwindes
oder wegen einer zu geringen Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges beim Landen nur
über eine sehr kurze Strecke ging, dem Seil 2o die gewünschte freie Länge zu geben.
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Bei der geänderten Ausführungsform der hydraulischpneumatischen Vorrichtung,
wie sie in der Abb. 7 dargestellt ist, befindet sich über dem Arbeitszylinder i
und parallel zu ihm ein Hilfszylinder 43 mit wesentlich kleinerem Querschnitt.
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In dem Zylinder 43 kann sich ein Kolben 44 bewegen, dessen Kolbenstange
45 an dem beweglichen Flaschenzugkolben 8 befestigt ist. Der Zylinderarbeitsraum
zwischen dem Kolben 44 und der Bodenwand 46 des Zylinders 43 ist über die Leitung
47 mit dem Druckbehälter 28 verbunden.
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Der dauernde Druck der Druckflüssigkeit auf den Kolben 44 hält in
dem Arbeitszylinder i stets einen gewissen Druck aufrecht, selbst wenn das Ventil
29 und das Regelventil 32 geschlossen sind.
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Auf diese Weise wird jede Gefahr eines Abreißens der Flüssigkeitssäule
in dem Kreislauf der Pumpe 33 vermieden, so daB diese jederzeit eine bestimmte Flüssigkeitsmenge
in den Druckbehälter 28 zurückbefördern kann, wenn dass Fang- und Startseil 20 zur
Durchführung eines Schleuderstartes ausgezogen werden muß.
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Der Druck der Druckflüssigkeit auf den Kolben 44 bewirkt andererseits
eine Verringerung der an dem Fang- oder Starrseil 20 aufzuwendenden Zugkraft beim
Ausziehen dieses Seiles.
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Das Steuerorgan, das die Strömung der Druckflüssigkeit aus dem Druckbehälter
28 in den Arbeitszylinder i steuert, kann statt des in Abb. i dargestellten einfachen
kugelförmigen Ventils 29.
auch ein selbsttätig arbeitendes Organ
sein, wie es in der Abb. 8 veranschaulicht ist. Dieses selbsttätige Ventil enthält'ein
Abschlußglied 48, das auf einem an dem oberen Ende des Druckbehälters 28 befestigten
Führungszapfen 49 verschiebbar ist. Das Absch'lußglied steht unter dem Druck einer
Feder 5o,-die es gegen das untere Ende eines Einstellstiftes 51 drückt, der in den
Führungszapfen 49 regelbar eingeschraubt ist. Der untere Teil des Ab= schlußgliedes
48 dient als Führung für das Ventil 29, das zu diesem Zweck mit einem kugeligen
Kopf 52 'versehen ist.
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Durch eine Bohrung 53, . die beliebigen Querschnitt haben kann, und
durch enge Kanäle 54 und 55, die in dem Abschlußglied 48 vorgesehen sind, ist die
Wirkung des Druckes auf das Abschlußglied 48 praktisch ausgeglichen, so daß es in
seiner angehobenen Stellung, in der es in der Abb. 8 gezeichnet ist, durch die alleinige
Einwirkung der Feder 5o gehalten wird.
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Wenn das Ventil 29 durch die Betätigungsstange der hydraulischen Hubvorrichtung
3o angehoben wird, fließt Druckflüssigkeit schnell aus dem Druckbehälter 28 in den
Arbeitszylinder i. Das Abschlußglied 48 wird jedoch in seiner oberen Stellung durch
die Feder 5o :so lange festgehalten, wie der durch die rasche Strömung der Flüssigkeit
in dem Spalt zwischen dem unteren Rand des AbschluB-gliedes und dem Boden des Druckgefäßes
28 verringerte Druck auf die Unterseite des Abschlußgliedes 48 noch nicht einen
Wert erreicht, bei dem die resultierende Druckwirkung auf das Abschlußglied, die
Kraft der einer Bewegung des Absch.lußgliedes entgegenstehenden Feder 5o überwindet.
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Wenn aber aus irgendwelchen Gründen, z. B. infolge Lösens des Seiles
oder einer falschen Bedienung, d °_r Kolben 2 eine unzulässig hohe Geschwindigkeit
annehmen sollte, erreicht die Druckverminderung einen derartigen Wert, daß das Abschlußglied
48 sich mit einer durch die Größe der Bohrung 54 begrenzten Geschwindigkeit an den
Boden des Druckbehälters 28 anlegt. Dann kann nur die durch die Öffnung 55 strömende
Flüssigkeit weiter in den Arbeitszylinder i einströmen, so daß der Kolben 2 nur
entsprechend langsam weiter verschoben werden kann.
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Wenn das Einströmen der Flüssigkeit in. den Zylinder i aufhört, wenn
z. B. das Ausschalten der hydraulischen Hubvorrichtung 3o das Zurückgehen des Ventils
29 auf seinen Sitz ermöglicht; unterstützt die Wirkung des in der Ausnehmung 56
wieder ansteigenden Flüssigkeitsdruckes die Wirkung der Feder 5o, und das Abschlußglied
48 wird wieder in die in der Abb. 8 dargestellte, angehobene Stellung 'bewegt; damit
ist die ursprüngliche Ausgangsstellung des selbsttätig arbeitenden Verschlußorgans
wieder hergestellt.
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Sowohl bei der einem als auch der anderen der beüden beschriebenen
Ausführungsformen deT hyäraulischpneumatischen Vorrichtung speichert das Gerät bei
jeder Landebremsung-die für einen Katapultstart erforderliche Arbeit auf. Das bedeutet,
daß das Gerät praktisch ohne Zufuhr äußerer Arbeit arbeiten kann. Das Betätigen
des Regelventils 32 und gegebenenfalls auch der Pumpe 33 erlaubt stets, das Gerät
in denjenigen Zustand zu, bringen, in dem es zum Einsatz sowohl als Landebremse
als auch als ' Startvorrichtung bereit ist.