WO2007036812A2 - Verfahren und vorrichtung zum abbremsen von flugzeugen - Google Patents

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WO2007036812A2 PCT/IB2006/003849 IB2006003849W WO2007036812A2 WO 2007036812 A2 WO2007036812 A2 WO 2007036812A2 IB 2006003849 W IB2006003849 W IB 2006003849W WO 2007036812 A2 WO2007036812 A2 WO 2007036812A2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/04Launching or towing gear

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for reducing the speed of a landed aircraft, preferably immediately after its landing gear has touched the runway.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus available, which reduce the mechanical load on aircraft during braking during the landing process.
  • This object is further achieved with a device which is characterized in that a stationary device for generating an electromagnetic field is provided in the region of the runway through which the aircraft moves and which exerts a braking force on it.
  • the braking time and the braking distance are also advantageously reduced.
  • the economics of the various braking devices of the aircraft are advantageously enhanced by reducing the amount of braking forces and time required of these braking devices (longer service intervals, less wear, reduced repairs, etc.). Also, the frequent bursting of tires upon landing due to the braking action can be avoided and the life of the aircraft tires can be economically prolonged.
  • the risk of a sudden agreement of an aircraft immediately after landing from the runway due to an error due to an uneven distribution of the thrust reverser forces is avoided. If the aircraft touches down on a point of the runway that is after the beginning of the intended landing distance, the risk is reduced that the aircraft can no longer be brought to a standstill on the runway.
  • the method according to the invention and the device according to the invention thus minimize or prevent accidents. This also significantly increases the safety of the landing aircraft and thus the passengers.
  • the field strength of the magnetic field can be changed during the landing.
  • the speed of the aircraft can be measured and the field strength of the magnetic field can be adapted to the speed of the aircraft.
  • the required braking force is also increased by the magnetic field generated in the region of the runway at higher speeds of the aircraft.
  • the field strength of the magnetic field it is possible for the field strength of the magnetic field to be adjusted as a function of the position of the aircraft on the runway. For example, if the aircraft is in a central or rear area of the runway and has too high a speed for that area, the required braking force may be increased by the magnetic field generated at the runway at greater aircraft speeds. At lower speeds, the braking force can of course be reduced.
  • the field strength of the magnetic field of the stationary device can of course also be adapted to the strength of the magnetic field of the aircraft.
  • the strength of the magnetic field of the aircraft is detected and the field strength of the magnetic field of the stationary device is adapted to the strength of the magnetic field of the aircraft.
  • the detection of the strength of the magnetic field of the aircraft can take place during the landing of the aircraft, which is also possible for checking if the strength of the magnetic field of the aircraft type is already known.
  • the localized device for generating the electromagnetic field is preferably arranged below and / or next to the runway so that the landing aircraft are not obstructed or endangered, even they depart from the runway.
  • the device according to the invention for generating the electromagnetic field is preferably subdivided into several sections in the direction of the runway, so that a magnetic field has to be generated only in that section in which an aircraft to be braked is currently located.
  • two or more devices may be provided one behind the other.
  • the device has a coil field arranged below and / or next to the runway, it can also be provided that the coil field is divided into at least two sections which can be controlled independently of one another.
  • a runway is shown schematically.
  • 1 denotes a runway.
  • two devices 2 for generating the electromagnetic field which in the illustrated embodiment each have a coil field 3 arranged below the runway 1, which generate a magnetic field with a specific orientation, so that a landing aircraft, which in turn has a magnetic field, is slowed down.
  • the coil fields 3 are connected to a control unit 4, with which the duty cycle of the magnetic field, the height of the field strength and the orientation of the field are controlled.
  • a control unit 4 with which the duty cycle of the magnetic field, the height of the field strength and the orientation of the field are controlled.
  • two embodiments of devices 2 and coil fields 4 are shown below the runway 1.
  • a unitary coil field 3a is shown, which is connected to a control unit 4.
  • the coil field 3 is subdivided into four sections 3b, 3c, 3d, 3e, which are controlled by a single control unit 4 such that only those sections 3b, 3c, 3d, 3e or those sections 3b, 3c, 3d, 3e are activated, in which an aircraft to be braked is currently.
  • a single control unit 4 such that only those sections 3b, 3c, 3d, 3e or those sections 3b, 3c, 3d, 3e are activated, in which an aircraft to be braked is currently.
  • sensors along the runway may sense or control the speed of the aircraft to calculate the required braking force.
  • sensors or measuring devices can be located, with which the strength of the magnetic field of the aircraft can be detected or possibly controlled, also calculated by the required braking force and possibly can be controlled.
  • the invention can be used not only in fixed landing strips such as at airports but also on moving runways such as e.g. on aircraft carriers.

Abstract

Um die mechanische Belastung von Flugzeugen beim Abbremsen während des Lande Vorganges zu verringern wird durch eine ortsgebundene Einrichtung (2) im Bereich der Landebahn (1) ein elektromagnetisches Feld erzeugt, durch welches sich das Flugzeug bewegt und das gegen das Magnetfeld des Flugzeuges wirkt und eine Bremskraft auf dieses ausübt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abbremsen von Flugzeugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verringern der Geschwindigkeit eines gelandeten Flugzeuges, vorzugs- weise unmittelbar nachdem dessen Fahrgestell die Landebahn berührt hat.
Herkömmlich Einrichtung zum Verringern der Geschwindigkeit landender Flugzeuge sind Bremsschirme, die Schubumkehr und die auf die Räder des Flugzeuges wirkenden Bremsen. Die häufige Aktivierung der Schubumkehr verursacht das Auftreten von enormen Kräften, die gegen die Bewegungsrichtung des rollenden Flugzeuges wirken, um die Flugzeuggeschwindigkeit bis zu einem Minimum bzw. auf Null zu verrn- gern. Dieses häufige, abrupte Auftreten der Bremskräfte auf die Tragflächen hat hohe Belastng bis zur Beschädigung insbesondere der Verbindungsstellen zwischen Tragflächen und Rumpf, sowie des Antriebs (Düsen, Motoren) und den Tragflächen oder dem Rumpf zur Folge.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die mecha- nische Belastung von Flugzeugen beim Abbremsen während des Landevorganges verringern.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass durch eine ortsgebundene Einrichtung im
Bereich der Landebahn ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, durch welches sich das Flugzeug bewegt und das gegen das Magnetfeld des Flugzeuges wirkt und eine Bremskraft auf dieses ausübt.
Gelöst wird diese Aufgabe des Weiteren mit einer Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, im Bereich der Landebahn eine ortsgebundene Einrichtung zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes vorgesehen ist, durch welches sich das Flugzeug bewegt und das eine Bremskraft auf dieses ausübt.
Diese Verringerung der Geschwindigkeit des Flugzeuges erfolgt bei der Erfindung mittels einer von außen auf das Flugzeug wirkenden, elektromagnetischen Kraft (Kraft von Laplace) . Dadurch werden die an Bord befindlichen, herkömmlichen Bremsvorrichtungen, z.B. der Bremsschirm, die Schubumkehr und die Bremsen, und in weiterer Folge das gesamte Flugzeug vorteilhaft entlastet.
Die Möglichkeit, auf Fahrzeuge von außen wirkende, elektromagnetische Kräfte auszuüben ist an sich bei Magnetschwebebahnen bereits bekannt und erprobt. Die Verringerung der Aktivierungsdauer und -kraft der Schubumkehr verringert einerseits die Gefahr des Auftretens von Rissen in Teilen des Flugzeugrumpfes, insbesondere im Tragflächenbereich, und andererseits die Wartungs- bzw. die Reparaturkosten und hat eine Verringerung des Umweltbelastungen zur Folge, da der enorme Lärm beim Aktivieren Schubumkehr vermieden wird. Dies ist nicht nur für die sich im Flugzeug befindlichen Personen, sondern auch für die im Nahbereich des Flughafens befindlichen Wohngebiete von Vorteil.
Die Bremszeit und der Bremsweg werden ebenfalls vorteilhaft verringert.
Die Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Bremsvorrichtungen des Flugzeuges wird durch die Reduzierung des Ausmaßes der benötigten Bremskräfte und -zeit dieser Bremsvorrichtungen vorteilhaft verbessert (größere Serviceintervalle, weniger Verschleiß, ver- minderte Reparaturen, usw.). Auch kann das durch den Bremsvorgang bedingte, häufige Platzen von Reifen beim Landen vermieden und die Lebensdauer der Flugzeugreifen wirtschaftlich verlängert werden.
Die Verminderung der tatsächlich erforderlichen Landebahnlänge bringt vielfältige Einsparungen, z.B. beim Bau von Landebahnen und deren Instandhaltung, mit sich.
Die Gefahr eines plötzlichen Abkommens eines Flugzeuges unmittelbar nach der Landung von der Landebahn aufgrund eines aufgetretenen Fehlers durch eine ungleichmäßige Verteilung der Schubumkehrkräfte wird vermieden. Wenn das Flugzeuges auf einem Punkt der Landebahn, der sich nach dem Beginn des vorgesehenen Landestrecke befindet, aufsetzt, wird das Risiko verringert, dass das Flugzeug nicht mehr auf der Landebahn zum Stillstand gebracht werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden somit Unfälle minimieren bzw. verhindert. Damit wird auch die Sicherheit des landenden Flugzeuges und somit der Passagiere entscheidend erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Feldstärke des Magnetfeldes während der Landung verändert werden. In einer Variante kann dabei die Geschwindigkeit des Flugzeuges gemessen und dass die Feldstärke des Magnetfeldes an die Geschwindigkeit des Flugzeuges angepasst werden. Das heißt, dass die erforderliche Bremskraft durch das im Bereich der Landebahn erzeugte Magnetfeld bei größerer Geschwindigkeit des Flugzeuges ebenfalls erhöht wird. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Feldstärke des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Position des Flugzeuges auf der Landebahn angepasst wird. Wenn sich das Flugzeug z.B. in einem mittleren oder hinteren Bereich der Landebahn befindet und eine für diesen Bereich zu hohe Geschwindigkeit besitzt, kann die erforderliche Bremskraft durch das im Bereich der Landebahn erzeugte Magnetfeld bei größerer Geschwindigkeit des Flugzeuges ebenfalls erhöht werden. Bei geringerer Geschwindigkeit kann die Bremskraft natürlich verkleinert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Feldstärke des Magnetfeldes der ortsgebundenen Einrichtung natürlich auch an die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges angepasst werden.
Dabei ist bevorzugt, wenn die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges erfasst und die Feldstärke des Magnetfeldes der orts- gebundenen Einrichtung an die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges angepasst wird. Das erfassen der Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges kann während des Landens des Flugzeuges erfolgen, was zur Kontrolle auch dann möglich ist, wenn Stärke des Magnetfeldes des Flugzeugtyps bereits bekannt ist. Die ortsgebundene Einrichtung zum Erzeugen des elektromagnetischen Feldes ist bevorzugt so unter und/oder neben der Landebahn angeordnet, dass die landenden Flugzeuge nicht behindert oder gefährdet werden, auch sie von der Landebahn abkommen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Erzeugen des elektro- magnetischen Feldes ist in Richtung der Landebahn bevorzugt in mehrere Abschnitte unterteilt, damit immer nur in jenem Abschnitt, in dem sich gerade ein zu bremsendes Flugzeug befindet, ein Magnetfeld erzeugt werden muss.
In einer bevorzugten Ausführungsform können zwei oder mehr Einrichtungen hintereinander vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform bei der die Einrichtung ein unter und/oder neben der Landebahn angeordnetes Spulenfeld aufweist, kann auch vorgesehen sein, dass das Spulenfeld in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt ist, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Da Flugzeuge z.B. durch wechselnde Windverhältnisse einmal aus der einen Richtung und ein anderes Mal aus der anderen Richtung auf der Landebahn landen, ist die Feldorientierung vorzugsweise umschaltbar, da auf diese Weise die Richtung, in der die Bremskraft wirkt, umgekehrt werden kann. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung, in der schematische eine Landebahn dargestellt ist. In der Zeichnung ist mit 1 eine Landebahn bezeichnet. Im Bereich der Landebahn befinden sich zwei Einrichtungen 2 zum Erzeugen des elektromagnetischen Feldes, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils ein unter der Landebahn 1 angeordnetes Spulenfeld 3 aufweisen, die ein Magnetfeld mit einer bestimmten Orientierung erzeugen, sodass ein landendes Flugzeug, das seinerseits ein Magnetfeld aufweist, gebremst wird. Angeschlossen sind die Spulenfelder 3 an eine Steuereinheit 4, mit der die Einschaltdauer des Magnetfeldes, die Höhe der Feldstärke und die Orientierung des Feldes gesteuert werden. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von Einrichtungen 2 bzw. Spulenfeldern 4 unter der Landebahn 1 dargestellt. In einer Ausführungsform ist ein einheitliches Spulenfeld 3a dargestellt, das mit einer Steuereinheit 4 verbunden ist.
In der zweiten Ausführungsform ist das Spulenfeld 3 in vier Abschnitte 3b, 3c, 3d, 3e unterteilt, die von einer einzigen Steuereinheit 4 so angesteuert werden, dass nur jener Abschnitt 3b, 3c, 3d, 3e oder jene Abschnitte 3b, 3c, 3d, 3e aktiviert werden, in denen sich ein zu bremsendes Flugzeug gerade befindet. Außerdem kann in jedem Abschnitt die zur nötigen Bremswirkung erforderliche FeId- stärke erzeugt werden.
Entlang der Landebahn können sich Sensoren befinden, mit welchen die Geschwindigkeit des Flugzeuges erfasst oder kontrolliert werden kann, um die erforderliche Bremskraft zu berechnen. An der Landebahn oder in der Steuereinheit 4 können sich auch Sensoren oder Messeinrichtungen befinden, mit denen die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges erfasst oder ggf. kontrolliert werden kann, ebenfalls um die erforderliche Bremskraft zu berechnet und ggf. kontrolliert werden kann.
Die Erfindung kann des Weiteren nicht nur bei ortsfesten Lan- debahnen wie auf Flughäfen verwendet werden sondern auch auf beweglichen Landebahnen wie z.B. auf Flugzeugträgern.

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zum Verringern der Geschwindigkeit eines gelandeten Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine ortsgebundene Einrichtung (2) im Bereich der Landebahn (1) ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, durch welches sich das Flugzeug bewegt und das gegen das Magnetfeld des Flugzeuges wirkt und eine Bremskraft auf dieses ausübt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke des Magnetfeldes während der Landung verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Flugzeuges gemessen wird und dass die Feldstärke des Magnetfeldes an die Geschwindigkeit des Flugzeuges angepasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Position des Flugzeuges auf der Landebahn angepasst wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke des Magnetfeldes der ortsgebundenen Einrichtung (2) an die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges angepasst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges erfasst wird und dass die Feldstärke des Magnetfeldes der ortsgebundenen Einrichtung (2) an die Stärke des Magnetfeldes des Flugzeuges angepasst wird.
7. Vorrichtung zum Verringern der Geschwindigkeit eines gelandeten Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Landebahn (1) eine ortsgebundene Einrichtung (2) zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes vorgesehen ist, durch welches sich das Flugzeug bewegt und das eine Bremskraft auf dieses ausübt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) unter und/oder neben der Landebahn (1) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Einrichtungen (2) hintereinander vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) ein unter und/oder neben der Landebahn angeordnetes Spulenfeld (3) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spulenfeld (3) in wenigstens zwei Abschnitte (3b, 3c, 3d, 3e) unterteilt ist, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldorientierung umschaltbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldstärke veränderbar ist.
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