WO2010049394A2 - Verfahren und vorrichtung zum abmindern der zirkulation in der wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden flugzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abmindern der zirkulation in der wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden flugzeug Download PDF

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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND 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
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/36—Other airport installations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10—Drag reduction

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the circulation of wake turbulence in wake turbulences behind a take-off or landing aircraft having the features of the preamble of independent claim 1 and to an apparatus for reducing the circulation of wake turbulences in the wake turbulence a plane taking off or landing on a taxiway having the features of the preamble of independent claim 9.
  • Runway allows and saves time in aircraft handling means.
  • a local solution of the turbulence problem which increases with the weight and thus the possible passenger number of the commercial aircraft, is an essential step to
  • a method comprising the features of the preamble of independent claim 1 and an apparatus having the features of the preamble of independent claim 9 for reducing the circulation of tow vortices in the wake behind a take-off or landing aircraft are known from DE 10 2005 025 004 A1.
  • air is sucked into the ground and separated from this web center plane in two areas lying opposite each other via a web center plane of the roller plane and blown out of the ground in two other areas closer to the web center plane.
  • Aircraft which is required to induce the desired spiral instabilities. Specifically, a major part of the circulation needs to be redirected. That is, the air flow generated at the bottom must correspond to more than 50% of the circulation of the drag vortex to be disturbed. As a result, very powerful blowers are required to generate the airflow to disturb the towing lobes on the ground.
  • the invention has for its object to provide a method and one with the features of the preamble of independent claim 1 and an apparatus having the features of the preamble of independent claim 9, which allow less effort and active disruption of wake turbulence behind large commercial aircraft.
  • the ring vortices move to and interact with the individual vortices of the wake vortices, which is easy to implement, there is a rapid disintegration of the tow vortices due to severe perturbation and subsequent turbulent dissipation.
  • comparatively small circulations of the ring vortices are sufficient.
  • the local disturbance of the tow vortex spreads at about 20% of the speed of the turbulence generating aircraft along the axis of the tow vortex and destroys at the same speed in both directions the wake turbulence.
  • 300 km / h landing speed of the aircraft spreads the destruction of the wake at 60 km / h in the positive and negative directions of the vortex axis, and 30 seconds after the interference interaction, the wake is already destroyed over a length of 1 km.
  • the ascending ring vortices can be generated with ascending or descending airflow in their center.
  • the angle at which the ring vertebrae are generated with their vertebral axes oriented to the ground is preferably an obtuse angle, i. H. an angle in the range of 45 ° to 135 °, in particular in the range of 60 ° to 130 °; in particular, it can be close to 90 °.
  • the angle is orthogonal to the axes of the drag vortex to be disturbed.
  • the circulation of the ring vertebrae is typically in a range of 5 to 50% of the drag vortexes to be disturbed, preferably in a range of 10 to 30% of this circulation.
  • At least one pair of ring vortices is generated in the new method for disturbance ignition. It is also possible for a plurality of pairs of ring vortices to be produced at the same or different locations at the same time or in succession, with the individual pairs of the ring vertebrae adding up as constructively as possible with regard to the disturbance ignition,
  • the place of generation of the ring vertebrae is preferably below the axes of the drag vortex to be disturbed. It does not necessarily depend on the position of the axes of the disturbing towing vortex at the time of their formation, but on the timing of the interference interaction. Thus, it can be exploited that the main tow whirls descend behind an aircraft and shift laterally away from the aircraft through interaction with the ground. However, it is of interest that the towing vortex as early as possible, d. H. to interfere with a strong spread of wake vortices.
  • the ring vortices can be generated in an area on the ground, which is flying low over the aircraft.
  • a wake behind a take-off or landing aircraft is typically composed of a plurality of vertebra pairs, particularly the wing tip vertebrae and the valve vertebrae. Since the same direction oriented vortices of these vortex pairs usually unite at a distance between 4 and 8 wing spans behind the aircraft and an increased sensitivity of the wake to interference after about 25 - 30 wing spans is reached, it is 20 to 50 spans, preferably 25 to 30 Spans, behind the aircraft particularly effective possible to ignite the desired interference with the ring vortex invention. In particular, the effective interference interaction is possible here by ring vortices relatively small circulation. In addition, the wake has not yet spread widely. A very early interaction of the ring vertebra within 4 - 8 spans after the aircraft is also to be considered.
  • Vortex drag generators for generating ring vortices are known in principle.
  • Such known ring vortex generators are capable of stable and reproducible To produce ring vortices of large circulation in an efficient manner with defined propagation direction and speed as well as known vortex and ring diameter.
  • the basic principle of such a ring vortex generator is simple and will be explained below by way of example.
  • Fig. 1 shows the propagation of a wake behind a take-off or landing aircraft.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the present invention with four embedded in a runway vortex generators for disturbing the wing tip vortex and the
  • Flap vertebra behind a landing plane Flap vertebra behind a landing plane.
  • Fig. 3 outlines the structure of a possible embodiment of the one
  • Vortex generators according to FIG. 2; and Fig. 4 outlines the structure of another possible embodiment of a
  • FIG. 1 outlines the wake 1 behind a starting or landing aircraft 2, of the tow whirls here only the wing tip vortexes 3 are taken into account.
  • the wingtip vertebrae 3 like all trailing eddies, appear as a pair with countercurrent circulation. They descend to the ground 4 behind the aircraft 2, wherein FIG. 1 outlines the position of the wing tip vertebrae 1, 2 and 3 minutes after their formation on the aircraft 2.
  • FIG. 1 outlines the position of the wing tip vertebrae 1, 2 and 3 minutes after their formation on the aircraft 2.
  • the wake 1 occupies not only a large vertical but also a large horizontal extent behind the aircraft 2, within which they follow aircraft endangered until the tow whirls have disintegrated.
  • This decay takes on heavy aircraft 2 and correspondingly strong circulation of the wing tip vertebrae 3 minutes.
  • the present invention aims to significantly shorten this period.
  • Fig. 2 outlines the course of vertebral axes 5 of the wing tip vertebrae and vertebral axes 6 of the valve vertebrae behind a not shown here, landing on a runway 7 aircraft.
  • Below vortex axes 15 of this unified tow vortex 7 vortex generators 8 are provided in addition to the runway to produce ascending ring vortices 9, whose vertebral axes are aligned here substantially perpendicular to the surface of the runway 7, while at an angle of less than 90 ° in the region of Swirl axles 15 ascend above the runway 7.
  • each vortex generator 8 emits two ring vortices 9. At least ever a ring vortex 9 is needed to disturbing towing vortex.
  • Fig. 3 outlines a possible embodiment of a vortex generator 8 for generating a ring vortex 9 with ascending in the center air flow 10.
  • a piston 1 1 is moved in a pressure chamber 12 up and presses air from the cylindrical pressure chamber 12 through a central circular opening 15 with towards the pressure chamber reduced diameter to the outside.
  • the resulting ring vortex 9 rises in the direction of its swirl axis 14 upwards.
  • Fig. 3 outlines a possible embodiment of a vortex generator 8 for generating a ring vortex 9 with descending airflow in the center 10.
  • the air from the cylindrical pressure chamber 12 is pressed by the piston 1 1 through an annular gap 13 into the open.
  • the resulting ring vertebra 9 increases despite another direction of rotation with the same orientation of its swirl axis 14 up here as well.

Abstract

Zum Abmindern der Zirkulation von Schleppenwirbeln in der Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzeug werden auf beiden Seiten des Flugzeugs unter einem Winkel zum Boden (4) orientierte Ringwirbel (9) am Boden (4) erzeugt, die die Schleppenwirbel stören, um deren Zerfall zu induzieren.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABMINDERN DER ZIRKULATION IN DER WIRBELSCHLEPPE HINTER EINEM STARTENDEN ODER LANDENDEN FLUGZEUG
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ei n Verfah ren zu m Abm indern der Zirku lation von Schleppenwirbeln in der Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zum Abmindern der Zirkulation von Schleppenwirbeln in der Wirbelschleppe hinter einem auf einer Rollbahn startenden oder landenden Flugzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9.
STAND DER TECHNIK
Die aktive und verlässliche Abminderung der Zirkulation in den Wirbelschleppen hinter großen Verkehrsflugzeugen direkt an Rollbahnen ist von großem Interesse der Flughafenbetreiber und
-k ü n d e n , d a h i e rd u rc h d e r sicherheitsbedingte Mindestabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flugzeugen verringert werden kann, was eine effektivere Nutzung der
Rollbahn ermöglicht und eine Zeitersparnis in der Flugzeugabfertigung bedeutet. In Zeiten kontinuierlich wachsendem Flugverkehrs und dem Erreichen der Kapazitätsgrenzen vieler Flughäfen ist eine lokale Lösung der Wirbelschleppenproblematik, die mit dem Gewicht und damit der möglichen Passagierzahl der Verkehrsflugzeuge zunimmt, ein wesentlicher Schritt zur
Minimierung der Gefahren und Kosten des Flughafenbetriebs.
Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9 zum Abmindern der Zirkulation von Schleppenwirbeln in der Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzeug sind aus der DE 10 2005 025 004 A1 bekannt. Hier wird an dem von dem Flugzeug überflogenen Ende der jeweiligen Rollbahn in zwei einander über eine Bahnmittelebene der Rollebene gegenüberliegenden und von dieser Bahnmittelebene beabstandeten Bereichen Luft in den Boden eingesaugt und in zwei anderen, näher an der Bahnmittelebene liegenden Bereichen wieder aus dem Boden ausgeblasen. Auf diese Weise entstehen auf beiden Seiten der Bahnmittelebene umlaufende Luftströmungen, deren Umlaufrichtungen gegenläufig zu den Umlaufrichtungen der Schleppenwirbel eines von der Rollbahn startenden oder auf dieser landenden Flugzeugs sind. Hierdurch wird die Umfangs- geschwindigkeit am Außenumfang der Schleppenwirbel hinter dem Flugzeug verändert, und spiralförmige Instabilitäten werden in die Schleppenwirbel induziert. Diese spiralförmigen Instabilitäten breiten sich entlang der Kerne der Schleppenwirbel aus, und zwar mit einer Ausbreitungsgeschwindigkeit, die etwa 20 % der Flugzeuggeschwindigkeit entspricht.
Damit das bekannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung wirksam ist, müssen erhebliche Luftmengen in den Boden eingesaugt und wieder aus dem Boden ausgeblasen werden. Nur dann wird eine Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Schleppenwirbel hinter dem
Flugzeug hervorgerufen, die erforderlich ist, um die gewünschten spiralförmigen Instabilitäten zu induzieren. Konkret muss ein überwiegender Teil der Zirkulation umgelenkt werden. D. h., die am Boden erzeugte Luftströmung muss mehr als 50 % der Zirkulation der zu störenden Schleppenwirbel entsprechen. Im Ergebnis sind sehr leistungsstarke Gebläse erforderlich, um die Luftströmung zum Stören der Schleppenwirbel am Boden zu erzeugen.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 9 aufzuzeigen, die mit geringerem Aufwand eine aktive und verlässliche Störung von Wirbelschleppen hinter großen Verkehrsflugzeugen erlauben. LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 9 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß werden mit ihren Wirbelachsen unter einem Winkel zum Boden orientierte, vom Boden aufsteigende Ringwirbel als die Schleppenwirbel störende Luftströmungen erzeugt. Wenn dies so geschieht, dass sich die Ringwirbel auf die einzelnen Schleppenwirbel der Wirbelschleppe zu bewegen und mit diesen interagieren, was leicht zu realisieren ist, kommt es zu einem schnellen Zerfall der Schleppenwirbel durch starke Störungsanfachung und daraufhin erfolgende turbulente Dissipation. Hierfür sind vergleichsweise kleine Zirkulationen der Ringwirbel ausreichend. Die lokale Störung der Schleppenwirbel breitet sich mit ca. 20 % der Geschwindigkeit des Wirbelerzeugenden Flugzeugs entlang der Achse der Schleppenwirbel aus und zerstört mit gleicher Geschwindigkeit in beiden Richtungen die Wirbelschleppe. Bei z. B. 300 km/h Landegeschwindigkeit des Flugzeugs breitet sich die Zerstörung der Wirbelschleppe mit 60 km/h in positiver und negativer Richtung der Wirbelachse aus, und 30 Sekunden nach der Störungsinteraktion ist die Wirbelschleppe bereits über eine Länge von 1 km zerstört.
Die aufsteigenden Ringwirbel können mit in ihrem Zentrum aufsteigender oder absteigender Luftströmung erzeugt werden.
Der Winkel, unter dem die Ringwirbel mit ihren Wirbelachsen zum Boden orientiert erzeugt werden, ist vorzugsweise ein stumpfer Winkel, d. h. ein Winkel in dem Bereich von 45° bis 135°, insbesondere in dem Bereich von 60° bis 130°; ganz insbesondere kann er nahe 90° liegen. Vorzugsweise verläuft der Winkel orthogonal zu den Achsen der zu störenden Schleppenwirbel.
Die Zirkulation der Ringwirbel liegt typischerweise in einem Bereich von 5 bis 50 % der zu störenden Schleppenwirbel, vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 30 % dieser Zirkulation. - A -
Sie kann insbesondere weniger als ein Viertel der Zirkulation der zu störenden Schleppenwirbel betragen und damit vergleichsweise klein sein.
Je zu störendem Wirbelpaar wird bei dem neuen Verfahren mindestens ein Paar von Ringwirbeln zur Störungsentfachung erzeugt. Es können auch mehrere Paare von Ringwirbeln an gleichen oder verschiedenen Orten gleichzeitig oder hintereinander erzeugt werden, wobei sich die einzelnen Paare der Ringwirbel hinsichtlich der Störungsentfachung möglichst konstruktiv aufaddieren,
Der Ort der Erzeugung der Ringwirbel liegt vorzugsweise unter den Achsen der zu störenden Schleppenwirbel. Dabei kommt es nicht zwingend auf die Lage der Achsen der zu störenden Schleppenwirbel zum Zeitpunkt ihrer Entstehung an, sondern auf den Zeitpunkt der Störungsinteraktion. So kann ausgenutzt werden, dass die wesentlichen Schleppenwirbel hinter einem Flugzeug absteigen und sich durch Wechselwirkung mit dem Boden seitlich von dem Flugzeug weg verlagern. Es ist allerdings von Interesse, die Schleppenwirbel möglichst frühzeitig, d. h. vor einer starken Ausbreitung der Wirbelschleppe zu stören.
Konkret können die Ringwirbel in einem Bereich am Boden erzeugt werden, den das Flugzeug niedrig überfliegt.
Eine Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzeug setzt sich typischerweise aus mehreren Wirbelpaaren zusammen, insbesondere den Flügelspitzenwirbeln und den Klappenwirbeln. Da sich die gleichsinnig orientierten Wirbel dieser Wirbelpaare üblicherweise in einem Abstand zwischen 4 und 8 Flügelspannweiten hinter dem Fugzeug vereinigen und eine erhöhte Sensitivität der Wirbelschleppe gegenüber Störungen nach ca. 25 - 30 Flügelspannweiten erreicht ist, ist es 20 bis 50 Spannweiten, vorzugsweise 25 bis 30 Spannweiten, hinter dem Flugzeug besonders effektiv möglich, die gewünschten Störungen mit den erfindungsgemäßen Ringwirbeln zu entfachen. Insbesondere ist die effektive Störungsinteraktion hier durch Ringwirbel relativ kleiner Zirkulation möglich. Außerdem hat sich die Wirbelschleppe noch nicht weit ausgebreitet. Eine sehr frühzeitige Interaktion der Ringwirbel binnen 4 - 8 Spannweiten nach dem Flugzeug ist allerdings auch in Betracht zu ziehen.
Wirbelschleppengeneratoren zur Erzeugung von Ringwirbeln sind grundsätzlich bekannt. Derartige bekannte Ringwirbelgeneratoren (RWG) sind in der Lage, stabile und reproduzierbare Ringwirbel großer Zirkulation auf effiziente Art und Weise mit definierter Ausbreitungsrichtung und Geschwindigkeit sowie bekanntem Wirbel- und Ringdurchmesser zu produzieren. Das Grundprinzip eines solchen Ringwirbelgenerators ist einfach und wird im Folgenden noch beispielhaft erläutert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert uns beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Ausbreitung einer Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzeug.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit vier in eine Rollbahn eingelassenen Wirbelgeneratoren zum Stören der Flügelspitzenwirbel und der
Klappenwirbel hinter einem landenden Flugzeug.
Fig. 3 skizziert den Aufbau einer möglichen Ausführungsform eines der
Wirbelgeneratoren gemäß Fig. 2; und Fig. 4 skizziert den Aufbau einer anderen möglichen Ausführungsform eines
Wirbelgenerators.
FIGURENBESCHREIBUNG
Fig. 1 skizziert die Wirbelschleppe 1 hinter einem startenden oder landenden Flugzeug 2, wobei von den Schleppenwirbeln hier ausschließlich die Flügelspitzenwirbel 3 berücksichtigt sind. Die Flügelspitzenwirbel 3 treten wie alle Schleppenwirbel als Paar mit gegenläufiger Zirkulation auf. Sie steigen hinter dem Flugzeug 2 zum Boden 4 hin ab, wobei Fig. 1 die Lage der Flügelspitzenwirbel 1 , 2 und 3 Minuten nach ihrer Entstehung an dem Flugzeug 2 skizziert. Sobald die Flügelspitzenwirbel 3 in die Nähe des Boden 4 gelangen, verlagern sie sich durch Wechselwirkung mit dem Boden 4 seitwärts, so dass die Wirbelschleppe 1 nicht nur eine große vertikale sondern auch eine große horizontale Ausdehnung hinter dem Flugzeug 2 einnimmt, binnen derer sie nachfolgende Flugzeuge gefährdet, bis die Schleppenwirbel zerfallen sind. Dieser Zerfall nimmt bei schweren Flugzeugen 2 und entsprechend starker Zirkulation der Flügelspitzenwirbel 3 einige Minuten in Anspruch. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Zeitraum erheblich zu verkürzen.
Fig. 2 skizziert den Verlauf von Wirbelachsen 5 der Flügelspitzenwirbel und von Wirbelachsen 6 der Klappenwirbel hinter einem hier nicht dargestellten, auf einer Rollbahn 7 landenden Flugzeug. Die Flügelspitzenwirbel und die Klappenwirbel vereinigen sich unter Addition ihrer Zirkulation binnen 4 bis 8 Spannweiten hinter dem Flugzeug. Unterhalb von Wirbelachsen 15 dieser vereinigten Schleppenwirbel sind neben der Rollbahn 7 Wirbelgeneratoren 8 vorgesehen, um aufsteigende Ringwirbel 9 zu erzeugen, deren Wirbelachsen hier im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Rollbahn 7 ausgerichtet sind, während sie unter einem Winkel kleiner 90° in den Bereich der Wirbelachsen 15 über der Rollbahn 7 aufsteigen. Diese Ringwirbel 9 wechselwirken mit den Schleppenwirbeln, indem sie eine zum Zerfall des jeweiligen Schleppenwirbels führende Störung i nduzieren , d ie sich von dem Ort der unmittelbaren Wechselwirkung in beide Richtungen längs der Wirbelachsen 15 fortpflanzt. In Fig. 2 ist dargestellt, dass jeder Wirbelgenerator 8 zwei Ringwirbel 9 ausstößt. Mindestens wird je zu störendem Schleppenwirbel ein Ringwirbel 9 benötigt. Fig. 3 skizziert eine mögliche Ausführungsform eines Wirbelgenerators 8 zur Erzeugung eines Ringwirbels 9 mit im Zentrum aufsteigender Luftströmung 10. Ein Kolben 1 1 wird in einem Druckraum 12 nach oben bewegt und presst dabei Luft aus dem zylindrischen Druckraum 12 durch eine zentrale kreisförmige Öffnung 15 mit gegenüber dem Druckraum reduziertem Durchmesser ins Freie. Die resultierende Ringwirbel 9 steigt in Richtung seiner Wirbelachse 14 nach oben auf.
Fig. 3 skizziert eine mögliche Ausführungsform eines Wirbelgenerators 8 zur Erzeugung eines Ringwirbels 9 mit im Zentrum absteigender Luftströmung 10. Hier wird die Luft aus dem zylindrischen Druckraum 12 von dem Kolben 1 1 durch einen Ringspalt 13 ins Freie gepresst. Die resultierende Ringwirbel 9 steigt trotz anderer Drehrichtung bei gleicher Ausrichtung seiner Wirbelachse 14 auch hier nach oben auf.
BEZUGSZEICHENLISTE
Wirbelschleppe
Flugzeug
Flügelspitzenwirbel
Boden
Achse eines Flügelspitzenwirbels
Achse eines Klappenwirbels
Rollwagen
Ringwirbelgenerator
Ringwirbel
Luftströmung
Kolben
Druckraum
Ringspalt
Wirbelachse
Öffnung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Abmindern der Zirkulation von Schleppenwirbeln in der Wirbelschleppe hinter einem startenden oder landenden Flugzeug, wobei auf beiden Seiten des Flugzeugs Luftströmungen am Boden erzeugt werden, die die Schleppenwirbel stören, um deren Zerfall zu induzieren, dadurch gekennzeichnet, dass mit ihren Wirbelachsen (14) unter einem Winkel zum Boden (4) orientierte, vom Boden (4) aufsteigende Ringwirbel (9) als die Schleppenwirbel (3) störende Luftströmungen erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbel (9) mit in ihrem Zentrum aufsteigender oder absteigender Luftströmung (10) erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbel (9) so erzeugt werden, dass sie mit ihren Wirbelachsen (14) unter einem Winkel zwischen 45° und 135°, vorzugsweise zwischen 60° und 120°, zum Boden (4) orientiert sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbel (9) mit einer Zirkulation erzeugt werden, die 5 bis 50 %, vorzugsweise 10 bis 30 % der Zirkulation der zu störenden Schleppenwirbel (3) beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass je Paar von gegenläufigen Schleppenwirbeln (3) mindestens ein Paar von Ringwirbeln (9) erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbel (9) unterhalb der Achsen (5, 6) der zu störenden Schleppenwirbel (3) erzeugt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbel (9) in einem Bereich am Boden (4) erzeugt werden, den das Flugzeug (1 ) niedrig überfliegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbel so hinter dem Flugzeug (2) erzeugt werden, dass sie 20 bis 50 Spannweiten, vorzugsweise 25 bis 30 Spannweiten hinter dem Flugzeug (2) mit den Schleppenwirbeln (3) wechselwirken.
9. Vorrichtung zum Abmindern der Zirkulation von Schleppenwirbeln in der Wirbelschleppe hinter einem auf einer Rollbahn startenden oder landenden Flugzeug, wobei auf beiden Seiten der Rollbahn Luftströmungsgeneratoren am Boden vorgesehen sind, um die Schleppenwirbel störende Luftströmungen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmungs- generatoren unter einem Winkel zum Boden (4) orientierte Ringwirbelgeneratoren (8) sind, die mit ihren Wirbelachsen (14) unter dem Winkel zum Boden (4) orientierte, vom Boden (4) aufsteigende Ringwirbel (9) als die Schleppenwirbel (3) störende Luftströmungen erzeugen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbelgene- ratoren (8) die Ringwirbel (9) mit in ihrem Zentrum aufsteigender Luftströmung (10) erzeugen.
1 1. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbelgeneratoren (8) unter einem Winkel zwischen 45° und 135°, vorzugsweise zwischen 60° und 120°, zum Boden (4) orientiert sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbelgeneratoren (8) so dimensioniert sind, dass sie die Ringwirbel (9) mit einer Zirkulation erzeugen, die 5 bis 50 %, vorzugsweise 10 bis 30 % der Zirkulation der zu störenden Schleppenwirbel (3) beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass je Paar von gegenläufigen Schleppenwirbeln (3) mindestens ein Paar von Ringwirbelgeneratoren (8) auf beiden Seiten der Rollbahn (7) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbelgeneratoren (8) unter den Achsen (5, 6) der zu störenden Schleppenwirbel (3) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbelgeneratoren (8) in die Rollbahn (7) eingelassen und/oder neben dieser angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringwirbelgeneratoren (8) in einem Bereich der Rollbahn (7) am Boden (4) angeordnet sind, den das Flugzeug (2) niedrig überfliegt.
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