WO2016155883A1 - Einrichtung und verfahren zum versetzen eines fluggerätes, insbesondere eines helikopters, an bord eines schiffes - Google Patents

Einrichtung und verfahren zum versetzen eines fluggerätes, insbesondere eines helikopters, an bord eines schiffes Download PDF

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WO2016155883A1
WO2016155883A1 PCT/EP2016/000541 EP2016000541W WO2016155883A1 WO 2016155883 A1 WO2016155883 A1 WO 2016155883A1 EP 2016000541 W EP2016000541 W EP 2016000541W WO 2016155883 A1 WO2016155883 A1 WO 2016155883A1
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WO
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aircraft
ship
control unit
winches
data
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/000541
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulf JONUSCHEIT
Original Assignee
Aljo Aluminium-Bau Jonuscheit Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B64F1/12—Ground or aircraft-carrier-deck installations for anchoring aircraft
    • B64F1/125—Mooring or ground handling devices for helicopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/50—Vessels or floating structures for aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/12—Driving gear incorporating electric motors

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for moving an aircraft, in particular a helicopter, on board a ship by means of at least three traction cables.
  • an aircraft that has landed on a landing deck of the ship be pulled into a hangar also located on board the ship.
  • the aircraft with the traction cables out of the hangar on the landing deck.
  • the three traction cables have mutually different directions of pull, so that for each train in the respective direction of pull, a counter-pull with at least one component against the pulling direction is established.
  • a train and a return train is built up laterally to the pulling direction. The aircraft is thereby stabilized when moving.
  • the at least three traction cables are wound on rotatably mounted drums of at least three winches. Each winch is assigned to one of the pull ropes. Ends of the traction cables are designed for the aircraft, attached to the aircraft and tensioned by the winches.
  • Such a device in the form of an aircraft conveying system for controlling the movement of aircraft on board ships is known from the European patent EP 0 047 638 B1.
  • the winches are hydraulically driven.
  • CONFIRMATION COPY Hydraulically driven aircraft conveying system has a high complexity with a plurality of individual components. This results in a high risk of failure due to defects of these individual components. In the case of hydraulic leaks, the environment can be polluted by escaping hydraulic oil. The maintenance requirements and the maintenance costs as well as the total costs over the lifetime of the aircraft conveying system are high. The production of the aircraft conveyor system is complicated and expensive. Due to the large dimensions of the known aircraft conveying system, sufficient space, which is usually very limited on board a ship, must be kept ready. Furthermore, the known aircraft conveyor system has a considerable mass. Finally, it always takes some time until desired changes in the position or movement of the winches are implemented by means of the hydraulics.
  • the invention has for its object to provide a device and a method for moving an aircraft on board a ship, which can be operated more cost-effective and faster response.
  • the winches rotatably mounted drums for winding the traction cables have, according to the invention provided that the winches have electric motors for driving the drums.
  • the invention provides that the drums are driven by means of electric motors of the winches. The inventive method is carried out in particular with the device according to the invention.
  • the device with the electric motor can be manufactured inexpensively and has low maintenance costs thanks to low maintenance requirements. Compared to a hydraulic drive, the weight is reduced by approx. 40% to 50%. In addition, the drive with the electric motor comparatively smaller dimensions than a hydraulic drive. Since a hydraulic system for moving the aircraft on board the ship is thus unnecessary, no hydraulic fluid can escape and pollute the environment. The comparatively few components of the electric motor lead to an overall reduced risk of failure of the device according to the invention. In addition, the device with the electric motor has comparatively small dimensions. A decisive advantage of the invention compared with the known aircraft conveying system is also that comparatively faster can also be automatically reacted to conditions that could affect the stability of the aircraft to be displaced.
  • the electric motors are in particular servomotors.
  • the servo motor in combination with a servo drive forms a rotary servo drive.
  • the servo motor is an electric motor operated in a closed loop.
  • the measuring device is, for example, a rotary encoder, in particular a resolver, an incremental encoder or an absolute encoder.
  • an actual speed and an actual position of the servomotor can be determined and by a regulation below in the case of a detected deviation from a desired speed or a desired position, the actual speed to the desired speed or Actual position to target Able to be returned. Thanks to the servomotors, the tensile forces on the laid ends of the hauling cables or the lengths of the laid-out ends of the hauling cables can be changed very quickly.
  • the device according to the invention particularly preferably has at least one control unit which is designed to calculate motor control data for controlling the electric motors.
  • at least one control unit is provided for this purpose.
  • the electric motors are preferably preceded by at least one power control device which controls the servomotors in dependence on the motor control data.
  • the control unit is connected upstream of the power control device.
  • the control unit provides a force and speed control for the winches, the tension with which the laid-out end of at least one of the traction cables is tensioned to the aircraft, and the speed with which the designed end of at least one another of the pull ropes is moved, each to hold in a desired range.
  • the control unit for calculating the engine control data in dependence on engine data of the electric motors is formed, these engine data are such that conclusions can be drawn from these engine data on tensile forces on the traction cables and inference to the speeds of movement of the laid ends of the traction cables.
  • the engine data are in particular the engine temperature and / or the engine speed and / or the current consumption of the electric motor. These engine data are at least partially determined by means of at least one sensor and evaluated by the control unit.
  • the control unit comprises a programmable logic controller (PLC). Thanks to the PLC technology, a particularly responsive force and speed control of the winches is possible.
  • PLC programmable logic controller
  • the control unit is preferably for calculating the position of the aircraft from the Lengths of the laid ends of the tension cables are formed. Considering the position of the aircraft, the control unit calculates, for example, how the lengths of the individual laid ends of the traction cables must be mutually dependent to move the aircraft along a predetermined path and thereby the speed of movement or tension of the respective traction cable in the respective to keep predetermined area.
  • the electric motors have magnetic brakes for braking the drums.
  • the control unit compares the power consumption of the electric motors with a limit value and activates at least one of the magnetic brakes provided for braking the drums, in response to a power consumption of at least one of the electric motors determined to be above the limit.
  • the control unit is designed accordingly.
  • the electric motors in particular in the form of servomotors, can fix the winches under tensile loads on the tension cables even without the use of the magnetic brakes. However, this succeeds only up to a limit of the tensile load. Thanks to the magnetic brakes, the winches also remain fixed at a tensile load that is above the limit value and can remain fixed for longer periods.
  • control unit calculates the engine control data in response to input parameters that are not changed during the staggering of the aircraft, wherein the respective input parameter for the calculation of the engine control data in response to control commands generated and / or retrieved from a data memory of the control unit, and wherein the input parameters comprise several or all of the following parameters: a) mass of the aircraft;
  • the control unit is designed to calculate the engine control data.
  • the location of Switzerlandseilanschlagsconce is usually given by pulleys for the traction ropes on board the ship. While the ends of the traction cables are attached to the helicopter, the traction cable attachment points are the fixed points aboard the vessel at which the laid ends of the traction cables are guided on the opposite side of the free ends of the aircraft.
  • the control unit particularly preferably calculates the engine control data as a function of parameters which can be varied during the movement of the aircraft.
  • the control unit is designed to calculate the engine control data in accordance with these variable parameters. As a result, the control unit can take into account conditions that can influence the stability of the aircraft.
  • the control unit calculates variable parameters as a function of ascertained variable parameters and calculates the engine control data as a function of these predicted variable parameters.
  • the control unit according to the invention is designed according to the prediction of the variable parameters and for the calculation of the engine control data in dependence thereon.
  • the control unit detects, for example, a pitching or tilting movement of the ship or the impact of waves on the ship and calculated from the determined history of these events corresponding future events, so for example, the position of the ship with respect to the longitudinal axis or transverse axis of the ship or the arrival of a wave crest ahead.
  • variable parameters preferably comprise a plurality of environmental parameters which are respectively determined for the calculation of the engine control data by means of at least one sensor associated with at least the respective environmental parameter and can be determined thanks to the corresponding design of the control unit and of the sensor associated with the environmental parameter.
  • variable parameters include several or all of the following environmental parameters: a) ship's leaning with respect to the ship's longitudinal axis of the ship, in particular determined by means of at least one associated roll-direction inclination sensor; b) ship's banking relative to the ship's transverse axis of the ship, in particular determined by means of at least one associated pitch direction inclination sensor; c) accelerating a Roil movement of the ship about the ship's longitudinal axis, in particular determined by means of at least one associated roll-direction inclination sensor; d) acceleration of a pitching motion of the ship about the transverse axis of the ship, in particular determined by means of at least one associated pitch direction inclination sensor; e) wind direction with respect to the ship, in particular determined by means of at least one wind direction gauge; f) wind speed with respect to the ship, in particular determined by means of at least one anemometer; g) air temperature, in particular determined by means of at least one thermometer.
  • variable parameters comprise several or all of the following motor data of the electric motors: a) engine temperature;
  • control unit is capable of the designed
  • the control unit is thus preferably designed for determining the wind data from engine data of the electric motors.
  • the wind data are associated with: a) lengths of the laid ends of the traction cables, in particular determined from counted engine rotations and / or b) tensile forces on the laid ends of the traction cables.
  • the control unit estimates the stability of the aircraft in response to a plurality or all of the variable parameters and calculates the engine control data for stability maintain. In doing so, the control unit compares the variable parameters with limits and turns off the winches in response to a variable parameter determined to be above a threshold.
  • the control unit is designed accordingly for estimating the stability and thereby for calculating the engine control data and for switching off the winches.
  • the control unit for calculating the engine control data in response to control commands is formed and connected to receive the control commands to a manual control transmitter and / or with a touch panel and / or with a safety switch.
  • the control unit accordingly receives control commands from the manual control transmitter and / or from the touch panel and / or from the safety switch.
  • the hand control transmitter which is also referred to as a joystick, allows intuitive operation for moving the aircraft, wherein the control unit directly a desired direction of movement and preferably also calculates a desired speed in this direction of movement for the aircraft and the winches via the power control device controls such that actually sets this desired movement of the aircraft.
  • the safety switch has the function of an emergency switch to stop the winches and fix the aircraft.
  • the safety switch is preferably located away from the manual control transmitter and off the touch panel on the landing deck, where it is located there by a person who monitors the displacement of the aircraft in the
  • the touchpad is designed to generate control commands, according to which input parameters are generated.
  • the touchpad in combination with the control unit is adapted to select a type of aircraft to which the associated input parameters are stored and retrieved after selection from the memory and provided to the control unit for further calculations.
  • the touchpad is designed as a screen touchpad on which several or all of the following information is visually displayed: a) position of the aircraft on the landing deck and in the hangar aboard the ship; b) the selected input parameters or a type of aircraft associated with these input parameters; c) environmental parameters; d) rope forces on the tension cables; e) Warning messages.
  • the control unit is equipped with an automatic control of the displacement of the aircraft on board the ship from a start position to a predetermined target position fully automatic. Thanks to the automatic transmission, manual control by means of the manual control transmitter is possible during the movement of the aircraft. device dispensable.
  • the control unit is designed so that the automatically controlled by the displacement of the aircraft can be influenced, for example, in terms of the speed of displacement by means of the manual control.
  • the control unit switches from the automatic to the controller by means of the manual control transmitter when it receives control commands from the manual control transmitter.
  • the winches on board the ship preferably comprise at least one hangar winch, by means of which the aircraft can be pulled into the hangar aboard the ship.
  • the hangar winch pulls the aircraft by means of a hangar pull rope from a takeoff position on a landing deck to a designated target position in the hangar aboard the ship.
  • the winches preferably include at least a pair of deck winches which stabilize the aircraft by means of deck pull ropes as they pull into the hangar.
  • the deck traction ropes thereby maintain a counter-pull against the train of the hangar traction cable.
  • the aircraft can be pulled out of the hangar on the landing deck by means of the deck winches.
  • the hangar winch with the hangar pull rope ensures stabilization of the aircraft against the direction of movement of the aircraft.
  • the pair of deck winches particularly preferably comprises a port winch and a starboard winch, ie winches on both sides of the landing deck, so that a train and a return train are provided across the longitudinal axis of the ship by means of the deck pull cords.
  • the port winch and starboard winch stabilize the aircraft against inadvertent lateral displacement of the aircraft transversely to the direction of pull of the hangar pull rope.
  • exactly one pair of deck winches is provided.
  • two pairs or more than two pairs of deck winches are provided.
  • Figure 1 an attached to ropes aircraft on board a ship with parts of a device according to the invention for moving the aircraft by means of the traction cables according to an embodiment of the invention in a perspective view;
  • Figure 2 is a schematic representation of parts of the device according to the invention for moving the aircraft of the embodiment of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a flowchart for illustrating parts of the method according to the invention for moving the aircraft according to an embodiment of the invention.
  • Figure 4 an attached to ropes aircraft on board a ship with parts of a device according to the invention for moving the aircraft by means of the tension cables according to an embodiment of Figure 1 alternative embodiment of the invention in a sectional view from above.
  • Figure 1 shows an aircraft 1 in the form of a helicopter, which with folded after landing rotor blades on a landing deck 2 of a ship is parked and transferred aboard the ship, namely to be pulled into a hangar 3 aboard the ship.
  • the aircraft 1 is usually secured by means of a harpoon system on the landing deck 2, wherein a so-called harpoon is held in a so-called landing grid.
  • the hangar door of the hangar 3 is opened or ensured that the hangar door is open.
  • the hangar door is opened, whereas a second hangar door of a second hangar 3a is shown closed.
  • the electrical parts of the device according to the invention are turned on and released by means of a key switch by means of a main switch.
  • the aircraft 1 is initially secured in addition to the harpoon system on board the ship by means of a plurality of traction ropes, namely a hangar traction cable 4, a port-side deck traction cable 5 and a starboard deck traction cable 6.
  • a hangar traction cable 4 For this purpose, one end of the hangar pull cable 4 is laid out from a rope stop point located in the hangar 3 to the aircraft 1 and fastened to the nose landing gear of the aircraft 1 with the aid of a cable fastening device.
  • the deck traction ropes 5 and 6 are designed accordingly starting from Seilan Farbsfrac 7 and 8 on the landing deck 2 to the aircraft 1 and there fastened by means of a Seilbefest Trents- equipments port side or starboard side on the main landing gear of the aircraft.
  • the laid ends of the traction cables 4, 5 and 6 are tensioned by the device according to the invention before the aircraft 1 is finally handed over to the device according to the invention by releasing the harpoon from the landing grid and after releasing the nose wheel steering lock on the aircraft 1.
  • the displacement of the aircraft 1 is carried out according to the invention by means of electric motor driven winches, namely a hangar winch 4 associated hangar winch, a port side of the hauling rope 5 associated port deck winch 9 and a starboard side deck traction cable 6 associated starboard deck -Wind 10.
  • the port-side deck winch 9 has a drum 11 on which the port-side deck pull rope 5 is partially wound.
  • the starboard deck winch 10 has a drum 12 on which the starboard deck pull rope 6 is partially wound.
  • the winch 9 is driven by an electric motor 13 and the winch 10 by an electric motor 14.
  • the hangar hoist located in the hangar 3 is formed according to the deck winches 9 and 10 and has a drum for winding the hangar pull rope and is also driven by means of an electric motor.
  • the electric motors 13, 14 of the deck winches 9 and 10 and the electric motor of the hangar winch are designed as servomotors.
  • FIG. 2 schematically shows the construction according to the invention of parts of the device according to the invention for displacing an aircraft 1, including the interconnection of the parts with one another.
  • the reference numeral 15 denotes a control unit which is designed to calculate motor control data 16.
  • the control unit 15 provides the engine control data 16 of a power control device 17 for the control of the electric motors 13 and 14 of the deck winches 9 and 10 and for the control of already mentioned in the description of Figure 1 but not yet designated electric motor 18 of the hangar also not yet designated -Wind 19 ready.
  • the power device 17 controls the electric motors 13, 14 and 18 with the currents required for the respective power, dimensioned according to the motor control data 16, which may also be currents or signals.
  • This power supply of the power control device 17 is illustrated by an arrow 20.
  • the electric motors 13, 14, 18 are individually controlled.
  • the electric motor 18 of the hangar winch 19 is thus controlled by the Control unit 15, the already named and now for the first time designated by the reference numeral 21 drum of the hangar winch 19 is rotated.
  • the electric motor 18 has an angle sensor 22 and a magnetic brake 23, the electric motor 13 has an angle sensor 24 and a magnetic brake 25.
  • the electric motor 14 has an angle transmitter 26 and a magnetic brake 27.
  • the angle encoders 22, 24 and 26 may each be referred to as a rotor position measuring device or rotary encoder and are, for example, each a resolver, an incremental encoder or an absolute encoder. Measured values of the angle encoders 22, 24 and 26 as well as measured values of temperature sensors (not shown) for detecting the respective engine temperature are transmitted in engine data 28 to the control unit 15.
  • the control unit 15 carries out a position regulation and / or torque regulation and / or speed regulation with the measured values of the angle encoders 22, 24 and 26 in the motor data 28.
  • performance data of the power control device 17, which are transmitted to the control unit 15 in further motor data 29, are taken into account for this control.
  • a power control device 17 here is a unit for all winches 9, 10 and 19 is provided.
  • individual electric motors 13, 14 and 18 or each of the electric motors 13, 14 and 18 are each preceded by their own power control device.
  • the magnetic brakes 23, 25 and 27 are controlled via connections, not shown, preferably directly from the control unit 15 or alternatively via the power control device 17 or not shown another power control device.
  • the electric motors 13, 14 and 18 are collectively also denoted by the reference numeral 30 and the deck winches 9 and 10 in summary by the reference numeral 31.
  • the control unit 15 has a programmable logic controller 32 (PLC). Thanks to the use of modern SPS technology, a fast reaction to forces and speed control of the winches 9, 10 and 19 is ensured by means of the control unit 15.
  • PLC programmable logic controller
  • control unit 15 has a data memory 33 for temporarily storing various signals and data supplied to the control unit 15 and parameters calculated therefrom.
  • the control unit 15 receives sensor data 34 in the form of data or signals from sensors 35.
  • the sensors 35 include a roll direction tilt sensor 36, a pitch direction tilt sensor 37, a wind direction meter 38 Anemometer 39 and a thermometer 40.
  • the tilt sensors 36 and 37 the position of the ship in the water and the change of this position is detected.
  • the thermometer 40 measures the temperature of the air in the area of the ship.
  • the control unit 15 is designed such that environmental parameters determined from the sensor data 34 are stored at least partially and at least temporarily in the data memory 33 and used for the precalculation of environmental parameters, that is to say a kind of estimate for the future. This estimation is taken into account in the calculation of the engine control data 16 so that, for example, the rotational speed of the winches 9, 10 and 19 is reduced or the tension on the tension cables 4, 5 and 6 is increased or the engagement of the magnetic brakes 23, 25 and 27 is initiated a strong banking angle of the ship, which is above a limit, is expected.
  • the control unit 15 calculates the stability of the aircraft 1 in the determined and / or in the predicted environmental parameters 34 and preferably in dependence of other available data, for example the Motor data 28 and 29. When the winches 9, 10 and 19 are switched off, an alarm message is additionally output.
  • the output of the alarm message is optically on a touch panel 41 and / or audible.
  • the touch panel 41 which is designed as a touch panel 41, the position of the aircraft 1 is also displayed on board the ship.
  • individual or all of the parameters, data and / or signals present on the control unit 15 are displayed on the touch screen 41 or can be retrieved and displayed therefrom.
  • the data for the display are transmitted from the control unit 15, represented by an arrow 42, to the touch screen 41.
  • the screen touch panel 41 is used to control the control unit 15, in particular control commands 43, which may also be input parameters, are transmitted to the control unit 15.
  • the control commands 43 include, for example, a type of the aircraft 1 or data associated with this data such as the mass, the center of gravity and / or the chassis configuration of the aircraft 1. Furthermore, the preferably stored in the data memory 33 location or selection of the cable stop points 7 and 8 by means of Screen touch panel 41 are changed, for example, if a different number of winds to be used or other winches are to be used. The adjustment of the permissible cable force is possible by means of the touch screen 41.
  • a manual control transmitter 44 is provided, are transmitted from which control commands 45, which represent a kind of request signal for the desired movement of the aircraft 1 to the control unit 15.
  • the touch panel 41, the manual control transmitter 44 and the control unit 15 are together in a control console 46, which may also be called cabinet, arranged.
  • the power control device 17 may additionally be integrated in the control console 46.
  • the displacement of the aircraft 1 is usually monitored in addition by a person in the vicinity of the aircraft 1.
  • a safety switch 47 is provided which is connected, for example, to the control unit 15 via a sufficiently long cable and can therefore be carried by said person.
  • the control command 48 generated by the safety switch 47 is an abort signal received from the control unit 15. All input parameters generated from the control signals 43, 45 and 48 are taken into account by the control unit 15 in the calculation of the engine control data 16.
  • FIG. 3 illustrates the calculation of the engine control data by the control unit 15.
  • control commands 45 are generated and provided to the control unit 15.
  • the control unit 15 then calculates with these control commands 45 as input parameter motor control data 16, which it provides the power control device 17 for controlling the electric motors 13, 14 and 18.
  • the control unit 15 first calculates input control data for the electric motors 13 and 14 in a step 49 and for the electric motor 18 in a step 50. From the input control data for the electric motor 18 of the hangar winch calculated in step 50 19, a target speed 51 for the hangar traction cable 4 is calculated.
  • the control unit 15 calculates a setpoint torque for the deck traction cables 5 and 6, so that when the aircraft 1 is displaced a sufficiently high countertraction is built.
  • the setpoint speed 51 and the setpoint torque 52 are converted into the engine control data 16 with the engine data 28 and 29 in such a way that an actual speed of the hangar traction cable 4 sets according to the setpoint speed and that an actual torque of the Deck pull cables 5 and 6 sets according to the target torque. So there is a regulation.
  • various influences are taken into account.
  • the ship slopes 53 and 54 are environmental influences, from which environmental parameters are determined via the sensor data 34 by means of the control unit 15.
  • Another environmental factor that is taken into account is the wind in a step 55. In particular, the wind direction with respect to the ship and the wind speed with respect to the ship are included in the calculation in the control unit 15.
  • aircraft data 56 for the calculation of the setpoint speed 51 and the setpoint torque 52 and thus the engine control data 16 aircraft data 56, ie the aircraft 1 associated input parameters such as the mass, the center of gravity and the chassis configuration of the aircraft 1 are taken into account. Furthermore, the position of the aircraft 1 is calculated from engine data and wind data. This position 57 is also taken into account in the calculation of the setpoint speed 51 and the setpoint torque 52. For the calculation of the position 57 of the aircraft, the position of the cable stop points 7 and 8 and, preferably, also the aircraft data 56 are taken into account as input parameters.
  • the aircraft position 58 in the area of the hangar 3 is additionally taken into account. For example, the speed when moving the aircraft 1 can thus be slowed down when the aircraft 1 is in the area of the hangar 3. Finally, it is taken into account in the cruise control for the hangar traction cable 4 that the torque at the electric motor 18 of the hangar winch 19 does not become too great. For a torque limitation 59, therefore, at least temporarily the setpoint Speed 51 can be reduced. Conversely, while pulling the aircraft 1 in the hangar 3 for the deck winches 9 and 10, although a torque control.
  • control unit 15 takes into account by means of a lateral speed limit 60 that the speed of the aircraft 1 in a component of motion perpendicular and laterally to the pulling direction of the hangar pull cable 4 does not become too great, ie remains below a defined limit value.
  • one or more of the parameters entering into the calculation can not be taken into account. Additionally or alternatively, further parameters not mentioned here, for example other environmental parameters for the calculation of the engine control data 16, may be taken into account.
  • FIG. 4 shows an aircraft on board a ship with parts of the device according to the invention in accordance with an exemplary embodiment of the invention which is an alternative to the exemplary embodiment according to FIG.
  • Parts of the device which are identical to the parts shown in FIGS. 1 to 3 or correspond to the parts shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals.
  • the deck winches 9 and 10 or 31 are arranged below the landing deck 2.
  • the port-side deck winch 9 is not arranged as in the embodiment of Figure 1 at the port side stop point 7, but on the port side in the hangars 3 and 3a.
  • the starboard deck winch 10 is correspondingly not arranged in the area of the starboard-side attachment point 8 as in FIG. 1, but in the area of the hangars 3 and 3a on the starboard side.
  • the deck traction cables 5 and 6 are substantially vertical from the respective drum 11 or 12 to a deflection roller on the landing deck 2 guided and designed from there to the port-side cable stop point 7 and the starboard rope attachment point 8.
  • the rope attachment points 7 and 8 are formed as guide rollers, of which the respective deck-traction cable 5 and 6 designed and tensioned to the aircraft 1.
  • the aircraft 1 is here designed as a helicopter, which has its main landing gear in the front area, so that the laid ends of the deck traction cables 5 and 6 are fixed in a central region at the rear of the aircraft 1.
  • the hangar traction cable 4 is in the area of the aircraft 1, in particular proceedingsspitt by means of said Seilbefest Trentprogramms, in two parts, which are mounted on the port side or starboard side of the main landing gear of the aircraft.
  • the hangar traction cable 4 is guided on the landing deck 2 and within the hangar 3 up to a hangar side rope stop 61 in the form of a pulley, from where it is substantially horizontal to a centrally located between the hangars 3 and 3a pivotable roller 62 and from there in Is guided substantially vertically to the hangar winch 9.
  • the pivotable roller 62 allows an alternative guidance of the hangar pull rope 4 to a located on the rear wall of the hangar 3a hangar alleviaten rope stop 6 a, if the aircraft 1 should not be drawn into the hangar 3, but in hangar 3a.
  • the hangar winch 19 can of course also be arranged below the landing deck 2 like the deck winches 31.
  • deflecting rollers 63 and 64 and 63a and 64a are arranged to counteract any contact of the hangar pull cable 4 with the side walls of the hangars 3 and 3a.
  • the control console 46 is arranged with the touch panel 41 and the hand control transmitter 44 together with the power control device 17.
  • the power control device 17 for the power supply of at least the electric motor 18 of the hangar winch 19 is arranged in a preferred alternative to the representation of Figure 4 in the region of this hangar winch 19 and may alternatively be arranged at least one other suitable location on board the ship.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Versetzen eines Fluggerätes (1), insbesondere eines Helikopters, an Bord eines Schiffes mittels wenigstens drei Zugseilen (4, 5, 6). Zum Fluggerät (1) ausgelegte Enden der Zugseile (4, 5, 6) werden mittels wenigstens drei jeweils einem der Zugseile (4, 5, 6) zugeordneten Winden (9, 10, 19) gespannt. Die Winden (9, 10, 19) weisen drehbar gelagerte Trommeln (11, 12, 21) zum Wickeln der Zugseile (4, 5, 6) und Elektromotoren (13, 14, 18), insbesondere Servomotoren, zum Antrieb der Trommeln (11, 12, 21) auf. Dadurch ist eine kostengünstige und reaktionsschnell zu betreibende Alternative zu herkömmlichen Einrichtungen mit hydraulischen Systemen zum Versetzen von Fluggeräten (1) geschaffen.

Description

Einrichtung und Verfahren zum Versetzen eines Fluggerätes, insbesondere eines Helikopters, an Bord eines Schiffes
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung sowie ein Verfahren zum Versetzen eines Fluggerätes, insbesondere eines Helikopters, an Bord eines Schiffes mittels wenigstens drei Zugseilen. Damit kann ein Fluggerät, das auf einem Landedeck des Schiffes gelandet ist, in einen ebenfalls an Bord des Schiffes befindlichen Hangar gezogen werden. Umgekehrt ist es möglich, das Fluggerät mit den Zugseilen aus dem Hangar heraus auf das Landedeck zu ziehen. Die drei Zugseile weisen zueinander unterschiedliche Zugrichtungen auf, so dass zu jedem Zug in der jeweiligen Zugrichtung auch ein Gegenzug mit zumindest einer Komponente entgegen der Zugrichtung aufgebaut wird. Ferner wird ein Zug und ein Gegenzug seitlich zur Zugrichtung aufgebaut. Das Fluggerät wird dadurch beim Versetzen stabilisiert.
Die wenigstens drei Zugseile sind auf drehbar gelagerten Trommeln von wenigstens drei Winden gewickelt. Jede Winde ist dabei jeweils einem der Zugseile zugeordnet. Enden der Zugseile werden zum Fluggerät ausgelegt, am Fluggerät befestigt und mittels der Winden gespannt.
Eine derartige Einrichtung in Form eines Flugzeugfördersystems zur Steuerung der Bewegung von Flugzeugen an Bord von Schiffen ist aus der europäischen Patentschrift EP 0 047 638 B1 bekannt. Bei diesem Flugzeugfördersystem werden die Winden hydraulisch angetrieben. Das
BESTÄTIGUNGSKOPIE hydraulisch angetriebene Flugzeugfördersystem weist eine hohe Komplexität mit einer Vielzahl von Einzelkomponenten auf. Dadurch ergibt sich ein hohes Ausfallrisiko durch Defekte dieser Einzelkomponenten. Im Fall von Hydraulikleckagen kann die Umwelt durch austretendes Hydrauliköls belastet werden. Die Wartungsanforderungen und die Wartungskosten sowie insgesamt die Kosten über die Lebensdauer des Flugzeugfördersystems sind hoch. Auch die Herstellung des Flugzeugfördersystems ist aufwendig und teuer. Aufgrund der großen Abmessungen des bekannten Flugzeugfördersystems muss ausreichend Platz, der an Bord eines Schiffes in der Regel sehr begrenzt ist, bereit gehalten werden. Ferner weist das bekannte Flugzeugfördersystem eine beträchtliche Masse auf. Schließlich dauert es immer eine gewisse Zeit, bis gewünschte Änderungen der Position oder der Bewegung der Winden mittels der Hydraulik umgesetzt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Versetzen eines Fluggerätes an Bord eines Schiffes bereitzustellen, welches kostengünstiger und reaktionsschneller betrieben werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Einrichtung nach dem Patentanspruch 1 und mit einem Verfahren nach dem Patentanspruch 16. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer Einrichtung zum Versetzen eines Fluggerätes, insbesondere eines Helikopters, an Bord eines Schiffes mittels wenigstens drei Zugseilen, mit wenigstens drei jeweils einem der Zugseile zugeordneten Winden zum Spannen von zum Fluggerät ausgelegten Enden der Zugseile, wobei die Winden drehbar gelagerte Trommeln zum Wickeln der Zugseile aufweisen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Winden Elektromotoren zum Antrieb der Trommeln aufweisen. Bei einem Verfahren zum Bewegen eines Fluggerätes an Bord eines Schiffes mittels wenigstens drei Zugseilen, wobei die Zugseile jeweils mittels einer drehbar gelagerten Trommel einer dem jeweiligen Zugseil zugeordneten Winde gewickelt werden und wobei Enden der Zugseile zum Fluggerät ausgelegt und mittels der Winden gespannt werden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Trommeln mittels Elektromotoren der Winden angetrieben werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere mit der erfindungsgemäßen Einrichtung durchgeführt.
Die Einrichtung mit dem Elektromotor kann kostengünstig hergestellt werden und hat dank geringer Wartungsanforderungen geringe Wartungskosten. Im Vergleich zu einem Hydraulikantrieb ergibt sich eine Gewichtsreduzierung um ca. 40 % bis 50 %. Darüber hinaus weist der Antrieb mit dem Elektromotor vergleichsweise kleinere Abmessungen als ein Hydraulikantrieb auf. Da ein hydraulisches System für das Bewegen des Fluggerätes an Bord des Schiffes somit entbehrlich ist, kann keine Hydraulikflüssigkeit austreten und die Umwelt belasten. Die vergleichsweise wenigen Bauteile des Elektromotors führen zu einem insgesamt verminderten Ausfallrisiko der erfindungsgemäßen Einrichtung. Darüber hinaus weist die Einrichtung mit dem Elektromotor vergleichsweise geringe Abmessungen auf. Ein entscheidender Vorteil der Erfindung gegenüber dem bekannten Flugzeugfördersystem ist zudem, dass vergleichsweise schneller auch automatisch auf Zustände reagiert werden kann, welche die Stabilität des zu versetzenden Fluggerätes beeinträchtigen könnten.
Die Elektromotoren sind insbesondere Servomotoren. Der Servomotor bildet in Kombination mit einem Servoregler einen rotativen Servoantrieb. Der Servomotor ist ein Elektromotor, der in einem geschlossenen Regelkreis betrieben wird. Für die Regelung ist der Servomotor mit einer Messeinrichtung, insbesondere in Form eines Winkelgebers, versehen. Die Messeinrichtung ist beispielsweise ein Drehgeber, insbesondere ein Resolver, ein Inkrementalgeber oder ein Absolutwertgeber. Mittels der Messeinrichtung oder des Winkelgebers kann eine Ist-Geschwindigkeit und eine Ist-Lage des Servomotors ermittelt und durch eine Regelung nachfolgend im Falle einer erkannten Abweichung von einer Soll-Geschwindigkeit oder einer Soll-Lage die Ist-Geschwindigkeit zur Soll-Geschwindigkeit bzw. die Ist-Lage zur Soll- Lage zurückgeführt werden. Dank der Servomotoren können sehr reaktionsschnell die Zugkräfte an den ausgelegten Enden der Zugseile oder die Längen der ausgelegten Enden der Zugseile geändert werden.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist besonders bevorzugt wenigstens eine Steuereinheit auf, die zur Berechnung von Motorsteuerungsdaten für die Ansteuerung der Elektromotoren ausgebildet ist. Insbesondere ist genau eine Steuereinheit hierfür vorgesehen. Den Elektromotoren ist vorzugsweise wenigstens eine Leistungssteuervorrichtung vorgeschaltet, welche die Servomotoren in Abhängigkeit von den Motorsteuerungsdaten ansteuert. Die Steuereinheit ist der Leistungssteuervorrichtung vorgeschaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt die Steuereinheit eine Kräfte- und Geschwindigkeitsregelung für die Winden bereit, um die Spannkraft, mit der das ausgelegte Ende von zumindest einem der Zugseile zum Fluggerät gespannt ist, und die Geschwindigkeit, mit der das ausgelegte Ende von zumindest einem anderen der Zugseile bewegt wird, jeweils in einem gewünschten Bereich zu halten. Dabei ist die Steuereinheit zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von Motordaten der Elektromotoren ausgebildet, wobei diese Motordaten derart beschaffen sind, dass aus diesen Motordaten Rückschluss auf Zugkräften an den Zugseilen und Rückschluss auf die Bewegungsgeschwindigkeiten der ausgelegten Enden der Zugseile gezogen werden kann. Die Motordaten sind insbesondere die Motortemperatur und/oder die Motordrehzahl und/oder die Stromaufnahme des Elektromotors. Diese Motordaten werden zumindest teilweise mittels wenigstens eines Sensors ermittelt und von der Steuereinheit ausgewertet.
Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Dank der SPS-Technik ist eine besonders reaktionsschnelle Kräfte- und Geschwindigkeitsregelung der Winden möglich. Die Steuereinheit ist vorzugsweise zur Berechnung der Position des Fluggerätes aus den Längen der ausgelegten Enden der Zugseile ausgebildet. Unter Berücksichtigung der Position des Fluggerätes berechnet die Steuereinheit beispielsweise, wie die Längen der einzelnen ausgelegten Enden der Zugseile in gegenseitiger Abhängigkeit verändert werden müssen, um das Fluggerät auf einem vorgegebenen Pfad entlang zu bewegen und dabei die Bewegungsgeschwindigkeit oder die Spannung des jeweiligen Zugseiles in dem jeweils vorgegebenen Bereich zu halten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Elektromotoren Magnetbremsen zum Bremsen der Trommeln auf. Die Steuereinheit vergleicht verfahrensgemäß die Leistungsaufnahme der Elektromotoren mit einem Grenzwert und aktiviert in Erwiderung auf eine, als über dem Grenzwert liegend, ermittelte Leistungsaufnahme von zumindest einem der Elektromotoren zumindest eine der zum Bremsen der Trommeln vorgesehene Magnetbremse. Die Steuereinheit ist entsprechend hierzu ausgebildet. Kurzzeitig können die Elektromotoren, insbesondere in der Ausbildung als Servomotoren, zwar auch ohne Einsatz der Magnetbremsen die Winden bei Zugbelastungen an den Zugseilen festsetzen. Dies gelingt jedoch lediglich bis zu einem Grenzwert der Zugbelastung. Dank der Magnetbremsen bleiben die Winden auch bei einer über dem Grenzwert liegenden Zugbelastung festgesetzt und können auch längerfristig festgesetzt bleiben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform berechnet die Steuereinheit die Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von Eingangsparametern, die während des Versetzens des Fluggerätes nicht verändert werden, wobei der jeweilige Eingangsparameter für die Berechnung der Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von Steuerbefehlen generiert und/oder aus einem Datenspeicher der Steuereinheit abgerufen wird und wobei die Eingangsparameter mehrere oder alle der folgenden Parameter umfassen: a) Masse des Fluggerätes;
b) Schwerpunkt des Fluggerätes; c) Fahrwerkskonfiguration des Fluggerätes;
d) Lage der Zugseilanschlagspunkte an Bord des Schiffes.
Die Steuereinheit ist entsprechend zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten ausgebildet. Die Lage der Zugseilanschlagspunkte ist in der Regel durch Umlenkrollen für die Zugseile an Bord des Schiffes gegeben. Während die Enden der Zugseile am Helikopter befestigt sind, sind die Zugseilanschlagspunkte die festen Punkte an Bord des Schiffes, an denen die ausgelegten Enden der Zugseile auf der dem Fluggerät gegenüberliegenden Seite der freien Enden geführt sind.
Dank der Berücksichtigung der Eingangsparameter erfolgt eine Berechnung der Position des Fluggerätes, der Wickelgeschwindigkeiten der Zugseile auf den Winden und einer Einstellung der notwendigen Zugseilhaltekräfte angepasst an das jeweilige Fluggerät.
Die Steuereinheit berechnet besonders bevorzugt die Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von während des Bewegens des Fluggerätes veränderlichen Parametern. Die Steuereinheit ist entsprechend zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von diesen veränderlichen Parametern ausgebildet. Dadurch kann die Steuereinheit Gegebenheiten berücksichtigen, die Einfluss auf die Standfestigkeit des Fluggerätes haben können.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung berechnet die Steuereinheit veränderliche Parameter in Abhängigkeit von ermittelten veränderlichen Parametern voraus und berechnet die Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von diesen vorausberechneten veränderlichen Parametern. Die erfindungsgemäße Steuereinheit ist gemäß dieser Weiterbildung entsprechend zur Vorausberechnung der veränderlichen Parameter und zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit davon ausgebildet. Insbesondere erkennt die Steuereinheit beispielsweise eine Nick- oder Kippbewegung des Schiffes oder das Aufschlagen von Wellen auf das Schiff und berechnet aus der ermittelten Historie dieser Ereignisse entsprechende zukünftige Ereignisse, also beispielsweise die Lage des Schiffes in Bezug auf die Längsachse oder Querachse des Schiffes oder das Eintreffen eines Wellenberges voraus.
Die veränderlichen Parameter umfassen vorzugsweise mehrere Umweltparameter, die jeweils für die Berechnung der Motorsteuerungsdaten mittels wenigstens einem zumindest dem jeweiligen Umweltparameter zugeordneten Sensor ermittelt werden und dank der entsprechenden Ausbildung der Steuereinheit und des dem Umweltparameter zugeordneten Sensors ermittelbar sind. Vorzugsweise umfassen die veränderlichen Parameter dabei mehrere oder alle der folgenden Umweltparameter: a) Schiffsschräglage gegenüber der Schiffslängsachse des Schiffes, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Roll- Richtung-Neigungssensors; b) Schiffsschräglage gegenüber der Schiffsquerachse des Schiffes, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Nick- Richtung-Neigungssensors; c) Beschleunigung einer Roil-Bewegung des Schiffes um die Schiffslängsachse, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Roll-Richtung-Neigungssensors; d) Beschleunigung einer Nick-Bewegung des Schiffes um die Schiffsquerachse, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Nick-Richtung-Neigungssensors; e) Windrichtung gegenüber dem Schiff, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines Windrichtungsmessers; f) Windgeschwindigkeit gegenüber dem Schiff, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines Anemometers; g) Lufttemperatur, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines Thermometers.
Alternativ oder zusätzlich umfassen die veränderlichen Parameter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mehrere oder alle der folgenden Motordaten der Elektromotoren: a) Motortemperatur;
b) Motordrehzahl;
c) Stromaufnahme. Aus diesen Motordaten ist die Steuereinheit in der Lage, die ausgelegten
Seillängen und die Seilkräfte an den Zugseilen zu berechnen. Sollten die Seilkräfte bestimmte Grenzwerte überschreiten, schaltet die Steuereinheit die Winden ab und gibt eine Alarmmeldung aus. Gegebenenfalls werden auch die Magnetbremsen aktiviert.
Die Steuereinheit ist somit bevorzugt zur Ermittlung der Windendaten aus Motordaten der Elektromotoren ausgebildet. Den Windendaten sind dabei zugeordnet: a) Längen der ausgelegten Enden der Zugseile, insbesondere ermittelt aus gezählten Motordrehungen und/oder b) Zugkräfte an den ausgelegten Enden der Zugseile. Vorzugsweise schätzt die Steuereinheit die Standsicherheit des Fluggerätes in Abhängigkeit von mehreren oder allen der veränderlichen Parameter ab und berechnet die Motorsteuerungsdaten, um diese Standsicherheit aufrechtzuerhalten. Dabei vergleicht die Steuereinheit die veränderlichen Parameter mit Grenzwerten und schaltet in Erwiderung auf einen als über einem Grenzwert liegend ermittelten variablen Parameter die Winden ab. Die Steuereinheit ist dabei entsprechend zur Abschätzung der Standsicherheit und dabei zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten und zur Abschaltung der Winden ausgebildet. Somit kann sehr effektiv kritischen Situationen, welche die Standsicherheit des Fluggerätes beeinträchtigen könnten, entgegengewirkt werden. Wenn kritische Situationen drohen, schalten gegebenenfalls die Winden ab, so dass das Fluggerät zumindest zeitweilig mit einer ausreichenden Spannung an den Zugseilen fixiert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten in Abhängigkeit von Steuerbefehlen ausgebildet und zum Empfang der Steuerbefehle mit einem Handsteuergeber und/oder mit einem Tastfeld und/oder mit einem Sicherheitsschalter verbunden. Die Steuereinheit empfängt entsprechend Steuerbefehle vom Handsteuergeber und/oder vom Tastfeld und/oder vom Sicherheitsschalter. Der Handsteuergeber, der auch als Joystick bezeichnet wird, ermöglicht eine intuitive Bedienung zur Bewegung des Fluggerätes, wobei die Steuereinheit unmittelbar eine gewünschte Bewegungsrichtung und vorzugsweise auch eine gewünschte Geschwindigkeit in dieser Bewegungsrichtung für das Fluggerät berechnet und die Winden über die Leistungssteuervorrichtung derart ansteuert, dass sich tatsächlich diese gewünschte Bewegung des Fluggerätes einstellt.
Der Sicherheitsschalter hat insbesondere die Funktion eines Notschalters, um die Winden zu stoppen und das Fluggerät festzusetzen. Hierzu ist der Sicherheitsschalter vorzugsweise abseits des Handsteuergebers und abseits des Tastfeldes auf dem Landedeck angeordnet, wo er von einer dort befindlichen Person, welche das Versetzen des Fluggerätes überwacht, im
Notfall bedient werden kann. Das Tastfeld ist zur Erzeugung von Steuerbefehlen ausgebildet, nach denen Eingangsparameter generiert werden. Besonders bevorzugt ist das Tastfeld in Kombination mit der Steuereinheit dazu ausgebildet, einen Typ des Fluggerätes auszuwählen, zu welchem die zugeordneten Eingangsparameter gespeichert und nach Auswahl aus dem Speicher abgerufen und der Steuereinheit für die weiteren Berechnungen bereitgestellt werden.
Bevorzugt ist das Tastfeld als Bildschirm-Tastfeld ausgebildet, auf dem mehrere oder alle der folgenden Informationen optisch dargestellt werden: a) Position des Fluggerätes auf dem Landedeck und im Hangar an Bord des Schiffes; b) die gewählten Eingangsparameter oder ein diesen Eingangsparametern zugeordneter Typ des Fluggerätes; c) Umweltparameter; d) Seilkräfte an den Zugseilen; e) Warnmeldungen.
Durch eine visualisierte Menüführung und die optische Darstellung von Parametern und/oder des Versetzens des Fluggerätes ist eine vereinfachte Bedienung und dadurch eine komfortable Steuerung des Versetzens des Fluggerätes an Bord des Schiffes möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit mit einer Automatik ausgerüstet, welche das Versetzen des Fluggerätes an Bord des Schiffes von einer Startposition zu einer vorgegebenen Zielposition vollautomatisch steuert. Dank der Automatik ist eine manuelle Steuerung mittels des Handsteuergebers während des Versetzens des Flug- gerätes entbehrlich. Nach einer Weiterbildung ist die Steuereinheit so ausgebildet, dass das von der Automatik gesteuerte Versetzen des Fluggerätes beispielsweise hinsichtlich der Geschwindigkeit des Versetzens mittels des Handsteuergebers beeinflusst werden kann. Alternativ oder zusätzlich schaltet die Steuereinheit von der Automatik auf die Steuerung mittels des Handsteuergebers um, wenn sie Steuerbefehle vom Handsteuergeber empfängt.
Die Winden an Bord des Schiffes umfassen vorzugsweise wenigstens eine Hangar-Winde, mittels welcher das Fluggerät in den Hangar an Bord des Schiffes gezogen werden kann. Insbesondere zieht die Hangar-Winde das Fluggerät mittels eines Hangar-Zugseiles von einer Startposition auf einem Landedeck in eine vorgesehene Zielposition im Hangar an Bord des Schiffes. Weiter umfassen die Winden vorzugsweise wenigstens ein Paar Deck- Winden, welche das Fluggerät mittels Deck-Zugseilen beim Ziehen in den Hangar stabilisieren. Die Deck-Zugseile halten dabei einen Gegenzug gegen den Zug des Hangar-Zugseiles aufrecht. Umgekehrt kann das Fluggerät mittels der Deck-Winden aus dem Hangar heraus auf das Landedeck gezogen werden. Dabei sorgt die Hangar-Winde mit dem Hangar-Zugseil für eine Stabilisierung des Fluggerätes entgegen der Bewegungsrichtung des Fluggerätes.
Das Paar Deck-Winden umfasst besonders bevorzugt eine Backbord-Winde und eine Steuerbord-Winde, also Winden beiderseits des Landedecks, so dass mittels der Deck-Zugseile ein Zug und ein Gegenzug quer zur Längsachse des Schiffes bereit gestellt wird. Die Backbord-Winde und die Steuerbord-Winde stabilisieren das Fluggerät gegen ein unbeabsichtigtes seitliches Versetzen des Fluggerätes quer zur Zugrichtung des Hangar- Zugseiles. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist genau ein Paar Deck-Winden vorgesehen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind zwei Paare oder mehr als zwei Paare Deck-Winden vorgesehen. Insbesondere dann, wenn der Weg, den das Fluggerät von seiner Startposition zu seiner Zielposition zurücklegen muss, lang im Vergleich zum Abstand der Deck-Winden zueinander ist, ist es vorteilhaft, mehr als ein Paar Deck-Winden vorzusehen, um die Stabilisierung des Fluggerätes quer zur Zugrichtung des Hangar-Zugseiles bei begrenzten Zugkräften an den Deck-Zugseilen sicherzustellen.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen und aus in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche nachfolgend beschrieben sind. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 : ein an Zugseilen befestigtes Fluggerät an Bord eines Schiffes mit Teilen einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Versetzen des Fluggerätes mittels der Zugseile gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung;
Figur 2: eine schematische Darstellung von Teilen der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Versetzen des Fluggerätes des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 ;
Figur 3: ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung von Teilen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Versetzen des Fluggerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Figur 4: ein an Zugseilen befestigtes Fluggerät an Bord eines Schiffes mit Teilen einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Versetzen des Fluggerätes mittels der Zugseile gemäß einem zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht von oben.
Figur 1 zeigt ein Fluggerät 1 in Form eines Helikopters, welches mit nach der Landung eingeklappten Rotorblättern auf einem Landedeck 2 eines Schiffes abgestellt ist und an Bord des Schiffes versetzt, nämlich in einen Hangar 3 an Bord des Schiffes gezogen werden soll.
Direkt nach dem Landen ist das Fluggerät 1 üblicherweise mittels eines Harpunensystems auf dem Landedeck 2 gesichert, wobei eine sogenannte Harpune in einem sogenannten Landing-Grid gehalten wird. Bevor das Fluggerät 1 mittels der Erfindung in den Hangar 3 versetzt werden kann, wird das Hangartor des Hangars 3 geöffnet oder sichergestellt, dass das Hangartor geöffnet ist. In Figur 1 ist das Hangartor geöffnet, wohingegen ein zweites Hangartor eines zweiten Hangars 3a geschlossen dargestellt ist. Weiter werden mittels eines Hauptschalters die elektrischen Teile der erfindungsgemäßen Einrichtung eingeschaltet und mittels eines Schlüsselschalters freigegeben.
Das Fluggerät 1 wird mittels mehreren Zugseilen, nämlich hier einem Hangar- Zugseil 4, einem backbordseitigen Deck-Zugseil 5 und einem steuerbord- seitigen Deck-Zugseil 6 zunächst zusätzlich zum Harpunensystem an Bord des Schiffes gesichert. Hierfür wird ein Ende des Hangar-Zugseiles 4 von einem im Hangar 3 befindlichen Seilanschlagspunkt zum Fluggerät 1 ausgelegt und am Bugfahrwerk des Fluggerätes 1 mit Hilfe eines Seil- befestigungsequipments befestigt. Die Deck-Zugseile 5 und 6 werden entsprechend ausgehend von Seilanschlagspunkten 7 und 8 auf dem Landedeck 2 zum Fluggerät 1 ausgelegt und dort mit Hilfe eines Seilbefestigungs- equipments backbordseitig bzw. steuerbordseitig am Hauptfahrwerk des Fluggerätes 1 befestigt.
Nachfolgend werden die ausgelegten Enden der Zugseile 4, 5 und 6 mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung gespannt, bevor das Fluggerät 1 endgültig an die erfindungsgemäße Einrichtung übergeben wird durch Lösen der Harpune aus dem Landing-Grid sowie nach Lösen der Bugrad-Lenkungsverriegelung am Fluggerät 1. Damit ist die in Figur 1 dargestellte Anordnung erreicht. Das Versetzen des Fluggerätes 1 erfolgt erfindungsgemäß mittels elektromotorisch angetriebenen Winden, nämlich einer dem Hangar-Zugseil 4 zugeordneten Hangar-Winde, einer dem backbordseitigen Deck-Zugseil 5 zugeordneten backbordseitigen Deck-Winde 9 und einer dem steuerbord- seitigen Deck-Zugseil 6 zugeordneten steuerbordseitigen Deck-Winde 10. Die backbordseitige Deck-Winde 9 weist eine Trommel 11 auf, auf welcher das backbordseitige Deck-Zugseil 5 teilweise aufgewickelt ist. Entsprechend weist die steuerbordseitige Deck-Winde 10 eine Trommel 12 auf, auf welcher das steuerbordseitige Deck-Zugseil 6 teilweise aufgewickelt ist. Die Winde 9 wird von einem Elektromotor 13 und die Winde 10 von einem Elektromotor 14 angetrieben. Die im Hangar 3 befindliche Hangar-Winde ist entsprechend den Deck-Winden 9 und 10 ausgebildet und weist eine Trommel zum Aufwickeln des Hangar-Zugseiles auf und ist ebenfalls mittels eines Elektromotors angetrieben. Die Elektromotoren 13, 14 der Deck-Winden 9 und 10 sowie der Elektromotor der Hangar-Winde sind als Servomotoren ausgebildet.
In Figur 2 ist schematisch der erfindungsgemäße Aufbau von Teilen der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Versetzen eines Fluggerätes 1 einschließlich der Verschaltung der Teile untereinander dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 15 ist eine Steuereinheit bezeichnet, welche zur Berechnung von Motorsteuerungsdaten 16 ausgebildet ist. Die Steuereinheit 15 stellt die Motorsteuerungsdaten 16 einer Leistungssteuervorrichtung 17 für die Steuerung der Elektromotoren 13 und 14 der Deck-Winden 9 und 10 sowie für die Steuerung des bereits in der Beschreibung zu Figur 1 genannten aber noch nicht bezeichneten Elektromotors 18 der ebenfalls noch nicht bezeichneten Hangar-Winde 19 bereit. Insbesondere steuert die Leistungsvorrichtung 17 die Elektromotoren 13, 14 und 18 mit den für die jeweilige Leistung benötigten Strömen bemessen nach den Motorsteuerungsdaten 16, welche auch Ströme oder Signale sein können, an. Diese Stromversorgung der Leistungssteuervorrichtung 17 ist mit einem Pfeil 20 veranschaulicht. Die Elektromotoren 13, 14, 18 werden dabei individuell angesteuert. Mittels des Elektromotors 18 der Hangar-Winde 19 wird somit gesteuert von der Steuereinheit 15 die bereits benannte und nun erstmals mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnete Trommel der Hangar-Winde 19 gedreht.
Der Elektromotor 18 weist einen Winkelgeber 22 und eine Magnetbremse 23 auf, der Elektromotor 13 weist einen Winkelgeber 24 und eine Magnetbremse 25 auf. Der Elektromotor 14 weist einen Winkelgeber 26 und eine Magnetbremse 27 auf. Die Winkelgeber 22, 24 und 26 können jeweils auch als Rotorpositionsmesseinrichtung oder Drehgeber bezeichnet werden und sind beispielsweise jeweils ein Resolver, ein Inkrementalgeber oder ein Absolutwertgeber. Messwerte der Winkelgeber 22, 24 und 26 sowie Messwerte von nicht dargestellten Temperatursensoren zur Erfassung der jeweiligen Motortemperatur werden in Motordaten 28 an die Steuereinheit 15 übermittelt. Die Steuereinheit 15 führt mit den Messwerten der Winkelgeber 22, 24 und 26 in den Motordaten 28 eine Positionsregelung und/oder Drehmomentregelung und/oder Geschwindigkeitsregelung durch. Alternativ oder zusätzlich werden für diese Regelung Leistungsdaten der Leistungssteuervorrichtung 17 berücksichtigt, welche in weiteren Motordaten 29 an die Steuereinheit 15 übermittelt werden. Als Leistungssteuervorrichtung 17 ist hier eine Einheit für alle Winden 9, 10 und 19 vorgesehen. Alternativ ist einzelnen Elektromotoren 13, 14 und 18 oder jedem der Elektromotoren 13, 14 und 18 jeweils eine eigene Leistungssteuervorrichtung vorgeschaltet.
Die Magnetbremsen 23, 25 und 27 werden über nicht dargestellte Verbindungen vorzugsweise direkt von der Steuereinheit 15 oder alternativ über die Leistungssteuervorrichtung 17 oder eine nicht dargestellt andere Leistungssteuervorrichtung angesteuert. Mittels der Magnetbremsen 23, 25 und 27 können die Trommeln 11 , 12 und 21 der Winden 9, 10 und 19 auch ohne Bestromung der Elektromotoren 13, 14 und 18 und damit sicher und dauerhaft festgesetzt werden. Die Elektromotoren 13, 14 und 18 sind zusammenfassend auch mit dem Bezugszeichen 30 und die Deck-Winden 9 und 10 zusammenfassend mit dem Bezugszeichen 31 bezeichnet. Die Steuereinheit 15 weist eine speicherprogrammierbare Steuerung 32 (SPS) auf. Dank des Einsatzes modemer SPS-Technik ist eine reaktionsschnelle Kräfte- und Geschwindigkeitsregelung der Winden 9, 10 und 19 mittels der Steuereinheit 15 gewährleistet. Ferner weist die Steuereinheit 15 einen Datenspeicher 33 zum Zwischenspeichern verschiedener Signale und Daten, die an die Steuereinheit 15 geliefert werden, und daraus berechneter Parameter auf. Zusätzlich zu den Motordaten 28 und 29 empfängt die Steuereinheit 15 Sensordaten 34 in Form von Daten oder Signalen von Sensoren 35. Die Sensoren 35 umfassen einen Roll-Richtung-Neigungs- sensor 36, einen Nick-Richtung-Neigungssensor 37, einen Windrichtungsmesser 38, ein Anemometer 39 und ein Thermometer 40. Mit den Neigungssensoren 36 und 37 wird die Lage des Schiffes im Wasser sowie die Änderung dieser Lage erfasst. Mit dem Windrichtungsmesser 38 und dem Anemometer 39, welche auch durch ein gemeinsames Instrument realisiert sein können, wird die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit relativ zum Schiff ermittelt. Das Thermometer 40 misst die Temperatur der Luft im Bereich des Schiffes.
Die Steuereinheit 15 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass aus den Sensordaten 34 ermittelte Umweltparameter zumindest teilweise und zumindest zeitweise im Datenspeicher 33 gespeichert und zur Vorausberechnung von Umweltparametern, also zu einer Art Schätzung für die Zukunft verwendet werden. Diese Schätzung wird bei der Berechnung der Motorsteuerungsdaten 16 berücksichtig, so dass beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Winden 9, 10 und 19 reduziert oder die Zugspannung an den Zugseilen 4, 5 und 6 erhöht oder das Einlegen der Magnetbremsen 23, 25 und 27 veranlasst wird, wenn eine starke Schräglage des Schiffes, die über einem Grenzwert liegt, erwartet wird. Dabei berechnet die Steuereinheit 15 die Standsicherheit des Fluggerätes 1 bei den ermittelten und/oder bei den vorausgesagten Umweltparametern 34 sowie vorzugsweise in Abhängigkeit weiterer vorliegender Daten, beispielsweise der Motordaten 28 und 29. Bei Abschaltung der Winden 9, 10 und 19 wird zusätzlich eine Alarmmeldung ausgegeben.
Die Ausgabe der Alarmmeldung erfolgt optisch auf einem Tastfeld 41 und/oder akustisch. Auf dem Tastfeld 41 , welches als Bildschirm-Tastfeld 41 ausgebildet ist, wird zusätzlich die Position des Fluggerätes 1 an Bord des Schiffes dargestellt. Alternativ oder zusätzlich werden einzelne oder alle der an der Steuereinheit 15 vorliegenden Parameter, Daten und/oder Signale am Bildschirm-Tastfeld 41 dargestellt oder sind von dort abrufbar und darstellbar. Die Daten für die Darstellung werden hierfür von der Steuereinheit 15, dargestellt durch einen Pfeil 42, an das Bildschirm-Tastfeld 41 übertragen. Umgekehrt dient das Bildschirm-Tastfeld 41 zur Steuerung der Steuereinheit 15, wobei insbesondere Steuerbefehle 43, welche auch Eingangsparameter sein können, an die Steuereinheit 15 übermittelt werden. Die Steuerbefehle 43 umfassen beispielsweise einen Typ des Fluggerätes 1 oder diesem Typ zugeordnete Daten wie die Masse, der Schwerpunkt und/oder die Fahrwerks- konfiguration des Fluggerätes 1. Ferner kann die vorzugsweise im Datenspeicher 33 gespeicherte Lage oder Auswahl der Seilanschlagspunkte 7 und 8 mittels des Bildschirm-Tastfeldes 41 verändert werden, wenn beispielsweise eine andere Anzahl von Winden verwendet werden soll oder andere Winden verwendet werden sollen. Auch die Einstellung der zulässigen Seilkraft ist mittels des Bildschirm-Tastfeldes 41 möglich.
Für die direkte Bewegungssteuerung beim Versetzen des Fluggerätes 1 ist ein Handsteuergeber 44 vorgesehen, von welchem Steuerbefehle 45, die eine Art Anforderungssignal für die gewünschte Bewegung des Fluggerätes 1 darstellen, an die Steuereinheit 15 übermittelt werden. Das Bildschirm- Tastfeld 41 , der Handsteuergeber 44 und die Steuereinheit 15 sind zusammen in einer Steuerkonsole 46, die auch Schaltschrank genannt werden kann, angeordnet. Alternativ kann zusätzlich auch die Leistungssteuervorrichtung 17 in die Steuerkonsole 46 integriert sein. Das Versetzen des Fluggerätes 1 wird in der Regel zusätzlich von einer in der Nähe des Fluggerätes 1 befindlichen Person überwacht. Damit diese Person bei einer etwaigen Gefahrensituation das Versetzen jederzeit stoppen kann, ist ein Sicherheitsschalter 47 vorgesehen, der beispielsweise über ein ausreichend langes Kabel mit der Steuereinheit 15 verbunden ist und daher von der genannten Person mitgeführt werden kann. Der vom Sicherheitsschalter 47 generierte Steuerbefehl 48 ist ein Abbruchsignal, das von der Steuereinheit 15 empfangen wird. Alle aus den Steuersignalen 43, 45 und 48 generierten Eingangsparameter werden von der Steuereinheit 15 bei der Berechnung der Motorsteuerungsdaten 16 berücksichtigt.
In Figur 3 ist die Berechnung der Motorsteuerungsdaten durch die Steuereinheit 15 veranschaulicht. Mittels des Handsteuergebers 44 werden Steuerbefehle 45 generiert und der Steuereinheit 15 bereitgestellt. Die Steuereinheit 15 berechnet daraufhin mit diesen Steuerbefehlen 45 als Eingangsparameter Motorsteuerungsdaten 16, welche sie der Leistungssteuervorrichtung 17 zur Ansteuerung der Elektromotoren 13, 14 und 18 bereitstellt. Zum Ziehen des Fluggerätes 1 in den Hangar 3 berechnet die Steuereinheit 15 zunächst Eingangssteuerdaten für die Elektromotoren 13 und 14 in einem Schritt 49 und für den Elektromotor 18 in einem Schritt 50. Aus den im Schritt 50 berechneten Eingangssteuerdaten für den Elektromotor 18 der Hangar-Winde 19 wird eine Soll-Geschwindigkeit 51 für das Hangar-Zugseil 4 berechnet. Aus den im Schritt 49 berechneten Eingangssteuerdaten für die Elektromotoren 13 und 14 der Deck-Winden 31 bzw. 9 und 10 berechnet die Steuereinheit 15 ein Soll-Drehmoment für die Deck-Zugseile 5 und 6, damit beim Versetzen des Fluggerätes 1 ein ausreichend hoher Gegenzug aufgebaut wird. Die Soll- Geschwindigkeit 51 und das Soll-Drehmoment 52 werden mit den Motordaten 28 und 29 derart in die Motorsteuerungsdaten 16 umgesetzt, dass sich eine Ist-Geschwindigkeit des Hangar-Zugseiles 4 gemäß der Soll-Geschwindigkeit einstellt und dass sich ein Ist-Drehmoment der Deck-Zugseile 5 und 6 gemäß dem Soll-Drehmoment einstellt. Es findet also eine Regelung statt. Bei der Berechnung der Soll-Geschwindigkeit 51 aus den im Schritt 50 vorliegenden Eingangssteuerdaten und bei der Berechnung des Soll- Drehmomentes 52 aus den im Schritt 49 vorliegenden Eingangssteuerdaten werden verschiedene Einflüsse berücksichtigt. Dies sind zunächst die im Wesentlichen durch Wellen verursachte Schiffsschräglage 53 in Roll- Richtung, also gegenüber der Schiffslängsachse des Schiffes, und die Schiffsschräglage 54 in Nick-Richtung, also gegenüber der Schiffsquerachse des Schiffes. Die Schiffsschräglagen 53 und 54 sind Umwelteinflüsse, aus denen über die Sensordaten 34 mittels der Steuereinheit 15 Umweltparameter ermittelt werden. Ein weiterer Umwelteinfluss, der berücksichtigt wird, ist der Wind in einem Schritt 55. Insbesondere geht die Windrichtung gegenüber dem Schiff und die Windgeschwindigkeit gegenüber dem Schiff in die Berechnung in der Steuereinheit 15 ein. Weiter werden für die Berechnung der Soll- Geschwindigkeit 51 und des Soll-Drehmomentes 52 und damit der Motorsteuerungsdaten 16 Fluggerätdaten 56, also dem Fluggerät 1 zugeordnete Eingangsparameter wie die Masse, der Schwerpunkt und die Fahrwerks- konfiguration des Fluggerätes 1 berücksichtigt. Weiter wird aus Motordaten und Windendaten die Position des Fluggerätes 1 berechnet. Diese Position 57 wird ebenfalls bei der Berechnung der Soll-Geschwindigkeit 51 und des Soll- Drehmomentes 52 berücksichtigt. Für die Berechnung der Position 57 des Fluggerätes wird als Eingangsparameter unter anderem die Lage der Seilanschlagspunkte 7 und 8 und werden vorzugsweise auch die Fluggerätdaten 56 berücksichtigt.
Bei der Berechnung der Soll-Geschwindigkeit 51 für das Hangar-Zugseil 4 wird zusätzlich die Fluggerätposition 58 im Bereich des Hangars 3 berücksichtigt. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit beim Versetzen des Fluggerätes 1 somit verlangsamt werden, wenn sich das Fluggerät 1 im Bereich des Hangars 3 befindet. Schließlich wird bei der Geschwindigkeitsregelung für das Hangar-Zugseil 4 berücksichtigt, dass dabei das Drehmoment am Elektromotor 18 der Hangar-Winde 19 nicht zu groß wird. Für eine Drehmomentbegrenzung 59 kann deshalb zumindest zeitweilig die Soll- Geschwindigkeit 51 verringert werden. Umgekehrt erfolgt beim Ziehen des Fluggerätes 1 in den Hangar 3 für die Deck-Winden 9 und 10 zwar eine Drehmomentregelung. Dennoch berücksichtigt die Steuereinheit 15 durch eine seitliche Geschwindigkeitsbegrenzung 60, dass dabei die Geschwindigkeit des Fluggerätes 1 in einer Bewegungskomponente senkrecht und seitlich zur Zugrichtung des Hangar-Zugseiles 4 nicht zu groß wird, also unter einem definierten Grenzwert bleibt.
In Alternative zur Darstellung gemäß Figur 3 können gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung einzelne oder mehrere der in die Berechnung eingehende Parameter nicht berücksichtigt werden. Zusätzlich oder alternativ können weitere hier nicht genannte Parameter, beispielsweise andere Umweltparameter für die Berechnung der Motorsteuerungsdaten 16 berücksichtig werden.
In Figur 4 ist ein Fluggerät an Bord eines Schiffes mit Teilen der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß einem zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 alternativen und besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Teile der Einrichtung, die identisch mit den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Teilen sind oder den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Teilen entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind die Deck- Winden 9 und 10 beziehungsweise 31 unterhalb des Landedecks 2 angeordnet. Weiter ist die backbordseitige Deck-Winde 9 nicht wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 am backbordseitigen Anschlagspunkt 7, sondern backbordseitig im Bereich der Hangars 3 und 3a angeordnet. Die steuerbordseitige Deck-Winde 10 ist entsprechend nicht wie in Figur 1 im Bereich des steuerbordseitigen Anschlagspunktes 8, sondern steuerbordseitig im Bereich der Hangars 3 und 3a angeordnet. Im Bereich der Deck-Winden 31 sind die Deck-Zugseile 5 und 6 im Wesentlichen vertikal von der jeweiligen Trommel 11 beziehungsweise 12 zu einer Umlenkrolle auf dem Landedeck 2 geführt und von dort zum backbordseitigen Seilanschlagspunkt 7 beziehungsweise zum steuerbordseitigen Seilanschlagspunkt 8 ausgelegt. Die Seilanschlagspunkte 7 und 8 sind als Führungsrollen ausgebildet, von welchen das jeweilige Deck-Zugseil 5 beziehungsweise 6 zum Fluggerät 1 ausgelegt und gespannt ist. Im Unterschied zur Darstellung gemäß Figur 1 ist das Fluggerät 1 hier als Helikopter ausgebildet, der sein Hauptfahrwerk im Frontbereich hat, so dass die ausgelegten Enden der Deck-Zugseile 5 und 6 in einem zentralen Bereich am Heck des Fluggerätes 1 befestigt sind.
Das Hangar-Zugseil 4 ist im Bereich des Fluggerätes 1 , insbesondere mittels des genannten Seilbefestigungsequipments, in zwei Teile aufgesp littet, die backbordseitig beziehungsweise steuerbordseitig am Hauptfahrwerk des Fluggerätes 1 befestigt sind.
Das Hangar-Zugseil 4 ist auf dem Landedeck 2 und innerhalb des Hangars 3 bis zu einem hangarseitigen Seilanschlagspunkt 61 in Form einer Umlenkrolle geführt, von wo es im Wesentlichen horizontal zu einer zentral zwischen den Hangars 3 und 3a angeordneten schwenkbaren Rolle 62 und von dort im Wesentlichen vertikal zur Hangar-Winde 9 geführt ist. Die schwenkbare Rolle 62 ermöglicht eine alternative Führung des Hangar-Zugseiles 4 zu einem an der Rückwand des Hangars 3a befindlichen hangarseitigen Seilanschlagspunkt 6 a, wenn das Fluggerät 1 nicht in den Hangar 3, sondern in Hangar 3a gezogen werden soll. Alternativ zur Anordnung der Hangar-Winde 19 oberhalb des Landedecks 2 kann die Hangar-Winde 19 selbstverständlich auch wie die Deck-Winden 31 unterhalb des Landedecks 2 angeordnet sein.
Beidseitig der Öffnungen zu den Hangars 3 und 3a sind Ablenkrollen 63 und 64 beziehungsweise 63a und 64a angeordnet, um einen etwaigen Kontakt des Hangar-Zugseiles 4 mit den Seitenwänden der Hangars 3 und 3a entgegenzuwirken. An einem Bereich der Hangars 3 und 3a mit im Wesentlichen freier Sicht zum Landedeck 2 vor den Hangars 3 und 3a ist die Steuerkonsole 46 mit dem Tastfeld 41 und dem Handsteuergeber 44 zusammen mit der Leistungssteuervorrichtung 17 angeordnet. Die Leistungssteuervorrichtung 17 für die Stromversorgung zumindest des Elektromotors 18 der Hangar-Winde 19 ist in bevorzugter Alternative zur Darstellung gemäß Figur 4 im Bereich dieser Hangar-Winde 19 angeordnet und kann alternativ an wenigstens einem anderen geeigneten Ort an Bord des Schiffes angeordnet sein.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen oder beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.

Claims

Patentansprüche
Einrichtung zum Versetzen eines Fluggerätes (1), insbesondere eines Helikopters, an Bord eines Schiffes mittels wenigstens drei Zugseilen (4, 5, 6), mit wenigstens drei jeweils einem der Zugseile (4, 5, 6) zugeordneten Winden (9, 10, 19) zum Spannen von zum Fluggerät (1) ausgelegten Enden der Zugseile (4, 5, 6), wobei die Winden (9, 10, 19) drehbar gelagerte Trommeln (11 , 12, 21) zum Wickeln der Zugseile (4, 5, 6) aufweisen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Winden (9, 10, 19) Elektromotoren (13, 14, 18), insbesondere Servomotoren, zum Antrieb der Trommeln (11 , 12, 21) aufweisen.
Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens eine Steuereinheit (15), insbesondere genau eine Steuereinheit (15), aufweist, die zur Berechnung von Motorsteuerungsdaten (16) für die Ansteuerung der Elektromotoren (13, 14, 18) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) eine Kräfte- und Geschwindigkeitsregelung für die Winden (9, 10, 19) bereitstellt, um die Spannkraft, mit der das ausgelegte Ende von zumindest einem der Zugseile (4, 5, 6) zum Fluggerät (1 ) gespannt ist, und die Geschwindigkeit, mit der das ausgelegte Ende von zumindest einem anderen der Zugseile (4, 5, 6) bewegt wird, jeweils in einem gewünschten Bereich zu halten, wobei die Steuereinheit (15) zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16) in Abhängigkeit von Motordaten (28, 29) der Elektromotoren ausgebildet ist und wobei diese Motordaten (28, 29) derart beschaffen sind, dass aus diesen Motordaten (28, 29) Rückschluss auf Zugkräfte an den Zugseilen (4, 5, 6) und Rückschluss auf die Bewegungsgeschwindigkeiten der ausgelegten Enden der Zugseile (4, 5, 6) gezogen werden kann.
Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (13, 14, 18) Magnetbremsen (23, 25, 27) zum Bremsen der Trommeln (11 , 12, 21) aufweisen und dass die Steuereinheit (15) zum Vergleich der Leistungsaufnahme der Elektromotoren (13, 14, 18) jeweils mit einem Grenzwert und zur Aktivierung von zumindest einer der Magnetbremsen (23, 25, 27) in Erwiderung auf eine als über dem Grenzwert liegend ermittelte Leistungsaufnahme der Elektromotoren (13, 14, 18) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16) in Abhängigkeit von Eingangsparametern ausgebildet ist, die während des Versetzens des Fluggerätes (1) nicht verändert werden, wobei die Eingangsparameter für die Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16) in Abhängigkeit von Steuerbefehlen (43) generierbar und/oder aus einem Datenspeicher (33) der Steuereinheit (15) abrufbar sind und wobei die Eingangsparameter mehrere oder alle der folgenden Parameter umfassen: a) Masse des Fluggerätes (1);
b) Schwerpunkt des Fluggerätes (1);
c) Fahrwerkskonfiguration des Fluggerätes (1);
d) Lage der Zugseilanschlagspunkte (7, 8) an Bord des Schiffes.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16) in Abhängigkeit von während des Versetzens des Fluggerätes (1) veränderlichen Parametern ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit zur Vorausberechnung von veränderlichen Parametern in Abhängigkeit von ermittelten veränderlichen Parametern und zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16) in Abhängigkeit von den vorausberechneten veränderlichen Parametern ausgebildet ist. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderlichen Parameter mehrere oder alle der folgenden Umweltparameter umfassen, wobei der jeweilige Umweltparameter für die Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16) mittels wenigstens einem zumindest dem jeweiligen Umweltparameter zugeordneten Sensor (35) ermittelbar ist: a) Schiffsschräglage gegenüber der Schiffslängsachse des Schiffes, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Roll- Richtung-Neigungssensors (36); b) Schiffsschräg läge gegenüber der Schiffsquerachse des Schiffes, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Nick- Richtung-Neigungssensors (37); c) Beschleunigung einer Roll-Bewegung des Schiffes um die Schiffslängsachse, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Roll-Richtung-Neigungssensors (36); d) Beschleunigung einer Nick-Bewegung des Schiffes um die Schiffsquerachse, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines zugeordneten Nick-Richtung-Neigungssensors (37); e) Windrichtung gegenüber dem Schiff, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines Windrichtungsmessers (38); f) Windgeschwindigkeit gegenüber dem Schiff, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines Anemometers (39); g) Lufttemperatur, insbesondere ermittelt mittels wenigstens eines Thermometers (40).
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderlichen Parameter mehrere oder alle der folgenden Motordaten (28, 29) der Elektromotoren (13, 14, 18) umfassen: a) Motortemperatur;
b) Motordrehzahl;
c) Stromaufnahme.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderlichen Parameter Windendaten umfassen, wobei die Steuereinheit (15) zur Ermittlung der Windendaten aus Motordaten (28, 29) der Elektromotoren (13, 14, 18) ausgebildet ist und wobei den Windendaten zugeordnet sind:
Längen der ausgelegten Enden der Zugseile (4, 5, 6), insbesondere ermittelt aus gezählten Motordrehungen und/oder
Zugkräfte an den ausgelegten Enden der Zugseile (4, 5, 6).
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) zur Abschätzung der Standsicherheit des Fluggerätes (1) in Abhängigkeit von mehreren oder allen der veränderlichen Parameter und zur Berechnung der Motorsteuerungsdaten (16), um diese Standsicherheit aufrechtzuerhalten, ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit (15) zum Vergleich der veränderlichen Parameter mit Grenzwerten und zur Abschaltung der Winden (9, 10, 19) in Erwiderung auf einen als über einem Grenzwert liegend ermittelten veränderlichen Parameter ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) zur Berechnung der Motorsteuerdaten (16) in Abhängigkeit von Steuerbefehlen (45, 48) ausgebildet ist und zum Empfang der Steuerbefehle (43, 45, 48) mit einem Handsteuergeber (44) und/oder mit einem Tastfeld (41) und/oder mit einem Sicherheitsschalter verbunden ist und dass das Tastfeld (41) als Bildschirm-Tastfeld ausgebildet ist, auf dem mehrere oder alle der folgenden Informationen optisch darstellbar sind: a) Position des Fluggerätes (1) auf dem Landedeck (2) und im Hangar (3) an Bord des Schiffes; b) Eingangsparameter nach Anspruch 5 oder ein diesen Eingangsparametern zugeordneter Typ des Fluggerätes (1); c) Umweltparameter nach Anspruch 8; d) Seilkräfte an den Zugseilen (4, 5, 6); e) Warnmeldungen. 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (15) mit einer Automatik zur vollautomatischen Steuerung des Versetzens des Fluggerätes (1) an Bord des Schiffes von einer Startposition zu einer vorgegebenen Zielposition ausgerüstet ist.
4^ Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Winden (9, 10, 19) wenigstens eine Hangar-Winde (19) zum Ziehen des Fluggerätes (1) mittels eines Hangar-Zugseiles (4) von einer Startposition auf einem Landedeck (2) in eine vorgegebene Zielposition in einem Hangar (3) an Bord des Schiffes umfassen und dass die Winden (9, 10, 19) wenigstens ein Paar Deck-Winden (9, 10) zum Stabilisieren des Fluggerätes (1) mittels Deck-Zugseilen (5, 6) beim Ziehen des Fluggerätes (1) in den Hangar (3) umfassen.
5. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar Deck- Winden (9, 10) eine backbordseitige Deck-Winde (9) und eine steuerbord- seitige Deck-Winde (10) zum Stabilisieren des Fluggerätes (1) gegen ein unbeabsichtigtes seitliches Bewegen des Fluggerätes (1) quer zur Zugrichtung des Hangar-Zugseiles (4) umfassen.
6. Verfahren zum Versetzen eines Fluggerätes (1) an Bord eines Schiffes, insbesondere mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mittels wenigstens drei Zugseilen (4, 5, 6), wobei die Zugseile (4, 5 ,6) jeweils mittels einer drehbar gelagerten Trommel (11 , 12, 21) einer dem jeweiligen Zugseil (4, 5, 6) zugeordneten Winde (9, 10, 19) gewickelt werden und wobei Enden der Zugseile (4, 5, 6) zum Fluggerät (1) ausgelegt und mittels der Winden (9, 10, 19) gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommeln (11 , 12, 21) mittels Elektromotoren, insbesondere Servomotoren, der Winden (9, 10, 19) angetrieben werden.
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