DE2517410A1 - Vorrichtung zur flugausbildung an einem flugzeug - Google Patents

Description

bitte angeben

Patentanmeldung

des Herrn

James Eichard Bede, 24836 Eockledge Eoad, Eichmond Heights,

Ohio (USA)

Vorrichtung zur Plugausbildung an einem Flugzeug

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Flugausbildung an einem mit Tragflächen versehenen steuerbaren Flugzeug.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere dazu bestimmt, Flugschüler in der Abhebe- und Landetechnik zu schulen. Das Starten und Landen von Flugzeugen stellt im Flugbetrieb im allgemeinen das kritischste Manöver dar, da hierbei zur Vermeidung von Unfällen eine unbedingt zuverlässige Einschätzung der Flugsituation und Koordinierung der Flugmanöver verlangt wird. Die Ausbildung von Flugschülern er-

6098U/0296

2B17410

folgt hauptsächlich, anhand von Schulflugzeugen. Aufgrund der hohen Betriebskosten dieser Flugzeuge wird aber die Ausbildungszeit, welche für das Erlernen der verschiedenen Flugmanöver einschließlich der Start- und Landevorgänge zur Verfugung steht, häufig auf ein Mindestmaß begrenzt. Selbst bei intensiver Schulung entfällt der größte Teil der Ausbildungszeit auf den reinen Flugbetrieb, während für den Start- und Landevorgang zwangsläufig nur eine verhältnismäßig kurze Zeitspanne zur Verfügung steht.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Schulungsmethoden mit einem Schulflugzeug besteht darin, daß der Flugbetrieb nur bei guten Vetterverhältnissen durchgeführt werden kann. Infolgedessen ist der Ausnutzungsgrad der Schulflugzeuge häufig verhältnismäßig gering. Außerdem erhält der Flugschüler vielfach keine oder nur eine unzureichende Ausbildung im Schlechtwetterflug, wie z.B. bei starken Querwinden. Während der Flugausbildung erhält der Flugschüler zumeist auch keine Anleitung hinsichtlich der Auswirkungen, die eine Änderung der Schwerpunktlage des Flugzeuges durch zusteigende Passagiere und/oder eine Gepäck-Zuladung hat. Es ist zwar möglich, aber in der Praxis schwierig, eine Nutzlast an Bord des Flugzeuges zu nehmen, welche eine Verschiebung des Schwerpunktes über einen bestimmten Grenzpunkt hinaus gegenüber der Schwerpunktlage des unbeladenen Flugzeuges bewirkt. Die Flugschüler werden zwar durchweg auf die Möglichkeit einer solchen Schwerpunktverschiebung hingewiesen;

6098U/029B

-3- 2 S1 7 A10

sie haben gedoch zumeist nur geringe Vorstellungen davon, welche Folgen die SchwerpiinktverSchiebung im Hinblick auf die Flugeigenschaften und die Steuerung des Flugzeuges hat.

Es sind auch elektronische Flugsimulatoren bekannt, die wegen ihrer außerordentlich hohen Kosten aber hauptsächlich im militärischen Bereich oder bei kommerziellen Fluggesellschaften eingesetzt werden. Die Eignung der Simulatoren für die Flugausbildung ist im übrigen begrenzt, da der Flugschüler sich während der Ausbildung stets bewußt ist, daß er sich nicht im wirklichen Flugbetrieb, sondern vielmehr nur in einem simulierten Flugbetrieb befindet.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, ein Flugschulungsgerät zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und mit dem sich eine bisher nicht ohne weiteres erreichbare gründliche Ausbildung insbesondere in den kritischen Flugmanövern erzielen läßt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flugausbildung kennzeichnet sich dadurch, daß sie aus einem mit mindestens der Flugzeugabhehegeschwindigkeit bewegbaren erdgebundenen Fahrzeug und einem gelenkbeweglich hiermit verbundenen Baum od.dgl. besteht, an dem das Flugzeug etwa in seinem Schwerpunkt gelenkig angeschlossen bzw. ansehließbar ist, wobei zweckmäßig eine die Ausschwenkung des Baumes gegenüber dem Fahrzeug und des Flugzeuges gegenüber dem Baum begrenzende Schwenkbegrenzung vorgesehen ist. Der genannte Baum ist vor-

6098U/029&

zugsweise um eine horizontale und vertikale Achse gelenkbeweglich an dem Fahrzeug oder einem Anbau desselben gelagert. An seinem anderen Ende greift der Baum zweckmäßig im Flugzeugschwerpunkt an dem Flugzeug an, wobei die Anordnung vorteilhafterweise so getroffen wird, daß das Flugzeug gegenüber dem Baum allseitig gelenkbeweglich ist.

Für das erdgebundene Fahrzeug können unterschiedliche Fahrzeuge verwendet v/erden. Vorzugspreise findet hierfür ein Kraftwagen, wie z.B. ein Motorlastwagen od.dgl., Verwendung, der mit dem Flugzeug über den Baum od.dgl. so gekoppelt wird, daß das Flugzeug von dem Vagen in Flugrichtung geschoben wird. Im Betrieb beschleunigt der Fahrer den Wagen auf eine solche Geschwindigkeit, daß das Flugzeug vom Boden abheben kann. Der im Cockpit des Flugzeuges sitzende Pilot oder Flugschüler betätigt die verschiedenen Flugkontroll- und Betätigungsvorrichtungen, so daß das Flugzeug bei der Beschleunigung des Wagens abhebt und wieder landet, sobald der Wagen seine Geschwindigkeit vermindert. Die Flugausbildung läßt sich auf einem Flugplatz oder einem sonstigen geeigneten Gelände durchführen, wobei der Flugschüler je nach der Länge des Flugplatzes od.dgl. bei abgehobenem Flugzeug auch andere Flugmanöver durchführen kann. Die allseitig gelenkige Verbindung zwischen dem Flugzeug und dem Baum gestattet einen Reigungs- und Kurvenflug .sowie Seiten- und Rollbewegungen u.dgl. des Flugzeuges, so daß auch diese Flugmanöver geübt werden können. Da der Baum um eine vertikale Gelenkachse schwenkbar mit dem erdgebundenen Fahr-

609814/029S

zeug verbunden ist, kann der Flugschüler das Plugzeug auch in eine Lage bringen, in der es sich seitlich von der Bewegungsbahn des Fahrzeuges befindet. Die ßchwenkbarkeit des Baumes gegenüber dem Fahrzeug um die horizontale Achse erlaubt den Steigungsflug.

Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die Aufschwenkbewegung des Baumes gegenüber dem Fahrzeug um die horizontale Gelenkachse sowie zweckmäßig auch die Seitenverschwenkbarkeit des Baumes um die Vertikalachse begrenzt ist. Entsprechend wird vorteilhafterweise auch eine Schwenkbegrenzung der Gelenkverbindung zwischen Baum und Flugzeug in den verschiedenen Raumrichtungen vorgesehen. Diese Schwenkbegrenzungen verhindern, daß der Flugschüler Flugmanöver ausführt, bei welchen das Flugzeug oder der Baum bzw. das Fahrzeug beschädigt werden könnte. Außerdem wird hierdurch verhindert, daß das Flugzeug in eine Position gelangen kann, in welcher das Antriebsfahrzeug seitlich kippt oder in einen instabilen Fahrzustand gelangt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann auch die Gelenkbewegung zwischen Flugzeug und Baum zumindest in der einen Schwenkrichtung aufgehoben werden, so daß das Flugzeug gegenüber bestimmten Flugmanövern, die vom Flugzeug aus eingeleitet werden, verriegelt ist. Beispielsweise kann die Neigungsbewegung des Flugzeuges beschränkt oder vollständig aufgehoben werden, bis der Flugschüler soviel Flugerfahrung gewonnen hat, daß er diese Bewegungen selbst vom

809814/0286

Flugzeug aus kontrolliert durchführen kann. Sobald der Flugschüler mit diesem Flugmanöver vertraut ist, kann die Gelenkverbindung so eingestellt werden, daß der Flugschüler nun auch das Flugzeug in eine Schräglage oder Eollbexvegung und gegebenenfalls auch in eine seitliche Richtungsbewegung versetzen kann. Der Flugschüler kann auf diese Weise die einzelnen Flugmanöver schrittweise erlernen. Es ist erkennbar, daß sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf diese Weise eine intensive Flugausbildung durchführen läßt, wie sie sich mit einem frei fliegenden Schulungsflugzeug nicht erreichen läßt.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist eine den beweglichen Baum in Anheberichtung belastende Anhebevorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise aus einer Federvorrichtung od.dgl. besteht. Die Anhebevorrichtung übt auf den nach Art eines Auslegers ausgebildeten Baum eine Kraft aus, die den Baum um die horizontale Gelenkachse zu schwenken sucht. Hierdurch wird das Gewicht des am vorderen Ende des Baumes angreifenden Flugzeuges vermindert, so daß das Flugzeug selbst bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit in den Flugzustand gebracht werden kann. Um ein Fliegen bei geringer Geschwindigkeit weiterhin zu begünstigen, empfiehlt es sich, das Gewicht des Flugzeuges möglichst niedrig zu halten, was durch Ausbauen des während der Flugausbildung nicht benötigten Flugzeugantriebes erreicht werden kann. Im Schwerpunkt des ohne

609814/0 2 95

Eigenantrieb versehenen Flugzeuges wird das Anschlußgelenk des Baumes angeordnet.

Hit Hilfe der erfindungsgemäßen Flugausbildungsvorrichtung kann der Flugschüler auch lioll- und Seiteribewegungen des Flugzeuges auf dem Boden durchführen. Die Betriebskosten der Vorrichtung sind erheblich geringer als die Kosten eines frei fliegenden Schulungsflugzeuges. Dabei erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wesentlich intensivere Schulung der Flugschüler bei den verschiedenen Flugmanövern unter Gut- und Schlechtwetterbedingungen und bei unterschiedlichen Flugzeugbelastungen, wobei die Flugausbildung und insbesondere der Start- und Landevorgang gefahrlos durchgeführt werden können. Beispielsweise läßt sich die Flugausbildung auch bei starkem Seitenwind durchführen, so daß der Flugschüler das Flugzeug auch unter diesen Flugbedingungen zu beherrschen lernt. Ferner besteht die Möglichkeit, am Flugzeug ein Zusatzgewicht od.dgl. anzuordnen, um dessen Stabilität beim Steigungsflug zu vermindern und damit auch den Flugschüler mit diesem Flugzustand vertraut zu machen. Die Stabilität des Flugzeuges kann auch in anderer Weise herabgesetzt werden, so daß der Flugschüler insgesamt unter Flugbedingungen üben kann, die bei Verwendung eines normalen Schulungsflugzeuges wegen der damit verbundenen Gefährdung vermieden werden müssen. Während aller dieser normalen und außergewöhnlichen Flugbedingungen kann der Flugschüler das Flugzeug gefahrlos manövrieren, wobei ihm ein

S098U/0295

wirklichkeitsnahes Fluggefühl vermittelt wird. Dabei läßt sich die Vorrichtung so herrichten, daß eine unerwünschte Fluglage des Flugzeuges in bezug auf den Erdboden und/oder das Antriebsfahrzeug vermieden wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den einzelnen Ansprüchen aufgeführt und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine erfindungsgemäße Flugausbildungsvorrichtung in Seitenansicht;

Jig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsieht; Fig. 3 die Gelenkanordnung zwischen dem Baum und dem Fahrzeug in Draufsicht und in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3; Fig. 5 in größerem Maßstab einen Horizontalschnitt durch die Gelenkanordnung zwischen Flugzeug und Baum in einem Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 1;

Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 der Fig. 2; Fig. 7 die Gelenkanordnung gemäß den Fig. 5 "und 6 in Stirnansicht.

Die dargestellte Flugausbildungsvorrichtung umfaßt gemäß den Fig. 1 und 2 ein erdgebundenes Fahrzeug A, einen Ausleger oder Baum B und ein mit QJragflächen versehenes Flug-

609814/0295

zeug C. Der Baum B ist an der Frontseite des Fahrzeuges A so gelagert, daß er um eine horizontale Achse D und um eine vertikale Achse E schwenkbar ist. Das Flugzeug C ist am freien Ende des Auslegers B kardan- bzw. kugelgelenkig gelagert, wobei hier das Anschlußgelenk so angeordnet ist, daß das Flugzeug um seinen Schwerpunkt F gegenüber den Baum allseitig gelenkbeweglich ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das erdgebundene Fahrzeug A aus einem schnellfahrenden Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem Motorlastwagen, der an seinem Chassis oder Fahrgestell vorne eine Traverse 10 für den Anschluß des Auslegers oder Baumes B aufweist. Es versteht sich, daß das Fahrzeug A von dem Fahrer lenkbar ist und mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gefahren werden kann. Für den Baum B können unterschiedliche Vorrichtungen vorgesehen werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der als Ausleger ausgebildete Baum aus längsverlaufenden Metallrohren oder -stäben 12, die über eingeschweißte Querstreben zu einem starren, fachwerkartigen Leichtträger verbunden sind. Die Lagerung des Baumes an der Frontseite des Fahrzeuges A erfolgt zweckmäßig in der in den Fig. 3 und 4- dargestellten Ausführung. Die Lagerung weist ein Paar Winkeleisen 14 auf, die endseitig an der Traverse 10 des Fahrgestelles z.B. durch Schweißen befestigt sind. Die freien Enden dieser Winkeleisen sind mit einem querverlaufenden Winkeleisen 16 z.B. durch Schweißen verbunden. Mit dem Winkeleisen ist ein Paar Lagerkonsolen 18 verschweißt.

609814/0295

Zwei vertikal angeordnete Winkeleisen 20 sind mit ihren unteren Enden über einen Gelenkbolzen 22 an den Konsolen 18 angeschlossen. Der Gelenkbolzen 22 durchfaßt fluchtende Bolzenoffnungen der Teile 18 und 20. Auf dem Gelenkbolzen sitzt eine Hülse 24. Die Enden des Gelenkbolzens sind mit den Konsolen 18 verschweißt.

Mit den oberen und unteren Enden der vertikalen Winkeleisen 20 ist jeweils ein L-förmiges Plattenteil 26 verschweißt. Die horizontalen Schenkel der Plattenteile 26 sind mit vertikal fluchtenden Gelenkbolzenöffnungen versehen. Zwischen diese horizontalen Schenkel ist eine Hülse 28 eingeschweißt, deren Axialbohrung mit den Gelenkbolzenöffnungen der horizontalen Schenkel fluchtet. Das dem !Fahrzeug zugewandte Ende des Baumes B weist auf der Ober- und Unterseite geweils eine Stegplatte 30 auf, die mit den Eohren des Baumes verschweißt ist. An den Stegplatten 30 sind in der Mittelachse des Baumes Gelenkarme 32 angeschweißt, welche die horizontalen Schenkel der Plattenteile 26 über- bzw. unterfassen. Die Gelenkarme 32 weisen Bolzenlöcher auf, die mit den Bolzenoffnungen der Teile 26 und 28 fluchten. Durch die genannten Bolzenlöcher und -öffnungen faßt ein Gelenkbolzen 34, der somit die Gelenkachse E bildet, während die Gelenkachse D von dem Gelenkbolzen 22 gebildet wird.

Vorzugsweise ist das Maß, um welches sich der Baum B um die horizontale Gelenkachse D nach oben schwenken läßt, und da-

6098U/0295

mit die Abhebehöhe des Flugzeuges gegenüber dem Erdboden begrenzt. Zu diesem Zweck sind an den vertikal stehenden Winkeleisen 20 Anschlagorgane 36 z.B. durch Schweißen befestigt, die, wie aus Fig. 4 zu ersehen, etwa winkelförmig ausgebildet sind und sich in Richtung auf das Fahrzeug A erstrecken. An den Winkeleisen 14- ist ein Gegenanschlag 38 in Form eines Querstabes angeschweißt, welcher im Schwenkweg der Anschlagorgane 56 liegt. Vorzugsweise ist zwischen den Teilen 36 und 38 ein Kissen 40 aus nachgiebig-elastischem Material, wie Gummi od.dgl., angeordnet, um den Anschlag der Anschlagorgane 36 gegen den Gegenanschlag 38 beim Hochschwenken des Baumes zu dämpfen.

Es empfiehlt sich außerdem, die Seitenbewegung des Baumes B um die Achse E in bezug auf die Mittellinie G des Fahrzeuges A zu begrenzen. Zu diesem Zweck sind an den Winkeleisenteilen 14- und 16 Stützarme 42 angeschweißt, die sich in Sichtung auf den Baum B schräg nach außen erstrecken (Fig. 3)« Die freien Enden dieser Stützarme sind über Vorrichtungen 44-mit dem Baum B verbunden, welche die Seitenaus Schwenkung des Baumes begrenzen und dämpfen. Die Vorrichtungen 44 bestehen zweckmäßig aus Stoßdämpfern, die einerseits mit den Armen 42 und andererseits mit einem am Baum angeschweißten Querstück 46 gelenkig verbunden sind. Anstelle der Stoßdämpfer 44 können aber auch andere Vorrichtungen zur Begrenzung und Dämpfung der Seitenausschwenkung vorgesehen werden. Besonders geeignet für diesen Zweck sind aber hydrau-

609814/0295

lische oder pneumatische Stoßdämpfer.

Die erfindungsgemäße Flugausbildungsvorrichtung weist ferner vorzugsweise eine Vorrichtung auf, welche den Baum B in die Mittellage einzustellen sucht, in welcher er mit der Längsmittellinie G des Fahrzeuges A fluchtet. Diese Vorrichtung besteht zweckmäßig aus einer Federvorrichtung, deren Zugfedern 48 zwischen den Armen 42 und der betreffenden Seite des Baumes B angeordnet sind. Die Seitenverschwenkung des Baumes B ist demgemäß nur gegen die Rückstellkraft der einen oder anderen Feder 48 möglich. Es versteht sich, daß für diese Mitteleinstellung des Baumes unterschiedliche Vorrichtungen verwendet werden können. Beispielsweise können die Zentrierfedern an den Stoßdämpfern 44 angeordnet sein oder Bestandteil derselben bilden.

Es empfiehlt sich, den Baum B möglichst leicht zu bauen, damit das Gewicht, welches von dem abhebenden Flugzeug C angehoben werden muß, möglichst gering gehalten wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Ausgleichs- oder Anhebevorrichtung vorgesehen, welche das von dem Flugzeug anzuhebende Gewicht vermindert bzw. das Gewicht des Baumes ausgleicht. Diese Vorrichtung besteht gemäß den Fig. 1 und 2 aus einer Federvorrichtung, deren Federn 50 einerseits an einem am Fahrzeug A fest angeordneten Teil und andererseits an einem Kabel 58 angreifen, welches mit dem Baum B verbunden ist. An dem Fahrzeug A ist ein Federrahmen 52 befestigt, welcher eine Traverse 5^ ^i* mehreren Federeinhängeösen auf-

6098U/0?9S

weist, in welche die ledern 50 mit ihren Enden eingehängt sind. Die anderen Enden der Federn 50 fassen in Federöffnungen einer Querschiene 56, an welcher das Kabel 58 angreift. Das Kabel ist mit seinem anderen Ende an einer Stelle am Baum B angeschlossen, die gegenüber der Gelenkachse D nach vorne versetzt ist. Das Kabel wird von einer Stützbrücke 60 im Abstand oberhalb der Horizontalachse D gehalten. Die Stützbrücke 60 weist Schenkel 62 auf, die mit ihren unteren Enden am Baum B angeschweißt sind. Die Schenkel 62 sind über mehrere übereinander angeordnete Querstreben 64 verbunden, die zur Abstützung des Kabels dienen. Je nachdem, an welcher der übereinanderliegenden Querstreben das Kabel abgestützt ist, wird auf den Baum B eine unterschiedlich große Anhebe- und Ausgleichskraft von den Federn 50 ausgeübt. Anstelle der Federvorrichtung können aber auch andere Anhebe- oder Ausgleichsvorrichtungen, wie z.B. ein Ausgleichsgewicht od.dgl., vorgesehen werden, welche das Gewicht des Baumes B ausgleichen.

Bei der beschriebenen Flugausbildungsvorrichtung kann irgendein mit Tragflächen versehenes Flugzeug verwendet werden. Vorzugsweise wird hierfür ein leichtes, z.B. einsitziges Flugzeug vorgesehen, welches, wie Fig. 1 zeigt, als Druckpropellerflugzeug ausgebildet ist, dessen Antrieb hinter dem Cockpit und dessen Propeller am Schwanzende des Flugzeuges angeordnet ist. Um das Gewicht des Flugzeuges möglichst niedrig zu halten, wird der Flugzeugantrieb zweck-

6098U/0295

-14- 25 1 7 A 1 O

mäßig ausgebaut, wodurch sich der Schwerpunkt des Flugzeuge s verschiebt. Mit F ist der Schwerpunkt des Flugzeuges bei ausgebautem Antrieb bezeichnet. Es versteht sich, daß das Flugzeug die erforderlichen Flugkontroll- und Steuerorgane für die Betätigung der Tragflächen-Stabilisier- und Ruderklappen usw. aufweist und somit im Flugbetrieb vom Cockpit aus gesteuert werden kann.

Wie erwähnt, ist das Flugzeug C am freien Ende des Baumes B kugelgelenkbeweglich gelagert, so daß es gegenüber dem Baum B allseitige Dreh- und Schwenkbewegungen ausführen kann. In den Fig. 5 bis 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Gelenkverbindung zwischen Flugzeug und Baum dargestellt. Am vorderen Ende des Baumes B sind an den Längsträgern 12 Metallseitenplatten 66 angeschweißt, zwischen deren parallelen Teile ein L-förmiger Metallarm 68 eingesetzt ist, der mit den Seitenwandteilen z.B. mittels Schraubenbolzen 70 verbunden ist. Der Arm erstreckt sich gegenüber dem Baum B nach oben und faßt durch eine Öffnung am Boden des Flugzeugrumpfes in das Flugzeug hinein. Das horizontal abgewinkelte obere freie Ende des Armes 68 trägt ein Kugelgelenklager, bestehend aus halbkugeligen Lagerblöcken 72 und 74» die mittels Schrauben 76 verbunden sind. Der Lagerblock 72 kann am Arm 68 einstückig angebracht sein oder als gesondertes Bauteil mit dem Arm verschweißt oder auf andere Weise verbunden sein.

Die Innenflächen der pfannenartigen Lagerblöcke 72 und 74-

609814/0295

"bilden gemeinsam eine sphärische Lagerfläche 78 für eine Gelenkkugel 80, die mit einer diametralen Bohrung für den Durchgriff eines Stabes 82 od.dgl. versehen ist. Die Gelenkkugel ist an dem Stab 82 gegen Drehung und Axialverschiebung festgelegt. An den Enden des Stabes 82 sind Halteplatten 84 angeschweißt, die an den gegenüberliegenden Seiten des Flugzeugrumpf es mit hier befindlichen !Teilen 86 desselben verbunden sind. Vorzugsweise sind die Platten 84 lösbar mit dem !Flugzeug verbunden, was z.B. mittels Schraubenbolzen 88 geschehen kann.

Der Stab 82 erstreckt sich horizontal zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden des Flugzeuges C, wobei seine Längsachse den Schwerpunkt F des Flugzeuges schneidet. Die Gelenkkugel 80 liegt dabei mittig zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen des Flugzeuges, so daß der Mittelpunkt des Kugelgelenks mit dem Schwerpunkt F des Flugzeuges zusammenfällt. Die Lagerblöcke 72 und 74 weisen an den einander gegenüberliegenden Seiten Fenster 90 auf, die koaxial zu dem Stab 82 liegen und einen Querschnitt bzw. Durchmesser aufweisen, der so groß ist, daß die erforderlichen Schwenkbewegungen zwischen Gelenkkugel und Baum möglich sind.

Wie vorstehend erwähnt, empfiehlt es sich, die Gelenkverbindung so auszubilden, daß die neigung, die Drehung und die Seitenbewegung des Flugzeuges gegenüber dem Baum B begrenzt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird

609814/0295

-ie- 2517A10

die Schwenkbewegung des Gelenkes in bezug auf die Seiten- und Drehbewegung des Flugzeuges durch ein Paar elastischnachgiebiger Anschlagvorrichtungen 92 begrenzt, die zu beiden Seiten der Lagerblöcke 72 und 74· iia Abstand von diesen an dem Stab 82 angeordnet sind. Jede Anschlagvorrichtung 92 weist eine kreisförmige Scheibe 94· aus elastisch-nachgiebigem Material, wie z.B. Gummi, auf, die rückseitig an einer Metallplatte 96 befestigt ist, welche mit einer Nabe 98 auf dem Stab längsverschiebbar geführt ist. Die Anschlagvorrichtungen 92 sind somit in ihrem Abstand zu den Seitenflächen der Lagerblöcke 72 und 74· einstellbar und in der jeweiligen Einstellage mit einer Peststellschraube 100 oder einer sonstigen Feststellvorrichtung auf dem Stab festlegbar. Es ist erkennbar, daß je nach dem Abstand zwischen den Anschlagvorrichtungen und den Seitenflächen der Lagerblöcke 72 und 74- die Gelenkbewegung des Flugzeuges G gegenüber dem Baum B bei der Seiten- und Eollbewegung des Flugzeuges unterschiedlich groß ist. Die Seiten- und Eollbewegung des Flugzeuges wird durch Anschlag der nachgiebigen Scheiben 94· gegen die entsprechende Seitenfläche des Lagerblockes begrenzt, wobei zugleich aufgrund der Nachgiebigkeit der Kissen eine Dämpfung des Endanschlages erzielt wird.

Die Steigungs- bzw. Neigungsbewegung des Flugzeuges C gegenüber dem Baum B wird bei dem Ausführungsbeispiel dadurch begrenzt, daß ein Anschlagorgan, wie ein Anschlagbolzen 102, an der Gelenkkugel 80 vorgesehen wird, welcher ein Fenster

60981 4/0295

oder eine öffnung 104 des Lagerblockes 74- mit Spiel durchfaßt. Die Achse des Bolzens 102 liegt auf einer durch den Mittelpunkt der G-elenkkugel 80 hindurchgehenden radialen Linie. Der Bolzen ist in eine Bohrung der Gelenkkugel eingeschraubt und damit von der Gelenkkugel entfernbar. Das !fenster 104 weist einen quadratischen oder rechteckigen Umriß auf, wobei der Abstand seiner Seitenflächen so groß ist, daß das Flugzeug G die erforderlichen Seitenbewegungen gegenüber dem Baum B ausführen kann. Der Anschlagbolzen 102 ist mit einem kreisrunden Bolzenkopf versehen, dessen Durchmesser so auf die Höhe des Fensters 104 abgestimmt ist, daß das Flugzeug G die gewünschte Steigung oder Neigung gegenüber dem Schwerpunkt F ausführen kann. Wenn hierbei das Flugzeug mit seiner Nase nach unten gerichtet ist, so kommt der Bolzen 102 in Anschlag gegen die untere Kante des Fensters 104, wodurch die Neigung des Flugzeuges begrenzt wird. Umgekehrt wird bei im Steigungsflug befindlichem Flugzeug das Maß der Steigung durch den Anschlag des Bolzens 102 gegen die obere Kante des Fensters 104 begrenzt.

Aus Vorstehendem ergibt sich daher, daß die Schwenkbewegung des Flugzeuges G gegenüber dem Baum B auch in verschiedenen Schwenkrichtungen unwirksam gemacht werden kann, indem z.B. die Anschlagvorrichtungen 92 so versetzt werden, daß diese unmittelbar an den Seitenflächen der Lagerblöcke 72 und 74 anliegen. In diesem Fall ist das Flugzeug gegen eine HoIl- und Seitenbewegung verriegelt, so daß der Flugschüler ledig-

609814/0295

lick noch die Neigung bzw. den Anstieg des Flugzeuges steuern kann. Sobald der Flugschüler mit diesen Steuervorgängen vertraut ist, können die Anschlagvorrichtungen 92 wieder auf Abstand zu den Lagerblöcken 72, 74 eingestellt werden, so daß der Flugschüler nunmehr auch EoIl- und Seitenbewegungen des Flugzeuges durchführen kann. Der Anschlagbolzen 102 kann durch einen Bolzen ersetzt werden, der einen Kopf aufweist, dessen Breite dem Abstand zwischen den Seitenflächen des Fensters 104 entspricht und dessen Höhe kleiner ist als der Abstand zwischen der oberen und unteren Kante dieses Fensters. Dabei können die Seitenkanten des Bolzens bzw. des Bolzenkopfes mit einem Krümmungsradius gerundet werden, welcher dem Abstand zwischen der Achse des Bolzens 102 und den Seitenkanten des Fensters entspricht. Bei dieser Ausführung des Bolzens und des Fensters kann das Flugzeug lediglich Roll- und Steigebewegungen ausführen, während es gegen Seitenbewegung verriegelt ist. Die Eollbewegung wird, wie vorstehend beschrieben, durch die Anschlagvorrichtungen 92 begrenzt. In diesem Fall kann der Flugschüler mit den zwei noch möglichen Flugmanövern, nämlich der EoIl- und Steigebewegung, vertraut gemacht werden. Anschließend kann der vorgenannte Anschlagbolsen wieder gegen den Bolzen 102 ausgetauscht werden, so daß der Flugschüler nun sämtliche drei Bewegungsmanöver durchführen kann.

Es versteht sich, daß das Ausmaß der Gelenkbewegungen bei

609814/0 295

der Steigung, EoIl- und Seitenbewegung des Flugzeuges veränderlich einstellbar sein kann. Ebenfalls ist es möglich, die Gelenkbewegungen des Baumes B gegenüber dem Fahrzeug A in den verschiedenen Eaumrichtungen veränderlich einzustellen. Vorzugsweise erfolgt die Schwenkbegrenzung so, daß der Flugschüler die Abhebe- und Landebewegungen und die weiteren Flugzeugmanöver mit einer Bewegungsfreiheit durchführen kann, wie sie im Normalflug anzutreffen ist, wobei die Schwenkbegrenzung aber so eingestellt wird, daß jede für das Flugzeug, den Baum oder das Fahrzeug gefährliche unkontrollierte Flugsituation zuverlässig vermieden wird. Es hat sich gezeigt, daß dies in der Praxis bei folgenden Winkelbeträgen der Fall ist:

Neigung des Flugzeuges gegenüber der Horizontalen nach oben: 15

Neigung des Flugzeuges gegenüber der Horizontalen nach unten: 10°

EoIl- und Seitenbewegung: jeweils y\Q° nach rechts und nach links

Seitenausschwenkung des Baumes: jeweils 10° nach rechts und nach links gegenüber der Längsmittellinie des Fahrzeuges

Aufwärtsschwenkung des Baumes gegenüber der Horizontalen: etwa 25°·

6098U/0 2 95

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird für das erdgebundene Fahrzeug A ein handelsüblicher Motorlastwagen verwendet. Die Länge des Baumes beträgt etwa 5»50 m. Für das Flugzeug kann ein einsitziges Flugzeug BD-5 der Firma Bede Aircraft, Inc. of Newton, Kansas, Verwendung finden. Die vorgenannten Bewegungsbegrenzungen beziehen sich auf die Maximalwerte des beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Im Betrieb fährt der Fahrer des Fahrzeuges A das Flugzeug in die gewünschte Position auf einer Start- oder Landebahn od.dgl. Während dieses Vorganges kann der Flugschüler die Bewegung des Flugzeuges über den Erdboden hinweg steuern, so daß er hierbei Erfahrungen hinsichtlich des im EoIlzustand befindlichen Flugzeuges gewinnt. In der vorgesehenen Position auf der Start- oder Landebahn beschleunigt der fahrzeugführer das Fahrzeug A und damit auch das Flugzeug C. Sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und des Flugzeuges ausreichend groß ist, betätigt der Flugschüler die erforderlichen Steuerorgane, um das Flugzeug zum Abheben zu bringen. Mach dem Abheben des Flugzeuges kann der Flugschüler die vorgenannten Flugmanöver durchführen, wobei, wie vorstehend erläutert, das Flugzeug gegen einzelne Bewegungsmanöver verriegelt sein kann. Wenn das Flugzeug das Ende der Bahn erreicht, bremst der Fahrer des Fahrzeuges A das Flugzeug ab, so daß nun der Flugschüler den Lande Vorgang durchführen kann. Bei der Durchführung des Schulungsprogramms ist von besonde-

S 0 9 8 U / 0 2 9 5

rem Vorteil, daß der Fluglehrer in dem erdgebundenen Fahrzeug A mitfahren kann und dabei über ein geeignetes Kommunikationssystem mit dem Flugschüler in ständiger Sprechverbindung steht, so daß er dem Flugschüler die erforderlichen Anweisungen geben kann.

Es versteht sich, daß die Erfindung auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nicht beschränkt ist, sondern in verschiedener Hinsicht Abwandlungen erfahren kann, ohne den Eahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann für das erdgebundene Fahrzeug anstelle des Motorlastwagens auch ein anderes Fahrzeug zum Antrieb des Flugzeuges verwendet werden. Dasselbe gilt für das Flugzeug und den
Ausleger bzw. den Baum sowie die Gelenkanordnungen und die ihnen zugeordneten Vorrichtungen der Schwenkbegrenzung usw.

6098H/0295

Claims (21)

Ansprüche

1. ι Vorrichtung zur Flugausbildung an einem mit Tragflächen

versehenen steuerbaren Flugzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem mit mindestens der Flugzeugabhebegeschwindigkeit bewegbaren erdgebundenen Fahrzeug (A) und einem gelenkbeweglich hiermit verbundenen Baum (B) od.dgl. besteht, an dem das Flugzeug (C) etwa in seinem Schwerpunkt (F) gelenkig angeschlossen bzw. anschließbar ist, wobei eine die Ausschwenkung des Baumes gegenüber dem Fahrzeug und des Flugzeuges gegenüber dem Baum begrenzende Schwenkbegrenzung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erdgebundene Fahrzeug (A), in Flugrichtung gesehen, hinter dem Flugzeug (G) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Baum (B) um eine horizontale und vertikale Achse (D, E) gelenkbeweglich an dem Fahrzeug (A) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbegrenzung des Baumes (B) eine die Gelenkbewegung um die vertikale und/oder die horizontale Achse begrenzende Vorrichtung (36, 42, 44) aufweist.

6098U/0295

-23- 251 74 1Q

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung des Abhebens des Flugzeuges (C) eine den beweglichen Baum (B) in Anheberichtung belastende Anhebevorrichtung (50 bis 64) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5_? dadurch gekennzeichnet, daß die Anhebevorrichtung eine Federvorrichtung (50) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhebekraft der Anhebevorrichtung bzw. die Federkraft der Federvorrichtung (50) veränderlich einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» gekennzeichnet durch ein den Baum (B) mit dem Flugzeug (0) verbindendes Kardan- oder Kugelgelenk.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelgelenk eine mit dem Baum (B) verbundene Kugelpfanne (72, 74) und eine hierin gelagerte Gelenkkugel (80) aufweist, die mittels einer Achse, eines Stabes (82) od.dgl. etwa im Flugzeugschwerpunkt festgelegt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den die Gelenkbewegung zwischen Baum (B) und Fahrzeug (A) und/oder zwischen Baum (B) und Flugzeug (C) begrenzenden Anschlagvorrichtungen der Schwenkbegrenzung federnd-nachgiebige Elemente, wie Kissen od.dgl., zugeordnet sind.

60981 4 /Π295

-24- 2517A10

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Achse bzw. dem Stab (82) od.dgl. !Federkissen (94) angeordnet sind, die bei Seiten- und Eollbewegungen des Flugzeuges (C) in Anlage gegen das Lager (72, 74) des Kugelgelenks gelangen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Gelenkbewegungen zwischen Baum (B) und Flugzeug (C) und/oder zwischen Baum (B) und Fahrzeug (A) veränderlich einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schx^enkbegrenzung eine die Neigungsbewegung des Flugzeuges (C) gegenüber dem Baum (B) begrenzende Vorrichtung (102) aufweist.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkissen (94) in ihrem Abstand gegenüber dem Kugelgelenk einstellbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (A) einen eigenen Fahrantrieb aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß das mit Rädern versehene Fahrzeug (A) lenkbar und mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn-

609814/0?9 5

zeichnet, daß das Fahrzeug (A) aus einem Kraftwagen, insbesondere einem Motorlastwagen od.dgl., besteht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Baum (B) an der Frontseite des Fahrzeuges (A) nach Art eines Auslegers angelenkt ist und von der Flugzeug-Schwanzseite her unter das Flugzeug (C) greift, wobei er einen von unten in das Flugzeug hineingreifenden aufragenden Kupplungsarm (68) aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine den Baum (B) in die Mittellage einstellende Federvorrichtung (48).

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbegrenzung des Baumes (B) aus einem die Abhebebewegung des Flugzeuges (C) begrenzenden, an der Frontseite des Fahrzeuges (A) abgestützten Stoßfänger (40) od.dgl. und einem hiermit zusammenwirkenden Anschlagorgan (36) besteht.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Baum (B) und dem Fahrzeug (A) beiderseits der Vertikalachse (E) angeordnete Stoßdämpfer (44) od.dgl. zur Schwenkbegrenzung und Dämpfung der Sextenverschwenkung angeordnet sind.

6098U/0 2 95

Leerseite