DE3880320T2

DE3880320T2 - Verfahren zur vermeidung einer überbeanspruchung von flugzeugbugfahrwerken beim schleppen mit traktoren und ein traktor zur durchführung des verfahrens.

Info

Publication number: DE3880320T2
Application number: DE88909304T
Authority: DE
Inventors: Mogens Birkeholm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2008-10-11
Also published as: JPH03500520A; ATE88148T1; US5048625A; WO1989003343A1; SE8703984D0; EP0383806B1; AU2603188A; DE3880320D1; SE459413B; EP0383806A1; SE8703984L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung einer Überbeanspruchung des Bugradfahrwerks eines von einem Schlepper geschleppten Flugzeugs und einen Schlepper zur Durchführung dieses Verfahrens.
Im beschreibenden Teil des U.S.-Patentes Nr. 4 113 041 werden ein Verfahren und ein Steuersystem beschrieben, bei denen die zwischen Schlepper und Flugzeug übertragene Kraft ständig gemessen und anschließend auf Grundlage des gemessenen Wertes die Brems- und Schleppleistung in übergeordneter Weise derart gesteuert werden, daß die übertragene Kraft innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird. Durch Verwendung dieses Systems wird es den Piloten des Flugzeugs ermöglicht, mit den Bremsen des Flugzeugs zu bremsen, insofern als der Schlepper dem Flugzeug bei dessen Beschleunigung und Verlangsamung immer automatisch folgt. Dieses System ist bei Verwendung einer Schleppstange anwendbar. Liegt das Bugrad jedoch auf dem Schlepper auf, ist es nicht ganz so einfach, die übertragene Zugkraft zu messen, d.h. das Bremsen des Flugzeugs zu erfassen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfacheres Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem die bekannte Steuerung auch dann verwirklicht werden kann, wenn das Bugrad auf dem Schlepper aufliegt.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung oder Verlangsamung in Längsrichtung des Schleppers ständig gemessen wird und daß die erhaltenen Werte zur Steuerung der vom Schlepper abgegebenen Leistung und gegebenenfalls zur Aktivierung der Bremsen des Schleppers derart verwendet werden, daß die Zugkräfte zwischen Bugradfahrwerk und Schlepper innerhalb eines vorbestimmten, zulässigen Bereichs gehalten werden.
Dadurch ist es möglich, das Schleppen bei einer Geschwindigkeit von mehr als 30 km/h durchzuführen, ohne dabei das Bugradfahrwerk einer Gefahr auszusetzen.
Das Verfahren ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, daß bei Verlangsamung um einen bestimmten Wert die Leistung auf Null geht. Wird die Motorenleistung des Schleppers beim Bremsen des Flugzeugs vollkommen abgeschaltet, muß das Bugradfahrwerk nur die vom Schlepper stammenden Trägheitskräfte abfangen, und dies ist bei sanften Bremsungen und großen Flugzeugen annehmbar.
Durch weitere Verbesserungen des Verfahrens werden diese Kräfte vollkommen ausgeglichen, denn das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Funktion der vom Schlepper abgegebenen Leistung darstellender Wert, beispielsweise das auf die Antriebswellen wirkende Moment oder der Kraftstoffverbrauch, ebenfalls ständig gemessen wird, daß auf Grundlage der gemessenen Werte und der Masse des Schleppers die zum Flugzeug übertragene Zugkraft ständig berechnet wird und daß die Bremsleistung des Schleppers derart gesteuert wird, daß die Zugkraft stets innerhalb eines vorbestimmten, zulässigen Bereichs gehalten wird.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein Bereich von ausschließlich positiven Kräften, d.h. Zugkräften zwischen Schlepper und Flugzeug, ausgewählt. Somit wird dem sogenannten 'Zusammenfalten vorgebeugt, das dann sehr gefährlich werden kann, wenn das Flugzeug über den Schlepper hinausläuft, d.h. wenn es zum Beispiel aufgrund von Windkräften oder Bodenunebenheiten eventuell schneller als der Schlepper ist, den Schlepper also zu schieben versucht. Die Automatik wird dann einem solchen Vorfall zuvorkommen und für eine Beschleunigung des Schleppers sorgen. Diese Tatsache ist natürlich auf rutschigen Start- und Landebahnen von größter Wichtigkeit.
Des weiteren betrifft die Erfindung einen Schlepper zur Durchführung des Verfahrens, und dieser Schlepper ist gekennzeichnet durch Mittel zur ständigen Messung der Beschleunigung oder Verlangsamung in Längsrichtung des Schleppers, Mittel zur Steuerung der vom Schlepper abgegebenen Leistung und gegebenenfalls zur Aktivierung der Bremsen des Schleppers als Reaktion auf die gemessenen Werte.
Eine bevorzugte Ausführung ist gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die auf Grundlage der gemessenen Werte, d.h. der vom Schlepper an die Räder abgegebenen Leistung, der Beschleunigung oder Verlangsamung, und fester Werte, d.h. der Masse des Schleppers und der Motorkenndaten (Leistungsdaten), zur Berechnung der zum Flugzeug übertragenen Kraft dient, wobei die Steuereinheit als übergeordnetes System zur Steuerung der Leistung und gegebenenfalls des Bremsens des Schleppers dient, und zwar derart, daß die zum Flugzeug übertragene Kraft innerhalb eines vorbestimmten, zulässigen Bereichs gehalten wird, wobei vorzugsweise nur positive Kräfte, d.h. Zugkräfte, eingeschlossen werden.
Somit ist eine automatische Steuerung vorgesehen, die alle beteiligten Faktoren berücksichtigt und deshalb das Bugradfahrwerk sicher gegen unzulässige Kräfte schützt.
Die Erfindung wird weiter anhand der Zeichnungen erklärt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines mit einem Flugzeug (nur teilweise dargestellt) über eine Schleppstange verbundenen Schleppers,
Fig. 2 ein Diagramm, das eine mögliche Verarbeitung der Eingangswerte darstellt und
Fig. 3 das gleiche wie Fig. 1, nur daß das Bugrad des Flugzeugs auf dem Schlepper aufliegt.
Fig. I zeigt einen Schlepper 1, der über eine Schleppstange 4 mit dem Bugrad 2 eines Flugzeugs 3 verbunden ist. Es wird hervorgehoben, daß das Bugrad des Flugzeugs 2 auch auf dem Schlepper 1 hätte aufliegen können. Die Figur zeigt nun die Kräfte, durch die der Schlepper 1 beeinflußt wird, wenn er mit einer in der gezeigten Richtung als positiv betrachteten Beschleunigung G nach vorne beschleunigt. Unter diesen Umständen wird der Schlepper zunächst in seinem Schwerpunkt von einer Trägheitskraft gleich der Masse des Schleppers mal seiner Beschleunigung beeinflußt:
KI = Mtr x G
Es wird der Fall betrachtet, in dem der Motor des Schleppers die erwähnte Beschleunigung auslöst, und daraus folgt dann, daß der Schlepper von einer vorwärts gerichteten Reibungskraft KF von dem Untergrund beeinflußt wird. Das Flugzeug 3 verursacht unter diesen Umständen in der Schleppstange 4 eine rückwärts gerichtete Kraft KAC, deren Größe bislang noch nicht bekannt ist.
Die den Schlepper beeinflussenden Kräfte befinden sich immer im Gleichgewicht. Aus diesem Grunde gilt die folgende Gleichung:
KI + KAC = KF.
Da jedoch, wie oben erwähnt, KI = x G und KF = f(P), wobei P die Motorenleistung ist, ist es somit offensichtlich, das die unbekannte Größe
15 KAC = f(P) - Mtr x G .
Die Größe f(P) kann durch f(M) ersetzt werden, wo M die Summe der auf die Antriebswellen des Schleppers wirkenden Momente ist. Die Beziehung zwischen KF und P bzw. M kann leicht durch Versuche ermittelt werden. Die Masse des Schleppers ist konstant, d.h., wenn G gemessen wird, ist es jederzeit möglich KAC zu berechnen, die auch die interessierende Größe und dafür maßgebend ist, ob das Bugradfahrwerk 4a überbeansprucht ist.
Die erläuterte Beziehung kann durch eine typische 25 Situation veranschaulicht werden, in der das Schleppen bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf einer leicht abfallenden Start- oder Landebahn stattfindet, so daß der Schlepper keine Leistung abgeben muß, d.h. f(P) = 0. Daraus folgt:
KAC = - Mtr x G .
Entscheiden sich die Piloten des Flugzeugs unter diesen Umständen dafür, mit den Bremsen des Flugzeugs zu bremsen, führt dies natürlich dazu, daß KAC ansteigt. Dies führt zu einer negativen G, da, wie erwähnt,
KAC = Mtr x G .
Es ist daher möglich, durch Messung von G die plötzlich angestiegene KAC auf zuzeichnen. Auf Grundlage dieser Messung ist es somit möglich, mit den Bremsen des Schleppers zu bremsen, so daß KAC in einem zulässigen Bereich bleibt.
Alles in allem ist es natürlich auf Grundlage einer Messung der Motorenleistung des Schleppers und der gemessenen Beschleunigung des Schleppers jederzeit möglich, KAC zu berechnen. Auf Grundlage einer ständigen Berechnung diese Größe ist es somit weiterhin möglich, durch Regulierung der von dem Schlepper abgegebenen Leistung und/oder des Bremsens diese Größe zu steuern. Dies kann beispielsweise geschehen wie im Funktionsdiagramm in Fig. 2 dargestellt.
Die von einem Beschleunigungsmesser gemessene G des Schleppers wird in eine Recheneinheit eingegeben. Des weiteren wird die abgegebene Leistung P des Schleppers oder das die Summe der auf die Antriebswellen des Schleppers 1 wirkenden Momente darstellende Moment M eingegeben. Die Recheneinheit 10 berechnet dann ständig KAC auf Grundlage der Formel: KAC = f(P oder M) - Mtr x G .
KAC wird dann zusammen mit P zu einer Steuereinheit 11 geleitet, die die gewünschte KAC in Gestalt eines Bezugswerts KACref von einer Befehlseinheit 12 erhält. Dieser Wert unterliegt je nach Flugzeugtyp Einschränkungen, die in die Befehlseinheit 12 eingegeben werden. Beide Werte werden von der Bedienungsperson des Schleppers eingegeben. KACref kann beim Fahren von der Bedienungsperson beispielsweise über eine Drosselklappensteuerung geändert werden.
Die Steuereinheit 11 führt ihre Aufgabe über die Schleife 13 aus, wobei die Leistung P derart reguliert wird, daß KAC - KAcref = 0. Wurde die Leistung P auf 0 reduziert und KAC ist immer noch zu groß, müssen durch angemessenes Bremsen mit den Bremsen des Schleppers, wie durch Linie 14 und Block 15 angedeutet, Regulierungen ausgeführt werden. Es wird nochmals betont, daß die Leistung P überall durch das von dem Motor abgegebene Gesamtmoment ersetzt werden kann. Zur Messung der Leistung P oder des Moments M gibt es viele Verfahren, insofern als viele Werte der Leistung proportional sind oder zu ihr eine genau definierte Beziehung haben. Somit ist es über die Durchflußmenge des zugeführten Kraftstoffs mittels der Leistungskenndaten des Motors möglich, die Leistung auf Grundlage der unmittelbaren Kraftstoffzufuhr zu berechnen. Sehr oft wird über den Motor eine Pumpe betrieben, die dann über hydraulische Antriebsmotoren die einzelnen Antriebswellen betätigt. In dem Fall ist es möglich, die abgegebene Leistung durch Messen des Hydraulikdruckes und der Durchflußmenge in den hydraulischen Rohren zu berechnen.
Schließlich soll auch noch einmal hervorgehoben werden, daß die Erfindung nicht auf Schlepper mit Schleppstange beschränkt ist, sondern auch in Zusammenhang mit der Art von Schleppern Verwendung findet, bei der das Bugrad des Flugzeugs auf dem Schlepper aufliegt. Und zwar ist die Erfindung genau im Zusammenhang mit solchen Schleppern im hohen Grade anwendbar, weil es unter solchen Umständen schwierig ist, die zum Flugzeug übertragene Kraft zu messen.
Fig. 3 stellt dazu ein Beispiel dar, und die Teile haben die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1. Darüber hinaus werden Mittel 16 und 17 zum Halten des Bugrads 2 gezeigt. Die Kräfte, von denen der Schlepper 1 beeinflußt wird, sind die gleichen.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung einer Überbeanspruchung des Bugradfahrwerks (4a) eines von einem Schlepper (1) geschleppten Flugzeugs (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung oder Verlangsamung in Längsrichtung des Schleppers (1) ständig gemessen wird, und daß die erhaltenen Werte zur Steuerung der vom Schlepper (1) abgegebenen Leistung und gegebenenfalls zur Aktivierung der Bremsen des Schleppers (1) derart verwendet werden, daß die Zugkräfte zwischen Bugradfahrwerk (4a) und Schlepper (1) innerhalb eines vorbestimmten, zulässigen Bereichs gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verlangsamung um einen bestimmten Wert die Leistung auf Null geht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Funktion der vom Schlepper (1) abgegebenen Leistung darstellender Wert, beispielsweise das auf die Antriebswellen wirkende Moment oder der Kraftstoffverbrauch, ebenfalls ständig gemessen wird, daß auf Grundlage der gemessenen Werte und der Masse des Schleppers (1) die zum Flugzeug (3) übertragene Zugkraft ständig berechnet wird, und daß die Leistung oder das Bremsen des Schleppers (1) derart gesteuert wird, daß die Zugkraft stets innerhalb eines vorbestimrnten, zulässigen Bereichs gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Auswählen eines Bereichs von ausschließlich positiven Kräften, d.h. Zugkräften zwischen Schlepper (1) und Flugzeug (3).

5. Schlepper (1) zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur ständigen Messung der Beschleunigung oder Verlangsamung in Längsrichtung des Schleppers (1), Mittel zur Steuerung der vom Schlepper (1) abgegebenen Leistung und gegebenenfalls zur Aktivierung der Bremsen des Schleppers (1) als Reaktion auf die gemessenen Werte.

6. Schlepper (1) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (11), die auf Grundlage der gemessenen Werte, d.h. der vom Schlepper (1) an die Räder abgegebenen Leistung, der Beschleunigung oder Verlangsamung, und fester Werte, d.h. der Masse des Schleppers (1) und der Motorkenndaten (Leistungsdaten), zur Berechnung der zum Flugzeug (3) übertragenen Kraft dient, wobei die Steuereinheit (11) als übergeordnetes System zur Steuerung der Leistung und gegebenenfalls des Bremsens des Schleppers (1) dient, und zwar derart, daß die zum Flugzeug (3) übertragene Kraft innerhalb eines vorbestimmten, zulässigen Bereichs gehalten wird, wobei vorzugsweise nur positive Kräfte, d.h. Zugkräfte, eingeschlossen werden.