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Dokumentenidentifikation DE102005004717A1 10.08.2006
Titel Plattformbasiertes Start-und Landebahnsystem für Flugzeuge
Anmelder Hörnicke, Christian, 29348 Eschede, DE
Erfinder Hörnicke, Christian, 29348 Eschede, DE
DE-Anmeldedatum 02.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005004717
Offenlegungstag 10.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.08.2006
IPC-Hauptklasse B64F 1/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Beim plattformbasierten Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge bewegt sich eine Plattform (7) abgestimmt auf die Flugphase des startenden oder landenden Flugzeugs nach dem Magnetschwebeprinzip entlang von Fahrwegen (5) und beschleunigt das aufstehende Flugzeug (10) beim Start oder nimmt dieses bei der Landung auf und verzögert es. Ein automatisches Haltesystem (9) fixiert dabei das Flugzeug auf der Plattform.
Dadurch verkürzt sich die erforderliche Start- und Landestrecke und reduziert sich der Triebwerks-, Reifen- und Bremsenverschleiß sowie der Treibstoffverbrauch bei Start und Landung. Dies erhöt die Sicherheit bei Start und Landung, erlaubt eine höhere Nutzlast und ermöglicht optimierte An- und Abflugverfahren.
Das Plattformsystem ist für alle Flugzeuge geeignet und für die Piloten vom Verfahren her wie eine konventionelle Bahn nutzbar und kann allein oder kombiniert mit konventionellen Bahnen eingesetzt und stufenlos bis hin zu einem kompletten Flughafenbetriebssystem ausgebaut werden.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge mit einer mobilen Plattform zur Aufnahme von Flugzeugen in der Start-, Lande-, Roll- und Abfertigungsphase. Dieses System ist auf Flughäfen als Ersatz oder in Kombination mit konventionellen Start-, Lande- und Rollbahnen einsetzbar.

Auf Flughäfen rollen die Flugzeuge beim Start mit eigenem Triebwerksschub bis zum Startpunkt am Anfang der Startbahn, beschleunigen dann mit maximalem Triebwerksschub, heben bei erreichen ihrer Abhebegeschwindigkeit ab und gehen in den Steigflug über. Treten bis zum erreichen der jeweils festzulegenden Entscheidungsgeschwindigkeit Probleme auf, so kann der Start abgebrochen werden und das Flugzeug kommt mit Hilfe des Umkehrschubes, der Spoiler und der Radbremsen nach der Startabbruchstrecke auf der Startbahn zum stehen. Bei der Landung geht das Flugzeug mit gedrosselten Triebwerken vom Endanflug in den Abfangbogen über, setzt auf der Landebahn auf, derotiert und verzögert dann durch Einsatz des Umkehrschubes, der Spoiler und der Radbremsen bis zum Stillstand oder bis auf eine angemessene Rollgeschwindigkeit zum verlassen der Bahn. Der Start- und Landvorgang ist auf die verfügbare Länge, die Neigung und den witterungsbedingten Zustand der Bahn, auf die meteorologischen Einflüsse wie Luftdruck, Temperatur und Windverhältnisse, auf lärmbedingte und flugplatzeigene Vorschriften hinsichtlich des Start- und Landeverfahrens, sowie auf die aerodynamischen Parameter, die Triebwerksleistung und die Masse des jeweiligen Flugzeugs abzustimmen. Außerdem können in der Militärluftfahrt dazu speziell ausgerüstete Flugzeuge auf Flugzeugträgern per Startkatapult oder Startrampe und durch Fangseile auf sehr kurzen Strecken starten und landen. Durch die Vielzahl der beeinflussenden Parameter sind Start und Landung die Flugabschnitte mit der größten Unfallgefahr.

Verkehrsflugzeuge benötigen aufgrund ihrer Masse, Aerodynamik und Triebwerksleistung fange Bahnen für Start und Landung. Beim Start bestimmt das Beschleunigungsvermögen durch die verfügbare Triebwerksleistung die mögliche Nutzlast- und Treibstoffmasse und bei der Landung das Verzögerungsvermögen durch Umkehrschub, Radbremsen und Spoiler die mögliche Landemasse, um mit dem Flugzeug das vorgeschriebene Start- bzw. Landeverfahren auf der jeweiligen Bahn unter den gegebenen meteorologischen Verhältnissen sicher durchführen zu können. Dabei sind die Triebwerke beim Start extrem beansprucht und haben einen hohen Treibstoffverbrauch, während das Fahrwerk samt Reifen und Bremsen beim Start bzw. Startabbruch und bei der Landung extrem belastet ist, jeweils verbunden mit einem entsprechenden Verschleiß. Wird aufgrund einer kurzen Startbahn, einer hohen Startmasse oder ungünstigen meteorologischen Verhältnissen nur eine geringe Abhebegeschwindigkeit erreicht, ist meist nur ein flacher Steigflug möglich, verbunden mit einer großen, vom Fluglärm beaufschlagten Fläche. Die Bahnen müssen während des Flugbetriebes ständig von Fremdkörpern und gefährdenden Eis- und Schneeablagerungen freigehalten werden. Die ständig steigende Flächenbelastung neuer Flugzeugkonstruktionen erfordert immer längere Start- und Landestrecken. Eine erforderlichen Verlängerung oder gar der Neubau von Bahnen ist kostspielig und führt gerade in Ballungsgebieten wegen des Flächenbedarfs oft zu Problemen. Der Start und die Landung auf Flugzeugträgern mittels Startkatapult und Fangseilen ist sehr schwierig und gefahrenträchtig und erfordert neben speziell ausgerüsteten Flugzeugen hervorragend ausgebildete Piloten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge zu entwickeln, das Flugzeuge jeder Art beim Start zusätzlich beschleunigt und bei der Landung zusätzlich verzögert und so eine kürzere Start- und Landestrecke bzw. eine höhere Abhebegeschwindigkeit sowie eine Treibstoffersparnis und Nutzlasterhöhung ermöglicht, das den Triebwerks-, Reifen- und Bremsenverschleiß reduziert, das separat oder zusammen mit konventionellen Start- und Landebahnen einsetzbar ist und einen automatisierten Betrieb ermöglicht, das für die Durchführung üblicher Start- und Landeverfahren geeignet ist, das unempfindlich gegen Fremdkörper und witterungsbedingte Ablagerungen im Start- und Landebereich ist und Notlandungen gestattet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich eine zur Aufnahme von startenden und landenden Flugzeugen ausreichend dimensionierte Plattform in Start- und Landerichtung angepasst an die Bewegung und die aktuelle Flugphase des startenden oder landenden Flugzeugs bewegt und das aufstehende Flugzeug beim Start beschleunigt und das landende Flugzeug aufnimmt und verzögert.

Die Plattform bewegt sich entlang von einer oder mehreren Führungsschienen oder Fahrwegen, die aufgeständert, ebenerdig oder in geeigneten Kanälen angebracht sind.

Die Plattform fährt auf beiderseits neben einer konventionellen Startbahn angebrachten Führungsschienen oder Fahrwegen, wodurch je nach Bedarf die Nutzung der Plattform oder der konventionellen Bahn für Start und Landung möglich ist.

Die Plattform wird durch Linearmotoren nach dem Magnetschwebeprinzip entlang der entsprechend ausgebildeten Fahrwege bewegt, wobei Elektromagnete in der Plattform und in der Führungsschiene die Plattform entlang der Führungsschiene tragen, führen und antreiben, indem entweder der Linearmotorstator am Fahrweg und der Rotor an der Plattform angebracht ist oder umgekehrt.

Die Plattform ist zusätzlich oder ausschließlich mit Schienen- und/oder Straßenradfahrwerken versehen, die auf geeigneten Führungsschienen und Fahrwegen rollen und bei Bedarf angetrieben werden können.

Die Kanäle zur Aufnahme der Führungsschienen oder Fahrwege sind ebenerdig mit Abdeckungen versehen, die im geschlossenen Zustand befahrbar sind und im Plattformbetrieb je nach Bedarf automatisch geöffnet und geschlossen werden können.

Die Plattformoberfläche ist auf ihrem Traggestell um die Vertikale drehbar angebracht, um Flugzeugen bei Start und Landung immer eine optimale Anströmrichtung bei Seitenwindeinfluss zu ermöglichen und um Flugzeugen das Auf- und Abrollen in jeder Richtung zu ermöglichen.

Die Plattformoberfläche ist vertikal beweglich über aktive Dämpfer mit dem Traggestell verbunden und kann so harte Landestöße des landenden Flugzeugs dämpfen.

Die Plattformoberfläche ist mit einer Drainage und Abtaueinrichtung und mit einem griffigen Belag versehen.

Die Plattform ist mit Haltevorrichtungen versehen, die in Reihen an der Vorder- und Hinterkante der Plattformfläche angeordnet sind und zum Auf- und Abrollen des Flugzeugs in der Plattform versenkt werden können und sich im Start- und Landebetrieb bei Plattformkontakt der Flugzeugreifen durch Sensoren aktiviert entlang von Führungsschienen bewegen und so an die Flugzeugreifen anlegen, dass ein vor- und zurückrollen des Flugzeugs auf der Plattform verhindert wird und die über integrierte Sensoren das Eigenbeschleunigungsvermögen des Flugzeugs registrieren und an die Steuerung der Plattform weiterleiten.

Die Plattform ist mit einem sensor- und radargestützten Steuerungssystem gekoppelt, das die Positions- und Bewegungsdaten des startenden und landenden Flugzeugs registriert und daran automatisch unter Berücksichtigung des Flugszeugtyps und der vom Piloten wählbaren Startgeschwindigkeit, maximalen Startbeschleunigung und maximalen Bremsverzögerung die Position und Geschwindigkeit der Plattform anpasst.

Die Plattform ist für den Nachtflugbetrieb mit ausreichend starken Scheinwerfern versehen, die die Start- und Landefläche auf der Plattform befeuern und die horizontal nach vorne und hinten abstrahlen und so die seitliche Begrenzung und die Mittellinie des Start- und Landebereiches kennzeichnen.

Die Plattform ist an Übergabestellen ebenerdig absenkbar, um Flugzeugen ein rollen auf und von der Plattform zu ermöglichen, um die Abfertigung der aufstehenden Flugzeuge am Boden zu erleichtern oder um die Plattform in eine den Flugbetrieb nicht behindernde Bereitschaftsposition zu bringen.

Wird die Plattform elektrisch angetrieben, so ist zur Erhöhung der Ausfallsicherheit ein Energiespeicher vorzusehen, der jederzeit ausreichend elektrische Energie für die Beendigung eines laufenden Start- oder Landevorganges bereitstellen kann.

Das Plattformsystem kann von allen Flugzeugen mit Radfahrwerk ohne flugzeugseitige Veränderungen für Starts und Landungen genutzt werden und ist für die Besatzung vom Start- und Landeverfahren her wie eine konventionelle Bahn nutzbar.

Durch das Plattformsystem wird das Flugzeug beim Start zusätzlich beschleunigt und bei der Landung zusätzlich verzögert und benötigt so eine kürzere Start- und Landestrecke bzw. erreicht eine höhere Startgeschwindigkeit.

Das Plattformsystem kann als alleiniges Start- und Landesystem oder zusammen mit konventionellen Start- und Landebahnen eingesetzt werden und stufenlos bis hin zu einem komplett automatisierten Flughafenbetriebssystem ausgebaut werden, bei dem die Flugzeuge während der gesamten Bodenphase auf der Plattform stehen und durch die Plattform bewegt und darauf abgefertigt werden. Durch eine koordinierte Plattformsteuerung kann der Betriebsablauf auf dem Flughafen unabhängig vom Flugzeugtyp geplant und ständig kontrolliert werden.

Die Bewegung der Plattform wird sensor- und radargestützt automatisch auf die Positions- und Bewegungsdaten des startenden bzw. landenden Flugzeugs, auf den Flugzeugtyp und auf die vom Piloten wählbare Startgeschwindigkeit, maximale Startbeschleunigung und maximale Bremsverzögerung abgestimmt. Mit dem automatisch arbeitenden Haltesystem kann das Flugzeug in jeder Phase sicher auf der Plattform fixiert werden.

Wird die Plattform schwebend nach dem Magnetschwebeprinzip angetrieben und geführt, so ist ein sicherer und weitgehend verschleißfreier Betrieb möglich und der Antrieb und die Energieversorgung können in den Fahrweg verlegt werden.

Da Start und Landung mit stehenden Rädern durchgeführt werden können reduziert sich der Reifen- und Bremsenverschleiß und auch eine Notlandung mit defektem Fahrwerk oder gar eine Bauchlandung ist risikoloser möglich, da zwischen Plattform und Flugzeug kein horizontaler Geschwindigkeitsunterschied besteht.

Durch das Plattformsystem verringert sich die Triebwerksbelastung durch die kürzere Startphase und den Wegfall des Umkehrschubes bei der Landung, verbunden mit einer entsprechenden Treibstoffersparnis und einem geringeren Triebwerksverschleiß.

Durch Start und Landung von und auf der Plattform erhöht sich für ein Flugzeug der Spielraum die Start-, Nutzlast- und Treibstoffmasse zu optimieren sowie bei geringer Luftdichte, hoher Temperatur und stärkerem Rücken- und Seitenwind zu starten und zu landen und lärmmindernde Start- und Landeverfahren durchzuführen.

Durch das Plattformsystem ist eine höhere Startgeschwindigkeit und damit ein steilerer Steigflug möglich, wodurch der für Vogelschlag besonders anfällige untere Höhenbereich schnell durchflogen und damit das Vogelschlagrisiko entsprechend vermindert werden kann.

Durch die Drehbarkeit der Plattformfläche um die Vertikalachse können die Flugzeuge bei Start und Landung stets mit optimaler Anströmung starten und landen und an den Übergabestellen von jeder vorgesehenen Richtung auf die und von der Plattform rollen und dann mit der Plattform in die gewünschte Richtung gedreht werden.

Bei Schnee- und Eislagen müssen nur die Plattform und die Führungsschienen geräumt werden und nicht wie bisher die gesamte Bahn. Auch gefährdende Fremdkörper werden auf der Plattform leichter entdeckt als auf der langen Bahn bzw. werden durch den Fahrtwind von der Plattform geweht. Eine Abtaueinrichtung in der Plattform und an den Führungsschienen oder Fahrwegen kann diese automatisch von Schnee und Eis freihalten. Möglich ist auch eine mechanische Räumvorrichtung, die entlang der Fahrwege fährt und diese freihält. Zum Schutz und zum Überrollen können die Führungsschienen oder Fahrwege der Plattform unter dem Bodenniveau in Kanälen untergebracht werden, die mit Abdeckungen versehen sind, die sich jeweils im Bereich vor der Plattform automatisch öffnen und dahinter wieder schließen.

Durch widerstandsarm ausgebildete Stirnflächen der Plattform wird der Energiebedarf für den Betrieb der Plattform gesenkt. Für den Nachtflugbetrieb kann der Fahrweg der Plattform und die Plattform selbst befeuert werden. An der Plattform angebrachte seitlich und mittig horizontal nach vorne und hinten strahlende Scheinwerfer können den Piloten zusätzlich die seitliche Begrenzung und die Mittellinie des nutzbaren Start- und Landebereiches anzeigen.

Ist für eine konventionellen Bahn eine Verlängerung erforderlich, so kann diese ohne zusätzlichen Flächenbedarf durch ein Plattformsystem ersetzt oder ergänzt und der Flughafen damit für größere Flugzeuge nutzbar gemacht werden. An Gewässer angrenzende Flughäfen können durch ein ganz oder teilweise über dem Gewässer verlaufendes und aufgeständertes Plattformsystem zusätzliche Start- und Landekapazitäten schaffen.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Zeichnung 1, den Startvorgang von der Plattform,

Zeichnung 2, den Landevorgang auf der Plattform,

Zeichnung 3, das Plattformsystem mit aufgeständertem Fahrweg,

Zeichnung 4, das Haltesystem auf der Plattformfläche,

Zeichnung 5, Plattformsystem kombiniert mit konventioneller Bahn,

Zeichnung 6, Aufbau, Anordnung und Funktion der Fahrwege im kombinierten Betrieb,

Zeichnung 7, Flughafenmodell mit kombinierten konventionellen Bahnen und Plattformsystem,

Zeichnung 8, Flughafenmodell mit Plattformsystem.

In den Zeichnungen 1 und 2 ist die Bewegung der Plattform bei Start und Landung eines Flugzeugs skizziert, die sich jeweils in eine Beschleunigungs-, Synchron- und Verzögerungsphase einteilen lässt.

Beim Start nach Zeichnung 1 befindet sich die Plattform mit dem aufstehenden Flugzeug am Anfang der Bahn (1), wobei das Flugzeug durch das Haltsystem sicher auf der Plattform fixiert ist. Der Pilot meldet die gewünschte Startgeschwindigkeit an und fährt die Triebwerke nach der Startfreigabe auf die Startleistung hoch. Die Sensoren im Haltesystem registrieren den Schub über die Flugzeugreifen und die Plattform wird samt Flugzeug auf die gewünschte Startgeschwindigkeit beschleunigt. Sobald die Startgeschwindigkeit in Position (2) erreicht ist hebt das Flugzeug ab und die Plattform wird durch das radargestützte Steuerungssystem synchron unter dem steigenden Flugzeug positioniert. Bis zu dieser Phase kann der Pilot jederzeit den Start abbrechen und wieder auf der Plattform landen. Am Ende der Synchronphase in Position (3) wird die Plattform verzögert und kommt in Position (4) zum stehen.

Bei der Landung nach Zeichnung 2 befindet sich die Plattform in der Warteposition am Anfang der Bahn (1). Die Bahnparameter des zur Landung anfliegenden Flugzeugs werden vom radargestützten Steuerungssystem der Plattform ständig registriert und ausgewertet. Zum berechneten Zeitpunkt wird die Plattform so beschleunigt, das diese an der Position (2) unter dem Flugzeug ist und die gleiche Horizontalgeschwindigkeit wie das Flugzeug hat. In der folgenden Synchronphase befindet sich die Plattform stets unter dem aufsetzenden und derotierenden Flugzeug, bis die Reifen des Haupt- und Bugfahrwerks nach berühren der Plattformfläche automatisch durch das Haltesystem auf der Plattform fixiert sind. In Position (3) steht das Flugzeug sicher fixiert auf der Plattform und die Plattform wird samt Flugzeug bis zum Stillstand in Position (4) verzögert, ohne das der Pilot den Umkehrschub oder die Radbremsen des Flugzeugs einsetzen muss.

Zeichnung 3 zeigt beispielhaft den Aufbau des plattformbasierten Start- und Landesystems mit aufgeständerten Fahrwegen (5), die zum Beispiel über Wasserflächen errichtet werden können. Die Fahrwerkskörper (6) der Plattform (7) umschließen teilweise die Fahrwege und werden nach dem Magnetschwebeprinzip berührungslos durch ein elektromagnetisches Wanderfeld getragen, angetrieben und durch Führungsmagnete geführt. Die Plattform selbst besteht aus den Fahrwerkskörpern, dem Traggestell und der Plattformfläche (8) auf der Oberseite als Start- und Landefläche mit entsprechender Markierung und Befeuerung und mit einem automatischen Haltesystem (9) zur sicheren Fixierung eines Flugzeugs (10) auf der Plattformfläche (8). Die vordere und hintere Stirnseite (11) ist widerstandsarm ausgebildet und mit horizontal strahlenden Scheinwerfern (12) zur Befeuerung der Mittellinie und der Seitenbegrenzung des Start- und Landebereichs versehen. Das zum Beispiel radargestützte Ortungssystem zur Ermittlung der Bahnparameter des startenden und landenden Flugzeugs und die Plattformsteuerung können in die Plattform integriert oder extern an geeigneter Stelle untergebracht werden. Zur Vermeidung von hinderlichen Schnee- und Eisablagerungen auf der Plattformfläche und auf den Fahrwegen sind diese mit entsprechenden Abtau- und Drainageeinrichtungen versehen.

In Zeichnung 4 ist beispielhaft eine Ausführung und das Funktionsprinzip des Haltesystems auf der Plattformfläche skizziert. Das Haltesystem besteht aus jeweils einer Reihe Haltekeile (13) an der Vorder- und Hinterkante der Plattformfläche. In der Ausgangsstellung (14) sind die Haltekeile bündig in der Plattformfläche versenkt und können so vom Flugzeug beim Rollen von und auf die Plattformfläche überfahren werden. Bei Aktivierung des Haltesystems fahren die Haltekeile in die Bereitschaftsstellung (15), wobei Sensoren, die hier als Beispiel in Form von Lichtschranken (17) in den Haltekeilen eingebaut sind, registrieren, ob sich zwischen zwei gegenüberliegenden Haltekeilen ein Flugzeugreifen befindet. Befindet sich zum Beispiel nach dem Aufsetzen ein Flugzeugreifen (18) zwischen zwei gegenüberliegenden Haltekeilen (16), so fahren die Haltekeile automatisch entlang ihrer Führungsschiene (19) zur gegenüberliegenden Seite bis sie am Flugzeugreifen anliegen, dort arretieren und so den Flugzeugreifen sicher auf der Plattformfläche fixieren. Die Reifenkontaktflächen (20) der Haltekeile sind mit Sensoren versehen, die die durch den Flugzeugreifen auf den Haltekeil ausgeübte Kraft messen und an die Plattformsteuerung weiterleiten, die daraus das Eigenbewegungsvermögen des Flugzeugs, zum Beispiel durch den Startschub, ermittelt und die Plattform entsprechend steuert. Nach dem Abheben fahren die Haltekeile wieder in die Bereitschaftsstellung zurück, bei Deaktivierung des Haltesystems wieder in die Ausgangsstellung. Zur Lokalisierung der Aufstandpunkte der Flugzeugreifen auf der Plattform sind statt Lichtschranken zum Beispiel auch Drucksensoren auf der Plattformfläche oder eine Radarüberwachung der Plattformfläche denkbar.

Zeichnung 5 zeigt beispielhaft eine konventionelle Start- und Landebahn (21) kombiniert mit dem Plattformsystem. Die Plattform (7) schwebt nach dem Magnetschwebeprinzip berührungslos entlang der beiden beiderseits der konventionellen Bahn (21) in Kanälen (22) angebrachten Fahrwege (5). Die Kanäle sind mit ebenerdig abschließenden, stabilen Abdeckungen (23) versehen, die sich im Betrieb vor der Plattform automatisch öffnen (24) und dahinter wieder schließen (25). So sind die Fahrwege vor Witterungseinflüssen und Verschmutzungen geschützt, stellen im konventionellen Betrieb kein Hindernis dar und können von Flugzeugen überrollt werden.

Zeichnung 6 skizziert den Aufbau, die Anordnung und die Funktion der Fahrwege im kombinierten Betrieb, links im Betriebszustand mit Plattform, rechts im Ruhezustand für den konventionellen Betrieb. Die Fahrwege (5) sind beiderseits der konventionellen Bahn (21) in massive Kanäle (22) eingelassen. Die Kanäle sind zum Schutz über die gesamte Länge mit zahlreichen Abdeckungen versehen, die zum Beispiel über Hydraulikzylinder (26) automatisch je nach Position und Manöver der Plattform vor der Plattform geöffnet (24) und dahinter wieder geschlossen (25) werden. Die geschlossene Abdeckung schließt den Kanal ebenerdig zur benachbarten Bahn (21) und zum grasbewachsenen Bahnrand (27) ab und kann so von Flugzeugen und Fahrzeugen im konventionellen Betrieb überrollt werden. Die Plattform (7) ruht auf den Fahrwerkskörpern (6) und wird nach dem Magnetschwebeprinzip berührungslos entlang der Fahrwege (5) getragen, angetrieben und geführt. Dazu sind im Fahrweg vernetzte und linearisierte Statormagnete (28) angebracht, die bei Stromdurchfluss die linearisierten Rotormagnete (29) im Fahrwerkskörper der Plattform anziehen und durch das entstehende magnetische Wanderfeld mitziehen. Seitliche Führungsmagnete (30) an Fahrweg und Fahrwerkskörper führen die Plattform.

Zeichnung 7 zeigt ein Flughafenmodell mit kombinierter konventioneller Bahn und Plattformsystem. Der konventionelle Bereich besteht aus der Start- und Landebahn (21), aus den Rollwegen (31) und aus dem Vorfeld (32). Die Plattformen bewegen sich nach dem zuvor skizzierten Magnetschwebeprinzip entlang der beiderseits der konventionellen Bahn angebrachten Fahrwege (5). Im kurvenreichen und mit geringerer Geschwindigkeit befahrenen Bereich außerhalb der Start- und Landebahn werden die Plattformen auf zusätzlich integrierten Radfahrwerken automatisch und sensorgesteuert entlang der eingezeichneten Fahrwege (33) bewegt. Der konventionelle Flughafenbetrieb läuft wie gewohnt ab. Die Flugzeuge rollen vom Vorfeld (32) über die Rollwege (31) auf die Bahn (21) und starten, oder sie landen auf der Bahn und rollen dann über die Rollwege zu ihrer Abfertigungsposition (34) auf dem Vorfeld. Für den Start mit dem Plattformsystem rollen die Flugzeuge vom Vorfeld kommend an der Übergabestelle (35) ebenerdig auf die Plattform. Die Plattformfläche wird hier mit dem aufstehenden Flugzeug in die richtige Richtung gedreht und fährt Richtung Start (36). Nach der Startfreigabe fährt die Plattform auf die Bahn, beschleunigt mit dem Flugzeug auf Startgeschwindigkeit, das Flugzeug hebt ab (37), die Plattform wird wieder verzögert und kehrt dann wieder leer für einen neuen Zyklus zur Übergabestelle zurück. Für die Landung wird eine freie Plattform am Anfang der Bahn bereitgestellt (38), angepasst an das anfliegende Flugzeug (39) beschleunigt, das Flugzeug setzt auf der Plattform auf, die Plattform wird mit dem gelandeten Flugzeug verzögert und fährt zurück Richtung Übergabestelle. An der Übergabestelle (40) wird die Plattformfläche dann mit dem Flugzeug Richtung Vorfeld gedreht und das Flugzeug rollt ebenerdig von der Plattform zur Abfertigungsposition (34) auf dem Vorfeld. Der konventionelle Betrieb und der Plattformbetrieb können hier je nach Bedarf in beliebiger Folge kombiniert und die Betriebsrichtung der Bahn jederzeit an die Erfordernisse angepasst werden. Als Variante können die Übergabestellen auch am Anfang und/oder am Ende der Bahn vorgesehen werden, so dass sich die Plattform entlang der Bahn nur geradlinig auf ihren Fahrwegen bewegen muss oder das Plattformsystem wird komplett im Innenbereich zwischen der konventionellen Bahn (21) und den konventionellen Rollwegen (31) aufgebaut, so dass es zwischen dem Plattformsystem und dem konventionellen Bahnsystem keine Überschneidungen gibt und beide Systeme völlig unabhängig betrieben werden können.

Das in Zeichnung 8 skizzierte Flughafenmodell verfügt ausschließlich über ein Plattformsystem. Die Flugzeuge werden auf einer Plattform bis an die Abfertigungsposition (41) auf dem Vorfeld (32) befördert, die dort zur leichteren Abfertigung der Flugzeuge ebenerdig abgesenkt werden kann. Bei dieser Variante ist ein kontinuierlicher Start- und Landebetrieb möglich und das Flugzeug befindet sich in der gesamten Phase von der Landung bis zum Start auf einer Plattform. Durch die Steuerung der einzelnen Plattformen kann der Betriebsablauf unabhängig vom Flugzeugtyp harmonisiert und stets kontrolliert werden. Die Bahn (42) kann in diesem Fall als unbefestigte Fläche ausgeführt sein und die Fahrwege im Bahnbereich zum Beispiel aufgeständert werden.

1Plattform am Anfang der Bahn 2Plattform nach Beschleunigungsphase 3Plattform nach Synchronphase 4Plattform nach Verzögerungsphase 5Fahrweg 6Fahrwerkskörper 7Plattform 8Plattformfläche 9Haltesystem 10Flugzeug 11Stirnseite der Plattform 12Scheinwerfer 13Haltekeile 14Ausgangsstellung der Haltekeile 15Bereitschaftsstellung der Haltekeile 16Haltestellung der Haltekeile 17Lichtschranken 18Flugzeugreifen 19Führungsschiene der Haltekeile 20Sensoren auf den Haltekeilen 21Konventionelle Start- und Landebahn 22Kanäle zur Fahrwegaufnahme 23Kanalabdeckung 24Kanalabdeckung offen 25Kanalabdeckung geschlossen 26Hydraulikzylinder für Kanalabdeckung 27Bahnrand 28Statormagnet 29Rotormagnet 30Führungsmagnet 31Rollweg 32Vorfeld 33Fahrweg für Plattform-Radfahrwerk 34Konventionelle Abfertigungsposition 35Übergabestelle mit aufrollendem Flugzeug 36Plattform fährt mit Flugzeug Richtung Start 37Flugzeug im Steigflug 38Freie Plattform am Bahnanfang 39Flugzeug im Landeanflug 40Übergabestelle mit abrollendem Flugzeug 41Plattform-Abfertigungsposition 42Unbefestigte Bahn

Anspruch[de]
  1. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge mit einer mobilen Plattform zur Aufnahme von Flugzeugen in der Start-, Lande-, Roll- und Abfertigungsphase, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine zur Aufnahme von startenden und landenden Flugzeugen ausreichend dimensionierte Plattform in Start- und Landerichtung angepasst an die Bewegung und die aktuelle Flugphase des startenden oder landenden Flugzeugs bewegt und das aufstehende Flugzeug beim Start beschleunigt und das landende Flugzeug aufnimmt und verzögert.
  2. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Plattform entlang von einer oder mehreren Führungsschienen oder Fahrwegen bewegt, die aufgeständert, ebenerdig oder in geeigneten Kanälen angebracht sind.
  3. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform auf beiderseits neben einer konventionellen Startbahn angebrachten Führungsschienen oder Fahrwegen fährt, wodurch je nach Bedarf die Nutzung der Plattform oder der konventionellen Bahn für Start und Landung möglich ist.
  4. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform durch Linearmotoren nach dem Magnetschwebeprinzip entlang der entsprechend ausgebildeten Fahrwege bewegt wird, wobei Elektromagnete in der Plattform und in der Führungsschiene die Plattform entlang der Führungsschiene tragen, führen und antreiben, indem entweder der Linearmotorstator am Fahrweg und der Rotor an der Plattform angebracht ist oder umgekehrt.
  5. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform zusätzlich oder ausschließlich mit Schienen- oder Straßenradfahrwerken versehen ist, die auf geeigneten Führungsschienen und Fahrwegen rollen und bei Bedarf angetrieben werden können.
  6. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle zur Aufnahme der Führungsschienen oder Fahrwege ebenerdig mit Abdeckungen versehen sind, die im geschlossenen Zustand befahrbar sind und im Plattformbetrieb je nach Bedarf automatisch geöffnet und geschlossen werden können.
  7. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformoberfläche auf ihrem Traggestell um die Vertikale drehbar angebracht ist, um Flugzeugen bei Start und Landung immer eine optimale Anströmrichtung bei Seitenwindeinfluss zu ermöglichen und um Flugzeugen das Auf- und Abrollen in jeder Richtung zu ermöglichen.
  8. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformoberfläche vertikal beweglich über aktive Dämpfer mit dem Traggestell verbunden ist und so harte Landestöße des landenden Flugzeugs dämpfen kann.
  9. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattformoberfläche mit einer Drainage und Abtaueinrichtung und mit einem griffigen Belag versehen ist.
  10. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform mit Haltevorrichtungen versehen ist, die in Reihen an der Vorder- und Hinterkante der Plattformfläche angeordnet sind und zum Auf- und Abrollen des Flugzeugs in der Plattform versenkt werden können und sich im Start- und Landebetrieb bei Plattformkontakt der Flugzeugreifen durch Sensoren aktiviert entlang von Führungsschienen bewegen und so an die Flugzeugreifen anlegen, dass ein vor- und zurückrollen des Flugzeugs auf der Plattform verhindert wird und die über integrierte Sensoren das Eigenbeschleunigungsvermögen des Flugzeugs registrieren und an die Steuerung der Plattform weiterleiten.
  11. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform mit einem sensor- und radargestützten Steuerungssystem gekoppelt ist, das die Positions- und Bewegungsdaten des startenden und landenden Flugzeugs registriert und daran automatisch unter Berücksichtigung des Flugszeugtyps und der vom Piloten wählbaren Startgeschwindigkeit, maximalen Startbeschleunigung und maximalen Bremsverzögerung die Position und Geschwindigkeit der Plattform anpasst.
  12. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform für den Nachtflugbetrieb mit ausreichend starken Scheinwerfern versehen ist, die die Start- und Landefläche auf der Plattform befeuern und die horizontal nach vorne und hinten abstrahlen und so die seitliche Begrenzung und die Mittellinie des Start- und Landebereiches kennzeichnen.
  13. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform an Übergabestellen ebenerdig absenkbar ist, um Flugzeugen ein rollen auf und von der Plattform zu ermöglichen, um die Abfertigung der aufstehenden Flugzeuge am Boden zu erleichtern oder um die Plattform in eine den Flugbetrieb nicht behindernde Bereitschaftsposition zu bringen.
  14. Plattformbasiertes Start- und Landebahnsystem für Flugzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Plattformantrieb zur Erhöhung der Ausfallsicherheit zusätzlich mit einem Energiespeicher gekoppelt ist, der jederzeit ausreichend elektrische Energie für die Beendigung eines laufenden Start- oder Landevorganges bereitstellen kann.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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