DE19610052C2 - Gleitschirmgerät für Springer - Google Patents
Gleitschirmgerät für SpringerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Gleitschirmgerät für Springer zum Absprung aus
einem Flugzeug mit einem, den Gleitflug ermöglichenden Flügel aus flexiblem Material.
Springer, die ein Flugzeug verlassen, sei es für einen militärischen oder einen sportlichen
und zivilen Einsatz, sind üblicherweise mit einem zusammengefalteten Fallschirm versehen,
der nach dem Absprung aus dem Flugzeug automatisch oder manuell entfaltet wird und ein
mehr oder weniger senkrechtes Herabsinken des Springers ermöglicht. Geringfügige Lenk
bewegungen, z. B. um Hindernissen vor der Landung auszuweichen, sind durch Betätigung
einzelner, den Springer mit der Fallschirmkappe verbindender Zugleinen möglich. Weiterhin
ist auch bekannt, für den Absprung aus Flugzeugen anstelle von Fallschirmen Gleitschirme
zu benutzen, mit denen größere Strecken im Gleitflug zurückgelegt werden können. Der
Fallschirm oder Gleitschirm selber muß vor dem Absprung aus dem Flugzeug in möglichst
kompakt verstauter Form am Körper befestigt werden, damit zum einen die Beweglichkeit in
den engen Flugzeugräumen gewährleistet ist und ein Absprung aus häufig recht kleinen
Türen möglich ist.
Den von Springern nutzbaren Fallschirmen und Gleitschirmen ist gemeinsam, daß sie nur
bei relativ niedrigen Windgeschwindigkeiten von maximal 35 km/h sicher und gezielt
geflogen und gelandet werden können. Diese Begrenzung reduziert die operationelle
Verfügbarkeit und damit den operationellen Wert von derartigen Fluggeräten erheblich.
Für den militärischen Einsatz ist weiterhin nachteilig, daß die Springer in Folge der geringen
Fluggeschwindigkeit der Fallschirme bzw. der bisher benutzten Gleitschirme und der
freihängenden Anordnung des Springers und seiner Ausrüstung einer hohen Gefährdung
durch Beschuß und einer leichten Entdeckbarkeit ausgesetzt sind.
Eine wesentliche Ursache für diese Nachteile ist das Landeverfahren. Bisher benutzt der
Springer seinen eigenen Körper als Landeeinrichtung: Er landet auf seinen Füßen, federt
mit seinen Beinen den Landestoß ab und läuft abbremsend vorwärts, um die
Vorwärtsgeschwindigkeit abzubauen. Damit werden die maximal tolerierbare Sink- und
Vorwärtsgeschwindigkeit bei der Landung durch die menschlichen Fähigkeiten begrenzt
und damit über konstruktive Zusammenhänge auch die maximale Fluggeschwindigkeit
dieses Fluggerätes.
Es sind verschiedene Landehilfen für Springer bekannt, mit denen der Landestoß bzw.
seine Auswirkung auf den Springer bzw. eine Last reduziert werden kann, z. B. beschreibt
DE 41 18 300 A1 ein Prallkissen, DE 43 26 246 A1 ein Doppelschwungrad zur Dämpfung
des Aufprallstoßes, G 90 01 933.4 einen Rücken-Becken-Protektor und DE 40 39 516 A1
eine Stoßdämpferkissen-Anordnung zum Schutz von Springern. All diesen Vorschlägen ist
gemein, daß sie keine Lösung zur Beherrschung höherer Landegeschwindigkeiten bieten.
Nun ist allgemein bekannt, Fluggeräte mit technischen Einrichtungen (Rumpf mit Fahrwerk,
Kufe usw.) auszustatten, mittels derer der Bodenkontakt und die Abbremsung bei der
Landung erfolgt, wodurch wesentlich höhere Landegeschwindigkeiten realisierbar werden.
Der Pilot und ggf. zusätzliche Lasten befinden sich auf oder in dieser Einrichtung und sind
bei der Landung - abgesehen von Steuereingriffen - passiv. Eine derartige Einrichtung ist
auch für ein Motor-getriebenes Gleitschirm-Fluggerät bekannt. Sie wird in EP 278 784 A2
beschrieben und in US 5,044,576 erwähnt.
Bisher unbekannt ist es, derartige technische Einrichtungen auf Fluggeräte für Springer
anzuwenden. Die bekannten Einrichtungen sind hierfür nicht geeignet: Sie sind zu schwer
und zu sperrig. Ihr konzeptionellen Ansatz bietet keine Lösung, durch die neben der
Landefunktion gleichzeitig die Anforderungen von kompakten Abmaßen bis zum Absprung
befriedigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gleitschirmgerät für Springer bereitzustellen,
das gegenüber den bekannten Fluggeräten wie Fallschirm und Gleitschirm bei erheblich
höheren Windgeschwindigkeiten einsetzbar ist und das einen Mindestschutz gegen
Beschuß bietet, um dadurch das operationelle Nutzungsspektrum von Springereinsätzen zu
erweitern.
Ausgehend von einem Gleitschirmgerät der eingangs näher genannten Art erfolgt die
Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Mit dem erfindungsgemäßen Gleitschirmgerät für Springer werden folgende Vorteile erzielt:
Es ist für den Absprung aus einem Flugzeug geeignet, da es derart ausgestaltet ist, daß es
bis zum Absprung in kompakt verstauter Form am Körper des Springers befestigt ist und
sich erst nach dem Absprung zur Flugkonfiguration entfaltet;
es ist für eine erheblich höhere Fluggeschwindigkeit als bisher bekannt ausgelegt, d. h. daß mindestens eine Geschwindigkeit von 80 km/h erreicht werden kann;
es wird mittels eines Landeabfangmanövers näherungsweise horizontal gelandet so daß die Sinkgeschwindigkeit beim Aufsetzen und damit der Landestoß auch bei hoher Vorwärtsgeschwindigkeit klein ist und
der Kontakt mit dem Boden im Zeitraum zwischen dem Aufsetzen und dem Stillstand des Gleitschirmgerätes erfolgt mittels des Landegestells und nicht, wie bei den bekannten Fall schirmen oder Gleitschirmen, durch unmittelbare Körperberührung des Springers, so daß auch bei höherer Vorwärtsgeschwindigkeit Verletzungen beim Landevorgang ausgeschlossen sind.
es ist für eine erheblich höhere Fluggeschwindigkeit als bisher bekannt ausgelegt, d. h. daß mindestens eine Geschwindigkeit von 80 km/h erreicht werden kann;
es wird mittels eines Landeabfangmanövers näherungsweise horizontal gelandet so daß die Sinkgeschwindigkeit beim Aufsetzen und damit der Landestoß auch bei hoher Vorwärtsgeschwindigkeit klein ist und
der Kontakt mit dem Boden im Zeitraum zwischen dem Aufsetzen und dem Stillstand des Gleitschirmgerätes erfolgt mittels des Landegestells und nicht, wie bei den bekannten Fall schirmen oder Gleitschirmen, durch unmittelbare Körperberührung des Springers, so daß auch bei höherer Vorwärtsgeschwindigkeit Verletzungen beim Landevorgang ausgeschlossen sind.
Die höhere Fluggeschwindigkeit bringt den Vorteil mit sich, daß die beim Einsatz maximal
zulässige Windgeschwindigkeit höher sein kann als bei den herkömmlichen Fallschirmen
und Gleitschirmen. Dies folgt daraus, daß mit Erhöhung der Fluggeschwindigkeit die
Geschwindigkeit von Wind und Böen relativ zu derjenigen des Fluggerätes kleiner wird,
wodurch ihr Einfluß auf das flugmechanische Verhalten des Fluggerätes sinkt. Die maximal
zulässige Windgeschwindigkeit kann dabei so weit erhöht sein, daß ihr Einfluß auf das
flugmechanische Verhalten wieder die zulässigen Grenzen erreicht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Erhöhung der Fluggeschwindigkeit die Möglich
keit zur Bekämpfung eines Springers im militärischen Einsatz herabsetzt, weil die
Expositionszeit des Fluggerätes kleiner und die Winkelgeschwindigkeit relativ zum Standort
der Bedrohung höher ist.
Erfindungsgemäß wird die Erhöhung der Fluggeschwindigkeit vorzugsweise dadurch
bewirkt, daß als Flügel ein im Grunde bekannter, sprungtauglicher Gleitschirm vorgesehen
wird, dessen Flügelfläche F im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Fluggerätes G jedoch
erheblich kleiner als bisher üblich ist (G/F ≧ 25 daN/m2). Durch die Wahl eines Gleitschirms
wird bewirkt, daß der Flügel kompakt verstaubar ist und sich im freien Fall entfaltet. Die
Erhöhung des Verhältnisses G/F führt aufgrund aerodynamischer Zusammenhänge dazu,
daß das Fluggerät erheblich schneller fliegt als jedes bisher bekannte Fluggerät für
Springer.
Anstelle einer herkömmlichen Gleitschirmkappe kann auch ein in individuellen Bereichen
seiner Form veränderbarer, aufblasbarer Flügel aus einem flexiblen Material eingesetzt
werden, von dem einzelne Abschnitte relativ zueinander verstellbar sind.
Die Landung auf einem Landegestell dient in erster Linie dazu, das Gleitschirmgerät bei
hoher Vorwärtsgeschwindigkeit sicher und ohne Gefahr für den Springer landen zu können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteil
haftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen
Fig. 1 ein Funktionsblockdiagramm des erfindungsgemäßen Gleitschirmgerätes für
Springer;
Fig. 2 schematisch den Ablauf eines damit durchgeführten Fluges;
Fig. 3 eine Ausführungsform des zusammengefalteten Gleitschirmgerätes;
Fig. 4 das Gleitschirmgerät in seiner Flugkonfiguration und
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels eines
gepanzerten und gegen Infrarot- und Radarerfassung geschütztes Landegestells.
Das Funktionsblockdiagramm in Fig. 1 zeigt die Funktionsblöcke eines erfindungs
gemäßen Gleitschirmgerätes 1 sowie ihren Zusammenhang untereinander und die
funktionellen Zusammenhänge mit dem Springer 7 und gegebenenfalls mit einer
Zusatzlast 8. Das Gleitschirmgerät besteht aus einem Landegestell 2, an dem ein kompakt
verstaubarer, d. h. zusammenfaltbarer Flügel 3 für relativ hohe Fluggeschwindigkeiten, z. B.
über einen Leinensatz befestigt ist. Mit 5 ist eine Landeverstelleinrichtung bezeichnet, mit
der der Flügel in deutlich weniger als einer Sekunde, also quasi schlagartig in Richtung
Hochauftrieb/Bremsvorgang verstellt werden kann. Diese Landeverstelleinrichtung wird im
einfachsten Fall vom Springer manuell ausgelöst, kann aber auch anders, z. B. wie im
Zusammenhang mit Fig. 4 näher erläutert, automatisch mittels eines
Bodenabstandsmessers 4 bei einer vorgegebenen Auslösehöhe 6 betätigt werden.
Der Springer 7 ist mit dem erfindungsgemäßen Gleitschirmgerät 1 über das Landegestell 2
mechanisch verbunden, z. B. über ein geeignetes Gurtsystem. Er hat durch einen Pfeil
angedeutete, nicht weiter dargestellte, herkömmliche Möglichkeiten, die Flügelkonfiguration
zu verändern und so das Gleitschirmgerät zu steuern sowie die Landeverstelleinrichtung 5
auszulösen. Am Landegestell 2 und/oder direkt am Springer 7 kann eine Zusatzlast 8
befestigt werden, z. B. ein Passagier oder eine Ausrüstung.
Fig. 2 zeigt in schematisierter Form den prinzipiellen Ablauf eines Fluges mit dem
erfindungsgemäßen Gleitschirmgerät. Hierbei wird zur Vereinfachung nicht auf die Zusatzlast
eingegangen.
Fig. 2A stellt den Absprung des Springers 7 mit dem zusammengefalteten
Gleitschirmgerät aus einem Flugzeug 9 dar. In dieser Flugphase befindet sich das
Gleitschirmgerät noch in der Staukonfiguration, bei der das Landegestell 2 und der Flügel 3
zu kompakten Formen zusammengefaltet sind.
Fig. 2B zeigt den Springer 7 mit dem Gleitschirmgerät im freien Fall zu Beginn der
Entfaltung in die Flugkonfiguration. Hierbei beginnt sich gerade der Flügel 3 zu entfalten,
während das Landegestell 2 zusammen mit den nicht gezeigten Funktionsblöcken
(Landeverstelleinrichtung und ggf. Bodenabstandsmesser) noch in der Staukonfiguration
sind.
Fig. 2C zeigt den Springer 7 zusammen mit dem Gleitschirmgerät im schnellen Gleitflug.
Das Gleitschirmgerät ist zur Freiflugkonfiguration entfaltet, bei der sich der Flügel 3 in einer
für den schnellen Gleitflug geeigneten, vom Springer steuerbaren Konfiguration befindet
und das Landegestell 2 eine Form einnimmt, bei der diejenigen Baugruppen, die später den
Boden berühren, unterhalb des Springers positioniert sind. Die Landeverstelleinrichtung 5
ist hierbei noch nicht betätigt.
Fig. 2D zeigt das Landeabfangmanöver bis zur Herstellung des Bodenkontaktes 11 mit
dem. Es wird dadurch eingeleitet, daß in geeigneter Höhe über Grund die
Landeverstelleinrichtung 5 ausgelöst wird, wodurch diese den Flügel 3 in
Hochauftriebskonfiguration verstellt. Dadurch fliegt das Gleitschirmgerät zwangsläufig einen
Abfangbogen und bremst gleichzeitig ab. Bei richtiger Wahl der Auslösehöhe 6 erfolgt der
Bodenkontakt 11 dann, wenn die Flugbahn näherungsweise tangential zum Boden 10
verläuft, d. h. daß die Landung bei geringer Sinkgeschwindigkeit und mit gegebenenfalls
merklicher Vorwärtsgeschwindigkeit erfolgt. Der Bodenkontakt wird über das Landegestell 2
hergestellt.
Fig. 2E zeigt die Landung nach dem Bodenkontakt. Der Bodenkontakt 11 erfolgt bis zum
Stillstand ausschließlich über das Landegestell 2, während der Springer 7 keinen direkten
Bodenkontakt hat.
Die Unterseite des Landegestells 2 kann nun zur Verbesserung der Landeeigenschaften
entweder mit Längskufen, mit Schwimmern oder auch mit Rädern versehen sein.
Fig. 3 und 4 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gleitschirmgerätes, dessen Landegestell 2 so ausgebildet ist, daß es gleichzeitig ein
Behältnis für eine mögliche Zusatzlast in Form von Ausrüstung darstellt und das über eine
schnell lösbare Verbindung 12 am Springer 7 befestigt ist.
Gemäß Fig. 3 kann das Landegestell 2 in seiner Staukonfiguration das Traggestell für die
restlichen Teile des Gleitschirmgerätes sein. Der Flügel 3, das Landegestell 2 mit den
übrigen Bauteilen sind zu einer kompakten Geometrie zusammengefaltet.
Fig. 4 zeigt das erfindungsgemäße Gleitschirmgerät in seiner Flugkonfiguration. Der
Flügel 3 weist die Form einer Gleitschirmkappe auf und ist in seiner Konfiguration für den
schnellen Gleitflug dargestellt. Es ist an einem ausklappbaren Rohrrahmen 16 des
Landegestells 2 befestigt, der gleichzeitig als Überrollschutz dient. Das Landegestell 2 ist
entfaltet und stellt auf seiner Unterseite den Bodenkontakt her, wobei seine Vorderseite für
eine weiche Landung vorzugsweise eine Wölbung aufweist. Der Springer 7 wird mittels
eines Stützrahmens 13, an dem die Verbindung 12 fixiert ist und der einen Teil des
Landegestells bildet, in einer, z. B. sitzenden, Position gehalten. Der Stützrahmen 13 ist
über stoßdämpfende Elemente 14 mit der Bodengruppe 20 des Landegestells 2 verbunden,
um die Belastung des Springers, insbesondere durch die beim Bodenkontakt (11)
auftretenden Kräfte, zu mindern. Ferner erstreckt sich vom Bug des Landegestells bis zur
Spitze des Rohrrahmens 16 ein Abweiser 17, z. B. ein Seil, welches Äste und andere
Hindernisse abweist.
Das hier dargestellten Gleitschirmgerät beinhaltet zusätzlich eine Einrichtungen zur
automatischen Auslösung der Landeverstelleinrichtung 5. Sie besteht aus einem in
Meßrichtung frei liegenden Bodenabstandsmesser 4, der über einen Signalleiter 15 mit der
Landeverstelleinrichtung 5 verbunden ist. Der Bodenabstandsmesser 4 sendet bei
Erreichen einer vorgegebenen Auslösehöhe 6 automatisch ein Signal an die
Landeverstelleinrichtung 5, aufgrund dessen diese den Flügel 3 in die Hochauftriebs
konfiguration verstellt. Als Bodenabstandsmesser eignet sich ein Schwellwertgeber, z. B. auf
mechanischer, Ultraschall-, Laser- oder Radarbasis.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Infrarot- und radarsignaturarmen, gepanzerten
Landegestells in der Flugkonfiguration, wobei mit 3 der nicht dargestellte Flügel mit dem
zugehörigen Leinensatz angedeutet ist. Der Springer 7 befindet sich in diesem Beispiel im
Freiflug in einer liegenden Position. Eine Panzerung 18 ist hierbei als Liegeschale geformt,
die den Rumpf des Springers gegen Beschuß aus dem unteren Halbraum schützt. Vom
Bug bis über die Füße des Springers hinaus kann sich eine Verkleidung aus flexiblem
radarreflektierendem Material 19 erstrecken (punktierte Darstellung). Sie spannt sich
während der Entfaltung zur Flugkonfiguration mit auf und nimmt dann eine Form ein, die
aus dem unteren Halbraum einfallende Radarsignale in andere als die Einfallsrichtung
reflektiert. Diese Verkleidung ist vorteilhafterweise hinterlüftet, so daß sich ihre Temperatur
kaum von der Umgebungstemperatur unterscheidet. Damit schirmt die Verkleidung das
Gleitschirmgerät samt dem darin befindlichen Springer gegen Radarsignale ab und bietet
nur eine äußerst geringe Infrarotsignatur gegen eine Erfassung aus dem unteren Halbraum,
so daß sich das erfindungsgemäße Gleitschirmgerät auch hervorragend für den
militärischen Einsatz eignet.
Claims (16)
1. Gleitschirmgerät zum Absprung aus einem Flugzeug mit einem den Gleitflug
ermöglichenden Flügel aus flexiblem Material, dadurch gekennzeichnet,
- - daß es am Körper des Springers (7) befestigt und so gestaltet ist, daß es bis inklusive Absprung eine kompakte Form ("Staukonfiguration") einnimmt und sich nach dem Absprung zur Flug- und Landekonfiguration entfaltet,
- - daß das Verhältnis von maximalem Gesamtgewicht (G) des Fluggerätes zur Fläche (F) des Flügels (3) mindestens G/F = 25 daN/m2 beträgt,
- - daß es über ein Landegestell (2) verfügt, über das der Bodenkontakt (11) vom Aufsetzen bis zum Stillstand erfolgt.
2. Gleitschirmgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Landegestell (2)
unter anderem folgenden Bauelemente aufweist:
eine Bodengruppe (20),
an dieser klappbar befestigt ein Rohrrahmen (16), an dem der Gleitschirm befestigt ist,
sowie ein Stützrahmen (13), der der Fixierung des Springers am Gleitschirmgerät dient.
eine Bodengruppe (20),
an dieser klappbar befestigt ein Rohrrahmen (16), an dem der Gleitschirm befestigt ist,
sowie ein Stützrahmen (13), der der Fixierung des Springers am Gleitschirmgerät dient.
3. Gleitschirmgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer
Landeverstelleinrichtung (5) ausgestattet ist, die den Flügel (3) in deutlich weniger als
einer Sekunde in eine Hochauftriebs-/Bremskonfiguration überführen kann.
4. Gleitschirmgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen
Bodenabstandsmesser (4) aufweist, der bei Unterschreiten einer vorgegebenen
Auslösehöhe (6) ein Signal erzeugt, das die Landeverstelleinrichtung (5) auslöst.
5. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein Gurtsystem aufweist, welches über eine schnell lösbare
Verbindung (12) mit dem Springer (7) verbunden ist.
6. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) das Traggestell für die übrigen Bauteile
des Gleitschirmgerätes im zusammengefalteten Zustand ist.
7. Gleitschirmgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bodengruppe (20) des Landegestells (2) mit Längskufen versehen ist.
8. Gleitschirmgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bodengruppe (20) des Landegestells (2) mit Schwimmern versehen ist.
9. Gleitschirmgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bodengruppe (20) des Landegestells (2) mit Rädern versehen ist.
10. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) mit einer Panzerung (18) versehen ist.
11. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) mit einer Radarstrahlen absorbierenden
Beschichtung versehen ist.
12. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) mit einer aufspannbaren, Radarstrahlen
absorbierenden oder reflektierenden, flexiblen Schutzfolie (19) versehen ist.
13. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) mit einer Schutzbeschichtung gegen
Infrarotortung versehen ist.
14. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) mit einer flexiblen, aufspannbaren
Schutzfolie gegen Infrarotstrahlen versehen ist.
15. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) einen Abweiser (17) zur Abweisung von
Hindernissen bei der Landung aufweist.
16. Gleitschirmgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Landegestell (2) mit stoßdämpfenden Elementen (14)
ausgestattet ist, die der Reduzierung der Stoßbelastung des Springers bei der
Landung dienen.
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