DE69313767T2

DE69313767T2 - Bodenmatte

Info

Publication number: DE69313767T2
Application number: DE69313767T
Authority: DE
Inventors: Anthony Errol Harris; Dan Nung Ing
Original assignee: HARRIS
Current assignee: Ing Dan Nung East Horsley Surrey Gb Harris Ba
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1998-01-22
Anticipated expiration: 2013-10-06
Also published as: DE69313767D1; EP0592193B1; EP0592193A1; GB9220930D0; GB9320491D0; US5607742A; GB2271326A; IN182974B; GB2271326B; ES2107627T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bodenmatten für Vertikal/Kurz-Start und -Landeflugzeuge (VSTOL) und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf solche Bodenmatten, die in Verbindung mit VSTOL-Flugzeugen jener Bauart Anwendung finden, bei denen eines oder mehrere Gasturbinentriebwerke für den aerodynamischen Auftrieb benutzt werden und die Schubgase dieser Triebwerke nach unten gerichtet werden und/oder einen oder mehrere Fans antreiben, die nach unten Schubgase austreten lassen, um das Flugzeug strahlgestützt im Flug zu halten.
Während des Starts und während der Landung trifft der Heißgasausfluß, der im folgenden als Strahl oder Strahlen bezeichnet wird und aus den Hubtriebwerken oder Fans eines VSTOL-Flugzeugs austritt, auf den Boden und erzeugt komplexe Strömungspfade um das Flugzeug herum, was häufig zu wesentlichen und unerwünschten aerodynamischen Effekten und Umgebungsauswirkungen auf die Arbeitsweise des Flugzeugs führt.
Die Effekte, die durch das Zusammenwirken zwischen Boden und Strahlen des VSTOL-Flugzeugs verursacht werden, umfassen:
1. Bodenstrahlschichten,
2. Fontänenströmungen infolge des Zusammenwirkens von Bodenstrahlen, wo Strahlen von zwei oder mehreren Strahlquellen am Flugzeug austreten,
3. ein Einsaugen heißer Gase in das Triebwerk oder in den Fan über deren Lufteinlässe,
4. einen Abwind, der hauptsächlich durch Bodenstrahlmitreißen auf die Oberflächen des Flugzeugs erzeugt wird (Saugwirkung nach unten),
5. Boden- oder Deckerosion und/oder -erhitzung,
6. Einsaugen von Trümmern und Staub in die Lufteinlässe,
7. thermische und akustische Ermüdung des Flugzeugaufbaus und der Ausrüstung.
Die Rezirkulation heißer Schubgase in die Triebwerkseinlässe kann zu erheblichen Schubverlusten führen, oder sogar zum Abreißen der strömung im Kompressor. Veränderungen im Auftrieb des Flugzeugs infolge des Abwindes, der durch das Bodenstrahl-Einsaugen erzeugt wird, beeinträchtigen außerdem das VSTOL-Verhalten. Die heiße Aufwindströmung und der Schalldruck, die durch die Abgase und ihr Zusammenwirken mit dem Boden erzeugt werden, können zu einer thermischen und akustischen Ermüdung des Flugzeugaufbaus und der Ausrüstung führen. Weitere Hauptprobleme liegen in der Bodenerosion infolge der hohen Temperatur und des hohen Drucks der Strahlen, im Einsaugen von Trümmern oder Schutt, die durch die auf dem Boden auftreffenden Strahlen nach oben mitgerissen werden, und in der Verminderung der Sicht für den Piloten infolge der Staubwolkenerzeugung. Die letzteren Probleme werden noch vergrößert, wenn das VSTOL-Flugzeug von nicht-permanenten Oberflächen aus arbeiten muß, beispielsweise in der Wüste oder in natürlichem Terrain, wobei gewisse der oben genannten Probleme auch bei schiffseigenen oder herkömmlichen Betriebsbedingungen auftreten können.
Um diesen Problemen entgegenzuwirken, ist es bekannt, vorgefertigte Aluminiummatten zu benutzen, um die Bodenfläche während der Operationen eines VSTOL-Flugzeugs an Land zu schützen. Für schiffseigene Operationen wird eine Gleitschichtoberfläche, die als "Camrex" bekannt ist, auf eine dicke Stahlplatte aufgetragen, um das Schiffsdeck gegen Erosion und Hitze zu schützen. Diese bekannten Schutzmaßnahmen sind nicht geeignet, die Arbeitsweise des Flugzeugs im Hinblick auf eine Verminderung des Heißgas-Einsaugens, der Bodeneffekt-Hubverluste und im Hinblick auf das Einsaugen von Trümmern und Staub zu verbessern.
Das Schweizer Patent Nr. 371 823, welches dem Britischen Patent Nr. 921 400 entspricht (Societe Nationale D'Etude et de Construction de Moteurs D'Aviation), beschreibt ein bewegliches Luftband, welches in der Lage ist, schnell angebracht und entfernt zu werden, und das leicht und flexibel ist und verhindert, daß die Oberfläche des Bodens, auf dem es ausgebreitet wird, beschädigt und aufgewühlt wird mit der Gefahr einer Beschädigung des Flugzeugaufbaus und sogar des Triebwerks. Das transportable beschriebene Luftband besteht aus einer Drahtgeflechtmatte, die aus mehreren allgemein horizontalen Lagen von Drahtspulen besteht, wobei die Windungen jeder Spule innerhalb einer Lage an den Windungen benachbarter Spulen der gleichen Lage angreifen, und es ist eine Lage über die andere gefügt. Die Achsen der Windungen des Metalls in der einen Schicht sind vorzugsweise senkrecht zu jenen der Windungen einer benachbarten Schicht oder benachbarten Schichten. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen dieser Erfindung ist eine Schutzabdeckung unter den Metallspulenlagen angeordnet, und daher können die Hochtemperaturgase, die aus der Strahldüse eines Vertikalstartflugzeugs austreten, das auf dem Luftband oder in der Nähe desselben ruht, nicht in Berührung mit dem Erdreich gelangen, weil die Strahlen durch die Räume zwischen den Metallwindungen hindurchtreten müssen, und statt dessen werden die Gase seitlich über die Rudimentkanäle abgeführt, die durch die Metallspulenwindungen gebildet sind. Vorzugsweise können die oberen Lagen der Metallspulen aus einem Metall bestehen, das eine bessere Feuerfestigkeit besitzt als die unteren Schichten.
Die in dem obigen Schweizer Patent beschriebene Matte kann zweckmäßig im Hinblick auf eine Verhinderung der Bodenerosion sein, aber in bezug auf die Erzeugung von Staub und Trümmern werden die Effekte 1 bis 4 und 7 nicht vermieden, die in der obigen Liste aufgeführt sind.
Die oben erwähnten Probleme vergrößern sich noch durch Einsatz eines VSTOL-Flugzeugs mit Abgasströmen, die eine hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweisen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Landefläche zu schaffen, die die obigen Probleme vermeidet.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, sowohl dauerhafte als auch transportable Vorrichtungen zu schaffen, die die obigen Probleme vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Bodenmatte vorgesehen, die eine obere Oberfläche besitzt, welche porös genug ist, um einen Strahleintritt zu ermöglichen, und die eine Höhendimension besitzt, wobei die Bodenmatte dadurch gekennzeichnet ist, daß die Matte aus einer einzigen Schicht besteht, um den Eintritt der Strahlströmung zuzulassen und zur Steuerung der Bodenstrahlströmungen in sämtlichen Azimutrichtungen innerhalb der Schicht, wobei die Schicht aus mehreren diskreten und im wesentlichen starren Widerstandselementen besteht und jedes diskrete Widerstandselement der Vielzahl von diskreten Widerstandselementen die Höhe der Schicht überspannt und die Schicht eine obere Begrenzung aufweist, die genügend porös ist, um den Eintritt der Strahlströmung in die Schicht zu ermöglichen, wobei das Entweichen von Bodenstrahlströmungen aus der Schicht heraus danach im wesentlichen verhindert wird, und wobei eine untere Begrenzung vorgesehen ist.
Im Betrieb wird die Bodenmatte auf dem Boden derart ausgelegt, daß ihre obere Oberfläche den Strahl oder die Strahlen von einem VSTOL-Flugzeug aufnimmt, die dieses beim Start oder bei der Landung auf der Matte ausstößt. Die obere Oberfläche der Matte schafft die Möglichkeit, daß der Strahl das poröse Kernelement erreicht, welches den Strahl verlangsamt und Energie aus diesem Strahl abzieht. Das Kernelement ermöglicht eine seitliche Strömung des Strahls durch die Matte, damit dieser Strahl aus den Rändern der Matte austreten kann.
Die Bodenmatte besteht vorzugsweise aus einem Material, das dem Gewicht eines VSTOL-Flugzeugs standhalten kann, bevor dieses startet und nachdem dieses gelandet ist.
Vorausgesetzt, daß der Boden, auf dem die Matte ausgebreitet wird, undurchlässig ist, wird der Strahl vom VSTOL- Flugzeug durch den Boden so abgelenkt, daß er seitlich durch das poröse Kernelement hindurchtritt. Wenn der Boden eine durchlässige, nicht-permanente Oberfläche, beispielsweise eine Wüste, ist, dann wird eine abgewandelte Ausführungsform der Matte benutzt.
In diesem Fall weist wenigstens die Matte zusätzlich eine untere, im wesentlichen undurchlässige Oberfläche auf.
Das poröse Kernelement der Matte kann aus einem Maschenmaterial oder einem Fasermaterial bestehen. Die Matte kann aus einem flexiblen Leichtgewichtmaterial hergestellt sein, so daß sie transportabel ist.
Das poröse Kernelement kann aus einem porösen Metallrohr bestehen, das tiefgezogene, gepreßte oder extrudierte Metallabschnitte aufweist.
Die Matte kann aus mehreren Mattenelementen bestehen, von denen jedes eine obere poröse Oberfläche und ein poröses Kernelement besitzt, die demontierbar mit benachbarten Mattenelementen verbunden sind.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1a und 1b schematische Seitenansichten eines VSTOL-Strahls, der in Bodennähe arbeitet, wobei die Prinzipien der Erfindung erläutert werden; Fig. 1a zeigt das Zusammenwirken von Strahl und Boden ohne Bodenmatte, und Fig. 1b zeigt das Zusammenwirken von Strahl und Boden in Verbindung mit einer an Ort und Stelle befindlichen Bodenmatte,
Fig. 2a und 2b leichtgewichtige Bodenmatten; Fig. 2a ist eine perspektivische Ansicht einer als Leichtgewicht ausgebildeten Bodenmatte, und Fig. 2b ist ein Querschnitt längs der Linien A-A gemäß Fig. 2a bei einer abgewandelten Ausführungsform einer Leichtgewicht-Bodenmatte,
Fig. 3a bis 3i ortsfeste, nicht-tragbare Hochgewichts- Versionen von Bodenmatten; Fig. 3a ist eine perspektivische Ansicht einer hochgewichtigen Bodenmatte; Fig. 3b ist eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer schwergewichtigen Bodenmatte; Fig. 3c ist ein Querschnitt längs der Linien B-B gemäß Fig. 3a oder 3b; Fig. 3d ist ein Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform einer Matte, geschnitten längs der Linien B-B gemäß Fig. 3a oder 3b; Fig. 3e ist eine Grundrißansicht einer weiteren Ausführungsform einer schwergewichtigen Bodenmatte; Fig. 3f ist eine Ansicht längs des Pfeiles P gemäß Fig. 3e; und die Fig. 3g, 3h und 3i sind Schnittansichten längs der Linien X-X, Y-Y bzw. Z-Z gemäß Fig. 3e,
Fig. 4a bis 4d zusammenfaltbare Ausführungsformen von Bodenmatten; Fig. 4a ist eine geschnittene Seitenansicht eines Teils einer Bodenmatte; Fig. 4b ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A gemäß Fig. 4a eines Elementes der Bodenmatte; Fig. 4c ist eine Grundrißansicht eines Teils einer Form einer Bodenmatte gemäß Fig. 4a; und Fig. 4d ist eine Grundrißansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer Bodenmatte gemäß Fig. 4a.
In Fig. 1a richtet eine nach unten weisende Schubdüse 1 eines Gasturbinentriebwerks oder eines Fans eines (nicht dargestellten) VSTOL-Flugzeugs den Turbinenabgasstrom oder den Fanabgasstrom oder den Strahl 2 nach unten gegen eine Bodenfläche 3, während ein Vertikalstart oder eine Vertikallandung durchgeführt wird. Der Boden 3 lenkt den vertikalen Strahl 2 in radial expandierende Bodenstrahlen 10 um. Die Bodenstrahlen 10 besitzen ein Geschwindigkeitsprofil in einer Richtung normal zum Boden, und dieses Profil ist am Boden Null und besitzt hohe maximale Spitzen an Stellen dicht benachbart zum Boden und einen Abfall auf Null bei höheren Pegeln. Der Strahl 2 saugt außerdem Umgebungsluft an, und dies führt zu einer nach unten gerichteten Umgebungsluftströmung 12.
Der Hochdruckstrahl 2 kann eine Bodenerosion und eine Erhitzung an der Auftreffstelle auf dem Boden verursachen. Die Bodenstrahlen 10 können Staub und Fremdkörper aufwirbeln, die in die (nicht dargestellten) Lufteinlässe eingesaugt werden können und das Triebwerk beschädigen. Wenn das Flugzeug mit mehr als einer Düse 1 ausgestattet ist, dann verursachen die Bodenstrahlen 10 von jeder Düse einen Zusammenprall, was zu fontänenartigen Strömungen führt, die auf die Unterseite des Flugzeugs auftreffen und eine Beschädigung verursachen können, wobei ein abgelenkter Teil der heißen Fontänenströmung entlang der Unterseite in die Lufteinlässe gelangen kann, was zu einem Heißgas-Ansaugen führen kann. Das Heißgas-Ansaugen kann auch durch den Pralleffekt der heißen Bodenstrahlen und durch Anheben der Bodenstrahlen in einer Gegenwindsituation bewirkt werden&sub4; Der durch die eingesaugte Luft 12 verursachte Abwind verursacht einen Saugeffekt der Flugzeugoberflächen nach unten, was wiederum einen größeren Schub von den Gasturbinentriebwerken oder Fans erfordert, um das Flugzeug in der Luft zu halten.
Fig. 1b veranschaulicht eine Bodenmatte, mit der einige der in Verbindung mit Fig. 1a beschriebenen Probleme gelöst werden. Gemäß Fig. 1b weist eine Bodenmatte 4 eine durchlässige obere Schicht 7, eine nicht-durchlässige untere Schicht 8 und Widerstandselemente 9 auf, die zwischen den Schichten 7 und 8 angeordnet sind.
Wenn im Betrieb die Abgasstrahlen 2 auf die Matte 4 auftreffen, dann wird die Entwicklung der resultierenden Bodenstrahlen 10 durch die poröse obere Schicht 7 und die Widerstandselemente 9 beträchtlich vermindert. Der schnelle Momentenverlust in den Bodenstrahlen 10 bedeutet, daß die Strahlgeschwindigkeiten innerhalb der Matte beträchtlich kleiner werden als jene, die ohne Matte erzeugt würden. Das energetische Spitzengrundstrahlgeschwindigkeitsprofil, welches in Verbindung mit Fig. 1a beschrieben wurde, wird durch ein gleichförmigeres Strahlgewindigkeitsprofil und eine weniger energiereiche Strahlung ersetzt. Diese große Verminderung der Bodenstrahlenergie vermindert in hohem Maße das Absinken von Umgebungsluft 12, die in die Strahlen eingesaugt wurde, da Hubverluste in Bodennähe vermindert sind.
Die undurchlässige Natur der unteren Oberfläche 8 der Bodenmatte 4 verhindert eine Erosion der Oberfläche des Bodens unter der Matte, und es werden die Bodenstrahlen 10 innerhalb der Matte gehalten. Die obere Oberfläche 7 ist genügend porös, um den auftreffenden Strahl 2 relativ ungehindert hindurchtreten zu lassen, aber es wird Energie abgezogen, und dies unterstützt die Verhinderung des Entweichens der heißen Gase in den Bereich unter dem Flugzeug, was insbesondere in der Nähe des Flugzeug-Lufteinlasses von Wichtigkeit ist. Es wird außerdem das Heißgas-Ansaugen unter Benutzung der Matte infolge der drei nachstehenden Faktoren vermindert:
1. Die Fontänenströmung, die als kräftige potentielle HGI-Quelle identifiziert ist, wird infolge der schwächeren Bodenstrahlen 10 und infolge des Widerstandes der oberen Oberfläche 7 der Matte 4 unterdrückt.
2. Es wird eine Steuerung des Heißstrahlströmungspfades innerhalb der Matte durch geeignete Ausbildung der inneren Elemente der Matte (weiter unten im einzelnen beschrieben) bewirkt, um zu gewährleisten, daß die Heißgase nicht nach den Einlässen des Flugzeugs gelangen.
3. Hitzeabsorptions- und Hitzeverteilungseigenschaften der Mattenkomponenten.
Staub und Trümmer werden infolge der stark verminderten Strömungsgeschwindigkeiten sowohl längs der Matte 4 als auch längs der äußeren Bodenoberfläche am Umfang der Matte unterdrückt.
Im folgenden werden drei Varianten der Bodenmattenausbildung beschrieben; Leichtgewichtsmatten für eine transportable, zeitweise am Boden festgelegte Anordnung an Land; schwere Bodenmatten, geeignet zur permanenten Fixierung am Boden sowohl für Landoperationen als auch für Schiffsoperationen; und zusammenlegbare Matten.
Gemäß Fig. 2a weist eine Leichtgewichts-Bodenmatte eine Abmessung von etwa 25 m x 25 m auf, welche geschaffen wurde, um Strahlen von einem VSTOL-Flugzeug aufzunehmen, das in einem Höhenbereich zwischen 0 und 10 m fliegt.
Fig. 2b zeigt eine abgewandelte Mattenkonstruktion mit hochwirksamen Widerstandselementen 16, die aus flachen verdrillten Streifen aus Metall oder Verbundmaterial bestehen, und die an der unteren Schicht 15 und der oberen Schicht 13 festgelegt sind. Diese flachen Streifen besitzen je eine volle Verdrillung und sind in gleichförmiger Verteilung mit Mittelpunktsabständen von, grob gesagt, 100 mm, aber wahrscheinlich weniger als 10 mm angeordnet. Die Verdrillung der Streifen erhöht die Steifigkeit und bildet die Widerstandselemente für Mehrrichtungsbetrieb aus, um eine Anpassung an unterschiedliche Bodenstrahlrichtungen zu gewährleisten.
Die Matte besteht in der in Fig. 2b dargestellten Ausführung aus schweren, temperaturwiderstandsfähigen Materialien. Die Matte ist so ausgebildet, daß sie leicht entfaltbar und verpackbar ist, um gespeichert oder transportiert werden zu können. Es sind (nicht dargestellte) Fixierungspunkte über dem Bereich der Matte vorgesehen, die eine Befestigung der Matte am Boden durch geeignete Mittel, beispielsweise (nicht dargestellte) Zapfen oder Bolzen, ermöglichen. Wenn die Matte durch Abfallen in der Luft ausgebreitet werden muß, dann kann eine Fixierung an gegenüberliegenden Seiten am Boden automatisch durch Benutzung explosiver Armaturen bewirkt werden.
Schwergewichtige Ausführungsformen von Bodenmatten sind in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3a ist eine schwergewichtige Bodenmatte 4 dargestellt, die aus mehreren parallelen schweren Metallschlauchabschnitten 17 besteht, die in zwei Gruppen 17' und 17" angeordnet sind. Diese zwei Gruppen bilden eine v-Formation mit einer Mittellinie 5 der Matte 4. Die Fig. 3c zeigt einen Querschnitt nach der Linie B-B nach Fig. 3a, und hieraus ist ersichtlich, daß die Abschnitte 17 poröse obere und seitliche Oberflächen der Abschnitte besitzen, jedoch an den unteren Oberflächen 18 undurchlässig sind. Die Seitenoberflächen der Abschnitte 17 können die Richtungsgebung der Heißgase unterstützen. Die Abschnitte 17 sind auf einer schwergewichtigen metallischen undurchlässigen Unterschicht 20 montiert. Bei einer abgewandelten Konstruktion, die im Schnitt in Fig. 3d dargestellt ist, sind zylindrische Abschnitte 17 schichtmäßig zwischen der schwergewichtigen oberen Metallschicht 19 und der unteren Schicht 20 angeordnet.
In Fig. 3b ist eine abgewandelte Ausführungsform einer schwergewichtigen Bodenmatte dargestellt. Die Matte 4 besteht wiederum aus mehreren parallelen Schwermetall- Schlauchabschnitten 17, aber im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a verlaufen diese alle, oder im wesentlichen alle in einer Richtung. Die Abschnitte 17 bestehen aus rechteckigen Modulen 26, die miteinander verbunden sind, um ein Kernelement der erforderlichen Mattendimension zu erhalten. Eine poröse Deckschicht 19 aus Streckmetallgeflecht ist auf der oberen Oberfläche der Abschnitte 17 festgelegt, und eine undurchlässige untere Schicht 20 ist auf der Unterseite der Abschnitte 17 festgelegt. Die Rohre bzw. Schläuche des Abschnitts 17 sind aus Fig. 3c oder 3d ersichtlich.
Es sind zahlreiche Abwandlungen der dargestellten Konstruktionen möglich. Beispielsweise können die obere und/oder die untere Schicht 19 bzw. 20 wegfallen, vorausgesetzt, daß die metallischen Schlauchabschnitte 17 in ihrer parallelen Konfiguration beispielsweise durch Bolzen, Riemen oder Klebemittel zusammengehalten werden.
Die schlauchförmigen Abschnitte 17 gemß den Fig. 3a, 3c und 3d haben mehrere Funktionen; als Widerstandselemente unterdrücken sie Hochgeschwindigkeits-Bodenstrahlen (10 in Fig. 1), um die Heißgase vom Flugzeug wegzuleiten, und zwar insbesondere weg von der Nähe der Lufteinlässe; sie unterstützen eine Wärmeverteilung; und sie tragen die Deckschicht 19, wenn diese benutzt wird, und diese Deckschicht kann benutzt werden, wenn eine schwere poröse Stahlblechkonstruktion Anwendung findet.
Gemäß einer abgewandelten Konstruktion nach Fig. 3e bis 3i wird ein ebenes Blech aus Metall, Plastik oder Verbundmaterial vorgesehen, welches gelocht und gezogen (oder tiefgezogen) wird, um obere und untere quadratisch gestaltete Elemente 20 bzw. 21 zu bilden, die durch streifenartige Armaturen 23 bzw. 24 verbunden sind. Die oberen Elemente oder Kappen 22 sind insofern porös, als sie ein quadratisches eingestanztes Loch 25 aufweisen. Die Armaturen oder Streifen 23 liefern im Betrieb ein gerichtetes aerodynamisches Widerstandsansprechen. Die Neigung zwischen den Elementen und die Abmessungen der Matte sind so gewählt, daß eine Festigkeit und Stabilität unter aerodynamischen Belastungen und Fußpunktbelastungen der Flugzeugräder gewährleistet ist. Die Anstellung muß klein genug sein, um eine praktische Plattform für das darauf laufende Personal zu schaffen. Die Armaturen 23 können vertikal oder, wie dargestellt, geneigt ausgebildet werden, und der Anstellwinkel kann durch strukturelle und aerodynamische Ausbildungsbetrachtungen bestimmt werden, die mit den Materialeigenschaften verknüpft sind.
Die Schwergewichtsmatten gemäß Fig. 3 können aus mehreren gleichen individuellen Abschnitten hergestellt sein, die miteinander verbunden sind, um eine Matte der gewünschten Gesamtabmessung zu schaffen. Diese modulare Konstruktion ermöglicht es auch, individuelle Abschnitte zum Zwecke des Ersatzes oder zur Wartung herauszunehmen. Außerdem können abschnitte unterschiedlicher Porosität in einem Muster gerichteter oder isotroper Widerstandselemente angeordnet werden, wie dies erforderlich ist, um die Eigenschaften der Matte zu optimieren.
Die Schwergewichts-Bodenmatten gemäß Fig. 3 können in dieser Form von jenen der Leichtgewichts-Bodenmatten gemäß Fig. 2 bis auf Strukturen rangieren, die beträchtlich größer sind, um einen Betrieb mit mehreren Flugzeugen zu ermöglichen.
Eine Bodenmatte in zusammenlegbarer Form ist in den Fig. 4a bis 4d dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besteht die Matte 4 aus einer im wesentlichen undurchlässigen unteren Rückschicht 40, auf der schwenkbar mehrere leichtgewichtige Widerstandselemente 41 angelenkt sind. Die Widerstandselemente können irgendeine geeignete Gestalt besitzen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sie dreieckig und besitzen mehrere Durchgangslöcher 42. Jedes dreieckige Element 41 ist an der unteren Schicht 40 mittels einer Klemmplatte 43 angelenkt, und jedes Element 41 liegt normalerweise flach auf der unteren Schicht, wie auf der rechten Seite gemäß Fig. 4a dargestellt. Wenn sich ein VSTOL- Flugzeug der Matte nähert, dann treffen seine nach unten gerichteten Strahlen auf die widerstandselemente 41 auf, und weil deren Profil eine Verschwenkung um ihre Klemmplatten 43 bewirkt, nehmen sie eine aufrechte Lage ein, wobei ihre abgerundeten Ecken 46 dem nach unten gerichteten Strahl 47 ausgesetzt sind, wie dies auf der linken Seite von Fig. 4a ersichtlich ist, und in dieser Stellung werden sie durch Zugbänder 44 gehalten. In dieser Lage bilden die Elemente 41 zusammen ein poröses Kernelement, durch dessen Löcher 42 Bodenstrahlen 45 seitlich in zweckmäßiger Weise hindurchtreten können, wie dies unter Bezugnahme auf Fig 1b oben beschrieben wurde.
Die Elemente 41 können auf der unteren Schicht 40 in symmetrischen Gruppen zu dritt angeordnet werden, wobei die Basis der Dreiecke ein Dreieckmuster bildet, und wobei die Elemente benachbarter Gruppen zwischen benachbarten Paaren von Elementen liegen, wie dies aus Fig. 4c ersichtlich ist. Kleinere dreieckige Widerstandselemente 41' mit unterschiedlichen Widerstandseigenschaften können dann in gleicher Weise innerhalb des Dreieckbereichs angeordnet werden, der durch die Basis der größeren Elemente 41 gebildet wird. Statt dessen können die dreieckigen Elemente auf der unteren Schicht 40 in symmetrischen Gruppen zu sechst angeordnet werden, wobei die Basen der Dreiecke Hexagone bilden, wiederum mit Gruppen kleinerer Elemente 41' innerhalb jener Hexagone, wie aus Fig. 4d ersichtlich.
Es wird angenommen, daß im Betrieb 30 bis 50 % der dreieckigen Elemente 41 in der Strahlströmung 47 entfaltet werden, aber es liegen alle flach, bevor der Start stattfindet oder nachdem die Landung erfolgt ist, um in diesem flachen Zustand das Flugzeug und die Bodenmannschaft oder Fahrzeuge aufzunehmen.
Für einzelne Militärjäger-Flugzeuge wird für den Start oder die Landung eine minimale Mattengröße von etwa 25 m x 25 m angenommen, obgleich natürlich die Freiheit des Piloten zur Manövrierung des Flugzeugs in der Nähe des Bodens ohne Gefahr um so größer wird, je größer die Matte ist. Die kleinste Matte, die noch zulässig erscheint, ist eine, die nicht kleiner ist als die Grundrißfläche, die durch gerade Linien umschlossen ist, welche die Extremitäten der Haupthubvorrichtungen des Flugzeugs verbinden.
Die leichtgewichtigen Bodenmatten, die schwergewichtigen Bodenmatten und die zusammenlegbaren Bodenmatten sollten eine Dicke zwischen etwa 5 und 60 cm haben. Die Porosität der Kernelemente und der oberen Schichten ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen für den Betrieb der Bodenmatten kritisch. Die Porosität der Kernelemente wird so gewählt, daß sie in dem Bereich zwischen 70 und 99 % liegt und in jedem Fall groß genug ist, um ein Überlaufen der Bodenstrahlen (vgl. 10 in Fig. 1) über der Matte zu verhindern. Die Porosität der oberen Schicht sollte wenigstens 20 % betragen.

Claims

1. Bodenmatte mit einer oberen Oberfläche, die porös genug ist, um das Eindringen von Strahlen zu ermöglichen, und die eine Höhenabmessung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte aus einer einzigen Lage (4) besteht, die den Eintritt von Strahlströmungen (2) ermöglicht und um die Bodenstrahlströmungen (10) in allen Azimutrichtungen innerhalb der Schicht zu steuern, wobei die Schicht aus mehreren diskreten und im wesentlichen starren Widerstandselementen (14) besteht und jedes diskrete Widerstandselement der Vielzahl diskreter Widerstandselemente (14) die Höhe der Schicht überspannt, und wobei die Schicht eine obere Begrenzung (7) besitzt, die genügend porös ist, um den Eintritt von Strahlströmungen in die Schicht zu ermöglichen, während danach im wesentlichen das Entweichen von Bodenstrahlströmungen hieraus und aus einer unteren Begrenzung (8) verhindert wird.

2. Bodenmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die volumenmäßige Porosität der Schicht (14) zwischen 70 % und 99 % liegt.

3. Bodenmatte nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Begrenzung (7) eine Porosität von wenigstens 20 Flächenprozent besitzt.

4. Bodenmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Begrenzung (8) eine im wesentlichen undurchlässige Oberfläche aufweist.

5. Bodenmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl diskreter Widerstandselemente (14) aus mehreren im Abstand zueinander liegenden verdrillten flachen Streifen (16) bestehen, die in Vertikalrichtung von der oberen Begrenzung (7) nach der unteren Begrenzung (8) verlaufen.

6. Bodenmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes diskrete Widerstandselement der Vielzahl diskreter Widerstandselemente (14) ein streifenartiger Anker (23 und 24) ist, der die obere Begrenzung (7) mit der unteren Begrenzung (8) verbindet, und daß die streifenartigen Anker und die oberen und unteren Begrenzungen gelocht und aus einem Blech aus Metall, Plastik oder Verbundmaterial gezogen sind (Fig. 3e).

7. Bodenmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes diskrete Widerstandselement (41) der Vielzahl von diskreten Widerstandselementen (14) schwenkbar (43) an der unteren Begrenzung (8) angelenkt ist, wobei die schwenkbar befestigten Widerstandselemente (41) im Betrieb durch die Wirkung des Bodenstrahls (45) so angehoben werden, daß sie zusammen in ihrem angehobenen Zustand die einzige Schicht (4) bilden.

8. Bodenmatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes diskrete Widerstandselement ein ebenes dreieckiges Element (41) ist, welches mehrere darin ausgebildete Löcher (42) aufweist.

9. Bodenmatte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Widerstandselemente (41) in einem symmetrischen Muster auf der unteren Schicht (40) angeordnet sind.

10. Bodenmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne poröse Schicht aus mehreren parallelen perforierten rohrförmigen Metallabschnitten (17) besteht.

11. Bodenmatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl paralleler perforierter Metallrohrabschnitte (17) schichtmäßig zwischen einer porösen oberen Metallschicht (19) und einer im wesentlichen undurchlässigen unteren Schicht (20) eingefügt ist.

12. Bodenmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte eine Dicke im Bereich von 5 und 60 cm besitzt.

13. Bodenmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenausdehnung der Matte nicht kleiner ist als die Grundrißfläche, die von den geraden Linien umschlossen wird, welche die Extremitäten der Haupthubeinrichtungen des Flugzeugs verbinden, das in Verbindung mit der Matte benutzt wird.

14. Bodenmatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand zueinander angeordneten verdrillten flachen Streifen (16) voneinander in gleichmäßiger Verteilung um wenigstens 10 mm getrennt sind.

15. Bodenmatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen oder schlauchförmigen Abschnitte (17) zylindrisch ausgebildet sind.

16. Bodenmatte nach den Ansprüchen 10 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen bzw. schlauchförmigen Abschnitte (17) in zwei Gruppen (17' und 17") angeordnet sind, die in v-Form längs einer Mittellinie (5) der Matte (4) aneinanderstoßen.

17. Bodenmatte nach einem der Ansprüche 10, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen bzw. schlauchförmigen Abschnitte (17) auf einer undurchlässigen unteren Schicht (20) montiert sind.