Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen des Druckes in einem Fahrwerksreifen eines Luftfahrzeugs, die eine Messmatrix mit einer Mehrzahl von in einer vom Fahrwerksreifen überrollbaren Fläche angeordneten Lastsensoren aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Bestimmen des Druckes in einem Fahrwerksreifen eines Luftfahrzeugs sowie ein Wartungszyklus für ein Luftfahrzeug.

Der Reifendruck kommerzieller Verkehrsflugzeuge muss regelmäßig überprüft werden, da Fahrwerksreifen bei Starts und insbesondere Landungen hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Diese Reifendruckkontrolle erfolgt üblicherweise im Rahmen des sogenannten Z-Checks alle 24 h bei Kurzstreckenflugzeugen oder ggf. alle 49 h bei Langstreckenflugzeugen. Dies ist aufwendig, da häufig die Prüfung des Reifendrucks der einzige Kontrollpunkt im Z-Check ist und extra die Anfahrt eines Mechanikers zum parkenden Flugzeug erfordert .

Es ist bekannt (EP 0 656 269 Al, WO 2008/034411 Al, WO 2008/034414 Al) , den Druck im Inneren eines Fahrzeugreifens durch Auswertung des zweidimensionalen Lastprofils beim Überrollen einer Messmatrix aus Kraft- bzw. Lastsensoren zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zu schaffen, die bzw. das eine den Anforderungen des Luftfahrtbereichs genügende Überwachung des Reifendrucks von Fahrwerksreifen ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist zur Messung der Druckdifferenz zwischen zwei oder mehr Fahrwerksreifen ausgebildet. Insbesondere können Druckdifferenzen zwischen zwei oder mehr Fahrwerksreifen einer Achse gemessen werden. Die Erfindung hat erkannt, dass im Rahmen der Z-Checks die Prüfung auf mögliche Beschädigungen von oder Unregelmäßigkeiten an einzelnen Fahrwerksreifen von besonderer Bedeutung ist, die sich häufig in einem höheren Druckverlust äußern. Durch diese Differenzdruckbestimmung kann beispielsweise eine zusätzliche manuelle Überprüfung des Reifendrucks bzw. der Reifen auch dann veranlasst werden, wenn eigentlich der absolute Druck aller Reifen noch innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs ist, der Druckverlust vergleichbarer Reifen aber unterschiedlich hoch ist. Ein weiterer Vorteil dieser Differenzdruckbestimmung ist, dass diese mit vergleichsweise hoher Genauigkeit erfolgen kann, da beispielsweise zwei Reifen auf einer Achse bei gleichem Druck und gleicher Temperatur ein identisches Lastprofil zeigen sollten und somit eine Abweichung im Lastprofil häufig ein direkter Indikator für einen entsprechenden Druckunterschied sein wird.

Die Technologie zur Bestimmung des Innendrucks eines Reifens aus dem Lastprofil einer Messmatrix beim Überrollen dieser Messmatrix ist im Stand der Technik grundsätzlich bekannt und beispielsweise in den drei eingangs genannten Offenlegungsschriften beschrieben. Dabei nimmt eine Matrix von Lastsensoren eine Verteilung der beim Überrollen der ReifenaufStandsfläche auf die einzelnen Sensoren ausgeübten Kraft aus. Aus dieser Kraft- bzw. Lastverteilung und bekannten weiteren Parametern (beispielsweise Gewicht bzw. Achslast des Flugzeugs) kann auf den Reifeninnendruck rückgeschlossen werden. Im Rahmen der Erfindung ist die Fläche eines einzelnen Lastsensors deutlich kleiner als die Aufstandsfläche eines überrollenden Fahrwerksreifens. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Erfindung wenigstens einen Temperatursensor zur Messung der Reifentemperatur auf. Auf diese Weise kann die Bestimmung des Reifendrucks aus dem Lastprofil des Reifens der Messmatrix der Lastsensoren hinreichend genau gestaltet werden, um eine den Anforderungen der Luftfahrt genügende Bestimmung des Reifendrucks zu ermöglichen. Diese Temperaturbestimmung im Zuge der indirekten Druckmessung über das Lastprofil ist im Luftfahrtbereich von besonderer Bedeutung, da die Fahrwerksreifen bei Starts und insbesondere bei Landungen und dem anschließenden Bremsvorgang erheblichen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt werden. Die Erfindung ermöglicht es, dass diese thermischen Beanspruchungen und die daraus resultierenden Temperaturänderungen der Reifen bei der Druckbestimmung berücksichtigt werden und erlaubt somit beispielsweise eine Druckbestimmung kurz nach der Landung während des Rollens des Flugzeugs zum Gate.

Erfindungsgemäß kann der Temperatursensor entweder unmittelbar beim Überrollen des Reifens in Kontakt mit der Lauffläche geraten und deren Temperatur messen oder es kann sich um einen Sensor handeln, der eine berührungslose Temperaturmessung vornimmt. Beispielsweise kann ein Pyrometer oder eine Wärmebildkamera verwendet werden. Der Temperaturfühler kann innerhalb der Messmatrix bzw. in einem überrollbaren Randbereich der Anordnung mit der Messmatrix angeordnet sein.

Im Rahmen der Erfindung ist sowohl die Kombination der Differenzdruckmessung mit der Temperaturmessung bzw. dem Temperatursensor als auch die Differenzdruckmessung ohne einen Temperatursensor bzw. eine Temperaturmessung erfindungswesentlich und von der Offenbarung umfasst.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Flughafen, der wenigstens eine erfindungsgemäße Anordnung im Rollfeld aufweist. Der Begriff „Rollfeld" umfasst jeglichen Bereich des Flughafens, auf dem Flugzeuge parken oder (bevorzugt) über den Flugzeuge auf ihrem Weg zwischen Startbahn und Parkposition oder Gate rollen. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung in einem zentralen Bereich des Rollfelds angeordnet, über den viele oder alle Flugzeuge auf dem Weg vom bzw. zum Gate rollen. Die erforderliche Überwachung des Reifendrucks im Rahmen eines Z-Checks kann so ohne zusätzlichen Zeit- oder Mechanikeraufwand während des Rollvorgangs erfolgen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Bestimmen des Drucks in einem oder mehreren Fahrwerksreifen eines Luftfahrzeugs unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Anordnung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

a) Überrollen der Messmatrix mit wenigstens zwei Fahrwerksreifen,

b) Ermitteln der von den Fahrwerksreifen auf die Messmatrix ausgeübten Lastprofile,

c) Errechnen des Reifendrucks aus den in Schritt b) ermittelten Messwerten,

d) Durchführen einer Differenzdruckmessung zwischen zwei oder mehr Fahrwerksreifen.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die oben bereits beschriebene Differenzdruckmessung zwischen zwei oder mehr Fahrwerksreifen verwendet. Insbesondere ist der Vergleich des Drucks von zwei oder mehr Fahrwerksreifen auf einer Achse möglich. Da bei ungleichem Druck zweier Reifen auf einer Achse der Reifen mit dem höheren Druck deutlich stärker beansprucht wird und somit erheblich schneller verschleißt, kann durch diese Differenzdruckbestimmung die Lebensdauer eines Satzes von Fahrwerksreifen erhöht werden.

Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, die Temperatur des Fahr- werksreifens im Rahmen der möglichen Messgenauigkeit zu bestimmen und den Temperaturwert in die Berechnung des Reifendrucks einfließen zu lassen. Alternativ ist es möglich, eine Temperaturbestimmung lediglich dergestalt auszuführen, dass eine Entscheidung getroffen werden kann, ob der betreffende Reifen als kalt oder handwarm einzustufen ist. Die sogenannten Aircraft Maintenance Manuals eines Flugzeugs geben in der Regel Reifendrucksollwerte für die Reifentemperatur kalt bzw. handwarm vor.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, dass zusätzlich der Verschleißzustand der Fahrwerksreifen bestimmt wird. Zu diesem Zweck kann der Reifen eine oder mehrere Laufrillen aufweisen, die beim Überrollen der Messmatrix im gemessenen Lastprofil als ein Bereich geringerer Belastung erfasst werden. Wenn eine solche Rille weitgehend oder vollständig abgefahren ist, ändert sich das Lastprofil entsprechend, so dass auf den Verschleißzustand des Reifens rückgeschlossen werden kann. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenfalls möglich, dass beispielsweise Fahrwerksreifen verwendet werden, deren Laufrillenbreite sich über die Tiefe der Laufrille ändert (beispielsweise ein etwa V-förmiges Laufrillenprofil) , so dass eine Aussage über den Verschleißzustand der Reifen auch vor Erreichen der Verschleißgrenze aufgrund des sich kontinuierlich ändernden Lastprofils möglich ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Wartungszyklus für ein Luftfahrzeug, der folgende Schritte aufweist:

a) Betrieb des Luftfahrzeugs über einen Zeitraum von 12 bis 96 h, b) Bestimmen des Drucks in jedem Fahrwerksreifen mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

c) Auswertung der Messergebnisse aus Schritt b) zur Bestimmung, ob der Druck wenigstens eines Reifens einen unteren Grenzwert unterschreitet und/oder ob die Druckunterschiede zwischen zwei oder mehr Fahrwerksreifen einen oberen Toleranzwert überschreiten,

d) Einstellen des Reifendrucks, sofern ein unterer Grenzwert unterschritten oder ein oberer Toleranzwert überschritten wird.

Ein solcher Wartungszyklus erlaubt einen sicheren und zugleich kostengünstigen Betrieb eines Flugzeugs.

Nach dem Aircraft Maintenance Manual eines typischen Verkehrsflugzeugs ist die zulässige Untergrenze für den Betrieb der Fahrwerksreifen 80% des Nenndrucks. Der Druckverlust in einem Fahrwerksreifen soll in 24 h maximal 5% betragen, ein typischer Erfahrungswert der Praxis ist etwa 2%. Ein Wartungszyklus mit einem Betrieb des Flugzeugs über maximal 96 h zur Durchführung der nächsten Reifendruckkontrolle stellt somit sicher, dass die technisch zulässige Untergrenze (der untere Grenzwert) des Reifendrucks nicht unterschritten wird. Bevorzugte Zeiträume zwischen zwei Reifendruckkontrollen sind 24 bis 72 h, weiter bevorzugt 24 oder 48 h. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass beispielsweise nach 96 h in jedem Fall eine zusätzliche manuelle Kontrolle der Reifen und ggf. ein Auffüllen mit Gas (vorzugsweise Stickstoff) erfolgt.

Als unterer Grenzwert, bei dessen Unterschreiten ein Auffüllen des Reifendrucks erfolgt, kann ein Bereich von 80 bis 95% des Nominaldrucks, vorzugsweise 85 bis 90% des Nominaldrucks angesetzt werden. Als oberer Toleranzwert für den Differenzdruck zwischen zwei oder mehr Reifen (bevorzugt zwei oder mehr Reifen auf einer Achse) kann eine Differenz von 5% oder weniger, weiter vorzugsweise 4, 3 oder 2% oder weniger angesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung im Rollfeld.

In einem Rollfeld ist eine schematisch bei 1 angedeutete Messmatrix aus Lastsensoren angeordnet, deren größte Erstreckung quer zur vorgesehenen Rollrichtung 2 eines darüber rollenden Flugzeugs 3 angeordnet ist. Die Breite der Messmatrix quer zum Rollweg 2 entspricht mindestens der Fahrwerksbreite eines darüber rollenden Flugzeugs, so dass bei einem mittig auf dem Rollweg 2 über die Messmatrix 1 rollenden Flugzeugs sämtliche Fahr- werksreifen die Lastsensoren der Messmatrix überrollen. Im Randbereich der Messmatrix 1 sind in der Zeichnung nicht dargestellte Temperatursensoren angeordnet, die die Temperatur eines überrollenden Reifens messen. Die Messergebnisse werden mittels einer bei 4 angedeuteten Antenne drahtlos zu einer Auswerteeinheit 5 übertragen, die die von den Lastsensoren der Messmatrix 1 ü- bertragenen Messergebnisse auswertet und in der gewünschten Weise darstellt. Die Messergebnisse der Temperatursensoren werden entsprechend mit übertragen und fließen in die Auswertung ein.

Es kann ferner der Messmatrix 1 eine Einrichtung zur Erkennung des überrollenden Flugzeugs zugeordnet sein, beispielsweise eine Kamera, die die Flugzeugkennung vom Leitwerk abliest und an die Auswerteeinheit 5 überträgt.