DE102012202698A1 - Vertical take-off and landing aircraft for transporting people or loads, has signal processing unit performing position control such that aircraft is horizontally located in space without pilot's control inputs or remote control - Google Patents

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Abstract

The aircraft (100) has multiple electromotors (3) and freewheeling propellers (2) arranged in a surface, where each propeller is assigned with the respective electromotor for driving the propeller. A signal processing unit automatically performs a position control under consideration of measurement data of a position sensor by signal technical intervention on speed controllers assigned to the electromotors such that the aircraft is horizontally located in a space at any time with the surface that is defined by the propellers without pilot's control inputs or a remote control. The signal processing unit is selected from a group consisting of a microprocessor, a digital signal processor, a microcontroller, a field programmable gate array (FPGA), a digital controller, an analog processor, an analog computer and an analog controller such as proportional-integral-derivative (PID) controller or as hybrid processing unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen oder Lasten (Nutzlasten) mit mehreren, vorzugsweise gleichartigen und redundanten, im Wesentlichen in einer Fläche oder Ebene angeordneten Elektromotoren und Propellern, wobei jedem Propeller ein Elektromotor zum Antreiben des Propellers zugeordnet ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a vertically take-off and landing aircraft for the transport of persons or loads (payloads) having a plurality of, preferably similar and redundant, arranged substantially in a plane or plane electric motors and propellers, each propeller is associated with an electric motor for driving the propeller , according to the preamble of claim 1.

Derartige Fluggeräte werden nach der englischen Bezeichnung „vertical take-off and landing” auch als VTOL bezeichnet. Bei der vorliegenden Beschreibung wird alternativ auch die Bezeichnung „Multikopter” verwendet. Die Erfindung ist in diesem Zusammenhang nicht auf Fluggeräte beschränkt, die von einem mitfliegenden Piloten gesteuert werden, sondern umfasst auch Fluggeräte, die für den ferngesteuerten oder autonomen Transport von entsprechenden Nutzlasten einsetzbar sind.Such aircraft are referred to as the English term "vertical take-off and landing" as VTOL. In the present description, alternatively, the term "multicopter" is used. The invention in this context is not limited to aircraft controlled by a pilot who is flying, but also includes aircraft that can be used for remote or autonomous transportation of corresponding payloads.

Senkrecht startende Fluggeräte mit mehreren Propellern oder Rotoren sind bekannt. Als Antrieb kamen dabei regelmäßig Verbrennungsmotoren zum Einsatz, die sich aber nur langsam und relativ unpräzise regeln lassen. Eine schnelle Lageregelung für das Fluggerät ist auf diese Weise praktisch nicht erreichbar. Aus diesem Grund ist beispielsweise bei vorbekannten Fluggeräten in Form von Hubschraubern eine Blattverstellung der Rotoren zur schnelleren Lageregelung vorgesehen. Dies führt jedoch zu einem stark erhöhten Konstruktions- und Kostenaufwand und im Betrieb zu einem erheblichen Verschleiß.Vertical launch aircraft with multiple propellers or rotors are known. Internal combustion engines were regularly used as engines, but they can only be regulated slowly and relatively imprecisely. A fast attitude control for the aircraft is practically unattainable in this way. For this reason, for example, in previously known aircraft in the form of helicopters, blade pitch of the rotors is provided for faster position control. However, this leads to a greatly increased design and cost and in operation to a considerable amount of wear.

Auf dem Gebiet des Modellbaus sind Fluggeräte mit vier oder sechs Propellern und Elektroantrieb bekannt, bei welchem die Lageregelung im Flug durch schnelle Drehzahländerungen der verwendeten Elektroantriebe erreicht wird. Eine bloße größenmäßige Skalierung dieses Konzepts für den Bau von manntragenden Fluggeräten würde jedoch zu einem erheblichen Sicherheitsrisiko führen, da bei Ausfall nur eines Elektromotors das Fluggerät nicht mehr kontrollierbar wäre. Außerdem wäre bei hochskalierten Propellern die erforderliche Zeitdauer für eine Änderung des Schubs so groß, dass eine schnelle Lageregelung wiederum nicht erreichbar wäre.In the field of model making aircraft with four or six propellers and electric drive are known in which the position control in flight is achieved by rapid speed changes of the electric drives used. However, a mere scaling in size of this concept for the construction of man-carrying aircraft would lead to a considerable security risk, since if only one electric motor fails, the aircraft would no longer be controllable. Also, with upscaled propellers, the time required to change the thrust would be so great that fast attitude control would not be achievable.

Aus der GB 2 486 787 A ist ein Fluggerät bekannt, welches grundsätzlich nach Art eines herkömmlichen Tragflächenflugzeugs ausgebildet ist. Um senkrecht starten und landen zu können, besitzt es eine Mehrzahl elektrischer Triebwerke, die als Mantelstromtriebwerke ausgebildet sind und verschwenkt werden können. Dem Vorteil des höheren Standschubs der Mantelstromtriebwerke stehen deutliche Nachteile gegenüber, beispielsweise der erhöhte Fertigungsaufwand mit engen Toleranzen und die relativ schlechte Aerodynamik beim Vorwärtsflug.From the GB 2 486 787 A is an aircraft known, which is basically designed in the manner of a conventional aircraft wing. In order to start and land vertically, it has a plurality of electric engines, which are designed as turbofan engines and can be pivoted. The advantage of the higher thrust of the turbofan engines are significant disadvantages compared, for example, the increased production costs with tight tolerances and the relatively poor aerodynamics in forward flight.

Aus der US 2006/0266881 A1 ist ein gattungsgemäßes Fluggerät mit mehreren elektrisch angetriebenen Rotoren oder Propellern bekannt. Das beschriebene Fluggerät weist Propeller auf, die auf unterschiedlichen Ebenen liegen, wobei sich die Rotorkreisflächen überlappen. Dies kann aerodynamische Nachteile mit sich bringen. Zum Antrieb der Propeller werden Elektromotoren mit Bürsten und Getrieben verwendet, was einen relativ hohen Verschleiß und Wartungsaufwand bedeutet. Darüber hinaus ist allein der Pilot per Steuerknüppel für die Lageregelung des vorbekannten Fluggeräts verantwortlich, was eine Verwendung des Fluggeräts für Personen ohne einschlägige Ausbildung und Erfahrung grundsätzlich ausschließt.From the US 2006/0266881 A1 is a generic aircraft with several electrically driven rotors or propellers known. The aircraft described has propellers that lie on different levels, with the rotor circuit areas overlapping. This can bring about aerodynamic disadvantages. Electric motors with brushes and gearboxes are used to drive the propellers, which means relatively high wear and maintenance. In addition, only the pilot by stick for the attitude control of the previously known aircraft responsible, which precludes use of the aircraft for people without relevant training and experience in principle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges, verschleiß- und wartungsarmes Fluggerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auch von fliegerisch wenig oder gar nicht vorgebildeten Personen einfach und sicher verwendet werden kann. Das Fluggerät soll sich für einen Einsatz als manntragendes Fluggerät oder für den ferngesteuerten bzw. autonomen Transport von Nutzlasten eignen.The invention has for its object to provide a cost-effective, low-wear and low maintenance aircraft of the type mentioned, which can be used easily and safely even by aviably little or no pre-trained persons. The aircraft should be suitable for use as a man-carrying aircraft or for the remote or autonomous transport of payloads.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren Wortlaut hier durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um Textwiederholungen zu vermeiden.This object is achieved by a vertically take-off and landing aircraft with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of claims, the wording of which is incorporated herein by explicit reference in the description to avoid text repetition.

Erfindungsgemäß ist ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen oder Lasten mit mehreren, vorzugsweise gleichartigen und redundanten, im Wesentlichen in einer Fläche oder Ebene angeordneten Elektromotoren und Propellern, wobei jedem Propeller ein eigener Elektromotor zum Antreiben des Propellers zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Lageregelung des Fluggeräts wenigstens ein Lagesensor in signaltechnischer Wirkverbindung mit wenigstens einer Signalverarbeitungseinheit vorgesehen ist, welche Signalverarbeitungseinheit dazu ausgebildet oder eingerichtet ist, die Lageregelung unter Berücksichtigung von Messdaten des Lagesensors durch Regelung der Drehzahl wenigstens eines Teils der Elektromotoren automatisiert durchzuführen, vorzugsweise durch signaltechnisches Einwirken auf den Elektromotoren jeweils zugeordnete Drehzahlsteller, so dass sich das Fluggerät ohne Steuereingaben eines Piloten oder einer Fernsteuerung jederzeit mit der durch die Propeller definierten Fläche oder Ebene im Wesentlichen waagerecht im Raum befindet.According to the invention, a vertically take-off and landing aircraft for transporting persons or loads with a plurality of preferably identical and redundant electric motors and propellers arranged essentially in one surface or plane, wherein each propeller is assigned its own electric motor for driving the propeller, characterized that for the attitude control of the aircraft at least one position sensor is provided in operative signal connection with at least one signal processing unit, which signal processing unit is designed or set up, the position control taking into account measurement data of the position sensor by controlling the speed of at least one Part of the electric motors perform automated, preferably by signaling technology acting on the electric motors respectively associated speed controller, so that the aircraft without control inputs of a pilot or a remote control at any time with the plane defined by the propeller surface or level is substantially horizontal in space.

Die vorstehend beschriebene Lageregelung des erfindungsgemäßen Fluggeräts sorgt also dafür, dass sich das Fluggerät ohne Steuereingaben des Piloten oder der Fernsteuerung immer waagerecht im Raum befindet. Unter dem Begriff „waagerecht im Raum” sei vorliegend eine Orientierung verstanden, bei der sich eine durch die im Wesentlichen flächig angeordneten Propeller definierte Fläche waagerecht im Raum, d. h. etwa parallel zum Erdboden bzw. mit ihrem Normalenvektor parallel zur Richtung der Schwerebeschleunigung ausgerichtet ist. Dies entspricht einem Ruhe-Schwebezustand des Fluggeräts. Die Lageregelung erfolgt – wie bereits ausgeführt – unter Berücksichtigung von Messdaten des wenigstens einen Lagesensors, welche Messdaten von der wenigstens einen Signalverarbeitungseinheit signal- und/oder rechentechnisch verarbeitet bzw. ausgewertet werden. Ein entsprechend erzeugtes Lageregelungssignal der Signalverarbeitungseinheit dient zur Regelung der Drehzahl wenigstens eines Teils der Antriebsmotoren (Elektromotoren). Darüber hinaus erfolgt die Lageregelung, wie ebenfalls bereits ausgeführt, automatisch, und zwar dergestalt, dass sich das Fluggerät insbesondere ohne Steuereingaben eines Piloten und einer Fernsteuerung waagerecht im Raum befindet.The attitude control of the aircraft according to the invention described above thus ensures that the aircraft is always horizontally in the room without control inputs of the pilot or the remote control. In the present case, the term "horizontally in space" is understood to mean an orientation in which a surface defined by the essentially planarly arranged propellers is horizontal in space, ie. H. is aligned parallel to the ground or with its normal vector parallel to the direction of gravitational acceleration. This corresponds to a rest-floating state of the aircraft. The position control is carried out - as already stated - taking into account measurement data of the at least one position sensor, which measurement data from the at least one signal processing unit signal and / or computationally processed or evaluated. A correspondingly generated position control signal of the signal processing unit is used to control the speed of at least part of the drive motors (electric motors). In addition, the attitude control, as also already stated, automatically, in such a way that the aircraft is in particular without control inputs of a pilot and a remote control horizontally in the room.

Im Zuge einer ersten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Signalverarbeitungseinheit als Mikroprozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, FPGA (Field Programmable Gate Array), digitaler Regler, analoger Prozessor, Analogrechner, analoger Regler, wie z. B. PID-Regler, oder als hybride Verarbeitungseinheit aus analogen und digitalen Elementen ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich die Lageregelung des Fluggeräts flexibel an die jeweiligen schaltungstechnischen und/oder genehmigungsrechtlichen Vorgaben anpassen.In the course of a first development of the present invention, it is provided that the signal processing unit as a microprocessor, digital signal processor, microcontroller, FPGA (Field Programmable Gate Array), digital controller, analog processor, analog computer, analog controller such. B. PID controller, or is designed as a hybrid processing unit of analog and digital elements. In this way, the attitude control of the aircraft can be flexibly adapted to the respective circuitry and / or approval requirements.

Im Zuge einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist vorgesehen, dass der Pilot seine Steuereingaben mit Hilfe eines Steuerknüppels oder Joysticks tätigt, der an eine elektronische Steuereinheit, welche zumindest die Signalverarbeitungseinheit, den Lagesensor und gegebenenfalls weitere Bestandteile umfasst, angeschlossen ist. Die Steuerangaben des Piloten oder alternativ einer Fernsteuerung werden mit den Sensordaten überlagert, und die Drehzahlen der Elektromotoren werden entsprechend angepasst, sodass die gewünschte Fluglage bzw. Geschwindigkeit in einer Richtung erreicht wird.In the course of another development of the aircraft according to the invention it is provided that the pilot makes his control inputs by means of a joystick or joystick, which is connected to an electronic control unit which comprises at least the signal processing unit, the position sensor and optionally other components. The control information of the pilot or alternatively a remote control are superimposed with the sensor data, and the rotational speeds of the electric motors are adjusted accordingly, so that the desired attitude or speed is achieved in one direction.

Im Zuge einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts ist vorgesehen, dass wenigstens eine Anzahl der Elektromotoren als bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC) ausgebildet sind. Auf diese Weise wird eine besonders kostengünstige, da verschleiß- und wartungsarme Realisierung erreicht.In the course of a particularly advantageous development of the aircraft according to the invention, it is provided that at least a number of the electric motors are designed as brushless DC motors (BLDC). In this way, a particularly cost-effective, since low-wear and low-maintenance implementation is achieved.

Wieder eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts sieht vor, dass die Wirkverbindung zwischen jedem Elektromotor und dem zugehörigen Propeller getriebelos nach Art eines Direktantriebs ausgebildet ist. Auch eine solche Realisierung trägt zu einer besonders kostengünstigen Ausgestaltung des Fluggeräts bei. Außerdem lässt sich durch den Verzicht auf Getriebe eine Reduktion der Masse des Fluggeräts erreichen, was sich positiv auf die transportierbare Nutzlast auswirkt.Yet another development of the aircraft according to the invention provides that the operative connection between each electric motor and the associated propeller is gearless designed in the manner of a direct drive. Such a realization also contributes to a particularly cost-effective design of the aircraft. In addition, can be achieved by eliminating gear reduction of the mass of the aircraft, which has a positive effect on the transportable payload.

Um die erforderliche Fläche und entsprechend die äußeren Maße sowie das Gewicht des Fluggeräts möglichst gering zu halten, sieht eine wieder andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts vor, dass die Elektromotoren und Propeller in wenigstens einem hexagonalen Grundmuster angeordnet sind.In order to keep the required area and according to the outer dimensions and the weight of the aircraft as low as possible, provides again another development of the aircraft according to the invention, that the electric motors and propellers are arranged in at least one hexagonal basic pattern.

Besonders bevorzugt ist eine doppelt hexagonale Anordnung der Elektromotoren und Propeller, woraus sich – bei Freihaltung eines zentralen Bereichs, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird – eine äußerst bevorzugte Anzahl an Elektromotoren und Propellern ergibt, die vorzugsweise 18 beträgt. Grundsätzlich sieht eine entsprechende Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts verallgemeinernd vor, dass dieses mindestens jeweils zwölf Elektromotoren und Propeller aufweist.Particularly preferred is a double-hexagonal arrangement of the electric motors and propellers, resulting in - while maintaining a central area, which will be discussed in more detail below - an extremely preferred number of electric motors and propellers results, which is preferably 18. In principle, a corresponding development of the aircraft according to the invention provides, in general, that it has at least twelve electric motors and one propeller each.

Obwohl es grundsätzlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, die Propeller oder Rotoren mit Überlapp anzuordnen, sieht eine andere bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts vor, dass die Propeller im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, welche Ebene durch die von den Propellern überstrichenen Rotorkreisflächen definiert ist, wobei sich die Propeller bzw. Rotoren nicht überlappen.Although it is fundamentally within the scope of the present invention to arrange the propellers or rotors with an overlap, another preferred embodiment of the aircraft according to the invention provides that the propellers are arranged substantially in a common plane which defines the plane through the rotor circuit surfaces swept by the propellers is, with the propellers or rotors do not overlap.

Damit das Fluggerät bei minimalem Gewicht eine möglichst große Stabilität aufweist, sieht eine äußerst bevorzugte andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts vor, dass zumindest die Elektromotoren und Propeller sowie gegebenenfalls weitere Bestandteile des Fluggeräts an einer Rahmen-Tragstruktur angeordnet sind, wobei der Rahmen aus einem Raumtragwerk mit vorzugsweise zug- und druckfesten Streben gebildet ist. Die Streben sind über Knotenpunkte miteinander verbunden, und die Krafteinleitung, insbesondere die Einleitung der durch die Elektromotoren und die Propeller verursachten Gewichts- und Schubkräfte, erfolgt in den Knotenpunkten des Raumtragwerks. So that the aircraft has the greatest possible stability with minimum weight, an extremely preferred further development of the aircraft according to the invention provides that at least the electric motors and propellers and optionally further components of the aircraft are arranged on a frame supporting structure, wherein the frame of a space structure with preferably tensile and compression-resistant struts is formed. The struts are interconnected via junctions, and the introduction of force, in particular the initiation of the weight and shear forces caused by the electric motors and the propellers, takes place in the nodes of the space structure.

Vorliegend wird unter dem Begriff „Raumtragwerk” eine Struktur aus miteinander verbundenen Streben oder dergleichen verstanden, welche nicht flächig in einer Ebene, sondern dreidimensional im Raum ausgebildet ist bzw. angeordnet sind. Insbesondere gegenüber den eingangs erwähnten Modellbau-Fluggeräten ergibt sich so eine deutliche Verbesserung der erreichbaren Stabilität, da bei solchen Modellbau-Fluggeräten regelmäßig Biegeträger zum Einsatz kommen, die entsprechend durch die Komponenten des Fluggeräts, insbesondere die Propeller und Motoren, auf Biegung und Torsion belastet werden. Die vorgeschlagene Verwendung eines Raumtragwerks bei dem erfindungsgemäßen Fluggerät trägt dazu bei, dass die Streben der Rahmen-Tragstruktur jeweils nur auf Zug und Druck belastet werden, wodurch der vorliegend beschriebene Multikopter mit seinem elektrischen Antrieb relativ große Nutzlasten sicher tragen und befördern kann.In the present context, the term "space structure" is understood to mean a structure of interconnected struts or the like, which is not formed in a plane but in three dimensions in space. In particular compared with the model aircraft mentioned above, this results in a significant improvement in the achievable stability, as in such model aircraft regularly bending beams are used, which are charged accordingly by the components of the aircraft, in particular the propeller and motors on bending and torsion , The proposed use of a space structure in the aircraft according to the invention contributes to the fact that the struts of the frame support structure are only charged to train and pressure, so that the present described multicopter with his electric drive safely carry relatively large payloads and can carry.

Um im Betrieb des erfindungsgemäßen Fluggeräts die resultierende Lärmbelastung nach Möglichkeit zu reduzieren, sieht eine andere Weiterbildung vor, dass die Propeller möglichst weit von den Streben des Raumtragwerks beabstandet angeordnet sind. Unter dem Begriff „möglichst weit beabstandet” sei vorliegend verstanden, dass die Propeller auf möglichst langen, jedoch hinreichend stabilen Propellerwellen angeordnet sind, sodass bei einer erforderlichen Stabilität ein großer Abstand von den genannten Streben der Rahmen-Tragstruktur erreicht wird. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Streben zumindest im Bereich der Propeller aerodynamisch ausgebildet sind, vorzugsweise im Querschnitt etwa tropfenförmig, um dem Propeller-Luftstrom möglichst wenig Strömungswiderstand entgegenzubringen. Hierzu ist es sinnvoll, wenn die abgerundete Vorderseite des Tropfenprofils dem Propeller zugewandt ist. Wie der Fachmann erkennt, ist der Strebenquerschnitt jedoch nicht auf die vorliegend exemplarisch erwähnte Tropfenform beschränkt, sondern kann auch jede andere aerodynamisch günstige Formgebung annehmen.In order to reduce the resulting noise pollution as far as possible during operation of the aircraft according to the invention, another development provides that the propellers are arranged as far as possible from the struts of the space structure. The term "spaced as far as possible" is understood in the present case that the propellers are arranged on the longest possible, but sufficiently stable propeller shafts, so that a required distance from the said struts of the frame support structure is achieved with a required stability. Additionally or alternatively, it may be provided that the struts are aerodynamically formed, at least in the region of the propellers, preferably approximately drop-shaped in cross-section, in order to counteract the flow of propeller air flow as little as possible. For this purpose, it makes sense if the rounded front of the drop profile faces the propeller. However, as the person skilled in the art recognizes, the cross-section of the cross-section is not limited to the droplet shape mentioned here by way of example, but can also assume any other aerodynamically favorable shape.

Wie bereits erwähnt, beruht die Lageregelung bei einem erfindungsgemäßen Fluggerät auf der rein elektronischen Drehzahländerung einzelner Elektromotoren. Es ist deshalb anders als bei vorbekannten Fluggeräten nicht erforderlich, eine Blattverstellung für den einzelnen Propeller vorzusehen. In diesem Zusammenhang sieht eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts vor, dass die Propeller im Wesentlichen starr und ohne Blattverstellung ausgebildet sind. Dabei können die Wurzeln der Rotorblätter der Propeller eine definierte Flexibilität zum Ausgleich von Schlag- und Schwenkbewegungen besitzen, welche Schlag- und Schwenkbewegungen auch von vorbekannten Fluggeräten, wie Hubschrauber oder dergleichen bekannt sind. Vorteilhafter Weise sind die Propeller hierbei in einem faserverstärkten Kunststoffmaterial ausgebildet, wobei die Blattwurzel eine erhöhte Flexibilität aufgrund einer nur unidirektionalen Ausrichtung der Fasern in diesem Bereich aufweisen kann. Starre Propeller ohne Blattverstellung weisen einen deutlich geringeren Verschleiß, eine höhere Wartungsfreundlichkeit und eine größere Betriebssicherheit gegenüber Propellern mit Blattverstellung oder Gelenken auf.As already mentioned, the attitude control in an aircraft according to the invention is based on the purely electronic speed change of individual electric motors. It is therefore not necessary to provide a pitch adjustment for the individual propeller unlike in the case of previously known aircraft. In this context, another development of the aircraft according to the invention provides that the propellers are substantially rigid and without blade adjustment. In this case, the roots of the rotor blades of the propeller can have a defined flexibility for compensating for impact and pivoting movements, which impact and pivoting movements are also known from previously known aircraft such as helicopters or the like. Advantageously, the propellers are in this case formed in a fiber-reinforced plastic material, wherein the blade root can have an increased flexibility due to only a unidirectional orientation of the fibers in this area. Rigid propellers without blade pitch have significantly lower wear, ease of maintenance, and greater operational safety over propellers with blade pitch or joints.

Wie bereits erwähnt wurde, weist das erfindungsgemäße Fluggerät im Zuge einer entsprechenden Weiterbildung wenigstens zwölf oder mehr Propeller und eine entsprechende Anzahl an Elektromotoren auf. Dies trägt entscheidend zu einer Minimierung von Sicherheitsrisiken im Flugbetrieb bei. Vorteilhafter Weise sind in diesem Zusammenhang auch die Signalverarbeitungseinheit und Lagesensoren wenigstens einfach redundant ausgeführt, um ein weiter erhöhtes Maß an Ausfallsicherung zu erreichen.As already mentioned, the aircraft according to the invention in the course of a corresponding development has at least twelve or more propellers and a corresponding number of electric motors. This contributes significantly to a minimization of security risks in flight operations. Advantageously, in this context, the signal processing unit and position sensors are at least simply redundant designed to achieve a further increased level of fail-safe.

Die Verwendung von vielen, relativ kleinen Propellern ermöglicht – anders als bei vorbekannten Rotor-Fluggeräten – bei einer entsprechenden Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts durch Freihalten eines zentralen Bereichs den Einbau und die Verwendung eines nach oben öffnenden Rettungsfallschirms für das gesamte Fluggerät einschließlich Pilot bzw. Nutzlast.The use of many, relatively small propellers allows - unlike in previously known rotor aircraft - in a corresponding development of the aircraft according to the invention by keeping a central area the installation and use of an upward-opening parachute rescue for the entire aircraft including pilot or payload.

Um das Gierverhalten des erfindungsgemäßen Fluggeräts positiv zu beeinflussen, sieht eine andere Weiterbildung desselben vor, dass wenigstens ein Teil der Propeller gegenüber einer Ebene geneigt angeordnet ist, vorzugsweise mit einem zumindest betragsmäßig gleichen Neigungswinkel, wobei die genannte Ebene durch die von den restlichen, nicht geneigten Propellern überstrichenen Rotorkreisflächen definiert sein kann. Der genannte Neigungswinkel beträgt vorzugsweise etwa zwischen 1° und 5°. Ob der genannte Neigungswinkel gegenüber der genannten Ebene positiv oder negativ ist, kann vom Drehsinn des betreffenden Propellers abhängen. Vorzugsweise sind die geneigten Propeller an den äußeren Ecken der erwähnten hexagonalen Anordnung vorgesehen.In order to positively influence the yaw behavior of the aircraft according to the invention, another embodiment of the same provides that at least a portion of the propeller is arranged inclined with respect to a plane, preferably with an at least equal angle of inclination, said plane by those of the remaining, not inclined Propellers over swept rotor circled surfaces can be defined. Said angle of inclination is preferably approximately between 1 ° and 5 °. Whether the said angle of inclination relative to said plane is positive or negative, can be determined by the direction of rotation of the relevant propeller depend. Preferably, the inclined propellers are provided at the outer corners of the mentioned hexagonal arrangement.

Um das erfindungsgemäße Fluggerät möglichst flexibel einsetzen zu können, sieht eine wieder andere Weiterbildung vor, dass das Fluggerät und hier insbesondere die erwähnte Rahmenstruktur zum Transport in mehrere Teile zerlegbar ist. Besonders vorteilhaft hat sich hierbei herausgestellt, wenn die Rahmenstruktur in mehrere Auslegermodule mit vorzugsweise jeweils mehreren, beispielsweise jeweils drei Elektromotoren und Propellern zerlegbar ist. Die genannten Elektromotoren und Propeller jedes Auslegers können in einer Dreieck-Konfiguration angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Fluggerät über einen Faltmechanismus verfügen, beispielsweise um durch einfaches Verschwenken der genannten Auslegermodule zu einer platzsparenden Transportkonfiguration zu gelangen.In order to use the aircraft according to the invention as flexibly as possible, provides again another development, that the aircraft and here in particular the aforementioned frame structure for transport into several parts can be dismantled. In this case, it has proven to be particularly advantageous if the frame structure can be dismantled into a plurality of cantilever modules, each preferably having a plurality of, for example, three electric motors and propellers. The said electric motors and propellers of each cantilever may be arranged in a triangle configuration. Additionally or alternatively, the aircraft may have a folding mechanism, for example, to achieve a space-saving transport configuration by simply pivoting said boom modules.

Um für das erfindungsgemäße Fluggerät einen Drehmomentausgleich zu erreichen, sieht eine andere bevorzugte Weiterbildung vor, dass jeweils gleich viele links laufende wie rechts laufende Propeller vorgesehen sind.In order to achieve torque compensation for the aircraft according to the invention, another preferred development provides that in each case the same number of left-running as right-running propellers are provided.

Eine äußerst bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts sieht vor, dass dieses eine Pilotenkanzel oder einen Sitz für wenigstens einen Piloten aufweist. Die Pilotenkanzel oder der Sitz kann unterhalb einer Ebene der Propeller angeordnet sein, vorzugsweise etwa zentral, höchst vorzugsweise gerade unterhalb des Rettungsfallschirms.An extremely preferred development of the aircraft according to the invention provides that this has a cockpit or a seat for at least one pilot. The cockpit or seat may be disposed below a plane of the propellers, preferably at about the center, most preferably just below the parachute.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts sieht vor, dass die Pilotenkanzel oder der Sitz um die Nickachse des Fluggeräts schwenkbar aufgehängt ist, und zwar vorzugsweise an der weiter oben angesprochenen Rahmenstruktur. Die Aufhängung der Pilotenkanzel bzw. des Sitzes kann trennbar ausgeführt sein, um die Pilotenkanzel oder den Sitz von dem restlichen Fluggerät zu lösen, sodass sich insbesondere die Pilotenkanzel auch autonom fortbewegen kann, beispielsweise auf dem Wasser oder auf dem Land.Another advantageous development of the aircraft according to the invention provides that the cockpit or the seat is suspended pivotably about the pitch axis of the aircraft, and preferably at the above-mentioned frame structure. The suspension of the cockpit or of the seat can be made separable in order to detach the cockpit or the seat from the rest of the aircraft, so that in particular the cockpit can move autonomously, for example on the water or on land.

In diesem Zusammenhang hat es sich als weiterhin vorteilhaft herausgestellt, wenn das erfindungsgemäße Fluggerät im Zuge einer wieder anderen Weiterbildung ein Landegestell mit elastischen, vorzugsweise luftgefüllten Elementen, Rädern, Kufen oder dergleichen aufweist. Dieses Landegestell kann an der Pilotenkanzel oder an dem Sitz angeordnet sein.In this context, it has also proven to be advantageous if the aircraft according to the invention in the course of another development, a landing gear with elastic, preferably air-filled elements, wheels, runners or the like. This landing gear can be arranged at the cockpit or at the seat.

Um die Reichweite des erfindungsgemäßen Fluggeräts zu vergrößern, kann im Zuge einer anderen Weiterbildung vorgesehen sein, dass zur Versorgung der Elektromotoren wenigstens ein Energiewandler zum Bereitstellen elektrischer Energie, insbesondere während des Flugbetriebs, vorgesehen ist. Bei diesem Energiewandler kann es sich um einen Verbrennungsmotor mit Generator, eine Brennstoffzellenanordnung oder dergleichen handeln, auch in Kombination. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zum Zwischenspeichern der bereitgestellten elektrischen Energie wenigstens ein Energiespeicher vorgesehen ist. Dieser Energiespeicher kann als Akkumulator, Superkondensator oder dergleichen ausgebildet sein, wiederum auch in Kombination. Weiterhin kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass der Energiespeicher und die Elektromotoren in elektrischer Wirkverbindung stehen, um die Elektromotoren mit in dem Energiespeicher zwischengespeicherter elektrischer Energie zu versorgen. Der vorstehend angesprochene Energiewandler wird im Zuge der vorliegenden Beschreibung auch als „Range Extender” bezeichnet.In order to increase the range of the aircraft according to the invention, it can be provided in the course of another development that at least one energy converter for supplying electrical energy, in particular during flight operation, is provided for supplying the electric motors. This energy converter may be an internal combustion engine with a generator, a fuel cell arrangement or the like, also in combination. Furthermore, it is advantageous if at least one energy store is provided for temporarily storing the electrical energy provided. This energy store can be designed as an accumulator, supercapacitor or the like, again in combination. Furthermore, it may be provided in this context that the energy storage and the electric motors are in electrical operative connection to supply the electric motors with cached in the energy storage electrical energy. The above-mentioned energy converter is also referred to as "range extender" in the present description.

Der Energiespeicher kann im Zuge einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts so angeordnet sein, dass er sich etwa zentral innerhalb des Fluggeräts befindet und zur Versorgung einer Mehrzahl von Elektromotoren dient. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Fluggerät im Zuge einer wieder anderen Weiterbildung mehrere dezentral angeordnete Energiespeicher aufweist, welche Energiespeicher zur Unterversorgung jeweils einer Untergruppe von Elektromotoren dienen. Höchst vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang jedem Elektromotor ein eigener Energiespeicher zugeordnet.The energy store may be arranged in the course of another development of the aircraft according to the invention so that it is located approximately centrally within the aircraft and is used to supply a plurality of electric motors. Alternatively, however, it can also be provided that the aircraft has several decentrally arranged energy stores in the course of another development, which energy stores serve to undersupply each of a subgroup of electric motors. Most preferably, in this context, each electric motor associated with its own energy storage.

Die vorstehend angesprochene Aufteilung der Energiespeicher (exemplarisch: Akkus) in mehrere Blöcke lässt sich hinsichtlich der Vor- und Nachteile nach verschiedenen Kriterien bewerten. Alle drei Varianten (nur ein zentraler Energiespeicher; zwei bis drei Energiespeicher; jeweils ein Energiespeicher pro Elektromotor) sind durchaus sinnvoll, und die Entscheidung wird in der Praxis aufgrund der unterschiedlichen Gewichtung der Einzelkriterien getroffen. Die Benotung erfolgt in der Reihenfolge ++/+/o/–, wobei ++ die Bestnote und die – die schlechteste Bewertung bedeutet: Anordnung Akkus Zentral 2–3 Blöcke 18 Blöcke Ausfallsicherheit + ++ Handling + ++ Akkus tauschen o ++ Aufwand Gehäuse ++ + Kabel zum Motorcontroller o ++ Kabel zum Ladegerät ++ + Aufwand BMS ++ + Aufwand Ladegerät + + o Schwerpunktlage + ++ o Gewicht + o Erwärmung o ++ Ein-/Ausschalter ++ o The above-mentioned division of energy storage (for example: batteries) into several blocks can be evaluated in terms of advantages and disadvantages according to various criteria. All three variants (only one central energy store, two to three energy stores, one energy store per electric motor) make sense, and the decision is made in practice due to the different weighting of the individual criteria. The grading is in the order ++ / + / o / -, where ++ is the highest grade and the - the worst rating is: Arrangement of batteries Central 2-3 blocks 18 blocks reliability - + ++ handling + ++ - Replace batteries O ++ - Effort housing ++ + - Cable to the motor controller - O ++ Cable to the charger ++ + - Effort BMS ++ + - Effort charger + + O Center of gravity + ++ O Weight + O - warming - O ++ On / off switch ++ O -

Die Abkürzung BMS steht für Batterie-Managementsystem.The abbreviation BMS stands for Battery Management System.

Um den Vorwärtsflug des erfindungsgemäßen Fluggeräts zu unterstützen bzw. zu beschleunigen, sieht eine wieder andere Weiterbildung vor, dass das Fluggerät wenigstens eine Zusatz-Antriebseinrichtung aufweist, vorzugsweise in Form eines Antriebpropellers (speziell Schubpropeller). Diese Zusatz-Antriebseinrichtung kann an der Pilotenkanzel oder dem Sitz angeordnet sein. Sie kann außerdem eine Lenkeinrichtung umfassen bzw. selbst schwenkbar ausgebildet sein.In order to support or accelerate the forward flight of the aircraft according to the invention, another development provides that the aircraft has at least one additional drive device, preferably in the form of a propulsion propeller (especially thrust propeller). This auxiliary drive device may be arranged on the cockpit or the seat. It may also include a steering device or be designed to be self-pivoting.

Eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung des erfindungsgemäßen Fluggeräts ergibt sich, wenn dieses in Weiterbildung der grundlegenden Erfindungsidee mit freilaufenden Propellern im Gegensatz zu den aus dem zitierten Stand der Technik bekannten Mantelstromtriebwerken ausgebildet ist, welche Propeller zudem vorzugsweise eine feststehende Propellerwelle aufweisen können, also nicht schwenkbar ausgebildet sind.A particularly simple and cost-effective implementation of the aircraft according to the invention arises when this is formed in development of the basic idea of the invention with free-wheeling propellers in contrast to the known from the cited prior art turbofan engines, which propeller also preferably may have a fixed propeller shaft, that is not pivotable are formed.

Die verwendeten Propeller oder Rotoren sollten einerseits so groß wie möglich sein, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Andererseits sollten sie ein möglichst kleines Trägheitsmoment besitzen, um eine schnelle Schubänderung zu erreichen. Unter diesen widersprüchlichen Anforderungen existiert bei gegebenen Motortyp eine optimale Größe der Propeller, die bei entsprechender Weiterbildung der Erfindung realisiert sein kann.On the one hand, the propellers or rotors used should be as large as possible in order to achieve the highest possible efficiency. On the other hand, they should have the smallest possible moment of inertia in order to achieve a rapid change in thrust. Under these contradictory requirements, there is an optimum size of the propeller for a given engine type, which can be realized with a corresponding development of the invention.

Der Leistungsbedarf P für den Schwebeflug ist gegeben durch:

Figure 00100001
mit der Schubkraft S, der Rotorfläche A, der Luftdichte ρ und dem Gütegrad ζ. Für den Schwebeflug muss die Schubkraft genau so groß wie die Gewichtskraft sein.The power requirement P for the hover is given by:
Figure 00100001
with the thrust S, the rotor area A, the air density ρ and the grade ζ. For the hover, the thrust must be as high as the weight.

Der spezifische Schub S/P ist gegeben durch:

Figure 00100002
The specific thrust S / P is given by:
Figure 00100002

Dabei ist S/A die Rotorflächenbelastung. Wie man sieht, ist die Umsetzung der verfügbaren Leistung in erwünschten Schub um so besser, je größer die Rotorfläche (bzw. je kleiner die Rotorflächenbelastung) ist.S / A is the rotor surface load. As you can see, the larger the rotor area (or the smaller the rotor area load), the better the conversion of the available power into the desired thrust.

Andererseits ist das Trägheitsmoment J eines Rotors gegeben durch:

Figure 00110001
wobei über eine reale Massenverteilung aufsummiert wird. Aufgrund der notwendigen Festigkeit steigt auch die Masse des Rotors überproportional mit dem Durchmesser an.On the other hand, the moment of inertia J of a rotor is given by:
Figure 00110001
where summed over a real mass distribution. Due to the necessary strength, the mass of the rotor increases disproportionately with the diameter.

Das vom Motor aufzubringende Drehmoment M ist gegeben durch: M = Jα + P/ω wobei die notwendige Winkelbeschleunigung α aus der Dynamik der Steuervorgänge des gesamten Systems bestimmt werden muss. Der zweite Teil entsteht aus dem Widerstand des Rotors und ist gegeben durch den Leistungsbedarf P des Rotors bei der Winkelgeschwindigkeit ω.The torque M to be applied by the engine is given by: M = Jα + P / ω wherein the necessary angular acceleration α must be determined from the dynamics of the control processes of the entire system. The second part arises from the resistance of the rotor and is given by the power requirement P of the rotor at the angular velocity ω.

Die bei entsprechender Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts vorzugsweise verwendeten Rotoren haben, im Gegensatz zu üblichen Flugzeugpropellern, ein sehr geringes Steigungs/Durchmesser-Verhältnis von beispielsweise etwa 0,3, um die Rotorkreisfläche möglichst groß zu machen, gleichzeitig aber das Drehmoment, und damit die Leistung, nicht zu sehr ansteigen zu lassen.The rotors preferably used in a corresponding embodiment of the aircraft according to the invention have, in contrast to conventional aircraft propellers, a very low pitch / diameter ratio of, for example, about 0.3 to make the rotor circuit area as large as possible, but at the same time the torque, and thus the performance not to rise too much.

Auch beim Multikopter treten im schnellen Vorwärtsflug die bei Hubschraubern üblichen Schlag- und Schwenkbewegungen aufgrund der unterschiedlichen Auftriebe an vorlaufendem und rücklaufendem Blatt der Propeller auf. Diese Kräfte können – wie beschrieben – an den Rotoren durch entsprechende elastische Ausgestaltung derselben aufgefangen werden.Even with the multicopter occur in fast forward flight usual in helicopters beat and swivel movements due to the different propulsions on leading and returning blade of the propeller. These forces can - as described - be collected on the rotors by appropriate elastic design of the same.

Exemplarisch sind in der folgenden Tabelle die Kenndaten für drei verschiedene Rotordurchmesser angegeben, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wobei von einem einsitzigen Fluggerät mit 18 Rotoren ausgegangen wird, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt wäre. Leistungsbedarf für verschiedenen Propellergrößen Propeller 36 Zoll 40 Zoll 44 Zoll Durchmesser [m] 0,91 1,01 1,12 Fläche [m^2] 0,65 0,80 0,98 Anzahl 18 18 18 Strahlfläche [m^2] 11,7 14,4 17,7 Leermasse inkl. Akkus [kg] 110 112 114 Pilotenmasse [kg] 80 80 80 Startmasse Mtow [kg] 190 192 194 Strahlflächenbelastung [kg/m^2] 16,2 13,3 10,9 Strahlleistung ges. [kW] 14,9 13,7 12,5 Wirkungsgrad Motor/Regler 88% 88% 88% Gütegrad Propeller 75% 75% 75% Eingangsleistung [kW] 22,6 20,7 19,0 Spez. Schub [N/kW] 82 91 100 Energieinhalt Akkus [kWh] 8,0 8,0 8,0 Masse Akkus [kg] 54 54 54 Flugdauer [min] 21,2 23,1 25,3 By way of example, in the following table, the characteristics for three different rotor diameters are given, as they can be used in the context of the present invention, assuming a single-seat aircraft with 18 rotors, without the invention being limited thereto. Power requirement for different propeller sizes propeller 36 inches 40 inches 44 inches Diameter [m] 0.91 1.01 1.12 Area [m ^ 2] 0.65 0.80 0.98 number 18 18 18 Jet area [m ^ 2] 11.7 14.4 17.7 Unladen weight incl. Batteries [kg] 110 112 114 Pilot mass [kg] 80 80 80 Take-off mass Mtow [kg] 190 192 194 Jet area load [kg / m ^ 2] 16.2 13.3 10.9 Blasting power tot. [KW] 14.9 13.7 12.5 Efficiency of motor / controller 88% 88% 88% Grade propeller 75% 75% 75% Input power [kW] 22.6 20.7 19.0 Specific thrust [N / kW] 82 91 100 Energy content Batteries [kWh] 8.0 8.0 8.0 Mass Batteries [kg] 54 54 54 Duration of flight [min] 21.2 23.1 25.3

Zum besseren Transport lässt sich der Multikopter im Zuge entsprechender Weiterbildung der Erfindung entweder einfach zerlegen oder zusammenfalten. Dies geschieht entweder durch eine Aufteilung in einzelne Module, die vor dem Start durch Schrauben oder Schnellverschlüsse miteinander verbunden werden, durch einen Schwenkmechanismus, durch einen Steckmechanismus oder durch einen Faltmechanismus, etwa wie bei einer Wäschespinne.For better transport, the multicopter in the course of appropriate development of the invention either simply disassemble or fold. This is done either by a division into individual modules, which are connected to each other before the start by screws or quick fasteners, by a pivoting mechanism, by a plug-in mechanism or by a folding mechanism, as in a rotary dryer.

Der Multikopter ist vorteilhafter Weise nahezu wartungfrei. Dies wird im Zuge entsprechender Ausgestaltungen insbesondere durch die Verwendung von bürstenlosen Elektromotoren erreicht, die als einzige Verschleißteile Kugellager enthalten. Ansonsten wird bei entsprechender Ausgestaltung bewusst auf jegliche Mechanik verzichtet, wie etwa Getriebe, Schleifkontakte, Blattverstellung, etc. Durch diese konstruktiven Merkmale wird, neben Einfachheit und Wartungsfreundlichkeit, auch eine hohe Zuverlässigkeit erreicht. Es kommen vorzugsweise bürstenlose Außenläufer-Motoren zum Einsatz, die, passend zum Rotor, für eine entsprechend niedrige Drehzahl und höheres Drehmoment ausgelegt sind. The multicopter is advantageously almost maintenance-free. This is achieved in the course of appropriate embodiments in particular by the use of brushless electric motors, which contain ball bearings as the only wearing parts. Otherwise, with appropriate design consciously dispenses with any mechanics, such as gear, sliding contacts, blade adjustment, etc. These structural features, in addition to simplicity and ease of maintenance, also achieved high reliability. Preferably brushless external rotor motors are used, which are designed to match the rotor, for a correspondingly low speed and higher torque.

Die Sicherheit des Multikopters hat einen hohen Stellenwert. Durch die bevorzugte große Anzahl von Motoren (mindestens zwölf) lässt sich selbst bei Ausfall von bis zu 30% der Motoren noch eine stabile Lageregelung und kontrollierte Notlandung erreichen. Alle Systeme können redundant ausgelegt sein, so dass es bei eventuellem Ausfall immer noch Ersatz gibt. Außerdem ist ein vorzugsweise wenigstens ein Rettungsfallschirm für das komplette Fluggerät (Gesamtrettungssystem) vorgesehen. Im Gegensatz zu anderen Rotor-Fluggeräten wird dies möglich durch den freien Raum nach oben, worauf weiter oben bereits hingewiesen wurde.The safety of the multicopter has a high priority. Due to the preferred large number of motors (at least twelve), a stable position control and controlled emergency landing can be achieved even if up to 30% of the motors fail. All systems can be designed redundantly, so that there is still a replacement in case of failure. In addition, a preferably at least one rescue parachute is provided for the complete aircraft (overall rescue system). In contrast to other rotor aircraft, this is possible due to the free space upwards, which has already been pointed out above.

Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Mehrzahl von Rettungsfallschirmen für das komplette Fluggerät vorzusehen. Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn die Aufhängungen (Leinen) der Fallschirme in der Nähe oder oberhalb des Schwerpunkts des Fluggeräts angeordnet sind. Dies gilt in gleicher Weise auch für einen einzelnen Rettungsfallschirm. Wie der Fachmann leicht erkennt, ist es in diesem Zusammenhang nicht erforderlich, dass alle Fallschirme genau im Schwerpunkt bzw. genau oberhalb des Schwerpunkts angreifen, vielmehr ist auch eine Anordnung um den Schwerpunkt herum möglich, so dass die Rettungsfallschirme in ihrer Gesamtheit im Schwerpunkt bzw. oberhalb des Schwerpunkts angreifen.Of course, it is also possible to provide a plurality of rescue parachutes for the entire aircraft. It is particularly advantageous if the suspensions (lines) of the parachutes are arranged in the vicinity of or above the center of gravity of the aircraft. This applies equally to a single rescue parachute. As the skilled artisan easily recognizes, it is not necessary in this context that all parachutes attack exactly in the center of gravity or just above the center of gravity, but also an arrangement around the center of gravity is possible, so that the rescue parachutes in their entirety in the center of gravity or attack above the center of gravity.

Um einen möglichst geringen Luftwiderstand zu erzielen, können sowohl die Pilotenkanzel als auch die Rahmenstruktur möglichst aerodynamisch günstig ausgestaltet sein.In order to achieve the lowest possible air resistance, both the cockpit and the frame structure can be designed as aerodynamically favorable.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings.

1 zeigt die Draufsicht auf eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts; 1 shows the top view of a first embodiment of the aircraft according to the invention;

2 zeigt eine Frontalansicht des Fluggeräts aus 1; 2 shows a frontal view of the aircraft 1 ;

3 zeigt das Fluggerät gemäß 2 mit geöffnetem Rettungsfallschirm; 3 shows the aircraft according to 2 with opened rescue parachute;

4 zeigt eine Seitenansicht einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts mit einer Pilotenkanzel; 4 shows a side view of a second embodiment of the aircraft according to the invention with a cockpit;

5 zeigt das Fluggerät aus 4 mit abgekoppelter Pilotenkanzel; 5 shows the aircraft 4 with uncoupled cockpit;

6 zeigt das Blockschaltbild einer Elektronikanordnung zur Lageregelung und Motorsteuerung bzw. Energieversorgung bei einem erfindungsgemäßen Fluggerät; 6 shows the block diagram of an electronic device for position control and engine control or energy supply in an aircraft according to the invention;

7 zeigt das Blockschaltbild einer alternativen Elektronikanordnung zur Lageregelung und Motorsteuerung bzw. Energieversorgung bei einem erfindungsgemäßen Fluggerät; 7 shows the block diagram of an alternative electronic arrangement for position control and engine control or energy supply in an aircraft according to the invention;

8 zeigt schematisch die Drehrichtungen der einzelnen Propeller bei einem erfindungsgemäßen Fluggerät; 8th shows schematically the directions of rotation of the individual propellers in an aircraft according to the invention;

9 zeigt eine Draufsicht und einen Querschnitt eines Propellers für ein erfindungsgemäßes Fluggerät; 9 shows a plan view and a cross section of a propeller for an inventive aircraft;

10 zeigt schematisch die relative Winkellage der Propeller bei einem erfindungsgemäßen Fluggerät; 10 schematically shows the relative angular position of the propeller in an aircraft according to the invention;

11 zeigt schematisch den modularen Aufbau eines erfindungsgemäßen Fluggeräts, insbesondere das Fluggerät gemäß 1; 11 schematically shows the modular structure of an aircraft according to the invention, in particular the aircraft according to 1 ;

12 zeigt schematisch einen alternativen modularen Aufbau einer wieder anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts in der Draufsicht; 12 shows schematically an alternative modular construction of yet another embodiment of the aircraft according to the invention in plan view;

13a, b zeigen das Fluggerät gemäß 12 in der Seitenansicht und in verschiedenen Flugzuständen; 13a , b show the aircraft according to 12 in side view and in different flight conditions;

14 zeigt das Fluggerät gemäß 12 und 13a, b in seinem Transportzustand; 14 shows the aircraft according to 12 and 13a , b in its transport state;

15a–j zeigen den modularen Aufbau einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts in verschiedenen Montage-/Demontagezuständen; und 15a -J show the modular construction of another embodiment of the aircraft according to the invention in various assembly / disassembly states; and

16 zeigt einen Schnitt durch eine besondere Ausgestaltung eines Rotors für ein erfindungsgemäßes Fluggerät. 16 shows a section through a particular embodiment of a rotor for an inventive aircraft.

1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts in der Draufsicht. Das Fluggerät ist in der Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet und umfasst zunächst eine insgesamt hexagonale Rahmen-Tragstruktur oder kurz Rahmenstruktur 1, die aus einer Anzahl von zug- und druckfesten Streben 1a gebildet ist, von denen in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige wenige explizit bezeichnet sind. Die Streben 1a bilden im Wesentlichen dreieckförmige „Einheitszellen” einer insgesamt hexagonalen (sechseckigen) Anordnung und sind an Knotenpunkten 1b miteinander verknüpft, sodass sich ein dreidimensionales Raumtragwerk in Form einer dreidimensionalen Gitterkonstruktion ergibt, wie insbesondere aus der Frontalansicht gemäß 2 ersichtlich ist. Die Streben 1a können in jedem geeigneten Werkstoff ausgebildet sein, der hinreichende Festigkeit und Stabilität bei gleichzeitig geringem Eigengewicht aufweist, beispielsweise in (Leicht-)Metall, Kunststoff, Holz oder in einem Hybrid-/Verbundwerkstoff. 1 shows a first embodiment of the aircraft according to the invention in plan view. The aircraft is indicated in its entirety by the reference numeral 100 denotes and first comprises a total hexagonal frame support structure or short frame structure 1 consisting of a number of tension and compression-resistant struts 1a is formed, of which in 1 for reasons of clarity, only a few are explicitly designated. The aspiration 1a form essentially triangular "unit cells" of an overall hexagonal (hexagonal) arrangement and are at junctions 1b linked together, so that there is a three-dimensional space structure in the form of a three-dimensional grid construction, as in particular from the front view according to 2 is apparent. The aspiration 1a can be formed in any suitable material that has sufficient strength and stability with low dead weight, for example, in (light) metal, plastic, wood or in a hybrid / composite material.

Wie sich aus 1 und 2 weiterhin ergibt, sind an den oberen Knotenpunkten 1b der Rahmenstruktur 1, welche in einer gemeinsamen Ebene liegen, eine Anzahl von insgesamt 18 Propellern 2 angeordnet, die getriebelos an jeweils einen zugehörigen Elektromotor 3 gekoppelt sind und von diesem direkt angetrieben werden. Gemäß der Darstellung in 1 sind die Propeller 2 derart an den Knotenpunkten 1b der Rahmenstruktur 1 bzw. des Raumtragwerks angeordnet, dass sich eine hexagonale Flächenfüllung ergibt, wobei die Position im Zentrum der Anordnung (bei Bezugszeichen 7) aus bestimmtem Grund propellerfrei bleibt, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird.As it turned out 1 and 2 furthermore results are at the upper nodes 1b the frame structure 1 , which lie in a common plane, a total of 18 propellers 2 arranged, the gearless to each an associated electric motor 3 are coupled and driven directly by this. As shown in 1 are the propellers 2 so at the nodes 1b the frame structure 1 or of the space structure that results in a hexagonal area filling, wherein the position in the center of the arrangement (at reference numerals 7 ) remains propeller-free for some reason, which will be discussed in more detail below.

Als gestrichelte Kreise eingezeichnet sind in 1 weiterhin noch die Rotorkreisflächen der Propeller 2, das heißt diejenigen Bereiche, die von den sich drehenden Propellern 2 überstrichen werden. Wie man der Abbildung in 1 leicht entnimmt, überlappen sich bei der dort dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts 100 die Propeller 2 mit ihren Rotorkreisflächen nicht, ohne dass die vorliegende Erfindung jedoch auf eine derartige Anordnung beschränkt werden. Durch geeignete Wahl der Länge der Streben 1a bzw. der Propellerdurchmesser lassen sich auch Anordnungen erreichen, bei denen sich die Propeller 2 mit ihren Rotorkreisflächen überlappen, sodass sie entsprechend auf verschiedenen Ebenen anzuordnen wären.As dashed circles are drawn in 1 still the rotor circuit surfaces of the propeller 2 that is, those areas that are from the spinning propellers 2 be swept over. How to see the picture in 1 easily removes, overlap in the embodiment of the aircraft according to the invention shown there 100 the propellers 2 with their rotor circuit areas, but without the present invention being limited to such an arrangement. By suitable choice of the length of the struts 1a or the propeller diameter can also reach arrangements in which the propellers 2 overlap with their rotor circled surfaces, so that they would be correspondingly arranged on different levels.

Durch die bereits angesprochene Ausbildung des Rahmens als Raumtragwerk bzw. dreidimensionale Gitterkonstruktion wird eine hohe spezifische Festigkeit erreicht. Die Krafteinleitung, insbesondere der Gewichts- und Schubkräfte der Propeller 2 und Motoren 3, erfolgt an den Knotenpunkten 1b des Raumtragwerks. Dadurch werden die Streben 1a oder Träger nur auf Druck und Zug belastet, nicht jedoch auf Biegung oder Torsion. Durch diese Anordnung und die Verwendung von leichten Komponenten bzw. Materialien oder Werkstoffe für die Rahmenstruktur 1, die Propeller 2, die Motoren 3 und andere Bestandteile des Fluggeräts 100 wird das Gesamtgewicht so gering wie möglich gehalten.By the already mentioned training of the frame as a space frame or three-dimensional grid construction high specific strength is achieved. The introduction of force, in particular the weight and thrust of the propeller 2 and motors 3 , takes place at the junctions 1b of the space structure. This will be the pursuit 1a or carrier loaded only on compression and tension, but not on bending or torsion. By this arrangement and the use of lightweight components or materials or materials for the frame structure 1 , the propellers 2 , the motors 3 and other components of the aircraft 100 the total weight is kept as low as possible.

Bei Bezugszeichen 4 ist in den 1 und 2 ein Pilotensitz dargestellt, der beispielsweise mittels eines elastischen Gurtzeugs in der Rahmenstruktur 1 aufgehängt sein kann, was in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht genauer dargestellt ist. Vorzugsweise erfolgt die Aufhängung des Pilotensitzes 4 an den Knotenpunkten 1b der Rahmenstruktur 1. Die elastische Aufhängung des Pilotensitzes 4 ermöglicht ein Abfedern härterer Stöße.With reference numerals 4 is in the 1 and 2 a pilot's seat shown, for example, by means of an elastic harness in the frame structure 1 can be suspended, which is not shown in more detail in the figures for reasons of clarity. Preferably, the suspension of the pilot seat is done 4 at the nodes 1b the frame structure 1 , The elastic suspension of the pilot's seat 4 allows a cushioning of harder shocks.

Weiterhin sind in der Rahmenstruktur 1 bei Bezugszeichen 5 elektrische Energiespeicher in Form von Akkumulatoren oder dergleichen angeordnet. Vorliegend sind zwei derartige Energiespeicher (Akkus) 5 vorhanden, um das Gesamtgewicht besser zu verteilen und um eine gewisse Redundanz der Energieversorgung zu gewährleisten. Die Energiespeicher 5 sind mit den Elektromotoren 3 verbunden und dienen zu deren Versorgung mit elektrischer Energie. Wesentlich dabei ist, dass die Energiespeicher 5 eine möglichst hohe elektrische Energiedichte aufweisen. Neben den bereits erwähnten Akkumulatoren können zu diesem Zweck auch Superkondensatoren oder Brennstoffzellen verwendet werden, auch in beliebiger Kombination. Zur Erzielung längerer Flugzeiten kann optional ein Verbrennungsmotor mit Generator oder ein anderer Energiewandler als sogenannter Range Extender vorgesehen sein, der die Energiespeicher 5 während des Fluges nachlädt. Ein solcher Range Extender ist in den 1 und 2 nicht eingezeichnet, hierauf wird weiter unten noch genauer eingegangen.Furthermore, in the frame structure 1 at reference numerals 5 arranged electrical energy storage in the form of accumulators or the like. In the present case, two such energy stores (rechargeable batteries) 5 in order to better distribute the total weight and to ensure a certain redundancy of the energy supply. The energy storage 5 are with the electric motors 3 connected and serve to supply them with electrical energy. It is essential that the energy storage 5 have the highest possible electrical energy density. In addition to the accumulators already mentioned supercapacitors or fuel cells can be used for this purpose, in any combination. To achieve longer flight times can optionally be an internal combustion engine with generator or another energy converter as be provided so-called range extender, the energy storage 5 reloads during the flight. Such a range extender is in the 1 and 2 not shown, this will be discussed in more detail below.

Bezugszeichen 6 in den 1 und 2 bezeichnet einen Steuerknüppel nach Art eines Joysticks, welcher dazu dient, Steuerbefehle und Lagevorgaben eines in dem Sitz 4 befindlichen Piloten (nicht gezeigt) an eine Lageregelungs- und Steuerregelungselektronik zu übertragen, welche ihrerseits mit den Elektromotoren 3 in signal- bzw. steuerungstechnischer Wirkverbindung steht, um über die jeweilige Motordrehzahl das Flugverhalten des Fluggeräts 100 insgesamt zu beeinflussen. Die genannte Elektronik ist in den 1 und 2 bei Bezugszeichen 8 dargestellt und kann insbesondere in der Nähe des Pilotensitzes 4 (vorliegend hinter dem Pilotensitz 4) angeordnet sein.reference numeral 6 in the 1 and 2 means a joy stick in the manner of a joystick, which serves to control commands and Lagevorgaben one in the seat 4 located pilot (not shown) to a position control and control electronics, which in turn with the electric motors 3 is in signal or control technology operative connection to the respective engine speed, the flight behavior of the aircraft 100 to influence in total. The mentioned electronics are in the 1 and 2 at reference numerals 8th in particular, near the pilot's seat 4 (in this case behind the pilot's seat 4 ) can be arranged.

Bezugszeichen 7 in den 1 und 2 bezeichnet einen Rettungsfallschirm für das gesamte Fluggerät 100 einschließlich Pilot bzw. Nutzlast, vorliegend in seinem zusammengelegten und verpackten Zustand. Der Rettungsfallschirm 7 ist in dem propellerfreien Zentralbereich der Rahmenstruktur 1 angeordnet, auf den bereits hingewiesen wurde, damit er sich nach oben frei entfalten kann. Es können alternativ mehrere (kleine) Fallschirme vorgesehen sein, die gemeinsam ein sogenanntes Gesamtrettungssystem bilden. Der Fallschirm 7 ist abweichend von den 1 und 2 bevorzugt unterhalb einer durch die Propeller 2 definierten Ebene angeordnet, damit ggf. umherfliegende Propeller-Bruchteile (z. B. bei Vogelschlag) ihn möglichst nicht beschädigen.reference numeral 7 in the 1 and 2 refers to a rescue parachute for the entire aircraft 100 including pilot or payload, present in its collapsed and packaged state. The rescue parachute 7 is in the propeller-free central area of the frame structure 1 arranged, which has already been pointed out, so that it can unfold freely upwards. Alternatively, several (small) parachutes may be provided, which together form a so-called overall rescue system. The parachute 7 is different from the 1 and 2 preferably below one through the propellers 2 arranged plane so that possibly flying around propeller fractions (eg in case of bird strike) if possible not damage it.

Bezugszeichen 9 (vgl. 2) bezeichnet das Landegestell des Fluggeräts 100, welches gemäß der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform in Form von luftgefüllten Bällen ausgebildet ist, die zum einen als Federung dienen und zum anderen bei Wasserlandungen des Fluggeräts 100 in der Art von Schwimmern wirken, um ein Versinken des Fluggeräts 100 zu vermeiden.reference numeral 9 (see. 2 ) denotes the landing gear of the aircraft 100 , which according to the in 1 and 2 embodiment shown is formed in the form of air-filled balls, which serve as a suspension on the one hand and on the other water landings of the aircraft 100 in the way of floats act to sink the aircraft 100 to avoid.

3 zeigt das Fluggerät 100 gemäß den 1 und 2 mit geöffnetem Rettungsfallschirm 7, um das Fluggerät 100 insbesondere bei Ausfall einer übermäßigen Anzahl von Elektromotoren 3 oder bei sonstigen Störungen sicher zu Boden zu geleiten. Ansonsten entsprechen die Bezugszeichen in 3 denjenigen in 1 und 2. 3 shows the aircraft 100 according to the 1 and 2 with opened rescue parachute 7 to the aircraft 100 especially in case of failure of an excessive number of electric motors 3 or to be safely guided to the ground in case of other disturbances. Otherwise, the reference numerals correspond to 3 those in 1 and 2 ,

In den 4 und 5 ist eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts dargestellt, welches entsprechend in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnet ist. Ansonsten entsprechen wiederum gleiche Bezugszeichen gleichen oder gleich wirkenden Elementen.In the 4 and 5 an alternative embodiment of the aircraft according to the invention is shown, which corresponds in its entirety by the reference numeral 101 is designated. Otherwise, the same reference numerals again correspond to identical or equivalent elements.

Die Rahmenstruktur 1 ist gemäß den 4 und 5 wiederum aus Streben 1a gebildet, die an Knotenpunkten 1b miteinander verknüpft sind, weist jedoch eine gegenüber den 13 abweichende Gesamtgeometrie auf. Anstelle des „offenen” Pilotensitzes 4 gemäß den 13 weist die Ausgestaltung gemäß den 4 und 5 eine geschlossene Pilotenkabine oder -kanzel 10 auf, die eine Frontscheibe 11 besitzt, um dem Piloten (nicht gezeigt) den Ausblick zu ermöglichen. Die Kanzel oder Kabine 10 ist bei Bezugszeichen 12 gelenkig an der Rahmenstruktur 1 aufgehängt. Vorzugsweise ist das Gelenk 12 als Schwenkgelenk ausgebildet, sodass die Kanzel oder Kabine 10 um die in 4 und 5 senkrecht zur Blattebene orientierte Nickachse des Fluggeräts 101 schwenkbar ist. Wie in 5 dargestellt ist, kann die Kanzel oder Kabine 10 im Bereich des Gelenks 12 von der Rahmenstruktur 1 getrennt werden, um sich insbesondere auch autonom vorzubewegen. Zu diesem Zweck weist die Kanzel oder Kabine 10 eine eigene (Zusatz-)Antriebseinrichtung nach Art eines Schubpropellers 13 mit entsprechendem Motor (vorzugsweise ebenfalls elektrisch betrieben) auf, welche Antriebseinrichtung vorliegend im hinteren Bereich der Kanzel oder Kabine 10 angeordnet ist. Dennoch ist die Erfindung keinesfalls auf eine derartige Anordnung der Zusatz-Antriebseinrichtung beschränkt, welche alternativ auch als Zugpropeller im vorderen Bereich der Kanzel oder Kabine 10 ausgebildet sein könnte.The frame structure 1 is in accordance with the 4 and 5 again from aspiration 1a formed at nodes 1b However, there is one opposite the 1 - 3 deviating overall geometry. Instead of the "open"pilot's seat 4 according to the 1 - 3 has the embodiment according to the 4 and 5 a closed pilot cabin or pulpit 10 on that a windshield 11 to allow the pilot (not shown) the view. The pulpit or cabin 10 is at reference numerals 12 hinged to the frame structure 1 suspended. Preferably, the joint is 12 designed as a swivel joint, allowing the pulpit or cabin 10 around the in 4 and 5 perpendicular to the leaf plane oriented pitch axis of the aircraft 101 is pivotable. As in 5 can be shown, the pulpit or cabin 10 in the area of the joint 12 from the frame structure 1 be separated, in particular, to move forward autonomously. To this end, the pulpit or cabin points 10 a separate (additional) drive device in the manner of a thrust propeller 13 with corresponding motor (preferably also electrically operated), which drive means present in the rear of the cockpit or cabin 10 is arranged. Nevertheless, the invention is by no means limited to such an arrangement of the additional drive device, which alternatively as a draft propeller in the front of the cockpit or cabin 10 could be trained.

Zu Steuerungszwecken ist die Antriebseinrichtung bzw. der Schubpropeller 13 bezüglich der Kanzel oder Kabine 10 schwenkbar ausgebildet oder mit einem Seitenruder (nicht gezeigt) versehen. Die Kanzel oder Kabine 10 selbst ist vorzugsweise schwimmfähig ausgebildet und kann sich so nach Abkopplung von dem restlichen Fluggerät 101 bzw. der Rahmenstruktur 1 gemäß 5 autonom, insbesondere auch im Wasser, fortbewegen. Falls die Kanzel oder Kabine 10 alternativ oder zusätzlich mit einem Fahrwerk bzw. Rädern, Kufen oder dergleichen (hier nicht gezeigt) ausgerüstet ist, ist auch eine Fortbewegung auf dem Land (ebener Untergrund, Straße, Eis, Schnee, ...) möglich.For control purposes, the drive device or the thrust propeller 13 with respect to the pulpit or cabin 10 pivotally formed or provided with a rudder (not shown). The pulpit or cabin 10 itself is preferably designed buoyant and can be so after decoupling from the rest of the aircraft 101 or the frame structure 1 according to 5 move autonomously, especially in the water. If the pulpit or cabin 10 alternatively or additionally with a chassis or wheels, runners or the like (not shown here) is also a locomotion on land (level ground, road, ice, snow, ...) is possible.

Die in den 13 bei den Bezugszeichen 4, 5, 6 und 8 weiterhin dargestellten Bestandteile des erfindungsgemäßen Fluggeräts 100 befinden sich bei der Ausführungsform 101 gemäß den 4 und 5 innerhalb der Kanzel oder Kabine 10 und sind deshalb nicht gesondert dargestellt. The in the 1 - 3 at the reference numerals 4 . 5 . 6 and 8th further illustrated components of the aircraft according to the invention 100 are in the embodiment 101 according to the 4 and 5 inside the pulpit or cabin 10 and are therefore not shown separately.

6 und 7 zeigen mögliche Ausgestaltungen für elektronische Anordnungen (Elektronikanordnungen) zur Lageregelung und Steuerung des Fluggeräts 100 bzw. 101. Die genannten Elektronikanordnungen sind in den 6 und 7 jeweils insgesamt mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet, welches dem bereits erwähnten Bezugszeichen 8 gemäß den 13 grundsätzlich entspricht, insbesondere was die Anordnung der betreffenden Elektronik innerhalb des Fluggeräts 100 bzw. 101 betrifft. 6 and 7 show possible embodiments of electronic devices (electronic assemblies) for attitude control and control of the aircraft 100 respectively. 101 , The said electronic assemblies are in the 6 and 7 each in total with the reference numeral 8th denoted, which the already mentioned reference numeral 8th according to the 1 - 3 basically corresponds, in particular as regards the arrangement of the relevant electronics within the aircraft 100 respectively. 101 concerns.

Gemäß dem Blockschaltbild in 6 umfasst die Lageregelungs-/Steuerungselektronik 8 zunächst einen Lagesensor 8a, welcher Lagesensor 8a dazu ausgebildet ist, die Lage und Orientierung des Fluggeräts im Raum hinsichtlich der drei translatorischen und der drei rotatorischen Freiheitsgrade laufend messtechnisch zu erfassen. Gemäß der alternativen Ausgestaltung in 7 ist die genannte Lagesensorik redundant ausgebildet und umfasst dort erste bis n-te Lagesensoren 8aa bis 8an. Der Lagesensor 8a bzw. die Lagesensoren 8aa–n steht bzw. stehen in signaltechnischer Wirkverbindung mit (jeweils) einer Signalverarbeitungseinheit, vorliegend exemplarisch und ohne Beschränkung jeweils einem Microcontroller 8b bzw. 8ba8bn. Der bzw. die Microcontroller 8b bzw. 8ba–n sind über ein Businterface 8c mit Motorsteuereinheiten (Motorcontroller) 8da8dm nach Art eines Drehzahlstellers signaltechnisch verbunden, wobei jeder Motorcontroller 8da–m jeweils einem von insgesamt m bürstenlosen Elektromotoren 3a3m zugeordnet ist, um letzteren insbesondere zur Anpassung der Motordrehzahl anzusteuern.According to the block diagram in FIG 6 includes the position control electronics 8th first a position sensor 8a , which position sensor 8a is designed to continuously measure the position and orientation of the aircraft in space with respect to the three translational and the three rotational degrees of freedom by measurement. According to the alternative embodiment in 7 the said position sensor is redundant and includes there first to n-th position sensors 8 aa to 8AN , The position sensor 8a or the position sensors 8 aa -N stands or stands in signal-operative connection with (in each case) a signal processing unit, in the present case by way of example and without limitation in each case a microcontroller 8b respectively. 8 ba - 8bn , The microcontroller (s) 8b respectively. 8 ba -N are over a bus interface 8c with motor control units (motor controller) 8DA - 8DM signal-technically connected in the manner of a speed controller, each motor controller 8DA In each case one of a total of m brushless electric motors 3a - 3m is assigned to control the latter, in particular for adjusting the engine speed.

Gemäß der Ausgestaltung in 6 ist ein einzelner, zentraler Energiespeicher 5 mit Batterie-Managementsystem BMS vorgesehen, welcher Energiespeicher 5 mit sämtlichen Motorcontrollern 8da–m leitungstechnisch verbunden ist, um diese bzw. die zugehörigen Elektromotoren 3a–m mit elektrischer Energie zu versorgen. Dagegen existieren bei der Ausgestaltung gemäß 7 mehrere Energiespeicher 5a5m, wobei jedem Motorcontroller 8da–m ein eigener Energiespeicher 5a–m zugeordnet ist. Weiter ist bei der Ausgestaltung gemäß 7 ein Range Extender 5' vorgesehen, worauf weiter oben bereits hingewiesen wurde. Dieser ist leitungstechnisch mit den Energiespeichern 5a–m verbunden und sorgt dafür, dass diese während des Fluges immer einen ausreichend gefüllten Speicherzustand aufweisen. Der Range Extender 5' kann insbesondere als Verbrennungsmotor mit Generator, als Brennstoffzellenanordnung oder in anderer Art und Weise ausgebildet sein.According to the embodiment in 6 is a single, central energy store 5 provided with battery management system BMS, which energy storage 5 with all motor controllers 8DA -M is technically connected to this or the associated electric motors 3a -M to supply electrical energy. In contrast, in the embodiment according to 7 several energy storage 5a - 5 m where each motor controller 8DA -M own energy storage 5a -M is assigned. Next is in the embodiment according to 7 a range extender 5 ' provided, as indicated above. This is line technology with the energy storage 5a -M connected and ensures that they always have a sufficiently filled memory during the flight. The range extender 5 ' can be designed in particular as an internal combustion engine with generator, as a fuel cell assembly or in another manner.

Wie der Fachmann leicht erkennt, lassen sich Elemente der Elektronikanordnung 8 gemäß 6 und 7 quasi beliebig kombinieren. So kann beispielsweise der Range Extender 5' gemäß 7 auch bei der Ausgestaltung gemäß 6 zum Einsatz kommen, um den dortigen Energiespeicher 5 aufzuladen. Des Weiteren liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, eine Mehrzahl von Energiespeichern 5 vorzusehen, welche Mehrzahl nicht der Anzahl an eingesetzten Motorcontrollern entsprechen muss. So ist es beispielsweise möglich, dass jeder Energiespeicher zwei, drei oder k Motorcontroller versorgt, wobei gilt: k ≤ m. Das Gleiche gilt sinngemäß für die Anzahl der Lagesensoren und/oder Microcontroller. Auch der Range Extender 5' gemäß 7 kann redundant ausgebildet sein.As the skilled artisan easily recognizes, elements of the electronic assembly 8th according to 6 and 7 almost arbitrarily combine. For example, the range extender 5 ' according to 7 also in the embodiment according to 6 are used to the local energy storage 5 charge. Furthermore, it is within the scope of the present invention, a plurality of energy storage 5 to provide which plurality does not have to correspond to the number of motor controllers used. For example, it is possible for each energy store to supply two, three or k motor controllers, where k ≦ m. The same applies mutatis mutandis to the number of position sensors and / or microcontroller. Also the range extender 5 ' according to 7 can be redundant.

Den Ausgestaltungen in den 6 und 7 ist gemein, dass an den bzw. an die Microcontroller 8a bzw. 8ba–n der weiter oben bereits erwähnte Steuerknüppel oder Joystick 6 angeschlossen ist. Mittels des Steuerknüppels oder Joysticks 6 ist es dem Piloten möglich, Lageregelungs- oder Steuerungsvorgaben in vorzugsweise digitaler, elektrischer Form an den bzw. die Microcontroller 8b bzw. 8ba–n zu übertragen, welche Vorgaben dort gemeinsam mit den Messdaten des Lagesensors 8a bzw. der Lagesensoren 8aa–n zur Lageregelung und zur Steuerung des Fluggeräts verwendet werden. Wenn mehrere Microcontroller 8ba–n vorhanden sind, können sich diese gegenseitig kontrollieren, um die Flugsicherheit zu erhöhen. Aus den von den Lagesensoren 8a bzw. 8aa–n gelieferten und von den Microcontrollern 8b bzw. 8ba–n ausgewerteten Daten für die Lage, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Fluggeräts im dreidimensionalen Raum werden die Steuerinformationen für die Elektromotoren 3a–m bzw. die zugehörigen Motorcontroller 8a–m berechnet, sodass mit dem erfindungsgemäßen Fluggerät ein gleichmäßiges Schweben, auch unter äußeren Störungen, wie Windböen und Turbulenzen, möglich ist.The designs in the 6 and 7 is common that on or to the microcontroller 8a respectively. 8 ba -N the already mentioned above joystick or joystick 6 connected. Using the joystick or joystick 6 it is possible for the pilot, position control or control specifications in preferably digital, electrical form to the or the microcontroller 8b respectively. 8 ba -N, which specifications there together with the measured data of the position sensor 8a or the position sensors 8 aa -N are used for position control and for the control of the aircraft. If several microcontrollers 8 ba -N, they can control each other to increase flight safety. From the of the position sensors 8a respectively. 8 aa -N delivered and from the microcontrollers 8b respectively. 8 ba -N evaluated data for the position, speeds and accelerations of the aircraft in three-dimensional space are the control information for the electric motors 3a -M or the associated motor controller 8a -M calculated, so that with the aircraft according to the invention a smooth hovering, even under external disturbances, such as gusts and turbulence, is possible.

Die Steuerung erfolgt – wie bereits erwähnt – durch elektronische Regelung jedes einzelnen Elektromotors 3a–m. Dabei können mehrere Motoren 3a–m zu Gruppen zusammengefasst werden. Dies ist in Abwandlung der 6 und 7 dahingehend zu verstehen, dass dann ein Motorcontroller mehreren Motoren zugeordnet ist, um diese bezüglich ihrer Drehzahl anzusteuern.The control is - as already mentioned - by electronic control of each electric motor 3a -m. It can have multiple engines 3a -M are grouped together. This is in modification of 6 and 7 to understand that then a motor controller is assigned to multiple motors to control these with respect to their speed.

Es sind vorzugsweise gleich viele links laufende wie rechts laufende Propeller bzw. Motoren vorhanden, um so einen Drehimpulsausgleich zu erzielen und eine Drehung des Fluggeräts insgesamt zu vermeiden. Dies ist in 8 exemplarisch dargestellt, wobei dort nur die von den Propellern überstrichenen Kreisflächen bzw. deren Umkreise dargestellt sind (vgl. 1). Pfeile R bezeichnen rechts laufende Propeller, während Pfeile L links laufende Propeller bezeichnen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Pfeile in 8 explizit bezeichnet. Der bereits angesprochene Drehimpulsausgleich impliziert, dass immer eine gerade Anzahl von Propellern vorhanden sein sollte. Die konkrete Darstellung in 8 zeigt eine sinnvolle Verteilung der Drehrichtungen, wobei nach Möglichkeit einander gegenüberliegende Propeller entgegengesetzte Drehrichtungen R, L aufweisen. There are preferably the same number of left-running as right-running propeller or motors present so as to achieve an angular momentum compensation and to prevent rotation of the aircraft as a whole. This is in 8th illustrated by way of example, where only the circular surfaces swept by the propellers or their circles are shown there (cf. 1 ). Arrows R indicate propellers running on the right, while arrows L on the left indicate running propellers. For clarity, not all arrows are in 8th explicitly designated. The already mentioned angular momentum compensation implies that there should always be an even number of propellers. The concrete representation in 8th shows a meaningful distribution of the directions of rotation, wherein, if possible opposing propeller opposite directions of rotation R, L have.

Ein Steigen oder Sinken des Fluggeräts 100, 101 wird dadurch erreicht, dass die Drehzahlen aller Motoren 3 bzw. 3a–m leicht erhöht bzw. vermindert werden. Die Steuerung der Nick- und Rollbewegungen erfolgt durch Erhöhung der Drehzahlen mehrerer Motoren 3, 3a–m auf jeweils einer Seite des Fluggeräts, während die Motordrehzahlen auf der gegenüberliegenden Seite entsprechend verringert werden (vorne/hinten bzw. rechts/links). Der Gesamtschub bleibt dabei unverändert. Die Gierbewegung wird dadurch gesteuert, dass bei allen Motoren 3, 3a–m einer Drehrichtung R, L die Drehzahl erhöht wird, während bei der anderen Drehrichtung die Drehzahl vermindert wird. Der Gesamtschub bleibt auch hierbei unverändert. Um das Ansprechen des Fluggeräts 100, 101 in Richtung der Gierbewegung zu erhöhen, sind einige Propeller 2 und Motoren 3, 3a–m um einen kleinen Winkel gegen die Horizontale geneigt, wobei die Horizontale der weiter oben anhand von 1 erwähnten Ebene entspricht. Dies ist in 10 anschaulich dargestellt.A rise or fall of the aircraft 100 . 101 is achieved by that the speeds of all engines 3 respectively. 3a -M can be increased or decreased slightly. The pitch and roll movements are controlled by increasing the speeds of several motors 3 . 3a -M on each side of the aircraft while reducing the engine speeds on the opposite side accordingly (front / rear or right / left). The overall thrust remains unchanged. The yawing motion is controlled by all engines 3 . 3a In one direction of rotation R, L the speed is increased, while in the other direction of rotation the speed is reduced. The overall thrust remains unchanged. To the response of the aircraft 100 . 101 to increase in the direction of yaw, are some propellers 2 and motors 3 . 3a -M inclined at a small angle to the horizontal, with the horizontal of the above based on 1 corresponds to the level mentioned. This is in 10 vividly illustrated.

10 zeigt die Propelleranordnung gemäß 1 oder 8, bei der sechs Propeller gegenüber der erwähnten Horizontalebene geneigt sind. Diese Propeller sind in 10 explizit mit Bezugszeichen 2a2f bezeichnet. Dargestellt sind wiederum nur die Umkreise der überstrichenen Rotorkreisflächen. Gemäß der Darstellung in 10 sitzen die geneigten Propeller 2a–f an den äußeren Ecken der hexagonalen Anordnung und besitzen somit den größtmöglichen Hebelarm um die Hochachse des Fluggeräts 100, 101. Bei in der Draufsicht links drehenden Propellern – gemäß 10 sind dies die Propeller 2a, 2c und 2f – ist der angegebene Kipp- oder Neigungswinkel Beta (β) positiv (+Beta), bei rechts drehenden Propellern ist der Winkel Beta negativ (–Beta). Der Betrag des Kipp- oder Neigungswinkels liegt, je nach gewünschtem Ansprechverhalten, zwischen etwa 1° und 5°. Die Neigungsrichtung ist s o gewählt, dass die Gierbewegung des Fluggeräts gleichsinnig zur Laufrichtung des Propellers unterstützt wird. 10 shows the propeller assembly according to 1 or 8th in which six propellers are inclined relative to the horizontal plane mentioned. These propellers are in 10 explicitly with reference numerals 2a - 2f designated. Shown are again only the circuits of the swept rotor circuit areas. As shown in 10 sit the inclined propellers 2a -F at the outer corners of the hexagonal arrangement and thus have the largest possible lever arm around the vertical axis of the aircraft 100 . 101 , When in top view left-rotating propellers - according to 10 These are the propellers 2a . 2c and 2f - the specified tilt angle is beta (β) positive (+ beta), with right-handed propellers the angle beta is negative (-Beta). The amount of tilt or tilt angle is, depending on the desired response, between about 1 ° and 5 °. The direction of inclination is chosen so that the yaw movement of the aircraft is supported in the same direction to the direction of the propeller.

In 9 sind noch zwei Ansichten einer möglichen Ausgestaltung der Propeller 2 bzw. 2a–f gezeigt, nämlich eine Draufsicht und eine kleinere Querschnittansicht eines Propeller- oder Rotorblatts 21. Neben den bereits angesprochenen Rotorblättern 21 weist der Propeller oder Rotor 2 eine Nabe 23 auf, wobei die Rotorblätter 21 mit der Nabe 23 über sogenannte Blattwurzeln 22 verbunden sind. Bei Bezugszeichen 24 ist zudem ein Durchbruch 24 für die Motorwelle (nicht gezeigt) dargestellt. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendeten Propeller oder Rotoren 2 haben – im Gegensatz zu üblichen Flugzeugpropellern – ein sehr geringes Steigungs-/Durchmesserverhältnis von beispielsweise 0,3, um die Rotorkreisfläche möglichst groß zu machen, gleichzeitig aber das Drehmoment und damit die erforderliche Antriebsleistung möglichst gering zu halten.In 9 are still two views of a possible configuration of the propeller 2 respectively. 2a F, namely a plan view and a smaller cross-sectional view of a propeller or rotor blade 21 , In addition to the already mentioned rotor blades 21 points the propeller or rotor 2 a hub 23 on, with the rotor blades 21 with the hub 23 about so-called leaf roots 22 are connected. With reference numerals 24 is also a breakthrough 24 for the motor shaft (not shown). The propellers or rotors preferably used in the context of the present invention 2 have - in contrast to conventional aircraft propellers - a very low pitch / diameter ratio of 0.3, for example, to make the rotor circuit area as large as possible, while keeping the torque and thus the required drive power as low as possible.

Auch bei den hier vorgestellten Fluggeräten treten im schnellen Vorwärtsflug die bei herkömmlichen Hubschraubern üblichen Schlag- und Schwenkbewegungen aufgrund der unterschiedlichen Auftriebskräfte am vorlaufenden und rücklaufenden Rotorblatt 21 auf. Diese Kräfte lassen sich dadurch auffangen, dass die Blattwurzeln 22 der Propeller bzw. Rotoren 2 elastisch ausgebildet sind. Zu diesem Zweck können die Rotorblätter 21 und die Blattwurzeln 22 aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen, vorzugsweise aus mit Kohlefaser verstärktem Kunststoff (CFK). Die Nabe 23 ist dabei vorzugsweise in Aluminium oder einem vergleichbaren Material ausgebildet, und die Blattwurzeln 22 sind in die Nabe 23 eingespannt, welche ihrerseits durch die Motorwelle (bei Bezugszeichen 24) zentriert wird. Um die Elastizität im Bereich der Blattwurzel gezielt einzustellen, werden dort ausschließlich unidirektionale Fasern verwendet, die gestaffelt, das heißt mit unterschiedlicher Länge bis in das Rotorblatt 21 hineinreichen. Am Rotorblatt 21 selbst wird als Decklage vorzugsweise ein Gewebe eingesetzt.Even with the aircraft presented here occur in fast forward flight usual in conventional helicopters swing and swing movements due to the different buoyancy forces on the leading and returning rotor blade 21 on. These forces can be absorbed by the fact that the leaf roots 22 the propeller or rotors 2 are elastically formed. For this purpose, the rotor blades 21 and the leaf roots 22 consist of a fiber composite material, preferably made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP). The hub 23 is preferably formed in aluminum or a comparable material, and the leaf roots 22 are in the hub 23 clamped, which in turn by the motor shaft (at reference numerals 24 ) is centered. In order to adjust the elasticity in the area of the blade root specifically, only unidirectional fibers are used there, which are staggered, that is, with different lengths up to the rotor blade 21 extend. On the rotor blade 21 itself is preferably used as a cover layer, a tissue.

Das Auffangen der Schlag- und Schwenkkräfte kann alternativ auch durch eine ausreichend robuste, steife Auslegung der Rotorblatter und der Motorwelle erreicht werden. Die Rotorblätter sind dann möglichst wenig elastisch, sondern unelastisch (steif) und hinreichend robust ausgeführt.The collection of impact and swivel forces can alternatively be achieved by a sufficiently robust, rigid design of the rotor blades and the motor shaft. The rotor blades are then as little elastic as possible, but inelastic (stiff) and designed sufficiently robust.

Bei herkömmlichen Hubschraubern werden vorzugsweise symmetrische Rotorblatt-Profile verwendet, die zwar eine bessere Druckpunktstabilität bei der zyklischen Blattverstellung besitzen, gegenüber asymmetrischen Profilen jedoch den Nachteil eines geringeren Auftriebs mit sich bringen. Bei den hier vorgeschlagenen Fluggeräten 100, 101, welche vorteilhafter Weise über keine Möglichkeit der Blattverstellung verfügen, lassen sich somit asymmetrische Rotorblatt-Profile mit höherem Auftrieb verwenden. Ein solches Blattprofil ist unten rechts in 9 beispielhaft dargestellt.In conventional helicopters symmetric rotor blade profiles are preferably used, which have a better pressure point stability in the cyclic pitch adjustment, compared asymmetric profiles, however, bring the disadvantage of less buoyancy. In the aircraft proposed here 100 . 101 , Which advantageously have no possibility of pitch adjustment, can thus use asymmetric rotor blade profiles with higher buoyancy. Such a leaf profile is lower right in 9 exemplified.

11 zeigt schematisch anhand des Fluggeräts 100 gemäß 1 und 2 dessen möglichen modularen Aufbau zwecks einer Verbesserung der Transportfähigkeit. 11 schematically shows the aircraft 100 according to 1 and 2 its possible modular structure for the purpose of improving the transportability.

Wie die schematische Darstellung in 11 zeigt, ist die Rahmenstruktur 1 (1) in eine Reihe von Modulen 1' zerlegbar, welche Module jeweils drei Propeller oder Rotoren 2 mit den zugehörigen Elektromotoren 3 umfassen, und zwar jeweils in einer ebenen dreieckförmigen Anordnung. Dabei sind die einzelnen Rahmenstruktur-Module 1' wiederum aus Streben 1a zusammengefügt, welche an Knotenpunkten 1b miteinander verbunden sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind auch in 11 nicht alle Streben 1a bzw. Knotenpunkte 1b explizit bezeichnet. Die Verbindung der einzelnen Module 1' untereinander kann durch Verschrauben, Verspannen, Verclipsen, Verrasten oder auf sonstige geeignete Weise erfolgen. Anschließend wird die „Zentraleinheit” aus Pilotensitz 4, Energiespeichern 5, Steuerknüppel 6, Rettungsfallschirm 7 und Elektronikanordnung 8 mit der zusammengefügten Rahmenstruktur verbunden, um das vollständige Fluggerät 100 herzustellen.Like the schematic representation in 11 shows is the frame structure 1 ( 1 ) into a series of modules 1' dismountable, which modules each have three propellers or rotors 2 with the associated electric motors 3 comprise, each in a planar triangular arrangement. The individual frame structure modules are 1' again from aspiration 1a put together, which at nodes 1b connected to each other. For the sake of clarity are also in 11 not all aspirations 1a or nodes 1b explicitly designated. The connection of the individual modules 1' with each other can be done by screwing, clamping, clipping, latching or in any other suitable manner. Subsequently, the "central unit" from pilot seat 4 , Energy storage 5 , Joystick 6 , Rescue parachute 7 and electronic assembly 8th connected to the assembled frame structure to the complete aircraft 100 manufacture.

Eine alternative Lösung sieht vor, die einzelnen Module 1' nicht vollständig trennbar, sondern übereinander klappbar oder faltbar auszubilden, um auf diese Weise ebenfalls eine raumsparende Transportmöglichkeit für das Fluggerät 100 zu schaffen. Zu diesem Zweck sind an geeigneten Modul-Verbindungsstellen entsprechende Scharnier- oder Gelenkeinrichtungen vorzusehen, wie der Fachmann ohne Weiteres erkennt.An alternative solution provides, the individual modules 1' not completely separable, but over each other foldable or foldable form, in this way also a space-saving transport option for the aircraft 100 to accomplish. For this purpose, appropriate hinge or hinge devices are to be provided at suitable module connection points, as the person skilled in the art readily recognizes.

Die 12, 13a, 13b und 14 zeigen eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts, welches hier in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 102 bezeichnet ist. Analog zum Fluggerät 101 gemäß den 4 und 5 ist eine Kanzel oder Kabine 10 vorhanden, welche nach hinten in einem Bereich 10' rumpfartig verlängert ist und im Heckbereich wiederum eine Zusatz-Antriebseinrichtung 13 nach Art eines Schubpropellers mit entsprechender Motoranordnung aufweist (vgl. 4 und 5). Die einzelnen Propeller oder Rotoren 2 sind wiederum nur über ihre gestrichelt gezeichneten Rotorkreisflächen bzw. ihre Umkreise symbolisiert. Jeweils drei dieser Propeller oder Rotoren mit den zugeordneten Elektromotoren (in 12 bis 14 nicht gezeigt) sind an astartig verzweigten Auslegern angeordnet, die in den genannten Figuren mit den Bezugszeichen 102a bis 102f bezeichnet sind. Wie in 12 exemplarisch anhand des Auslegers 102a gezeigt ist, besteht jeder Ausleger aus einem ersten Arm 102aa, der mit der Kanzel oder Kabine 10 verbunden ist, von welchem ersten Arm 102aa nach Art einer Y-Konfiguration ein zweiter Arm 102ab und ein dritter Arm 102ac abzweigen. In Richtung der freien Enden der zweiten und dritten Arme 102ab, 102ac ist zwischen diesen eine Verbindungsstrebe 102ad angeordnet. Der genannte Abzweigungsbereich der zweiten und dritten Arme 102ab, 102ac von dem ersten Arm 102aa ist in 12 mit dem Bezugszeichen 102ae bezeichnet. An den freien Enden der zweiten und dritten Arme 102ab, 102ac sowie in dem Verzweigungsbereich 102ae sind die Elektromotoren (nicht gezeigt) und Propeller 2 angeordnet.The 12 . 13a . 13b and 14 show another embodiment of the aircraft according to the invention, which here in its entirety by the reference numeral 102 is designated. Analogous to the aircraft 101 according to the 4 and 5 is a pulpit or cabin 10 present, which backwards in an area 10 ' extended hull-like and in the rear area turn an additional drive device 13 in the manner of a thrust propeller with a corresponding motor assembly has (see. 4 and 5 ). The individual propellers or rotors 2 are in turn symbolized only by their dashed rotor surfaces or their circles. In each case three of these propellers or rotors with the associated electric motors (in 12 to 14 not shown) are arranged on branch-like branched arms, in the said figures with the reference numerals 102 to 102f are designated. As in 12 exemplified by the jib 102 is shown, each boom consists of a first arm 102AA that with the pulpit or cabin 10 is connected, from which first arm 102AA in the manner of a Y configuration, a second arm 102ab and a third arm 102ac branch. Towards the free ends of the second and third arms 102ab . 102ac is between these a connecting strut 102ad arranged. The said branching region of the second and third arms 102ab . 102ac from the first arm 102AA is in 12 with the reference number 102ae designated. At the free ends of the second and third arms 102ab . 102ac as well as in the branching area 102ae are the electric motors (not shown) and propellers 2 arranged.

Die genannten ersten bis dritten Arme 102aa–c der Ausleger 102a–f sind im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, während das freie Ende des ersten Arms 102aa gemäß der Darstellung in den 13a und 13b um etwa 90° gegenüber dieser Ebene (nach unten) abgewinkelt ist, um die Ausleger 102a–f mit dem restlichen Fluggerät 102 zu verbinden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dies in den 13a, 13b wiederum nur für ausgewählte Ausleger explizit dargestellt.The mentioned first to third arms 102AA -C the boom 102 -F are arranged substantially in a common plane, while the free end of the first arm 102AA as shown in the 13a and 13b Angled at about 90 ° with respect to this plane (down) to the outriggers 102 -F with the rest of the aircraft 102 connect to. For clarity, this is in the 13a . 13b Again explicitly shown only for selected boom.

Wie 13a und 13b noch zu entnehmen ist, weisen die genannten Abwinklungen der ersten Arme 102aa unterschiedliche Längenabmessungen auf, sodass die Propeller 2 der Ausleger 102a, 102b, der Ausleger 102c, 102d sowie der Ausleger 102e und 102f im Ruhe-Schwebezustand des Fluggeräts 102 gemäß 13a auf unterschiedlichen Ebenen gestaffelt angeordnet sind. 13b zeigt das Fluggerät 102 gemäß 13a beim Vorwärtsflug. Aufgrund der Vorwärtsneigung des Fluggeräts 102 ergeben sich so effektiv im Wesentlichen zwei parallele Rotorebenen.As 13a and 13b can still be seen, have said bends of the first arms 102AA different length dimensions, so the propellers 2 the boom 102 . 102b , the boom 102c . 102d as well as the boom 102e and 102f in the resting-suspended state of the aircraft 102 according to 13a Staggered on different levels are arranged. 13b shows the aircraft 102 according to 13a in forward flight. Due to the forward inclination of the aircraft 102 Essentially, two parallel rotor levels result in this way.

Gemäß den 13a, b ist die Kanzel oder Kabine 10 an ihrer Unterseite mit Kufen 9' ausgestattet, worauf bereits weiter oben hingewiesen wurde.According to the 13a , b is the pulpit or cabin 10 with skids on its underside 9 ' equipped, as already pointed out above.

14 zeigt das Fluggerät 102 gemäß den 12, 13a und 13b im zerlegten bzw. zusammengelegten Zustand auf einer Transporteinrichtung 200, wie der Ladefläche eines Anhängers oder Lastkraftwagens. Die einzelnen Ausleger 102a–f können vom Rumpf des Fluggeräts 102 bzw. der Kanzel oder Kabine 10 abmontiert sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Ausleger 102a, c, e um ihre Anbindungspunkte an der Kanzel oder Kabine 10 gelenkig nach vorne und übereinander zu schwenken, während die Ausleger 102b, d und f entsprechend übereinander nach hinten verschwenkt werden. Hierzu sind an der Kanzel oder Kabine 10 entsprechende Gelenkverbindungen mit den abgewinkelten Enden der ersten Auslegerarme 102aa vorzusehen. 14 shows the aircraft 102 according to the 12 . 13a and 13b in the disassembled or folded state on a transport device 200 such as the bed of a trailer or truck. The individual booms 102 -F can from the fuselage of the aircraft 102 or the pulpit or cabin 10 be dismantled. However, there is also the possibility of the outriggers 102 , c, e around their attachment points at the pulpit or cabin 10 pivoting forward and one above the other, while the outriggers 102b , d and f are pivoted one behind the other backwards. These are at the pulpit or cabin 10 corresponding joints with the angled ends of the first cantilever arms 102AA provided.

Die 15a15j zeigen eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts, welches hier mit den Bezugszeichen 103 versehen ist. Das Fluggerät 103 umfasst wiederum eine Pilotenkanzel oder Pilotenkabine 10 mit Kufen 9' und zusätzlicher Antriebsvorrichtung 13 (vgl. 13a, b), welche zusätzlich noch mit einem Leitwerk 13' kombiniert ist. Die Propeller 2 zusammen mit den zugehörigen Elektromotoren 3, welche aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in ihrer Gesamtheit bezeichnet sind, sitzen ähnlich wie bei der Ausgestaltung gemäß 12 auf Y-förmigen, astartig verzweigten Auslegern 103a103f. Ansonsten entsprechen die Elemente mit den Bezugszeichen 103aa103ae in funktionaler Hinsicht den Elementen mit den Bezugszeichen 102aa102ad in 12.The 15a - 15j show a further embodiment of the aircraft according to the invention, which here with the reference numerals 103 is provided. The aircraft 103 again includes a cockpit or pilot cabin 10 with runners 9 ' and additional drive device 13 (see. 13a , b), which additionally with a tail unit 13 ' combined. The propellers 2 together with the associated electric motors 3 , which are not designated in their entirety for reasons of clarity, sit similarly as in the embodiment according to 12 on Y-shaped, branch-like branched outriggers 103a - 103f , Otherwise, the elements correspond to the reference numerals 103aa - 103ae in functional terms, the elements with the reference numerals 102AA - 102ad in 12 ,

Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Ausgestaltung gemäß den 12, 13a und 13b einerseits und den 15a15j andererseits ist die nach außen gekrümmte Formgebung der zweiten und dritten Ausleger-Arme 103ab, 103ac. Außerdem sind bei der Ausgestaltung gemäß den 15a15j alle Ausleger 103a–f in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, worauf weiter unten noch genauer eingegangen wird.An essential difference between the embodiment according to the 12 . 13a and 13b on the one hand and the 15a - 15j on the other hand, the outwardly curved shape of the second and third boom arms 103ab . 103ac , In addition, in the embodiment according to the 15a - 15j all outriggers 103a -F arranged in a common plane, which will be discussed in more detail below.

Zwischen den einzelnen Auslegern 103a–f finden sich abweichend von 12 weitere Verbindungsstreben 103ad', welche benachbarte Elektromotoren 3 (bzw. deren Gehäuse) benachbarter Ausleger 103a–f miteinander verbinden. Hierauf wird anhand von 15b und 15c genauer eingegangen.Between the individual interpreters 103a -F are different from 12 further connecting struts 103ad ' , which neighboring electric motors 3 (or their housing) adjacent boom 103a -F connect with each other. This is based on 15b and 15c discussed in more detail.

Ausgehend von 15a zeigen nun die folgenden 15b bis 15j verschiedene Montage-/Demontagezustände des Fluggeräts 103. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in diesem Zusammenhang in den 15b–j nicht alle Elemente des Fluggeräts 103 explizit bezeichnet, sondern die Bezeichnung beschränkt sich auf solche Elemente, denen in dem jeweiligen Montage-/Demontagezustand eine besondere Wirkung oder Funktion zukommt.Starting from 15a now show the following 15b to 15j various assembly / disassembly conditions of the aircraft 103 , For the sake of clarity in this context in the 15b -J not all elements of the aircraft 103 explicitly designates, but the name is limited to those elements that in the respective assembly / disassembly state has a special effect or function.

In 15b ist exemplarisch für die Verbindungsstrebe 103dd' gezeigt, dass die Zwischenverbindungsstreben der einzelnen Ausleger schwenkbar mit dem jeweils dritten Arm 103dc des Auslegers 103d verbunden sind. Dabei erfolgt die Anlenkung der Verbindungsstrebe 103dd' am freien Ende des dritten Arms 103dc, wo auch der betreffende Motor 3 mit Propeller 2 angeordnet ist. Die Verbindungsstrebe 103dd' lässt sich so zum Demontieren des Fluggeräts 103 im Bereich der Verzweigung 103de an den Ausleger 103d anlegen.In 15b is exemplary for the connecting strut 103dd ' shown that the interconnecting struts of each arm pivotally connected to the third arm 103dc of the jib 103d are connected. In this case, the articulation of the connecting strut takes place 103dd ' at the free end of the third arm 103dc where also the engine concerned 3 with propeller 2 is arranged. The connecting strut 103dd ' can thus be disassembled the aircraft 103 in the area of the branch 103de to the boom 103d invest.

15c zeigt den vorstehend beschriebenen Sachverhalt anhand einer Detaildarstellung. Die Figur zeigt detailliert die Verbindungsstrebe 103dd', welche in Richtung des Pfeils P durch Verschwenken an den restlichen Ausleger 103d angelegt wurde. 15c shows the facts described above with reference to a detailed representation. The figure shows in detail the connecting strut 103dd ' , which in the direction of arrow P by pivoting to the rest of the boom 103d was created.

15d zeigt, wie im oberen Bereich der Pilotenkanzel oder -kabine 10 ein erstes Deckelelement 10a entfernt wird, was in 15e noch detaillierter dargestellt ist. Das Deckelelement 10a ist in der Draufsicht, beispielsweise gemäß 15f, etwa U-förmig ausgebildet und deckt einen oberen, seitlichen Bereich der Pilotenkanzel 10 ab, wobei es sich mit seiner Kontur an eine zentrale Befestigungsstruktur 10b für die Ausleger 103a–f anschmiegt, auf welche Befestigungsstruktur 10b weiter unten noch genauer eingegangen wird. 15d shows as in the upper area of the cockpit or cabin 10 a first cover element 10a what is removed in 15e is shown in more detail. The cover element 10a is in plan view, for example according to 15f formed approximately U-shaped and covers an upper, lateral area of the cockpit 10 it is with its contour to a central mounting structure 10b for the outriggers 103a -F clings to what attachment structure 10b will be discussed in more detail below.

In 15f ist zusätzlich noch ein dem ersten Deckelelement 10a entsprechendes zweites Deckelelement 10c dargestellt, welches den anderen oberen Seitenbereich der Pilotenkanzel 10 abdeckt.In 15f is additionally still a the first cover element 10a corresponding second cover element 10c representing the other upper side area of the cockpit 10 covers.

15g zeigt eine Detailansicht des oberen Bereichs der Pilotenkanzel 10 mit der zentralen Befestigungsstruktur 10b, welche nach oben öffnende, rohr- bzw. rinnenförmige Aufnahmen 10ba10bf aufweist, von denen in 15g aus Darstellungsgründen nur einige (10bc, 10bd, 10be) wenige erkennbar sind. Die genannten rohr-/rinnenförmigen Aufnahmen dienen zum Aufnehmen der freien Enden der ersten Arme, z. B. 103da, 103ea und 103fa, der Ausleger 103a–f (vgl. 15a). Die Ausleger 103a–f sind mit ihren freien Enden der ersten Arme in die genannten rohr-/rinnenförmigen Aufnahmen der zentralen Befestigungsstruktur 10b eingesteckt und dort in nicht näher bezeichneter Weise befestigt, beispielsweise verschraubt. 15g shows a detailed view of the upper portion of the cockpit 10 with the central attachment structure 10b , which upwardly opening, tubular or channel-shaped recordings 10ba - 10BF of which in 15g for purposes of illustration only a few ( 10 bc . 10bd . 10be ) few are recognizable. The said tubular / channel-shaped receptacles serve to receive the free ends of the first arms, for. B. 103da . 103ea and 103fa , the boom 103a -F (cf. 15a ). The outriggers 103a -F are with their free ends of the first arms in said tube / channel-shaped receptacles of the central attachment structure 10b inserted and attached there in unspecified manner, for example screwed.

Zusätzlich ist in 15g noch ein sternförmiges Deckelelement 10b' zum Abdecken der zentralen Befestigungsstruktur 10b dargestellt, welches Deckelelement 10b' seinerseits nach unten öffnende rinnenförmige Vorsprünge 10ba'10bf' aufweist, welche dazu vorgesehen sind, den jeweiligen ersten Arm der Ausleger 103a–f abzudecken. Das Deckelelement 10b' lässt sich mit der zentralen Befestigungsstruktur 10b fest verbinden, beispielsweise durch Verschraubung, um auf diese Weise auf die Ausleger 103a–f wirkende Kräfte gleichmäßig über die gesamte Anordnung zu verteilen. In seinem zentralen Bereich weist das Deckelelement 10b' einen Durchbruch 10b'' auf, innerhalb dessen der Rettungsfallschirm 7 (vgl. beispielsweise 4 und 5) anordenbar ist. Der Rettungsfallschirm ist auf diese Weise vor äußeren Schadeinflüssen besonders gut geschützt, insbesondere vor einer Schadeinwirkung durch herumfliegende Propellerbruchteile, was beispielsweise bei Vogelschlag auftreten kann.Additionally is in 15g nor a star-shaped cover element 10b ' for covering the central attachment structure 10b shown, which cover element 10b ' turn down-opening trough-shaped projections 10ba ' - 10BF ' which are intended to the respective first arm of the boom 103a -F cover. The cover element 10b ' settles with the central attachment structure 10b firmly connect, for example, by screwing, in this way on the boom 103a -F forces to distribute evenly over the entire arrangement. In its central area, the cover element 10b ' a breakthrough 10b ' inside, the rescue parachute 7 (See, for example 4 and 5 ) can be arranged. The rescue parachute is particularly well protected against external harmful influences in this way, in particular from damage caused by flying propeller fractions, which can occur, for example, bird strikes.

15h zeigt einen weiteren Montage-/Demontagezustand des Fluggeräts 103 mit entfernten Deckelelementen 10a, 10b' und 10c sowie mit nach oben herausgezogenem Ausleger 103d. 15h shows a further assembly / disassembly state of the aircraft 103 with removed lid elements 10a . 10b ' and 10c as well as with the boom pulled upwards 103d ,

Gemäß der Darstellung in 15i wurden auch die weiteren Ausleger 103a–c, 103e, 103f nach oben aus der zentralen Befestigungsstruktur 10b herausgezogen, um sie anschließend für den Transport des Fluggeräts 103 platzsparend verstauen zu können.As shown in 15i were also the other booms 103a c, 103e . 103f upwards from the central mounting structure 10b then pulled out to transport them to the aircraft 103 to stow away space-saving.

Die Darstellung in 15j zeigt nochmals detailliert die Ausgestaltung der zentralen Befestigungsstruktur 10b nach Entfernen des zugehörigen Deckelelements 10b' (vgl. 15i). Somit ist in 15j auch der zentral angeordnete Rettungsfallschirm 7 erkennbar. Des Weiteren lässt sich aus 15j mit Blick auf die Querschnittsform der rinnenförmigen Aufnahme 10bd für den Ausleger 103d bzw. dessen ersten Arm 103da auch die im Querschnitt tropfenförmige Ausgestaltung der betreffenden Arme bzw. allgemein der Tragstruktur eines erfindungsgemäßen Fluggeräts entnehmen, damit diese einem nach unten geordneten Luftstrom der Propeller 2 möglichst wenig Luftwiderstand entgegensetzt und dementsprechend aerodynamisch günstig ausgebildet ist, um insbesondere Lärmentwicklung zu reduzieren. Hierauf wurde weiter oben bereits textlich hingewiesen.The representation in 15j shows again in detail the configuration of the central attachment structure 10b after removing the associated cover element 10b ' (see. 15i ). Thus, in 15j also the centrally arranged rescue parachute 7 recognizable. Furthermore, it can be 15j with a view to the cross-sectional shape of the channel-shaped receptacle 10bd for the boom 103d or his first arm 103da Also refer to the drop-shaped in cross-section configuration of the respective arms or generally the support structure of an aircraft according to the invention, so that this downwardly ordered air flow of the propeller 2 As little aerodynamic resistance opposes and accordingly designed aerodynamically low, in particular to reduce noise. This has already been mentioned above textually.

Auch die Darstellung in 16 betrifft eine aerodynamisch günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fluggeräts, welche insbesondere bei der Ausgestaltung gemäß den 15a15j zum Einsatz kommen kann. Allerdings ist die Verwendung der Weiterbildung gemäß 16 keinesfalls nur auf die zuletzt beschriebene Ausgestaltung des Fluggeräts beschränkt. Die Schnittansicht gemäß 16 zeigt beispielhaft einen Propeller 2 mit zugehöriger Propellerwelle 2' und Antriebs-Elektromotor 3, wobei die genannte Anordnung an einem in 16 mit dem Bezugszeichen 1' bezeichneten Rahmenteil des Fluggeräts befestigt ist. Bei dem genannten Rahmenteil 1' kann es sich beispielsweise um das freie Ende eines Auslegerarmes gemäß den 15a–j handeln. Bezugszeichen 23 in 16 bezeichnet die Rotornabe (vgl. 9).Also the representation in 16 relates to an aerodynamically favorable development of the aircraft according to the invention, which in particular in the embodiment according to the 15a - 15j can be used. However, the use of continuing education is according to 16 in no way limited only to the last described embodiment of the aircraft. The sectional view according to 16 shows an example of a propeller 2 with associated propeller shaft 2 ' and drive electric motor 3 , said arrangement being located at an in 16 with the reference number 1' designated frame part of the aircraft is attached. In the said frame part 1' For example, it may be the free end of a cantilever arm according to 15a -J act. reference numeral 23 in 16 denotes the rotor hub (cf. 9 ).

Bei der Ausgestaltung gemäß 16 ist vorgesehen, dass die Rotornabe 23 einschließlich des Motors 3 mit einer konischen Verkleidung 25 versehen ist, die üblicherweise als „Spinner” bezeichnet wird. Dadurch wird die Aerodynamik und der Wirkungsgrad der Rotoren verbessert. Die Verkleidung bzw. der Spinner 25 umschließt gemäß der Darstellung in 16 auch den Motor 3 und geht von seiner Form her in den Rahmen bzw. das Rahmenteil 1' über. Zu diesem Zweck ist an dem freien Ende des Rahmenteils eine umlaufende Stufe 1'' ausgebildet, so dass die Verkleidung 25 in diesem Bereich das Rahmenteil 1 überlappt. Obwohl dies in 16 nicht dargestellt ist, kann in dem Überlappungsbereich eine Dichtung, beispielsweise eine Labyrinthdichtung, vorgesehen sein, um den Motor 3 vor Feuchtigkeit, insbesondere vor Spritzwasser, zu schützen.In the embodiment according to 16 is provided that the rotor hub 23 including the engine 3 with a conical panel 25 which is commonly referred to as a "spinner". This improves the aerodynamics and efficiency of the rotors. The disguise or the spinner 25 encloses as shown in 16 also the engine 3 and goes from its shape in the frame or the frame part 1' above. For this purpose, at the free end of the frame part is a circumferential step 1'' trained so that the fairing 25 in this area the frame part 1 overlaps. Although this in 16 not shown, may be provided in the overlap region, a seal, such as a labyrinth seal to the engine 3 to protect from moisture, especially from splashing water.

Die stromlinienförmige Verkleidung 25 (der Spinner) dreht sich mit dem Rotor bzw. Propeller 2 mit. Bezugszeichen 3' in 16 bezeichnet eine Motorbefestigung, welche zum Befestigen des Motors 3 an dem Rahmenteil 1 dient.The streamlined fairing 25 (the spinner) rotates with the rotor or propeller 2 With. reference numeral 3 ' in 16 denotes an engine mount, which is used to attach the engine 3 on the frame part 1 serves.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • GB 2486787 A [0005] GB 2486787 A [0005]
  • US 2006/0266881 A1 [0006] US 2006/0266881 A1 [0006]

Claims (26)

Senkrecht startendes und landendes Fluggerät (100, 101, 102, 103) zum Transport von Personen oder Lasten mit mehreren, vorzugsweise gleichartigen und redundanten, im Wesentlichen in einer Fläche angeordneten Elektromotoren (3, 3a–m) und Propellern (2, 2a–f), wobei jedem Propeller ein eigener Elektromotor zum Antreiben des Propellers zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Lageregelung des Fluggeräts (100, 101, 102, 103) wenigstens ein Lagesensor (8a, 8aa–an) in signaltechnischer Wirkverbindung mit wenigstens einer Signalverarbeitungseinheit (8b, 8ba–bn) vorgesehen ist, welche Signalverarbeitungseinheit dazu ausgebildet oder eingerichtet ist, die Lageregelung unter Berücksichtigung von Messdaten des Lagesensors durch Regelung der Drehzahl wenigstens eines Teils der Elektromotoren (3, 3a–m) automatisiert durchzuführen, vorzugsweise durch signaltechnisches Einwirken auf den Elektromotoren jeweils zugeordnete Drehzahlsteller (8da8dm), so dass sich das Fluggerät ohne Steuereingaben eines Piloten oder einer Fernsteuerung jederzeit mit der durch die Propeller (2, 2a–f) definierten Fläche im Wesentlichen waagerecht im Raum befindet.Vertical launching and landing aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) for transporting persons or loads with a plurality of, preferably similar and redundant, electric motors arranged substantially in one surface ( 3 . 3a -M) and propellers ( 2 . 2a F), wherein each propeller is associated with its own electric motor for driving the propeller, characterized in that for the attitude control of the aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) at least one position sensor ( 8a . 8 aa -An) in operative signal connection with at least one signal processing unit ( 8b . 8 ba -Bn) is provided, which signal processing unit is designed or set up, the position control taking into account measurement data of the position sensor by controlling the speed of at least a portion of the electric motors ( 3 . 3a -M) perform automatically, preferably by signal-technical action on the electric motors respectively associated speed controller ( 8DA - 8DM ), so that the aircraft without control inputs of a pilot or a remote control at any time with the by the propeller ( 2 . 2a -F) defined surface is located substantially horizontally in the room. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (8b, 8ba–bn) als Mikroprozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, FPGA, digitaler Regler, analoger Prozessor, Analogrechner, analoger Regler, wie z. B. PID-Regler, oder als hybride Verarbeitungseinheit aus analogen und digitalen Elementen ausgebildet ist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to claim 1, characterized in that the signal processing unit ( 8b . 8 ba -Bn) as a microprocessor, digital signal processor, microcontroller, FPGA, digital controller, analog processor, analog computer, analog controller, such. B. PID controller, or is designed as a hybrid processing unit of analog and digital elements. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein gewünschtes Flugverhalten des Fluggeräts (100, 101, 102, 103) durch einen Piloten oder per Fernsteuerung mittels einer Vorgabeeinrichtung (6), vorzugsweise nach Art eines Steuerknüppels oder Joysticks, vorgebbar ist und dass durch die Signalverarbeitungseinheit (8b, 8ba–bn) die Lageregelung unter zusätzlicher Berücksichtigung von elektrischen, vorzugsweise digitalen Vorgabedaten der Vorgabeeinrichtung vornehmbar istAircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a desired flight behavior of the aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) by a pilot or by remote control by means of a default device ( 6 ), preferably in the manner of a joystick or joystick, can be predetermined and that by the signal processing unit ( 8b . 8 ba -Bn) the position control can be undertaken with additional consideration of electrical, preferably digital specification data of the default device Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Anzahl der Elektromotoren (3, 3a–m) als bürstenlose Gleichstrommotoren ausgebildet sind.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to claim 1 to 3, characterized in that at least a number of electric motors ( 3 . 3a -M) are designed as brushless DC motors. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung zwischen Elektromotor (3, 3a–m) und Propeller (2, 2a–f) getriebelos nach Art eines Direktantriebs ausgebildet ist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the operative connection between the electric motor ( 3 . 3a -M) and propellers ( 2 . 2a -F) is gearless designed in the manner of a direct drive. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (3, 3a–m) und Propeller (2, 2a–f) in wenigstens einem hexagonalem Grundmuster angeordnet sind.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the electric motors ( 3 . 3a -M) and propellers ( 2 . 2a -F) are arranged in at least one hexagonal basic pattern. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Elektromotoren (3, 3a–m) und Propeller (2, 2a–f) sowie ggf. weitere Bestandteile (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12) des Fluggeräts an einer Rahmen-Tragstruktur (1) angeordnet sind, wobei der Rahmen aus einem Raumtragwerk mit vorzugsweise zug- und druckfesten Streben (1a), die über Knotenpunkte (1b) miteinander verbunden sind, gebildet ist, bei welchem Raumtragwerk die Krafteinleitung, insbesondere der durch die Elektromotoren (3, 3a–m) und die Propeller (2, 2a–f) verursachten Kräfte, in den Knotenpunkten (1b) erfolgt.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that at least the electric motors ( 3 . 3a -M) and propellers ( 2 . 2a -F) and, if applicable, further constituents ( 4 . 5 . 6 . 7 . 8th . 9 . 10 . 12 ) of the aircraft on a frame support structure ( 1 ) are arranged, wherein the frame of a space structure with preferably tension and compression-resistant struts ( 1a ), which have nodes ( 1b ), is formed in which space structure, the introduction of force, in particular by the electric motors ( 3 . 3a -M) and the propellers ( 2 . 2a -F), in the nodes ( 1b ) he follows. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach zumindest Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller (2, 2a–f) möglichst weit von den Streben (1a) beabstandet sind und/oder dass die Streben (1a) zumindest im Bereich der Propeller (2, 2a–f) aerodynamisch günstig ausgebildet sind, vorzugsweise im Querschnitt etwa tropfenförmig, um dem Propeller-Luftstrom möglichst wenig Strömungswiderstand entgegenzubringen.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least claim 7, characterized in that the propellers ( 2 . 2a -F) as far as possible from the struts ( 1a ) and / or that the struts ( 1a ) at least in the area of the propellers ( 2 . 2a -F) are formed aerodynamically favorable, preferably in the form of drops in cross-section, in order to counter the propeller air flow as little flow resistance as possible. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller (2, 2a–f) im Wesentlichen starr und ohne Blattverstellung ausgebildet sind, wobei vorzugsweise die Wurzeln (22) der Rotorblätter (21) der Propeller eine definierte Flexibilität zum Ausgleich von Schlag- und Schwenkbewegungen besitzen, oder dass die Rotorblätter (21) steif und hinreichend robust ausgebildet sind, um Schlag- und Schwenkkräfte aufzufangen. Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the propellers ( 2 . 2a F) are formed substantially rigid and without blade adjustment, wherein preferably the roots ( 22 ) of the rotor blades ( 21 ) the propeller have a defined flexibility to compensate for impact and pivoting movements, or that the rotor blades ( 21 ) are stiff and sufficiently robust designed to absorb impact and swivel forces. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Elektromotoren (3, 3a–m) und Propeller (2, 2a–f) mindestens jeweils zwölf, vorzugsweise 18 beträgt, wobei höchst vorzugsweise die Propeller (2, 2a–f) im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, welche Ebene durch die von den Propellern überstrichenen Rotorkreisflächen definiert ist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the number of electric motors ( 3 . 3a -M) and propellers ( 2 . 2a F) is at least twelve, preferably 18, with most preferably the propellers ( 2 . 2a -F) are arranged substantially in a plane which plane is defined by the rotor circles swept by the propellers. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Propeller (2, 2a–f) gegenüber einer Ebene geneigt angeordnet ist, vorzugsweise mit einem gemeinsamen Neigungswinkel (β), welche Ebene durch die von den restlichen Propellern (2) überstrichenen Rotorkreisflächen definiert ist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that at least part of the propellers ( 2 . 2a -F) is inclined relative to a plane, preferably with a common angle of inclination (β), which plane through that of the remaining propellers ( 2 ) is defined over swept rotor circuit surfaces. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die von den Propellern (2, 2a–f) überstrichenen Rotorkreisflächen einander nicht überlappen.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that that of the propellers ( 2 . 2a -F) swept rotor circuit surfaces do not overlap each other. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Propellern (2, 2a–f) überstrichenen Rotorkreisflächen wenigstens für einen Teil der Propeller einander zumindest teilweise überlappen.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the of the propellers ( 2 . 2a F) at least partially overlap one another for at least part of the propellers. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine redundante Ausführung von Lagesensor (8aa–an), Signalverarbeitungseinheit (8ba–bn), Drehzahlsteller (8da–dm) und/oder Elektromotoren (3a–m).Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 13, characterized by a redundant design of position sensor ( 8 aa -An), signal processing unit ( 8 ba -Bn), speed controller ( 8DA -Dm) and / or electric motors ( 3a -m). Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch wenigstens einen Rettungsfallschirm (7) für das gesamte Fluggerät einschließlich Pilot und/oder Nutzlast, welcher Rettungsfallschirm (7) in einem propellerfreien Bereich unterhalb oder etwa auf Höhe der vorhandenen Propeller (2, 2a–f) angeordnet ist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 14, characterized by at least one rescue parachute ( 7 ) for the whole aircraft including pilot and / or payload, which rescue parachute ( 7 ) in a propeller-free area below or approximately at the height of the existing propeller ( 2 . 2a -F) is arranged. Fluggerät (100, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät, insbesondere die Rahmenstruktur (1) gemäß Anspruch 7, zum Transport in mehrere Teile (1') zerlegbar ist, vorzugsweise in mehrere Auslegermodule mit höchst vorzugsweise jeweils mehreren, beispielsweise drei, Elektromotoren (3) und Propellern (2), welche Elektromotoren und Propeller vorzugsweise in einer Dreieck-Konfiguration angeordnet sind, und/oder über einen Steck-/Faltmechanismus verfügt.Aircraft ( 100 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the aircraft, in particular the frame structure ( 1 ) according to claim 7, for transport into several parts ( 1' ) can be dismantled, preferably in a plurality of cantilever modules with most preferably in each case several, for example three, electric motors ( 3 ) and propellers ( 2 ), which electric motors and propellers are preferably arranged in a triangular configuration, and / or has a plug / fold mechanism. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum Drehmomentausgleich jeweils gleich viele linkslaufende (L) wie rechtslaufende (R) Propeller (2) vorgesehen sind.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that for torque compensation in each case the same number of left-handed (L) as right-handed (R) propellers ( 2 ) are provided. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine Pilotenkanzel (10) oder einen Sitz (4) für wenigstens einen Piloten, welche Pilotenkanzel oder welcher Sitz vorzugsweise unter einer Ebene der Propeller (2, 2a–f) angeordnet ist, höchst vorzugsweise etwa zentral.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 17, characterized by a cockpit ( 10 ) or a seat ( 4 ) for at least one pilot, which cockpit or which seat is preferably below one plane of the propellers ( 2 . 2a -F) is arranged, most preferably approximately centrally. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach zumindest Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Pilotenkanzel (10) oder der Sitz (4) um die Nickachse schwenkbar (12) aufgehängt ist, vorzugsweise an der Rahmenstruktur (1) gemäß Anspruch 7, höchst vorzugsweise trennbar, um sich insbesondere autonom auf dem Wasser fortzubewegen.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least claim 18, characterized in that the cockpit ( 10 ) or the seat ( 4 ) pivotable about the pitch axis ( 12 ) is suspended, preferably on the frame structure ( 1 ) according to claim 7, most preferably separable, in particular to move autonomously on the water. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch ein Landegestell mit elastischen, vorzugsweise luftgefüllten Elementen (9), Rädern, Kufen (9') und/oder dergleichen, welches Landegestell höchst vorzugsweise an der Pilotenkanzel (10) oder dem Sitz (4) gemäß Anspruch 18 angeordnet ist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 19, characterized by a landing gear with elastic, preferably air-filled elements ( 9 ), Wheels, runners ( 9 ' ) and / or the like, which Landegestell most preferably at the cockpit ( 10 ) or the seat ( 4 ) is arranged according to claim 18. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der Elektromotoren (3, 3a–m) wenigstens ein Energiewandler (5') zum Bereitstellen elektrischer Energie vorgesehen ist, vorzugsweise ein Verbrennungsmotor mit Generator, eine Brennstoffzellenanordnung oder dergleichen, wobei höchst vorzugsweise zum Zwischenspeichern der bereitgestellten elektrischen Energie wenigstens ein Energiespeicher (5, 5a–m) vorgesehen ist, insbesondere Akkumulator, Superkondensator oder dergleichen, mit welchem Energiespeicher die Elektromotoren (3, 3a–m) in elektrischer Wirkverbindung stehen.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 20, characterized in that for supplying the electric motors ( 3 . 3a -M) at least one energy converter ( 5 ' ) is provided for providing electrical energy, preferably an internal combustion engine with a generator, a fuel cell assembly or the like, wherein highly preferably for temporarily storing the electrical energy provided at least one energy storage ( 5 . 5a -M) is provided, in particular accumulator, supercapacitor or the like, with which energy storage the electric motors ( 3 . 3a -M) are in electrical connection. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach zumindest Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) etwa zentral angeordnet ist zur Versorgung einer Mehrzahl von Elektromotoren (3a–m). Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least claim 21, characterized in that the energy store ( 5 ) is arranged centrally approximately to supply a plurality of electric motors ( 3a -m). Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach zumindest Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Energiespeicher (5a–m) dezentral angeordnet sind zur Versorgung jeweils einer Untergruppe von Elektromotoren (3a–m), wobei vorzugsweise jeder Elektromotor seinen eigenen Energiespeicher aufweist.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least claim 22, characterized in that a plurality of energy stores ( 5a -M) are arranged decentrally to supply in each case a subgroup of electric motors ( 3a -M), wherein preferably each electric motor has its own energy storage. Fluggerät (101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch wenigstens eine Zusatz-Antriebseinrichtung (13), vorzugsweise Antriebspropeller, zur Unterstützung des Vorwärtsflugs, welche Zusatz-Antriebseinrichtung höchst vorzugsweise an der Pilotenkanzel (10) oder dem Sitz (4) gemäß Anspruch 18 angeordnet ist und eine Lenkeinrichtung umfasst.Aircraft ( 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 23, characterized by at least one additional drive device ( 13 ), preferably drive propellers, for assisting the forward flight, which additional drive device most preferably at the cockpit ( 10 ) or the seat ( 4 ) is arranged according to claim 18 and comprises a steering device. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller (2, 2a–f) als freilaufende Propeller mit vorzugweise feststehender Propellerwelle ausgebildet sind.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 24, characterized in that the propellers ( 2 . 2a -F) are designed as freewheeling propellers with preferably fixed propeller shaft. Fluggerät (100, 101, 102, 103) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl an Propellern wenigstens einen relativ größeren Propeller und eine Anzahl relativ kleinerer Propeller umfasst, wobei vorzugsweise die kleineren Propeller um den größeren Propeller herum angeordnet sind.Aircraft ( 100 . 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 25, characterized in that the plurality of propellers comprises at least a relatively larger propeller and a number of relatively smaller propellers, wherein preferably the smaller propellers are arranged around the larger propeller.
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