AT525878B1 - Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches entweder als Flugzeug oder Bodeneffektfahrzeug oder als Flugzeug und Bodeneffektfahrzeug verwendbar ist, umfassend einen Rumpf (4) und zumindest zwei vordere Flügel (2) wobei der Rumpf (4) von oben gesehen mandel- oder tropfenförmig oder als Raute oder Deltoid mit abgerundeten Ecken vorliegt. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen Flügel (2) mit formveränderlichen Bereichen ihrer Außenhaut und eine Box-Wing-Anordnung mit einem vorteilhaften Flächenverhältnis der vorderen und hinteren Flügelflächen.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches als Flugzeug und/oder als Bodeneffektfahrzeug vorliegt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann das Fahrzeug als „Semi blended Box Wing Aircraft“ bezeichnet werden kann.

[0002] „Semi blended“ bezieht sich darauf, dass die Flügel in den Rumpf übergehen bzw. dass der Rumpf selbst einen Teil der Tragfläche bildet. Die Ausprägung ist dabei beim gegenständlichen Flugzeug nicht so stark wie bei vollständig übergangslosen Flügel-Rumpf-Verbindungen wie bei bekannten Delta-förmigen Flugzeugen, bei welchen von oben gesehen die Flügel fast über die gesamte Länge des Rumpfes anschließen, daher der Zusatz „Semi“.

[0003] „Box Wing“ bezieht sich darauf, dass das Flugzeug beidseits des Rumpfes je zwei Tragflächen aufweist, die an ihrem äußeren dem Rumpf abgewandten Ende miteinander verbunden sind. Die am Rumpf weiter hinten angeordneten Flügel, welche sich meist von der Heckflosse weg erstrecken, liegen höher als die beiden vorderen Flügel, sodass am äußeren Ende meist ein Verbindungsstück vorliegt, welches die Höhendifferenz der äußeren Flügelenden überbrückt. Box Wing Flugzeuge sind nach dem Stand der Technik bekannt.

[0004] Die US 2010224721 A1 offenbart ein Flugobjekt, welches einen senkrechten Schacht im Rumpf aufweist, in welchem ein Rotor angeordnet ist, um einen Senkrechtstart zu ermöglichen. Da der Rumpf im Wesentlichen zur Gänze vom Rotor eingenommen wird, ist es nicht möglich einen Frachtraum oder eine Passagierkabine im Rumpf anzuordnen. In der beschriebenen Ausführungsvariante der US 2010224721 A1 ist das Flugobjekt unbemannt. Im Gegensatz zum Senkrechtstarter der US 2010224721 A1 weisen Flugzeuge oder Bodeneffektfahrzeuge im Sinn der gegenständlichen Erfindung einen geschlossenen Rumpf auf, in welchem kein senkrechter Schacht mit einem darin angeordneten Rotor vorliegt.

[0005] Die US6474604B1 betrifft spezielle Strukturen für die Flügelenden eines Flugzeugs mit einem herkömmlichen langgestreckten Flugzeugrumpf.

[0006] Die WO 2014074146 A1 betrifft einen Antrieb mit zwei Turbomotoren für ein BoxwingFlugzeug mit einem herkömmlichen langgestreckten Flugzeugrumpf.

[0007] Die WO 2005073046 A1 betrifft ein Bodeneffektfahrzeug mit einem von oben gesehen herkömmlichen langgestreckten Flugzeugrumpf.

[0008] WO 2004074093 A1 betrifft in einer ersten Variante ein Boxwing-Flugzeug mit herkömmlichen langgestreckten Flugzeugrumpf. In der Variante der Fig. 5 der WO 2004074093 A1 liegt ein breiter Rumpf vor, wobei das Rumpfende und der Rumpfbeginn annähernd gleich breit ausgeführt sind.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es ein Flugzeug bereit zu stellen, welches aufgrund eines verbesserten Raumkonzepts auch in kleiner Ausführung ausreichend Platz, beispielsweise für Geschäftsreisende, Fracht und/oder Geräte bietet.

[0010] Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, das die Merkmalskombination des Anspruchs 1 aufweist.

[0011] Das resultierende Flugzeug unterscheidet sich zudem durch weitere technische Merkmale von bekannten Flugzeugen, wobei die Merkmale für sich einen Beitrag zur Verbesserung des gegenständlichen Flugzeugs leisten. In Kombination sind die technischen Merkmale besonders wertvoll.

[0012] Ein erstes solches Merkmal ist, dass der Rumpf vergleichsweise breit ausgeführt ist, also der Rumpf ein für Flugzeuge eher ungewöhnliches Länge-Breite-Verhältnis aufweist. Von oben gesehen kann der Rumpf als mandelförmig oder tropfenförmig beschrieben werden, wobei die spitze Seite vorne liegt. Inklusive Heck bzw. Heckflosse erscheint das Flugzeug von oben rautenförmig wobei die den Flügeln zugewandten Ecken der Raute stark abgerundet sind. Von oben gesehen kann der Rumpf auch als Deltoid mit abgerundeten Ecken beschrieben werden, wobei

die längere Seite des Deltoids bevorzugt nach vorne weist. Die beiden seitlichen und hinteren Ecken des Deltoids können bis zum Inkreis der geometrischen Figur abgerundet sein.

[0013] Die Form des Flugzeugs lässt sich auch mit der einer schwimmenden Ente vergleichen, wobei der Kopf der Ente dem Heck des Flugzeugs entspricht und der Schwanz der Ente der Spitze des Flugzeugs.

[0014] Ein zweites solches Merkmal ist, dass der Rumpf unten in Längsrichtung zu seiner Mitte hin spitz zulaufend ausgeführt ist, ähnlich wie dies von Rümpfen von Booten bekannt ist. Der Rumpf weist somit eine in Längsrichtung verlaufenden Kante auf. Von dieser Kante erstrecken sich die beiden seitlichen Rumpfflächen in einem ersten steileren Winkel nach oben außen und gehen dann in einem flacheren Winkel nach oben außen in die beiden vorderen Flügel des Flugzeuges über. Oberhalb der Flügel liegt der Rumpf bevorzugt kuppelförmig vor, also mit zunächst steil ansteigenden Wänden, welche dann in ein flaches Dach übergehen. Am unteren Ende des kuppelförmigen oberen Rumpfbereiches liegt bevorzugt ein nach außen verbreiteter annähernd horizontaler Saum vor. Der kuppelförmige oberhalb dieses Saumes vorliegende Bereich liegt bevorzugt tropfenförmig vor. Bevorzugt liegt zumindest eine Tür, beispielsweise Flügeltür, als Bestandteil der Kuppel im Bereich zwischen den Flügeln und der Spitze des Tropfens vor. Anstelle einer Flügeltür kann auch zumindest eine Schiebetür vorliegen, welche nach hinten in, unter oder über das Kuppeldach bewegt wird. Allgemein weist das Flugzeug zumindest eine Tür auf, welche am Rumpf vorliegt. Bevorzugt befindet sich die Tür im oberen Teil des Rumpfes, also oberhalb der unteren Flügel.

[0015] Ein drittes solches Merkmal ist, dass der Rumpf an seiner Unterseite zumindest annähernd übergangslos in die beiden vorderen Flügel übergeht, was am besten erkennbar ist, wenn man das Flugzeug von vorne betrachtet. Bevorzugt wird, dass sich die beiden Flügel jeweils vom breitesten Bereich des Rumpfes wegerstrecken und nur über einen Teilbereich des Rumpfes mit diesem verbunden sind, sodass vor den Flügeln und hinter den Flügeln jeweils ein freier Bereich des Rumpfes vorliegt.

[0016] Bevorzugt wird, dass die beiden freien Bereiche des Rumpfes in Summe länger sind als jener Bereich des Rumpfes an dem die Flügel ansetzen. Bevorzugt wird, dass der vordere freie Bereich des Rumpfes länger ist, als jener Bereich des Rumpfes an dem die Flügel ansetzen. Bevorzugt wird, dass der hintere freie Bereich des Rumpfes länger ist, als jener Bereich des Rumpfes an dem die Flügel ansetzen.

[0017] Ein viertes solches Merkmal ist, dass das Flugzeug zusätzlich zu den vorderen Flügeln auch hintere Flügel aufweist, wobei die Flügel an deren äußeren Enden verbunden sind (BoxWing). Die beiden hinteren Flügel setzen bevorzugt am oberen Ende der Heckflosse an. Die beiden hinteren Flügel können oberhalb der Heckflosse eine gemeinsame übergangslose Fläche bilden. Bevorzugt wird, dass die Flächen der vorderen Flügel und der hinteren Flügel unterschiedlich groß sind. Bei bekannten Box-Wing Flugzeugen sind diese Flächen meist gleich groß ausgeführt. Besonders bevorzugt ist die Fläche der vorderen Flügel größer als die Fläche der hinteren Flügel, wobei das Verhältnis bevorzugt im Bereich von 1,2:1 bis 2:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 1,4:1 bis 1,8:1 liegt, insbesondere im Bereich von 1,6:1 bis 1,7:1 liegt.

[0018] Ein fünftes solches Merkmal ist, dass das Flugzeug eine nur schwach ausgeprägte Heckflosse aufweist. Bevorzugt weist diese Heckflosse in deren Mitte einen geringeren Querschnitt auf, ähnlich einem Skorpionschwanz (scorpion tail).

[0019] Ein sechstes solches Merkmal ist, dass das Flugzeug einen Propeller am oberen Ende der Heckflosse aufweist. In der Heckflosse des Flugzeugs verläuft bevorzugt eine Treibstoffleitung nach oben, wo der Motor und der von diesem betriebene Propeller angeordnet sind. In einer anderen Ausführung kann das Flugzeug alternativ oder zusätzlich zum zentralen Propeller auch zwei beabstandet zueinander vorliegende Propeller an den Flügeln, beispielsweise an deren äußBeren Enden, aufweisen. Beim Motor kann es sich um einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor handeln.

[0020] Ein siebentes solches Merkmal ist, dass das Flugzeug einen annähernd runden Innen-

raum aufweist. Bevorzugt weist das Flugzeug einen konfigurierbaren Innenraum mit verschiebbaren und entnehmbaren Passagiersitzen auf. Bevorzugt erfolgt die Anordnung der Passagiersitze nicht wie bei üblichen Flugzeugen in parallelen Längsreihen, sondern in mehreren in Querrichtung verlaufenden Reihen, deren Sitze versetzt zueinander angeordnet sind. Bevorzugt ist die Anzahl der Sitze je Reihe von vorne nach hinten 2-3-2. Bevorzugt sind die Sitze drehbar gestaltet, sodass die äußeren Sitze in eine runde Konfiguration gebracht werden können, in welcher diese alle dem zentralen (entnehmbaren) Sitz zugewandt sind. Der mittlere Sitz kann bei der runden Konfiguration auch verschoben werden, sodass dieser zwischen die Sitze der vorderen oder hinteren Reihe gelangt.

[0021] Die vordere Reihe kann den oder die Pilotensitze umfassen, oder zusätzlich zu zumindest einem Pilotensitz vorliegen.

[0022] Die runde Konfiguration des Innenraums kann auch als Arbeitsraum verwendet werden. Ein bevorzugter Anwendungsfall ist ein Rettungsflugzeug oder Ambulanzflugzeug. Bei Anordnung einer zentralen Patientenliege ist ein Patient von allen Seiten gut zugänglich.

[0023] Eine Umsetzung des gegenständlichen Flugzeugs ist aufgrund der niedrigeren Realisierungskosten zunächst als Kleinflugzeug angedacht. Das Flugzeug kann aber auch größer ausgeführt sein. Beispielsweise kann ein größeres Flugzeug mehr als die oben angeführten 7 Sitze umfassen. Aufgrund des annähernd runden Innenraums erfolgt dabei eine Zunahme der Anzahl der Sitzreihen und eine Zunahme der Sitze je Reihe, zumindest bei den mittleren Sitzreihen. Das Flugzeug kann aber auch kleiner ausgeführt sein. Bei einer kleineren Variante sind bevorzugt zumindest zwei Sitze im Innenraum des Flugzeugs anordenbar, insbesondere als Pilotensitze.

[0024] Ein achtes solches Merkmal ist, dass die Flügel bevorzugt aktiv formveränderliche Körper aufweist, um den Querschnitt der Flügel verändern zu können. Diese Anderung kann die Form und/oder die Größe des Querschnitts betreffen. Die Formänderung der Flügel erfolgt bevorzugt bei einer Ausführungsvariante des Fahrzeugs, welches sowohl als frei fliegendes Flugzeug als auch als Bodeneffektfahrzeug verwendet werden kann. Eine erste einstellbare Form des Flügels ist dabei für die Verwendung als Flugzeug geeignet und eine zweite einstellbare Form des Flügels ist dabei für die Verwendung als Bodeneffektfahrzeug geeignet. In einer weiteren Ausführungsvariante ist das Fahrzeug auch als Wasserfahrzeug, insbesondere Speedboat, verwendbar, zusätzlich zur Verwendung als Flugzeug und/oder Bodeneffektfahrzeug. Bei Verwendung als Wasserfahrzeug kann in einer Ausführungsvariante die Querschnittsform der Flügel in eine einstellbare Form gebracht werden, welche für eine Verwendung als Wasserfahrzeug besser geeignet ist, beispielsweise um den von den Flügeln verursachten Auftrieb zu reduzieren um ein Abheben zu verhindern. In einer Ausführungsvariante kann die Stellung der Flügel verändert werden, insbesondere können die Flügel verschwenkt werden, wie weiter unten beschrieben ist. Durch Anlegen der Flügel an den Rumpf wird die Breite des Wasserfahrzeugs und dessen Luftwiderstand reduziert.

[0025] Anders als bei bekannten Vorrichtungen wie Landeklappen, wird bei der gegenständlichen Anderung des Querschnitts nur ein Teilbereich der unteren Außenhaut des Flügels verformt. Dies kann durch mechanische Elemente erfolgen, welche im Flügel vorliegen und von innen gegen die Außenhaut wirken. Dies kann durch pneumatische Elemente erfolgen, wobei der Druck von innen gegen die Außenhaut des Flügels wirkt. Die Außenhaut ist bevorzugt aus einem flexiblen Material, insbesondere Kunststoff gebildet. Weniger bevorzugt kann die Verformung der Außenhaut des Flügels auch hydraulisch erfolgen.

[0026] Ein neuntes solches Merkmal ist, dass der Treibstofftank oder im Fall eines Elektroantriebes die Batterien bzw. Akkumulatoren im Rumpf des Flugzeuges angeordnet sind. In den Flügeln befindet sich kein Treibstofftank, sodass diese leichter sind.

[0027] Vorteilhaft ist zudem, dass das Gewicht näher am Zentrum ist. Das Gewicht des Tanks und des darin befindlichen Treibstoffes oder der Batterien ist bevorzugt symmetrisch um den Schwerpunkt (center of gravity - CG) des Flugzeugs angeordnet.

[0028] Bevorzugt sind Tanks oder Batterien im kuppelförmigen, oberen Teil des Rumpfes ange-

ordnet. Bevorzugt sind Tanks oder Batterien im Passagierraum des Rumpfes angeordnet.

[0029] Der untere Teil des Rumpfes kann hohl ausgeführt sein. Im unteren Teil des Rumpfes können optional zusätzliche Tanks oder Batterien angeordnet sein, oder ein Laderaum vorliegen. Im unteren Teil des Rumpfes kann auch ein ausfahrbares Fahrwerk vorliegen. Das Fahrwerk ist dabei optional, wenn das gegenständliche Fahrzeug nur zum Starten und Landen am Wasser verwendet wird. Wenn das gegenständliche Fahrzeug nur als Flugzeug verwendet wird, kann dieses auch mit einem starren nicht einschwenkbaren Fahrwerk ausgestattet sein.

[0030] Aufgrund dieser Merkmale bzw. aufgrund von Kombination mehrerer dieser Merkmale ist das Flugzeug für verschiedene Einsatzbereiche geeignet, zb. Businessflugzeug, Transportflugzeug, Luftambulanz und/oder Wasserflugzeug.

[0031] Aufgrund seiner Merkmale kann das Flugzeug als „Semi blended Box Wing Aircraft“ bezeichnet werden. Es kann sowohl als Bodeneffektfahrzeug, Wasserflugzeug oder als Flugzeug verwendet werden. Ein Bodeneffektfahrzeug (englisch ground-effect vehicle (GEV) oder wing-inground (WIG) effect craft) ist ein Fluggerät, das in geringster Höhe über ebene Oberflächen, meist Wasser, fliegt und dabei den Bodeneffekt ausnutzt.

[0032] In einer weiteren Ausführungsvariante sind die Flügel des Flugzeugs faltbar bzw. schwenkbar, sodass diese in einer eingeschwenkten Position einen geringeren Abstand zur Längsachse des Flugzeugs aufweisen. In dieser Konfiguration kann das Flugzeug als Wasserfahrzeug, insbesondere als Speedboat, verwendet werden. Das Verschwenken der Flügel kann vorteilhaft sein, um mit dem Wasserfahrzeug Kanäle und Anlegestellen befahren zu können.

[0033] In einer weiteren Ausführungsvariante ist das Flugzeug als Senkrechtstarter (vertical Take-off and Landing aircraft) ausgeführt, wobei in diesem Fall zusätzlich zum zentralen Propeller am Heck des Flugzeugs zwei weitere Propeller bzw. Rotorblätter an den Enden der Flügel angeordnet sind. Diese Propeller bzw. Rotorblätter an den Enden der Flügel können permanent in einer annähernd waagrechten Anordnung vorliegen, um nur für das Abheben und Landen oder für zusätzlichen Auftrieb genutzt werden zu können. Alternativ können die Propeller schwenkbar sein. Zusätzlich oder alternativ kann am Heck des Flugzeugs ein schwenkbarer Propeller vorliegen.

[0034] Die geometrische Form des Flugzeugs und dessen Flügelanordnung ermöglichen eine höhere aerodynamische Effizienz, bessere Manövrierfähigkeit und eine verbesserte Absturzresistenz gegenüber herkömmlichen Flugzeugen.

[0035] Bevorzugte Ausführungsvarianten des Fahrzeugs werden an Hand von Zeichnungen veranschaulicht:

[0036] Fig. 1: Zeigt das Fahrzeug in 3D Ansicht von schräg oben vorne [0037] Fig. 2: Zeigt das Fahrzeug in der Draufsicht von oben.

[0038] Fig. 3: Zeigt das Fahrzeug von vorne.

[0039] Fig. 4: Zeigt das Fahrzeug von unten.

[0040] Fig. 5: Zeigt das Fahrzeug von schräg unten hinten.

[0041] Fig. 6: Zeigt das Fahrzeug von der Seite.

[0042] Fig. 7: Zeigt eine Ausführungsvariante mit einschwenkbaren Flügeln.

[0043] Fig. 8: Zeigt eine bevorzugte Ausführungsvariante von Sitzen im Innenraum des Fahrzeugs.

[0044] Fig. 9: Zeigteine bevorzugte Ausführungsvariante des Innenraums des Fahrzeugs von oben.

[0045] Fig. 10: Zeigt eine Ausführungsvariante von Flügeln mit einer veränderbaren Flügelform in einer ersten beispielhaften Form.

[0046] Fig. 11: Zeigt die Ausführungsvariante von Flügeln mit einer veränderbaren Flügelform in einer zweiten beispielhaften Form.

[0047] Die Figuren 1-6 veranschaulichen alle schematisch dasselbe beispielhafte gegenständliche Fahrzeug. Das Fahrzeug ist bevorzugt ein Flugzeug 1, welches bevorzugt zudem als Bodeneffektfahrzeug und/oder Wasserfahrzeug verwendbar ist. Das Fahrzeug kann dabei alle weiter oben beschriebenen neun Merkmale aufweisen. Der Innenraum der Fahrzeugs gemäß den Figuren 1-6 kann gemäß den Figuren 8 und 9 ausgeführt sein, aber auch in einer anderen Größe und/oder in einer anderen Konfiguration der Sitze bzw. der Innenausstattung vorliegen. Das Fahrzeug der Fig. 1-6 kann die formveränderlichen Flügel der Fig. 10 und 11 aufweisen oder nicht. Die formveränderlichen Flügel der Fig. 10 und 11 können aber auch bei anderen Flugzeugen und/oder Bodeneffektfahrzeug vorteilhaft sein. Die Flügel des Fahrzeugs können schwenkbar sein, so wie in Fig. 7 veranschaulicht ist, oder sie können nicht schwenkbar sein.

[0048] Das bevorzugte Fahrzeug in Form eines Flugzeugs 1 besitzt auf jeder Seite einen oberen Flügel 3 und einen unteren Flügel 2. Jeder untere Flügel 2 erstreckt sich bevorzugt anfangs leicht gebogen in einem ersten steileren Winkel vom Rumpf 4 weg, wobei dieser anschließend an diesen Bereich einen Knick 5 aufweist und in einem zweiten flacheren Winkel oder waagrecht weiter nach außen verläuft. Die unteren Flügel sind somit bevorzugt als Knickflügel ausgeführt. Die unteren Flügel 2 können aber auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise ohne einen Knick 5. Die unteren Flügel 2 können sich wie in Fig. 2 dargestellt nach schräg hinten (sweep backward) vom Rumpf 4 weg erstrecken, gerade vom Rumpf 4 weg erstrecken oder nach schräg vorne (sweep forward) vom Rumpf 4 wegerstrecken.

[0049] Wie in Fig. 3 gut zu erkennen ist, können die beiden oberen Flügel 3 zur Gänze annähernd waagrecht ausgerichtet sein. Jeder der beiden oberen Flügel 3 ist bevorzugt an seinem äußeren Ende mit dem darunterliegenden unteren Flügel 2 durch ein Verbindungselement 6 verbunden. Das Verbindungselement 6 kann, wie in Fig. 3 erkennbar ist, senkrecht vorliegen. Wie in Fig 4 erkennbar ist, verlaufen die vorderen Flügel 2 bevorzugt schräg nach außen hinten (sweep backward) und die hinteren Flügel 3 bevorzugt schräg nach außen vorne (sweep forward). Bevorzugt überlappen sich die beiden Enden der Flügel 2, 3 von oben gesehen teilweise. Weniger bevorzugt können die hinteren Flügel sich auch normal vom Rumpf 4 weg erstrecken, oder schräg nach außen hinten (sweep backward).

[0050] Die unteren Flügel 2 setzen bevorzugt an der breitesten Stelle des Rumpfes 4 an. Die oberen Flügel 3 setzen bevorzugt am oberen Ende des Hecks 7 des Flugzeugs 1 an. Der Schwerpunkt des Flugzeugs 1 befindet sich bevorzugt im Bereich zwischen den vorderen Flügeln 2.

[0051] Die unteren Flügel 2 sind bevorzugt breiter ausgeführt als die oberen Flügel 3. Die oberen Flügel 3 sind länger ausgeführt als die unteren Flügel 2. Die Fläche der unteren Flügel 2 ist bevorzugt größer als die Fläche der oberen Flügel 3. Das Flächenverhältnis von unterem Flügel 2 zu oberen Flügel 3 ist bevorzugt zumindest 50:50, besonders bevorzugt zumindest 60:40. Das Flächenverhältnis von unterem Flügel 2 zu oberen Flügel 3 liegt bevorzugt im Bereich von 50:50 bis 65:35. Da angenommen wird, dass Boxwing-Flugzeuge mit einem solchen Flügelflächenverhältnis neu gegenüber dem Stand der Technik sind, umfasst die Erfindung ein Flugzeug oder Bodeneffektfahrzeug, welches vordere untere Flügel 2 und hintere obere Flügel 3 aufweist, wobei die Flügel 2, 3 an deren äußeren Enden verbunden sind, wobei das Flächenverhältnis der Fläche der vorderen unteren Flügel 2 zu der Fläche der hinteren oberen Flügel 3 im Bereich von 1,2:1 bis 2:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 1,4:1 bis 1,8:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 1,6:1 bis 1,7:1 liegt.

[0052] Der unterhalb der unteren Flügel 2 vorliegende Teil des Rumpfes 4 des Flugzeuges 1 hat bevorzugt die Form eines Bootes, weshalb es auch wassertauglich ist. Durch die flache Form des Rumpfes 4 wirkt dieser als zusätzliche Tragfläche. Wie in Fig. 3 erkennbar ist, laufen die beiden Seitenflächen des Rumpfes 4 spitz zusammen, sodass der Rumpf 4 zentral in Längsrichtung eine Kante 8 oder eine abgerundete Kante aufweist. Das Verhältnis von Länge L zu Breite B des Rumpfes 4 beträgt bevorzugt zwischen 1,2:1 und 1,5:1, insbesondere zwischen 1,27:1 und 1,41:1. Der Rumpf 4 des Flugzeugs 1 kann vor und hinter der Stelle mit größter Breite B gleich-

lang vorliegen. Bevorzugt liegt das Verhältnis der Länge des Rumpfes 4 vor seiner Stelle mit maximaler Breite und der Länger des Rumpfes 4 hinter seiner Stelle mit maximaler Breite im Bereich von 1,2:1 bis 1:1,2.

[0053] Oberhalb der unteren Flügel 2 liegt der Rumpf 4 bevorzugt kuppelförmig vor, also mit zunächst steil ansteigenden Wänden 9, welche dann in ein flaches Dach 10 übergehen. Am unteren Ende des kuppelförmigen oberen Rumpfbereiches liegt bevorzugt ein nach außen verbreiterter, annähernd horizontaler Randbereich 11 vor. Der Randbereich 11 kann den gesamten kuppelförmigen Bereich umschließen. Der kuppelförmige Bereich liegt wie in Fig. 2 veranschaulicht ist bevorzugt tropfenförmig vor.

[0054] Der Rumpf 4 geht an seiner Unterseite zumindest annähernd übergangslos in die beiden vorderen unteren Flügel 2 über, was in Fig. 3 erkennbar ist.

[0055] Der Rumpf 4 kann an seinem vorderen Ende ähnlich einer Delphinschnauze ausgeführt sein. Dies bedeutet, dass die horizontale Kontur des Rumpfes beidseits mit einem leicht ausgeprägten Knick 12 zu einer abgerundeten Spitze 13 zusammenläuft. Der obere Bereich der Spitze 13 ist bevorzugt annähernd waagrecht ausgeführt, wobei die Kuppel des Rumpfes 4 einen Abstand zur Spitze 13 aufweist.

[0056] Das Flugzeug 1 weist eine nur schwach ausgeprägte Heckflosse auf. Das bedeutet, dass dieses keinen ausgeprägten in Längsrichtung des Flugzeugs 1 verlaufenden flächigen Bereich aufweist, wie dies von großen Passagierflugzeugen bekannt ist. Bevorzugt weist das Heck 7 in dessen Mitte einen geringeren Querschnitt auf, ähnlich einem Skorpionschwanz (scorpion tail). Der bevorzugt am oberen Ende des Hecks 7 vorliegende Motor mit Propeller 14 trägt zusätzlich zur Optik eines Skorpionschwanzes bei. Der Skorpionschwanz ist bevorzugt in Längsrichtung des Flugzeugs 1 etwas verbreitert ausgeführt, damit dieser wie eine Heckflosse zur Flugstabilität beiträgt. Die Einschnürung des Skorpionschwanzes trägt dazu bei, dass die auf den Motor wirkenden Kräfte und dessen Gewichtskraft besser abgeleitet werden können. Wie in Fig. 4 erkennbar ist das Heck 7 bevorzugt in Querrichtung stärker eingeschnürt bzw. dünner als in Längsrichtung (Fig. 6). Wie in Fig. 6 erkennbar ist verläuft das Heck 7 bevorzugt schräg nach oben hinten. Der nur in Fig. 6 dargestellte Propeller 14 befindet sich am hinteren spitz zulaufenden Ende des in Fig. 6 erkennbaren Motorbereichs 15 am oberen Ende des Hecks 7.

[0057] Fig. 7 veranschaulicht eine Ausführungsvariante des Flugzeugs mit verschwenkbaren FIügeln. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, kann das Flugzeug bei dieser Variante eine platzsparende Position einnehmen, indem die Flügel zusammengeklappt werden. Dabei werden die oberen Flügel 3 vom Heck weg nach vorne geklappt und die unteren Flügel 2 schräg nach hinten. Die Flügelspannweite in dieser Position reduziert sich durch diese Funktion deutlich, wodurch mehrere Flugzeuge auf die Parkfläche bzw. in den Hangar passen, oder das Flugzeug als Fahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, mit reduzierter Breite verwendbar ist. Wenn der Rumpf des Flugzeugs 1 und dessen Höhe ausreichend klein sind, kann das Zusammenklappen der Flügel auch einen Straßen- oder Schienentransport des Flugzeugs 1 ermöglichen.

[0058] Um eine Verschwenkbarkeit erreichen zu können, sind bei dieser Variante die unteren Flügel 2 und oberen Flügel 3 im äußeren Endbereich trennbar gestaltet. Das Lösen der Flügel 2, 3 kann wie dargestellt am oberen Ende des Verbindungselements 6 erfolgen. Alternativ kann die Trennung auch an einer anderen Stelle erfolgen, beispielsweise am unteren Ende des Verbindungselements 6, oder durch Trennung des Verbindungselements 6 selbst.

[0059] Das Trennen und Einschwenken der Flügel erfolgt bevorzugt automatisch nach Betätigung durch einen Benutzer, wenn sich das Flugzeug auf dem Boden oder am Wasser befindet.

[0060] In den Fig. 8 und 9 ist eine bevorzugt Variante des Innenraums des Flugzeugs veranschaulicht. Die Sitze 16 sind bevorzugt jeweils in einer Führung 17 angeordnet, wobei jeder Sitz 16 entlang seiner Führung 17 verschoben werden kann. Von der Führung 17 ragt ein Trägerelement 18 empor, an welchem der Sitz 16 vorliegt. Bevorzugt ist der Sitz 16 im Trägerelement 18 oder das Trägerelement 18 in der Führung 17 rotierbar oder schwenkbar gelagert.

[0061] Die Führungen 17 können wie dargestellt geradlinig ausgeführt sein. Die Führungen 17 können aber auch einen gebogenen Verlauf aufweisen. Die Führungen 17 können wie dargestellt in Längsrichtung des Flugzeugs ausgerichtet sein. Die Führungen 17 können aber auch schräg zur Längsrichtung ausgerichtet sein.

[0062] Die Pilotensitze können gemäß den anderen Sitzen ausgeführt sein, also an einer Führung 17 vorliegen und schwenkbar sein. Dadurch können auch die Piloten, in Flugphasen mit aktiviertem Autopiloten, besser an einer Besprechung teilnehmen.

[0063] In Fig. 9 ist das bevorzugte Raumkonzept für ein Kleinflugzeug erkennbar, welches zwei vordere Sitze in Form von Pilotensitzen, drei mittlere Sitze und zwei hintere Sitze umfasst.

[0064] In Fig. 9 ist zudem das bevorzugte Merkmal des Fahrzeugs veranschaulicht, dass die Energiespeicher 22 (elektrisch in Form von Akkus oder fossil in Form von Treibstoff) im Rumpf 4 angeordnet sind, besonders bevorzugt im Passagierraum. Dadurch sind die Energiespeicher näher am Schwerpunkt des Flugzeugs 1, wobei die Energiespeicher bevorzugt symmetrisch um den Schwerpunkt angeordnet sind, sodass eine Erhöhung oder Reduzierung der Masse der Energiespeicher keinen Einfluss auf die Lage des Schwerpunkts hat.

[0065] In den Fig. 10 und 11 ist eine Ausführungsvariante eines Flugzeugs mit einem Flügel 2 mit einer veränderbaren Kontur dargestellt. Der Flügel 2 weist dazu einen formstabilen ersten Teil 20 und einen in seiner Form veränderlichen zweiten Teil 19 auf. Der erste Teil 20 befindet sich bevorzugt an der oberen Seite des Flügels 2. Der zweite Teil 19 erstreckt sich bevorzugt über einen Teil der unteren Seite des Flügels 2. Der zweite Teil 19 liegt bevorzugt beabstandet zur vorderen Kante des Flügels 2. Der zweite Teil 19 liegt bevorzugt beabstandet zur hinteren Kante des Flügels 2. Im Bereich des zweiten Teils 19 weist der Flügel 2 eine flexible, dehnbare Oberfläche auf.

[0066] Durch ein Stellelement im Inneren des Flügels 2 kann die Form des zweiten Teils 19 des Flügels 2 verändert werden, indem das Stellelement die dehnbare Außenoberfläche nach innen und/oder nach außen verformt. Eine Verformung in eine der beiden Richtungen kann auch durch elastische Rückstellkräfte der Außenoberfläche oder des Stellelements erfolgen. Die Verformung der Außenoberfläche erfolgt bevorzugt durch eine Druckänderung im Inneren des Flügels 2. Der zweite Teil 19 ist somit bevorzugt aufblasbar, insbesondere durch ein unter Druck stehendes Gas.

[0067] Die Verformung der Außenoberfläche erfolgt weniger bevorzugt durch ein oder mehrere mechanische Elemente, welche von innen gegen die Außenhaut wirken.

[0068] In Fig. 10 ist der Flügel 2 in einer rein beispielhaften ersten Form dargestellt, in welcher die untere Fläche des Flügels 2 im zweiten Teil 19 nach innen gewölbt vorliegt. Diese Form eignet sich besser für die Verwendung als Bodeneffektfahrzeug.

[0069] Durch Aktivierung des Stellelements wird die Oberfläche im zweiten Teil 19 nach außen gewölbt, sodass der Flügel 2 eine zweite Form aufweist, in welcher die untere Fläche des Flügels 2 im zweiten Teil 19 nach außen gewölbt vorliegt. Diese Form eignet sich besser für die Verwendung als Flugzeug 1.

[0070] Anders als dargestellt, kann die erste Form mit geringerer Querschnittsfläche eine gerade untere Fläche des Flügels 2 aufweisen.

[0071] Anders als dargestellt, kann die zweite Form mit größerer Querschnittsfläche eine gerade untere Fläche des Flügels 2 aufweisen.

[0072] Anders als dargestellt, können die erste und zweite Form beide eine unterschiedlich stark nach außen gewölbte untere Fläche des Flügels 2 aufweisen.

[0073] Die Formänderung des Flügels 2 kann diskret zwischen zwei Extremwerten erfolgen. Die Formänderung des Flügels 2 kann kontinuierlich im Bereich zwischen zwei Extremwerten einstellbar oder regelbar sein.

[0074] In Fig. 10 und 11 ist das Stellelement als aufblasbarer Körper 21 strichliert veranschaulicht. Das Aufblasen des Körpers 21 kann durch eine Pumpe mit oder ohne einem Druckspeicher

erfolgen. Das Aufblasen des Körpers 21 kann auch durch Verdrängung eines Volumens erfolgen, beispielsweise indem ein mechanisches Element auf eine erste Kammer oder einen ersten Bereich des Körpers 21 wirkt und das Volumen in eine zweite Kammer oder einen zweiten Bereich des Körpers 21 bewegt, welche die Oberfläche des Flügels nach außen verformt.

[0075] Der formveränderbare zweite Teil 19 erstreckt sich zumindest über einen Teilbereich der Länge des Flügels 2. Beim in den Fig. 1-7 dargestellten Knickflügel, kann sich der formveränderbare zweite Teil 19 unterhalb und/oder oberhalb des Knicks 5 befinden. Der formveränderbare zweite Teil 19 kann sich über den Knick 5 hinweg erstrecken, oder es kann jeweils ein formveränderbarer zweiter Teil 19 oberhalb und unterhalb des Knicks 5 vorliegen.

[0076] In Längsrichtung und/oder in Querrichtung des Flügels 2 können mehrere unterschiedliche steuerbare zweite Teile 19 vorliegen, beispielsweise indem ein aufblasbarer Körper 21 mit mehreren getrennt steuerbaren Kammern vorliegt, oder mehrere aufblasbare Körper 21 getrennt voneinander vorliegen.

[0077] Bevorzugt weisen die unteren Flügel 2 einen formveränderbaren zweiten Teil 19 auf. Anders als veranschaulicht, können aber alternativ oder zusätzlich die oberen Flügel 3 einen formveränderbaren zweiten Teil 19 aufweisen.

[0078] Nach dem Stand der Technik sind mechanisch verformbare Flügel bekannt, wobei hier eine Verformung der Vorderkante (Flügelnasenverformung) und/oder der Hinterkante erfolgt, indem der gesamte Flügel, also dessen untere Fläche und dessen obere Fläche verformt werden (zb. wird die gesamte Vorderkante durch die Verformung nach unten gezogen.)

[0079] Neu gegenüber diesem Stand der Technik ist, dass die Verformung auf einen Teilbereich der unteren Flügelfläche beschränkt ist. Die Erfindung umfasst somit ein Flugzeug oder Bodeneffektfahrzeug umfassend einen Rumpf 4 und zumindest zwei Flügel 2 wobei die Flügel 2 je zumindest einen formstabilen ersten Teil 20 und einen formveränderlichen zweiten Teil 19 aufweisen, wobei der formveränderliche zweite Teil 19 einen Bereich der Außenoberfläche des Flügels 2 in zumindest zwei unterschiedliche Formen bringen kann, wobei der vom formveränderlichen zweiten Teil 19 veränderbare Bereich der Außenoberfläche des Flügels 2 ausschließlich an der Unterseite des Flügels 2 vorliegt.

[0080] Neu gegenüber diesem Stand der Technik ist, dass die Verformung durch einen aufblasbaren Körper 21 erfolgt.

[0081] Die Erfindung umfasst somit ein Flugzeug oder Bodeneffektfahrzeug umfassend einen Rumpf 4 und zumindest zwei Flügel 2 wobei die Flügel 2 je zumindest einen formstabilen ersten Teil 20 und einen formveränderlichen zweiten Teil 19 aufweisen, wobei der formveränderliche zweite Teil 19 einen Bereich der Außenoberfläche des Flügels 2 in zumindest zwei unterschiedliche Formen bringen kann, wobei die Verformung des formveränderlichen zweiten Teils 19 die Verformung durch einen aufblasbaren Körper 21 erfolgt, welcher im Inneren des Flügels 2 vorliegt.

Claims (20)

Patentansprüche

1. Fahrzeug, welches entweder als Flugzeug oder Bodeneffektfahrzeug oder als Flugzeug und Bodeneffektfahrzeug verwendbar ist, umfassend einen Rumpf (4) und zumindest zwei vordere Flügel (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (4) von oben gesehen als Raute oder Deltoid mit abgerundeten Ecken oder mandel- oder tropfenförmig vorliegt, wobei der Rumpf (4) einen oberen kuppelförmigen Teil aufweist, in welchem ein Innenraum in Form eines Passagierraums, Arbeitsraums oder Frachtraums vorliegt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge des Rumpfes (4) zur Breite des Rumpfes (4) im Bereich von 1,2:1 und 1,5:1 liegt.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (4) unten in Längsrichtung zu seiner Mitte hin spitz zulaufend ausgeführt ist.

4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (4) spitz zu einer in Längsrichtung des Rumpfes (4) verlaufenden Kante (8) zuläuft, wobei sich von dieser Kante (8) beiden seitlichen Rumpfflächen in einem ersten steileren Winkel nach oben außen weg erstrecken und dann in einem flacheren Winkel nach oben außen in die beiden vorderen Flügel (2) des Flugzeuges übergehen.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (4) oberhalb der vorderen Flügel (2) kuppelförmig vorliegt, also mit zunächst steil ansteigenden Wänden (9), welche dann in ein flaches Dach (10) übergehen.

6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des kuppelförmigen oberen Rumpfbereiches ein nach außen verbreiterter zumindest annähernd horizontaler Randbereich (11) vorliegt.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kuppelförmige Bereich des Rumpfes (4) von oben gesehen tropfenförmig vorliegt, wobei bevorzugt in diesem Bereich zumindest eine Tür vorliegt.

8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (4) an seiner Unterseite zumindest annähernd übergangslos in die beiden Flügel (2) übergeht.

9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Flügel (2) jeweils vom breitesten Bereich des Rumpfes (4) wegerstrecken und nur über einen Teilbereich des Rumpfes (4) mit diesem verbunden sind, sodass vor den Flügeln (2) und hinter den Flügeln (2) jeweils ein freier Bereich des Rumpfes (4) vorliegt.

10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden freien Bereiche des Rumpfes (4) in Summe und bevorzugt auch jeweils länger sind als jener Bereich des Rumpfes (4) an dem die Flügel (2) ansetzen.

11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zusätzlich zu den vorderen unteren Flügeln (2) auch hintere obere Flügel (3) aufweist, wobei die Flügel (2, 3) an deren äußeren Enden verbunden sind.

12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden hinteren oberen Flügel (3) am oberen Endbereich eines Hecks (7) des Fahrzeugs ansetzen.

13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden oberen Flügel (3) an seinem äußeren Ende mit dem darunterliegenden unteren Flügel (2) durch ein abwärts gerichtetes Verbindungselement (6) verbunden ist.

14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heck (7) in der Mitte seines nach oben verlaufenden Bereichs einen reduzierten Querschnitt aufweist, so wie ein Skorpionschwanz, wobei das Fahrzeug einen Propeller am oberen Ende des Hecks (7) aufweist.

15. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen ovalen bis annähernd runden Innenraum aufweist, welcher Platz für zumindest sieben Sitze bietet, wobei die Sitze in Sitzreihen vorliegen, wobei die in Längsrichtung gesehen mittlere Sitzreihe eine größere Anzahl von Sitzen aufweist als die vordere und hintere Sitzreihe.

16. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zudem als Wasserfahrzeug verwendbar ist, wobei dessen Rumpf einen Schwimmkörper bildet.

17. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Flügel (2) einen formstabilen ersten Teil (20) und einen formveränderlichen zweiten Teil (19) aufweisen, wobei der formveränderliche zweite Teil (19) einen Bereich der Außenoberfläche des Flügels (2) in zumindest zwei unterschiedliche Formen bringen kann, wobei das Fahrzeug bei Verwendung als frei fliegendes Flugzeug eine erste Außenoberflächenform aufweist und das Fahrzeug bei Verwendung als Bodeneffektfahrzeug oder Wasserfahrzeug eine zweite Außenoberflächenform unterschiedlich zur ersten aufweist.

18. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (2) Je zumindest einen formstabilen ersten Teil (20) und einen formveränderlichen zweiten Teil (19) aufweisen, wobei der formveränderliche zweite Teil (19) einen Bereich der Außenoberfläche des Flügels (2) in zumindest zwei unterschiedliche Formen bringen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der vom formveränderlichen zweiten Teil (19) veränderbare Bereich der Außenoberfläche des Flügels (2) ausschließlich an der Unterseite des Flügels (2) vorliegt.

19. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (2) Je zumindest einen formstabilen ersten Teil (20) und einen formveränderlichen zweiten Teil (19) aufweisen, wobei der formveränderliche zweite Teil (19) einen Bereich der Außenoberfläche des Flügels (2) in zumindest zwei unterschiedliche Formen bringen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung des formveränderlichen zweiten Teils (19) durch einen aufblasbaren Körper (21) erfolgt, welcher im Inneren des Flügels (2) vorliegt.

20. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dieses vordere untere Flügel (2) und hintere obere Flügel (3) aufweist, wobei die Flügel (2, 3) an deren äußeren Enden verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenverhältnis der Fläche der vorderen unteren Flügel (2) zu der Fläche der hinteren oberen Flügel (3) im Bereich von 1,2:1 bis 2:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 1,4:1 bis 1,8:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 1,6:1 bis 1,7:1 liegt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen