DE10065690A1 - Propellerflugzeug - Google Patents

Abstract

Um die im Rumpf eines Propellerflugzeuges vorhandenen Raumverhältnisse für die Unterbringung einer Akkumulatorenbatterie zur Anspeisung eines den Flugzeugpropeller antreibenden Elektromotors in optimaler Weise auszunützen sowie eine möglichst geringe Schwächung der Rumpfkonstruktion sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, die den Elektromotor für den Antrieb des Propellers speisende Akkumulatorenbatterie im Flugzeugrumpf aus mehreren miteinander kuppelbaren Modulen (5) zu bilden, die in ihren Abmessungen der Rumpfform angepasst sind, wobei die im Flugzeugrumpf (2) vorgesehene Öffnung (6) für die Einbringung der Module (5) so dimensioniert ist, dass jeweils ein einzelnes Modul durch diese Öffnung eingebracht werden kann. Die Module (5) sind in einem in Flugzeuglängsrichtung verschiebbaren kastenförmigen Träger (11) im Flugzeugrumpf (2) entlang von sich ebenfalls in Flugzeuglängsrichtung erstreckenden Führungen (10) verschiebbar geführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Propellerflugzeug, insbesondere einen Motorsegler, mit einem Antriebsmotor, insbesondere einem Elektromotor, der von einer Energiequelle, insbesondere von einer Akkumulatorenbatterie, gespeist ist, wobei die Energiequelle im Flugzeugrumpf über eine in diesem vorgesehene Öffnung entfernbar untergebracht ist.

Es sind bereits Motorsegler bekannt, bei welchen für den Startvorgang ein Propellerantrieb vorgesehen ist. Der Antrieb des Propellers erfolgt in der Regel über einen Elektromotor, der von einer aufladbaren Akkumulatorenbatterie gespeist ist. Diese ist in der Regel im Flugzeugrumpf untergebracht. Nun besitzen Hochleistungssegelflugzeuge aerodynamisch gestaltete Rumpfformen, welche Einschnürungen hinter den Piloten aufweisen, wodurch für die Unterbringung von Einbauten nur ein begrenzter Platz zur Verfügung steht, welcher teilweise für die Unterbringung von ausklappbaren Fahrwerken benötigt wird.

Man hat daher bereits vorgeschlagen, die Akkumulatorenbatterien in den Tragflächen unterzubringen. Hierbei ist es bekannt, die Akkumulatorenbatterien als tragende Bauteile des Flügelverbandes (DE 23 57 286 A1) oder als nicht tragende Teile der Tragflächen (DE 195 12 816 C2) auszubilden. Das Trägheitsmoment dieser Teile beeinflusst jedoch vor allem bei Segelflugzeugen die gewünschte Dynamik um die Längsachse in nachteiliger Weise. Außerdem ist ein Ab- und Aufrüsten der Tragflächen infolge des Gewichtes der Akkumulatorenbatterien und der benötigten Steckverbindungen schwierig und ein rascher Austausch der Batterien nicht möglich.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und ein Propellerflugzeug zu schaffen, bei welchem die Energiequelle für den Antriebsmotor im Flugzeugrumpf untergebracht werden kann, wobei die vorhandenen Freiräume in optimaler Weise genützt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Energiequelle aus mehreren, miteinander kuppelbaren Modulen besteht, und dass die im Flugzeugrumpf vorgesehene Öffnung der Größe eines einzelnen Moduls angepasst ist. Die Energiequelle ist hierbei in der Regel eine Akkumulatorenbatterie, welche in einzelne getrennte Module unterteilt ist. Es kann aber auch eine andere in Module unterteilte Energiequelle verwendet werden. So ist es beispielsweise bei einem Antrieb des Propellers durch einen Druckluftmotor bekannt, Pressluftbehälter als Energiequelle vorzusehen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung des Propellerflugzeuges besteht darin, dass die Öffnung, über welche die Energiequelle in den Flugzeugrumpf eingebracht wird, nur so groß sein muss, dass gerade ein Modul eingesetzt werden kann, sodass nur eine geringe Schwächung der Rumpfstruktur durch diese Öffnung erfolgt. Weiters können die einzelnen Module in ihrer Größe variieren und so den jeweiligen Raumverhältnissen im Flugzeugrumpf angepasst werden. So ist es möglich, im verjüngten Rumpfende kleinere Module vorzusehen, die dann über die Öffnung, welche sich dort befindet, wo der Flugzeugrumpf einen größeren Querschnitt aufweist, in diesen Flugzeugrumpf eingebracht und dann nach hinten bewegt werden. Auch die Handhabung ist wesentlich einfacher, da nicht eine einstückige Energiequelle in den Flugzeugrumpf eingesetzt werden muss, sondern lediglich nacheinander die ein geringeres Gewicht aufweisenden Module.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Module an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten mit Kupplungen, insbesondere Steckkupplungen, für die Herstellung eines Energieflusses versehen. Dadurch kann durch einfaches Aneinanderschieben der einzelnen Module dieser Energiefluss hergestellt werden. So sind beispielsweise bei eine Akkumulatorenbatterie bildenden Modulen die elektrische Verbindung herstellende Stifte und diese Stifte aufnehmende Buchsen vorgesehen.

Weiters ist es von Vorteil, wenn die Module an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten mit Einrichtungen zum Entkuppeln, beispielsweise mit Ausnehmungen zum Einführen eines Trennwerkzeuges, versehen sind. Durch dieses Trennwerkzeug können benachbarte Module auseinandergeschoben werden, sodass die Kupplung gelöst und dadurch die Module einzeln entfernt werden können.

Wie bereits erwähnt, werden die Module nacheinander über die an die Größe eines einzelnen Modules angepasste Öffnung im Flugzeugrumpf in diesen eingesetzt und dann im Flugzeugrumpf verschoben. Zu diesem Zweck sind zweckmäßig die Module entlang von in Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Führungen verschiebbar angeordnet, welche ein leichtes Verschieben und eine exakte Ausrichtung der Module im Flugzeugrumpf gewährleisten.

Weiters ist es von Vorteil, wenn die Module in einem, vorzugsweise kastenförmigen, im Flugzeugrumpf vorgesehenen Träger angeordnet sind. Dieser Träger gewährleistet eine sichere Verankerung der einzelnen Module und damit der gesamten Energiequelle im Flugzeugrumpf, und zwar auch gegen seitliches Verschieben bzw. Kippen. Außerdem kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Träger im Flugzeugrumpf, zumindest in Flugzeuglängsrichtung, bewegbar gelagert sein. Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, dass die Lage der im Träger verankerten Module und damit der Energiequelle relativ zum Flugzeugrumpf verändert und damit eine optimale Gewichtsverteilung erreicht werden kann, oder gezielte Verlagerungen zur Optimierung der Flugeigenschaften und des Gesamtwirkungsgrades vorgenommen werden können.

Zu diesem Zweck kann der Träger an einem Ende, vorzugsweise am in Flugzeuglängsrichtung hinteren Ende, mit einem in Flugzeuglängsrichtung abstehenden Lagerzapfen und an einem Ende, vorzugsweise am in Flugzeuglängsrichtung vorderen Ende, mit einem Gleitlager versehen sein. Entlang der Zapfenachse kann dann eine Verschiebung des Trägers in Flugzeuglängsrichtung erfolgen. Diese Ausbildung als Dreipunktlagerung verhindert aber auch die Übertragung von Torsionen des Flugzeugrumpfes auf den Träger.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Module mit einem, vorzugsweise seilförmigen Zugorgan verbindbar, wodurch ein einfaches Verschieben der Module entlang der Führungen in Richtung zur Öffnung erfolgen kann.

Um die Module leicht aus der Öffnung im Flugzeugrumpf herausheben zu können, können diese mit, vorzugsweise umklappbaren, Haltegriffen versehen sein.

Ferner ist es von Vorteil, dass zumindest die parallel zur Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenflächen der Module in Abstand von den Wänden des kastenförmigen Trägers angeordnet sind. Dadurch wird zwischen den Wänden des kastenförmigen Trägers und den Modulen ein Kanal gebildet, der von Luft durchströmt wird und als Kühl- oder Heizluftkanal für die Energiequelle dienen kann. Um die Luftströmung in diesem Kanal aufrechtzuerhalten, kann im Bereich eines stirnseitigen Endes des Trägers ein Lüfterflügel vorgesehen sein.

Eine einfache Ausführungsform ergibt sich weiters dann, wenn ein Modul, nämlich vorzugsweise das in Flugzeuglängsrichtung gesehen vorderste Modul, mit einer im Flugzeugrumpf angeordneten, vorzugsweise elektronischen Regelungseinrichtung kuppelbar ist, durch welche eine Regelung der Energiezufuhr zum Antriebsmotor erfolgt.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Propellerflugzeug in Draufsicht. Fig. 2 stellt in größerem Maßstab den durch einen Kreis in Fig. 1 gekennzeichneten Teil des Propellerflugzeuges in einem Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 dar. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 in größerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 5 zeigt in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung die Vorgangsweise bei der Entfernung der Module aus dem Flugzeugrumpf.

In der Zeichnung ist ein Motorsegler dargestellt, der eine Pilotenkanzel 1, einen Flugzeugrumpf 2 und Tragflügel 3 umfasst und mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor zum Antrieb eines Propellerflügels 4 versehen ist. Der Antriebsmotor wird durch eine Akkumulatorenbatterie gespeist, die aus einzelnen miteinander gekuppelten, im Flugzeugrumpf 2 untergebrachten Modulen 5 besteht, welche über eine Öffnung 6 in den Flugzeugrumpf eingebracht werden können. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die einzelnen Module 5 verschieden groß und weisen Abmessungen auf, die dem Querschnitt des Flugzeugrumpfes 2 angepasst sind, sodass eine optimale Ausnützung des Platzangebotes erfolgt. An den einander gegenüberliegenden Stirnseiten 7 sind Steckverbindungen 8 (siehe Fig. 4), bestehend aus Stiften und diese Stifte aufnehmenden Hülsen zur elektrischen Verbindung der einzelnen Module vorgesehen, sodass nach Herstellung dieser Verbindung die Module 5 eine Akkumulatorenbatterie bilden. Das in Flugzeuglängsrichtung gesehen vorderste Modul 5 ist über eine solche Steckverbindung an eine elektronische Regelungseinrichtung 9 für den nicht dargestellten Antriebsmotor angekuppelt.

Die einzelnen Module 5 sind entlang von in Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Führungen 10 verschiebbar angeordnet, die, wie aus Fig. 4 hervorgeht, beispielsweise von Schwalbenschwänzen gebildet sind. Die Führungen sind am Boden eines kastenförmigen, im Flugzeugrumpf 2 angeordneten Trägers 11 vorgesehen. Diese Führungen 10 ermöglichen es, die nacheinander über die Öffnung 6 im vorderen Bereich des Flugzeugrumpfes 2 in diesen eingesetzten Module 5 in Richtung zum sich verjüngenden hinteren Ende des Flugzeugrumpfes 2 zu verschieben.

Der kastenförmige Träger 11 ist im Flugzeugrumpf 2 zumindest in Flugzeuglängsrichtung bewegbar gelagert. Dazu weist der kastenförmige Träger 11 an seinem hinteren Ende einen abstehenden Lagerzapfen 12 auf, der in einem Spant 13 im Flugzeugrumpf 2 sowohl drehbar als auch in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist. An seinem vorderen Ende ist der kastenförmige Träger 11 mit Gleitlagern 14 versehen, entlang welcher eine Verschiebung des kastenförmigen Trägers 11 erfolgen kann. Durch diese Bewegungsmöglichkeit des kastenförmigen Trägers 11 und damit der aus den einzelnen Modulen 5 zusammengesetzten Akkumulatorenbatterie können Schwerpunktverlagerungen beispielsweise durch das Ausschwenken des Fahrwerkes kompensiert werden. Es sind auch gezielte Verlagerungen anstelle einer Höhentrimmung oder Langsam-Schnellflug und Kreiselkonfiguration realisierbar, wodurch neben den Flugeigenschaften auch der Gesamtwirkungsgrad des Flugzeuges optimiert wird.

Die Seitenflächen 15 der Module 5 sind in Abstand von den Wänden 16 des kastenförmigen Trägers 11 angeordnet, sodass ein sich in Flugzeuglängsrichtung erstreckender Kanal 17 entsteht, durch welchen Luft zur Kühlung oder Heizung hindurchgeführt werden kann. Die Luftströmung wird hierbei durch einen im Bereich des vorderen stirnseitigen Endes des kastenförmigen Trägers 11 angeordneten Lüfterflügel 18 erzielt. Am hinteren Ende des kastenförmigen Trägers tritt die Luft aus dem Kanal 17 über eine Öffnung 19 im kastenförmigen Träger 11 aus.

Um die einzelnen Module, beispielsweise zwecks Aufladung aus dem Flugzeugrumpf 2 zu entfernen, können diese Module mit einem seilförmigen Zugorgan 20 gekuppelt werden, das über eine Umlenkung 21 aus der Öffnung 6 herausgeführt wird. Zum Trennen der miteinander gekuppelten Module, insbesondere zum Lösen der Steckverbindungen 8, sind in den Stirnseiten 7 Ausnehmungen 22 vorgesehen, in welche ein beispielsweise einen ovalen Querschnitt aufweisendes Trennwerkzeug eingeführt werden kann, durch dessen Verdrehung benachbarte Module auseinander bewegt werden.

Zur besseren Handhabung weisen die Module umklappbare Haltegriffe 23 auf.

Claims (14)

1. Propellerflugzeug, insbesondere Motorsegler, mit einem Antriebsmotor, insbesondere einem Elektromotor, der von einer Energiequelle, insbesondere von einer Akkumulatorenbatterie, gespeist ist, wobei die Energiequelle im Flugzeugrumpf (2) über eine in diesem vorgesehen Öffnung (6) entfernbar untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle aus mehreren miteinander kuppelbaren Modulen (5) besteht, und dass die im Flugzeugrumpf (2) vorgesehene Öffnung (6) der Größe eines einzelnen Moduls (5) angepasst ist.

2. Propellerflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5) an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten (7) mit Kupplungen, insbesondere Steckkupplungen (8), für die Herstellung eines Energieflusses versehen sind.

3. Propellerflugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5) an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten (7) mit Einrichtungen zum Entkuppeln, beispielsweise mit Ausnehmungen (22) zum Einführen eines Trennwerkzeuges, versehen sind.

4. Propellerflugzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5) entlang von in Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Führungen (10) verschiebbar angeordnet sind.

5. Propellerflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5) in einem, vorzugsweise kastenförmigen, im Flugzeugrumpf (2) vorgesehenen Träger (11) angeordnet sind.

6. Propellerflugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) im Flugzeugrumpf (2), zumindest in Flugzeuglängsrichtung, bewegbar gelagert ist.

7. Propellerflugzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) an einem Ende, vorzugsweise am in Flugzeuglängsrichtung hinteren Ende, mit einem in Flugzeuglängsrichtung abstehenden Lagerzapfen (12) versehen ist.

8. Propellerflugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) an einem Ende, vorzugsweise am in Flugzeuglängsrichtung vorderen Ende, mit einem Gleitlager (14) versehen ist.

9. Propellerflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5) mit einem, vorzugsweise seilförmigen, Zugorgan (20) zum Verschieben entlang der Führungen (10) verbindbar sind.

10. Propellerflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (5) mit, vorzugsweise umklappbaren, Haltegriffen (23) versehen sind.

11. Propellerflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die parallel zur Flugzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenflächen (15) der Module (5) in Abstand von den Wänden (16) des kastenförmigen Trägers (11) angeordnet sind.

12. Propellerflugzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich eines stirnseitigen Endes des Trägers (11) ein Lüfterflügel (18) vorgesehen ist.

13. Propellerflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul (5) mit einer im Flugzeugrumpf (2) vorgesehenen, vorzugsweise elektronischen, Regelungseinrichtung (8) kuppelbar ist.

14. Propellerflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen, insbesondere der Querschnitt, der einzelnen Module (5) jenen des Flugzeugrumpfes (2) angepasst sind.