DE10125734A1 - Fernsteuerbares Fluggerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fernsteuerbares Fluggerät, insbesondere einen fernsteuerbaren Ultraleichthelikopter, mit zumindest einem Rotorblatt (104), dessen Anstellwinkel (alpha) einstellbar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstellung des Anstellwinkels (alpha) des zumindest einen Rotorblattes (104) durch eine Kraft, insbesondere eine direkt in die Rotationsachse des Rotorblattes eingebrachte Torsionskraft, erfolgt, die über ein Magnetfeld erzeugt wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zumindest einer Spule (106) variierbar ist, die nicht Bestandteil eines Elektromotors ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein fernsteuerbares Fluggerät, insbesondere einen fernsteuerbaren Ultra­ leichtmodellhelikopter, mit zumindest einem Rotorblatt, dessen Anstellwinkel einstellbar ist.

Stand der Technik

Beispielsweise im Zusammenhang mit Modellhelikoptern ist es bekannt, den Auftrieb sowie Nick-/Roll des Hauptro­ tors über ein komplexes Gestänge zu steuern, das an Ser­ vomotoren angeschlossen ist. Zum Antrieb des Heckrotors sind insbesondere zwei Lösungen üblich. Bei der ersten Lösung erfolgt die Verbindung des Heckrotors mit dem Hauptantrieb über ein Getriebe, das durch einen Servomo­ tor gesteuert wird, eine optionale Kupplung und eine Abtriebswelle. Bei der zweiten Lösung wird der Heckrotor von einem separaten Motor angetrieben. Die erste Lösung wird üblicherweise herangezogen, wenn ein Verbrennungs­ motor als Hauptantrieb verwendet wird. Ein zweiter, nur für den Antrieb des Heckrotors vorgesehener Verbren­ nungsmotor wäre, insbesondere im Bereich des Heckrotors, zu schwer. Ein Elektromotor benötigt einen aufwendigen Generator oder schwere Akkus. Die zweite Lösung wird insbesondere bei elektrisch angetriebenen Modellen ein­ gesetzt, weil als Antrieb für den Heckrotor aufgrund der geringen benötigten Leistung derzeit ausschließlich Elektromotoren verwendet werden können. Ferner ist es bekannt, das Gyro-System, das zur Stabilisierung um die Hauptrotorwelle den Heckrotorschub regelt (beziehungs­ weise weitere Raumachsen wie beispielsweise Nick oder Roll), als ein separates System in einem eigenen Gehäuse vorzusehen, das an das Gesamtsystem angeschlossen werden kann.

Die beschriebenen konstruktiven Ausführungen haben zur Folge, dass herkömmliche Konstruktionen relativ schwer­ gewichtig sind, weil sie neben den genannten konstrukti­ ven Merkmalen besonders hinsichtlich Steifheit und Fes­ tigkeit dahingehend optimiert sind, einen eventuellen Absturz zu überstehen ohne größeren Schaden zu nehmen. Jedes Mehrgewicht benötigt wiederum stärkere und dadurch notwendigerweise schwerere Motoren und deren Energiever­ sorgung, wie zum Beispiel Akkus. Dies führt dazu dass bisher beispielsweise kein kommerzielles Angebot von Modellhelikoptern mit einem Gewicht < 200 Gramm exis­ tiert. Die Helikopter, die diese Grenze erreichen, ba­ sieren noch auf herkömmlicher Technologie und werden oft als sogenannte Indoor-Helikopter angeboten. Die Erfah­ rung zeigt jedoch, dass vor allem Fluganfänger Probleme haben, das Modell in Zimmerräumen erfolgreich zu steu­ ern, daher sind mit Indoor eher Hallenräume gemeint. Bei Abstürzen nimmt das Modell trotz robuster Bauweise oft­ mals Schaden, Grund hierfür ist das immer noch recht hohe Gewicht und die damit verbundenen Trägheitskräfte des Modellhelikopters. Um den Auftrieb des Hauptrotors variabel zu steuern (Pitch, Nick und Roll), wird in her­ kömmlichen Hauptrotorsteuerungen eine variable Steuerung des Anstellwinkels der Rotorblätter über Servomotoren, Taumelscheibe, Hillerpaddel und so weiter erreicht. Es sind zwar einzelne Prototypen von Modellhelikoptern be­ kannt, die bis zu 40-50 Gramm leicht sind, jedoch basie­ ren auch diese Prototypen auf der herkömmlichen Techno­ logie, sind entsprechend aufwendig herzustellen und sind daher für eine Serienfertigung ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fernsteu­ erbares Fluggerät, insbesondere einen fernsteuerbaren Ultraleichtmodellhelikopter, anzugeben, das kostengüns­ tig hergestellt und relativ einfach montiert werden kann und der gegenüber bekannten fernsteuerbaren Fluggeräten ein verringertes Gewicht aufweist.

Vorteile der Erfindung

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch die im An­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße fernsteuerbare Fluggerät baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass die Einstellung des Anstellwinkels des zumindest einen Rotorblattes, ohne Verwendung eines Elektromotors mit rotierenden Elementen, durch eine Kraft, insbesondere eine direkt in die Rotationsachse des Rotorblattes ein­ gebrachte Torsionskraft, erfolgt, die über ein Magnet­ feld erzeugt wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zumindest einer Spule variierbar ist. Durch die er­ findungsgemäße Lösung kann auf beim Stand der Technik eingesetzte Servomotoren verzichtet werden, wodurch niedrigere Herstellungskosten und ein verringertes Ge­ wicht erzielt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die Spule derart angesteuert, dass sich der ge­ wünschte Anstellwinkel ergibt, wenn sich die auf das Rotorblatt wirkenden Kräfte bezüglich dem Anstellwinkel im Gleichgewicht befinden. Dies erfolgt vorteilhafter­ weise in Form einer Regelung.

Die zumindest eine Spule wird vorzugsweise impulsförmig angesteuert. Dies ermöglicht beispielsweise eine volldi­ gitale Steuerung beziehungsweise Regelung des Anstell­ winkels.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die die Einstellung des Anstellwinkels des zumindest einen Rotorblattes be­ wirkende Kraft über einen Verbindungswinkel als Torsi­ onskraft in das Rotorblatt übertragen wird, der derart an dem zumindest einen Rotorblatt angelenkt ist, dass die Stellung des Verbindungswinkels den Anstellwinkel des zumindest einen Rotorblattes festlegt. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise denkbar, dass ein Verbindungswinkel einem Rotorblatt zugeordnet ist oder dass jedem Rotorblatt ein Verbindungswinkel zugeordnet ist. Die zuletzt genannte Lösung kommt insbesondere in Betracht, wenn mehrere Rotorblätter vorgesehen sind, deren Anstellwinkel unabhängig voneinander einstellbar sind.

In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verbindungshebel um eine Achse senkrecht zur Rotor­ drehachse schwenkbar ist. Dabei schneidet die Schwenk­ achse vorzugsweise die Rotorhauptachse.

Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fluggerätes kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Spule an einer Rotorplatte angeordnet ist, die mit einer Rotorachse in Verbindung steht. Bei einer derarti­ gen Ausführungsform kann in vielen Fällen auf zur Kraft­ übertragung eingesetzte Stößel und dergleichen verzich­ tet werden.

Insbesondere in diesem Zusammenhang ist vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrische Ansteuerung der zumin­ dest einen Spule über Schleifkontakte erfolgt. Diese Schleifkontakte können beispielsweise an einer Rotor­ platte angeordnet sein, die ein oder mehrere Rotorblät­ ter lagert.

Insbesondere im vorstehend erwähnten Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass an zumindest einem Ver­ bindungshebel zumindest ein Permanentmagnet angeordnet ist, der einen Beitrag zu dem Magnetfeld liefert. Ein derartiger Permanentmagnet kann weiterhin als Aus­ gleichsgewicht wirken und über die Zentrifugalkraft dazu beitragen, dass ein oder mehrere Rotorblätter bezüglich des Anstellwinkels in eine vorgegebene Stellung bewegt werden, beispielsweise in eine Ruhestellung oder in eine Stellung in der bezüglich dem Anstellwinkel Kräfte­ gleichgewicht herrscht. In diesem Zusammenhang können gegebenenfalls auch geeignete Anschlagelemente vorgese­ hen werden, beispielsweise zwischen einer Rotorplatte und einem Verbindungswinkel.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin Ausfüh­ rungsformen, bei denen vorgesehen ist, dass die die Ein­ stellung des Anstellwinkels des zumindest einem Rotor­ blattes bewirkende Kraft über zumindest einen Stößel übertragen wird. Ein derartiger Stößel ist vorzugsweise im Bereich der Drehachse des zumindest ein Rotorblatt aufweisenden Rotors angeordnet und kann sich beispiels­ weise in den Rumpf des Fluggerätes erstrecken, um dort mit nicht rotierenden Elementen zusammenzuwirken.

Insbesondere in diesem Zusammenhang kann weiterhin vor­ gesehen sein, dass der zumindest eine Stößel an dem Ver­ bindungshebel angelenkt ist. Dies kann beispielsweise über einen abgewinkelten Abschnitt des Stößels und eine an dem Verbindungshebel vorgesehene Öse erfolgen. Je nach Anordnung der Öse entlang des radial geführten Tei­ les des Verbindungshebels ergibt sich somit auch ein Anschlag zwischen abgewinkeltem Abschnitt des Stößels und dem Verbindungswinkel wodurch ein maximaler Anstell­ winkel festgelegt ist.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass an dem zumindest einen Stößel zumindest ein Permanentmagnet angeordnet ist, der einen Beitrag zu dem Magnetfeld lie­ fert. Diese Ausführungsform kommt, ohne darauf be­ schränkt zu sein, insbesondere dann in Frage, wenn der Stößel im Rumpf des Fluggerätes mit nicht rotierenden Elementen zusammenwirkt.

Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass die zumindest eine Spule an einem nicht rotierenden Element des Fluggerätes be­ nachbart zu dem zumindest einen Permanentmagneten ange­ ordnet ist. Dabei sind beispielsweise Lösungen denkbar, bei denen der Permanentmagnet an einem axialen Ende des Stößels oberhalb der Spule angeordnet ist oder bei denen die Spule bezogen auf den Stößel radial benachbart zum Permanentmagneten angeordnet ist.

Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fluggerätes kann vorgesehen sein, dass es zumindest zwei Rotorblätter aufweist, deren Anstellwinkel unabhängig voneinander einstellbar sind, und dass jedem der zumin­ dest zwei Rotorblätter zumindest eine Spule zugeordnet ist. Wenn die Anstellwinkel der Rotorblätter durch eine entsprechende Ansteuerung der jeweiligen Spulen unabhän­ gig voneinander eingestellt werden können, werden beson­ ders vorteilhafte Flugeigenschaften erzielt.

Insbesondere in diesem Zusammenhang kann weiterhin vor­ gesehen sein, dass ein biegeelastisches Verbindungsele­ ment so die Verbindungswinkel paarweise verbindet, dass senkrecht zu den Rotationsachsen angreifende Zentrifu­ galkräfte sich aufheben und eine zusätzliche Rückstell­ kraft entsteht, die die Rotationsachsen in die Ur­ sprungslage überführt.

Weiterhin kann bei dem Fernsteuerbares Fluggerät vorge­ sehen sein, dass die zwei mit den Rotorblättern verbun­ denen Verbindungshebel, deren Anstellwinkel unabhängig voneinander einstellbar ist, über ein biegeelastisches Element miteinander verbunden sind.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) umfasst, dass zumindest zwei Spulen, von denen jede einem Rotorblatt zugeordnet ist, jeweils derart angesteuert werden, dass die Anstellwinkel der zumindest zwei Rotorblätter gleichsinnig verändert werden. Diese gleichsinnige Veränderung beziehungsweise Einstellung der Anstellwinkel kann beispielsweise durch das Anlegen einer Gleichspannung an die zumindest eine Spule erfol­ gen, insbesondere einer gepulsten Gleichspannung, die durch volldigitale Mittel bereitgestellt werden kann.

Zusätzlich oder alternativ kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse nicht-koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) umfasst, dass zumindest zwei Spulen, von denen jede ei­ nem Rotorblatt zugeordnet ist, jeweils derart angesteu­ ert werden, dass die Anstellwinkel der zumindest zwei Rotorblätter gegensinnig verändert werden. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem die beiden Rotor­ blätter gleichzeitig zu einem bestimmten Zeitpunkt in­ nerhalb der Periodendauer des Hauptrotors immer wieder mit gegenpoligen Impulsen beaufschlagt werden. Dabei bestimmt die Länge dieser Impulse die Stärke der Nick- /Roll-Kräfte. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, um die Pitch- und die Nick-/Roll-Ansteuerung gleichzei­ tig zu erreichen, die Pitch- und Nick-/Roll-Impulse nicht einfach mit Nick-/Roll-Priorität zu überlagern, weil es dadurch zu Wechselwirkungen zwischen Pitch und Nick/Roll kommen kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch Ausführungsfor­ men, bei denen vorgesehen ist, dass das fernsteuerbare Fluggerät zumindest zwei Rotorblätter aufweist, deren Anstellwinkel gekoppelt einstellbar sind. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein einziger Verbindungswinkel eingesetzt werden, der die zur Einstellung der Anstell­ winkel erforderliche Kraft überträgt. Eine entsprechende Koppelung der Rotorblätter ermöglicht besonders einfache und daher leichte und kostengünstige Konstruktionen.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Flug­ gerätes kann vorgesehen sein, dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) umfasst, dass eine Gleichspannung, insbesondere eine impulsförmige Gleichspannung an die zumindest eine Spule angelegt wird, die zumindest einem Rotorblatt zu­ geordnet ist.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse nicht- koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) umfasst, dass eine Wechselspannung, insbesondere eine impulsför­ mige Wechselspannung an die zumindest eine Spule ange­ legt wird, die zumindest einem Rotorblatt zugeordnet ist. In Fällen, in denen sowohl der koaxiale Auftriebs­ anteil als auch der nicht-koaxiale Auftriebsanteil über impulsförmige Spannungen eingestellt werden, können sich die jeweiligen Impulsdauern unterscheiden und beispiels­ weise von einer Regelungsschaltung festgelegt werden.

Insbesondere im vorstehend erwähnten Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Periode der Wechselspannung mit der an der zumindest einen Spule angelegten Drehzahl des zumindest einen Rotorblattes synchronisiert ist. Eine derartige Synchronisierung er­ gibt einen schwingungsarmen Betrieb.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) und die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse nicht-koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) überlagert wird. Um eine maximale Nick-/Roll- Steuerfähigkeit aufrechtzuerhalten und dennoch eine un­ abhängige Pitch- und Nick-/Roll-Ansteuerung zu erhalten, kann in diesem Zusammenhang beispielsweise eine Impuls­ folge eingesetzt werden, die für den Pitch derart verän­ dert wird, dass bei Zugabe von Nick-/Roll-Impulsen der Vertikalauftrieb konstant bleibt. Hierzu können bei­ spielsweise die Pitch-Impulse verlängert werden.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfin­ dungsgemäßen Fluggerätes ist vorgesehen, dass die An­ steuerung der zumindest einen Spule volldigital erfolgt. Dies gilt insbesondere wenn eine digitale Regelungsein­ richtung eingesetzt wird.

Zusätzlich oder alternativ kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei der Ansteuerung der zumindest einen Spule bei gleichzeitiger Pitch-Ansteuerung und Nick/Roll- Ansteuerung eine Impulsbreitenkorrektur erfolgt.

Jeder Bausatz, der zur Herstellung eines fernsteuerbaren Fluggerätes, insbesondere eines Ultraleichtmodellheli­ kopters, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ge­ eignet ist, fällt in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a eine Drauf- und Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfin­ dungsgemäßen Fluggerätes;

Fig. 1bi bis 1biii Beispiele für elektrische Ansteuerungsprofile zur Einstellung von Anstellwinkeln;

Fig. 1c eine Drauf- und Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfin­ dungsgemäßen Fluggerätes;

Fig. 1d eine Seitenansicht einer Stößelanordnung zur Übertragung einer Kraft zur Einstellung eines Anstellwinkels;

Fig. 1e eine Drauf- und Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfin­ dungsgemäßen Fluggerätes;

Fig. 1f eine Drauf- und Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfin­ dungsgemäßen Fluggerätes;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Heckrotorantriebs des erfindungsgemäßen Flugge­ räts;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform eines Gyro-Systems für das erfin­ dungsgemäße Fluggerät;

Fig. 4a eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lan­ degestells für das erfindungsgemäße Fluggerät;

Fig. 4b das Landegestell gemäß Fig. 4a im unbelasteten und im belasteten Zustand;

Fig. 4c das Landegestell von Fig. 4a, wobei eine Hal­ terung zur Befestigung eines Akkus vorgesehen ist;

Fig. 5 eine Ausführungsform einer verschiedene Elemen­ te tragenden Platine, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fluggerät verwendet wer­ den kann; und

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiel er­ folgt beispielhaft für einen Ultraleichtmodellhelikop­ ter.

Fig. 1a zeigt eine Drauf- und Seitenansicht einer ers­ ten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfindungsge­ mäßen Fluggerätes. An einer Hauptrotorplatte 103, die mit einer gelagerten Hauptrotorachse 108 verbunden ist, sind zwei über (nicht dargestellte) Abgreifkontakte elektrisch angeschlossene Spulen 106 symmetrisch zur Hauptrotorachse 108 befestigt. Ebenfalls an der Hauptro­ torplatte 103 befestigt sind zwei Drehlager 102, in de­ nen jeweils ein Verbindungswinkel 101 gelagert ist, an dessen entgegengesetzten Enden ein Permanentmagnet 105 und ein Rotorblatt 104 befestigt sind. Der Permanentmag­ net 105 ist so angeordnet, dass ein Gleichstrom 107 durch die Spulen 106 zu einer Auslenkung des Verbin­ dungswinkels 101 und damit einem veränderten Anström­ beziehungsweise Anstellwinkel α der Rotorblätter führt. Durch den veränderten Anströmwinkel α ändert sich auch die Geschwindigkeit der sich bei drehendem Rotorkopf durch die Rotorblätter 104 nach unten beziehungsweise oben beschleunigten Luft und damit der Auftrieb der Kon­ struktion. Wird der Spulenstrom 107 wieder unterbrochen, wirken durch die Zentrifugalkraft des Verbindungswinkels 101 und des daran befestigten Permanentmagneten 105 so­ wie durch die an den Rotorblättern 104 angreifenden Kräfte zur Beschleunigung der Luft der Auslenkung entge­ gen, so dass der Verbindungswinkel 101 wieder in eine Nulllage zurückgestellt wird. Ein Überschwingen wird durch die dämpfenden Eigenschaften der Rotorblätter 104 weitgehend verhindert. Durch Anbringen eines dämpfenden, jedoch flexiblen Anschlags 109 an der Hauptrotorplatte 103 unterhalb des Verbindungswinkels 101 kann das Über­ schwingen praktisch vollständig verhindert werden. Durch Anbringen eines die Verbindungswinkel 101 verbindenden biegeelastischen Elements 113 können radial zu den Dreh­ achsen der Rotorblätter auftretende Zentrifugalkräfte, die durch die Verbindungswinkel 101 verursacht sind, aufgefangen werden, wodurch sich die Reibung in den Drehlagern 102 verringert. Dieser Aufbau lässt sich fol­ gender Maßen zur Steuerung eines Hauptrotors 100 ausnut­ zen: durch Anlegen eines Gleichstroms 107 an die Spule 106 kann die Auslenkung der Rotorblätter 104 permanent verändert werden und damit der Betrag des zur Hauptro­ torachse 108 koaxialen Auftriebs (Pitch). Durch Anlegen einer Wechselspannung, deren Periode synchronisiert ist mit der Drehzahl der Hauptrotorachse 108, kann ein kon­ stanter Auftriebsvektor erzeugt werden, der nicht mehr koaxial zur Hauptrotorachse 108 ist, sondern der aus einem koaxialen Auftriebsanteil (Pitch) und einem dazu senkrechten Seitenantrieb (Nick und Roll) besteht. Da­ durch erhält die Konstruktion dieselben Bewegungsfrei­ heitsgrade wie herkömmliche Hauptrotorsteuerungen, ist jedoch durch die direkte Ansteuerung wesentlich weniger träge und damit schneller ansteuerbar als servo-basierte Rotorsteuerungssysteme.

Fig. 1bi-1biii zeigen Beispiele für elektrische Ansteuerungsprofile zur Einstellung von Anstellwinkeln. Die Pitch-Ansteuerung wird durch eine gleichmäßige Im­ pulsfolge für beide Rotorblätter erreicht, wie sie in Fig. 1bi dargestellt ist. Um einen ruhigen, schwin­ gungsarmen Lauf zu erhalten, sollte die Impulsfolge eine Periodendauer haben, die klein ist gegenüber der Zeit, die benötigt wird, um ein Rotorblatt 104 von Ruhe- /Normalstellung auf Maximal-Pitch und zurück zur Ruhe- /Normalstellung zu bewegen. Die Nick-/Roll-Ansteuerung kann erfolgen, indem die beiden Rotorblätter 104 gleich­ zeitig zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb der Peri­ odendauer T des Hauptrotors 100 immer wieder mit gegen­ poligen Impulsen beaufschlagt werden, wie dies in Figur lbii dargestellt ist. Die Länge dieser Impulse bestimmt die Stärke der Nick-/Roll-Kräfte. Um Pitch und Nick- /Roll-Ansteuerung gleichzeitig zu erreichen, sollten die Pitch- beziehungsweise Nick-/Roll-Impulse nicht einfach mit Nick-/Roll-Priorität überlagert werden, weil es da­ durch zu Wechselwirkungen zwischen Pitch und Nick/Roll kommt. Dies rührt daher, dass bei einem Rotorblatt, bei dem Pitch- und Nick-/Roll-Impulse gleichgerichtet sind, die Nick-/Roll-Wirkung wesentlich geringer ist, als bei einem Rotorblatt, bei dem Pitch- und Nick-/Roll-Impulse entgegengesetzt sind. Um eine maximale Nick-/Roll- Steuerfähigkeit zu bewahren und dennoch unabhängige Pitch- und Nick-/Roll-Ansteuerungen zu erhalten, muss die Impulsfolge für den Pitch so verändert werden, dass bei Zugabe von Nick-/Roll-Impulsen der Vertikalauftrieb konstant bleibt. Dies kann relativ einfach durch Verlän­ gerung der Pitch-Impulse auf die Rotorblätter 104 er­ reicht werden, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 1biii dargestellt ist.

Fig. 1c zeigt eine Drauf- und Seitenansicht einer zwei­ ten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfindungsge­ mäßen Fluggerätes. Um unter Umständen fehleranfällige Schleifkontakte zur Herstellung einer elektrischen Ver­ bindung zu den Spulen 106 zu vermeiden, sind die Spulen 106 bei der in Fig. 1c dargestellten Ausführungsform in den nicht rotierenden Teil des Helikopters verlagert. Die Verbindung zwischen den Rotorblättern 104 und den Permanentmagneten 105 erfolgt hierbei über Verbindungs­ winkel 101, Ösen 110 und Stößelstangen 111, an denen die Permanentmagnete 105 befestigt sind. Die durch die Stö­ ßelstange 105 über die Öse 110 in den Verbindungswinkel 101 eingeleitete vertikale Kraft führt zu der bereits beschriebenen Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und dem beschriebenen Steuerungsverhalten, das heißt der Einstellung des Anstellwinkels α. Die Rückstellung der Rotorblätter 104 wird bei der in Fig. 1c dargestellten Ausführungsform sichergestellt, indem anstelle des prak­ tisch in die Drehachse verlegten Gewichtes des Perma­ nentmagneten 105 Gewichte 112 vorgesehen werden.

Fig. 1d zeigt eine Seitenansicht einer Stößelanordnung zur Übertragung einer Kraft zur Einstellung eines An­ stellwinkels. Die Darstellung gemäß Fig. 1d lässt sich insbesondere mit der in Fig. 1c dargestellten Ausfüh­ rungsform kombinieren. Gemäß der Darstellung von Fig. 1d sind die beiden Permanentmagnete 105a, 105b an den Enden zweier ineinander leichtgängig verschiebbarer Stö­ ßelstangen 111a, 111b befestigt. Die dünne Stößelstange 111b wird durch magnetische Kraft angetrieben, durch den an ihrem Ende befestigten Permanentmagnet 105b, indem durch die Spule 106b, die koradial zu einem Gleitlager 115b angeordnet ist, ein Strom fließt. Dies gilt analog für die dickere, als Rohr ausgeführte, Stößelstange lila, die die dünnere Stößelstange 111b in axialer Rich­ tung führt. Wesentliche Vorteile dieser Konstruktion sind, dass die Lagerung und die Krafteinleitung in die Permanentmagnete 105a, 105b in derselben Ebene erfolgen kann, was erhebliche Kostenvorteile bei der Realisierung der Konstruktion ergibt. Die Anordnung der Stößelstangen 111a, 111b ist frei von parasitären Zentrifugalkräften, die aufwendig durch Gegengewichte neutralisiert werden müssten. Durch Wahl eines genügend großen Abstands zwi­ schen den Lagern 115a, 115b ist es zudem einfach, die magnetische Wirkung der Spulen 106 zu entkoppeln.

Fig. 1e zeigt eine Drauf- und Seitenansicht einer drit­ ten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfindungsge­ mäßen Fluggerätes. Bei der in Fig. 1e dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine einfacher zu realisierende Variante der Hauptrotorsteuerung, die je­ doch trotzdem über Nick-/Roll-Steuermöglichkeiten ver­ fügt. Gemäß der Darstellung von Fig. 1e ist an der Hauptrotorplatte 103, die mit der Hauptrotorachse 108 verbunden ist, eine über (nicht dargestellte) Abgreif­ kontakte elektrisch angeschlossene Spule 106 befestigt. Ebenfalls an der Hauptrotorplatte 103 befestigt sind zwei Drehlager 102, in denen genau ein Verbindungswinkel 101 gelagert ist, der die beiden Rotorblätter 104 starr miteinander verbindet und an dessen Querauslegerenden ein Permanentmagnet 105 und ein Gegengewicht 114 ange­ bracht sind. Der Permanentmagnet 105 ist so angeordnet, dass ein Gleichstrom 107 durch die Spule 106 zu einer Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und damit einem veränderten Anström- beziehungsweise Anstellwinkel α der Rotorblätter 104 führt. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 1a werden die Rotorblätter 104 jedoch immer gegensinnig ausgelenkt. Wird der Spulenstrom 107 wieder unterbrochen, wirkt die Zentrifugalkraft des Verbin­ dungswinkels 101, des daran befestigten Permanentmagne­ ten 105 und des Gegengewichts 114 der Auslenkung entge­ gen, so dass der Verbindungswinkel 101 wieder in eine Nulllage zurückgestellt wird. Durch Anbringen eines fes­ ten, nicht federnden Anschlags 109 an der Hauptrotor­ platte 103 unterhalb des Verbindungswinkels 101 kann das Überschwingen praktisch vollständig verhindert werden. Dieses Prinzip lässt sich folgendermaßen zur Hauptro­ torsteuerung ausnutzen: durch Anlegen einer Wechselspan­ nung, deren Periode synchronisiert ist mit der Drehzahl der Hauptrotorachse 108 kann ein Kraftvektor erzeugt werden, der nicht-koaxial zur Hauptrotorachse 108 ist. Die in Fig. 1e dargestellte Ausführungsform ist eine erheblich vereinfachte Variante der Ausführungsform ge­ mäß Fig. 1a. Statt der Ansteuerung von Pitch und Nick- /Roll ermöglicht die in Fig. 1e dargestellte Ausfüh­ rungsform nur die Nick-/Roll-Ansteuerung der Rotorblät­ ter 104. Daher setzt diese Ausführungsform voraus, dass die Blattgeometrie der Rotorblätter 104 je nach Drehzahl einen bestimmten Auftrieb erzeugt und damit einem festen Pitch entspricht. Bezüglich der Impulsfolge zur Ansteue­ rung kann die Beschreibung der Nick-/Roll-Ansteuerung im Zusammenhang mit der Ausführungsform von Fig. 1a heran­ gezogen werden, die in der Fig. 1bii dargestellt ist.

Da keine Überlagerung mit Pitch-Impulsen vorkommt, ist eine Impulskorrektur, wie im Zusammenhang mit der Aus­ führungsform gemäß Fig. 1a beschrieben, nicht erforder­ lich.

Fig. 1f zeigt eine Drauf- und Seitenansicht einer vier­ ten Ausführungsform eines Hauptrotors des erfindungsge­ mäßen Fluggerätes. Um unter Umständen fehleranfällige Schleifkontakte zur Herstellung einer elektrischen Ver­ bindung zu der Spule 106 gemäß Fig. 1e zu vermeiden, ist die Spule 106 gemäß der Darstellung von Fig. 1f in den nicht rotierenden Teil des Helikopters verlagert. Die Verbindung zwischen den Rotorblättern 104 und den Permanentmagneten 105 erfolgt hierbei über den Verbin­ dungswinkel 101, die Öse 110 und die (abgewinkelte) Stö­ ßelstange 111, an der der Permanentmagnet 105 befestigt ist. Die durch die Stößelstange 111, über die Öse 110 und den Verbindungswinkel 101 eingeleitete vertikale Kraft führt zu der bereits beschriebenen Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und dem beschriebenen Steuerungs­ verhalten. Die Rückstellung der Rotorblätter 104 wird sichergestellt, indem das Gewicht des praktisch in die Drehachse gelegten Permanentmagneten 105 durch Gewichte 112 ersetzt wird, die an den äußeren Bereichen des Ver­ bindungswinkels 101 vorgesehen sind. Die Dämpfung eines Dämpfungselements kann verstärkt werden, indem eines der Gegengewichte 112 zur Beseitigung der Unwucht an der Hauptrotorplatte 103 befestigt wird, und nicht am Ver­ bindungswinkel 101. Dies führt dazu, dass in den Drehla­ gern 102 durch die nicht ausgeglichenen Zentrifugalkräf­ te der einzelnen Gewichte 112 eine erhöhte Lagerreibung auftritt, die einen dämpfenden Effekt im Bezug auf die Auslenkung der Rotorblätter 104 ausübt. Allerdings führt die erhöhte Lagerreibung unter Umständen auch zu einem erhöhten Verschleiß der Lager 102. Die Ausführungsform gemäß Fig. 1f entspricht im Wesentlichen der der Aus­ führungsform von Fig. 1d, wobei wahlweise eine der Stö­ ßelstangen 111 mit zugehöriger Anordnung aus Permanent­ magnet 105 und Spule 106 entfällt.

Wenn das erfindungsgemäße Fluggerät mit einer Kupplung ausgestattet ist, insbesondere zur Verbindung eines Ro­ tors 211 eines Ultraleichtmodellhelikopters mit einem Antriebsmotor, mit einem ersten Antriebselement 202, das von einem Antriebsmotor 214 in Rotation versetzt werden kann, und mit zumindest einer Abtriebswelle 204, auf die ein von dem Antriebsmotor (214) geliefertes Antriebsmo­ ment zumindest teilweise übertragen werden kann, kommen insbesondere die folgenden Merkmale als erfindungswe­ sentliche Weiterbildungen in Betracht:

• - dass eine Momentenübertragung auf die zumindest eine Abtriebswelle 204 über ein Laufrad 206 erfolgt,
• - dass eine Stellvorrichtung 207, 209 auf das Laufrad 206 eine variierbare Kraft F ausübt, um das Laufrad 206 gegebenenfalls gegen das erste Antriebselement 202 zu drücken, und
• - dass die Kraft F über ein Magnetfeld variiert wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zumindest einer Spule 205 beeinflussbar ist, die Bestandteil der Stellvorrichtung 205, 209 ist.
• - dass die Stellvorrichtung 205, 209 weiterhin ein magnetisierbares Element 209 aufweist, das in kraft­ schlüssiger Verbindung mit dem Laufrad 206 steht.
• - dass das magnetisierbare Element 209 durch einen Permanentmagneten 209 und/oder eine weitere Spule gebildet ist.
• - dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Laufrad 202 und dem magnetisierbaren Element 209 ü­ ber einen Hebel 208 erfolgt.
• - dass das Laufrad ohne elektrische Ansteuerung der Spule 205 eine Ruhestellung einnimmt, in der keine Momentenübertragung stattfindet.
• - dass die Abtriebswelle 204 elastisch biegbar ist.
• - dass die Abtriebswelle 204 eine Ruhestellung des Laufrades 202 vorgibt.
• - dass das erste Antriebselement 202 auf einer Welle 201 angeordnet ist, und dass auf der Welle 201 ein zweites Antriebselement 203 angeordnet ist, gegen das das Laufrad 202 ebenfalls mit einer variierbaren Kraft gedrückt werden kann, um die Abtriebswelle 204 mit entgegengesetzter Drehrichtung anzutreiben.
• - dass die Verbindung zwischen Laufrad 206 und einem ersten Antriebselement 202 beziehungsweise einem zweiten Antriebselement 203 reibschlüssig erfolgt.
• - dass die Welle 201 eine Hauptrotorwelle 201 ist, die einen Hauptrotor 212 antreibt.
• - dass die Abtriebswelle 204 mit einem Rotor 211 in Verbindung steht.
• - dass der Rotor 211 ein Heckrotor 211 ist.
• - dass die Abtriebswelle 204 im Bereich des Rotors 211 durch ein Lager 210 gelagert ist.
• - dass zumindest eine weitere Abtriebswelle vorgesehen ist, die wie die zumindest eine Abtriebswelle 204 angetrieben wird.
• - dass die Momentenübertragung auf die weitere Ab­ triebswelle unabhängig von der Momentenübertragung auf die zumindest eine Abtriebswelle 204 variierbar ist.
• - dass das erste Antriebselement 202 und/oder das zweite Antriebselement 203 eine Außenverzahnung auf­ weist, die in ein auf der Antriebsmotorabtriebswelle angeordnetes Zahnrad 213 eingreift, um das erste An­ triebselement 202 und/oder das zweite Antriebsele­ ment 203 in Rotation zu versetzen.
• - dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule 205 impulsförmig erfolgt.
• - dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule 205 volldigital erfolgt.
• - dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule 205 in Abhängigkeit von Signalen erfolgt, die von einem Gyro-System geliefert werden.
• - dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule 205 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Ab­ triebswelle 204 und/oder in Abhängigkeit von dem auf die Abtriebswelle 204 übertragenen Moment erfolgt.
• - dass der Antriebsmotor 214 derart angesteuert wird, dass die Drehzahl des ersten Antriebselements 202 und/oder des zweiten Antriebselements 203 unabhängig von dem auf die zumindest eine Abtriebswelle 204 übertragenen Moment einstellbar ist.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Heckrotorantriebs des erfindungsgemäßen Flugge­ räts. Der in Fig. 2 dargestellte Heckrotorantrieb ba­ siert auf dem Prinzip der elektromechanischen Kupplung. Dabei wird die Kraft von einem Elektromotor 214 über das aus den Zahnrädern 213 und 202 bestehende Getriebe auf die Hauptrotorwelle 201 und damit auf den Hauptrotor 212 übertragen, bei dem es sich insbesondere um den Hauptro­ tor 100 gemäß den Fig. 1a bis 1f handeln kann. Das auf der Hauptrotorwelle 201 angebrachte, an seiner Untersei­ te ebene Zahnrad 202 dient als Lauffläche für ein axial an der elastischen Heckrotorwelle 204 angebrachtes Lauf­ rad 206. Die vom Zahnrad 202 auf das Laufrad 206 über­ tragene Leistung kann reguliert werden, indem die An­ druckkraft über den über die Spule 205 und den Perma­ nentmagneten 209 betriebenen Hebel 208 durch unter­ schiedlich lange Stromimpulse 207 variiert wird. Dabei erfolgt die Rückstellung des Laufrades 206 nach jedem Impuls durch die Rückstellkraft der elastischen Heckro­ torwelle 204. Durch ein genügend weit vom Laufrad 206 angebrachtes Festlager 210 der Heckrotorwelle 204, kön­ nen die elastischen Rückstellkräfte so eingestellt wer­ den, dass einerseits genügend Kraft als Rückstellkraft zur Verfügung steht, um das Laufrad 206 wieder in die Ursprungsposition zu überführen, andererseits die Rück­ stellkraft jedoch klein genug gehalten werden kann, um von der Hebelvorrichtung überwunden zu werden. Optional besteht noch die Möglichkeit der Schubumkehr des Heckro­ tors 211, indem ein zweites Laufrad 203 an die Hauptro­ torwelle 201 angebracht wird, so dass das Laufrad 206 je nach Impulsfolge entweder durch das obere Zahn- bezie­ hungsweise Laufrad 202 oder das untere Laufrad 203 ange­ trieben wird oder in einer inaktiven Mittelstellung ver­ harrt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Aus­ führungsform eines Gyro-Systems für das erfindungsgemäße Fluggerät. Der in Fig. 3 dargestellte Lageregler funk­ tioniert nach dem Prinzip der Masseträgheit. Die Mess­ größe wird dabei induktiv erfasst. Es wird ein möglichst reibungsarm auf der Drehachse 302 gelagerter Rotor 301, dessen Schwerpunkt durch Austarieren mit einem Gegenge­ wicht 306 auf der Drehachse liegt, an einem Ende mit magnetisierbarem Material 303, beispielsweise Ferrit, versehen. Das magnetisierbare Material 303 wird direkt über eine Spule 304, die an demselben Rahmen befestigt ist wie auch die Drehachse 302 des Rotors 301, in Null­ lage positioniert. Bei Änderungen der Winkellage des Rotors 301 um die Drehachse 302 ändert sich die Indukti­ vität der Spule 304. Durch sukzessive Induktionsmessun­ gen in der Auswerteelektronik 305 können nun Abweichun­ gen von der Nulllage festgestellt werden. Wird dieses System in einen Modellhelikopter eingebaut und sind die Ebene, in der sich Hauptrotor und Rotor 301 des Gyro- Systems bewegen, parallel, dann entspricht die Auslen­ kung des Rotors 301 aus der Ruhelage einer absoluten Winkeländerung des Helikopters in der Ebene des Hauptro­ tors und kann als Messgröße für einen Heckrotorregler herangezogen werden. Die Spule 304 hat noch eine weitere Funktion zu erfüllen: möchte ein Anwender den Modellhe­ likopter während des Fluges um die Hauptrotorachse dre­ hen, darf diese Vorgabe nicht weggeregelt werden. Statt­ dessen muss die Auslenkung des Rotors 301 des Gyro- Systems um die Drehachse 302 verhindert werden. Dies geschieht, indem man einen Gleichstrom durch die Spule 304 fließen lässt, der in magnetisierbarem Material 302 eine Kraft induziert, die den Rotor 301 magnetisch über der Spule fixiert. Das in Fig. 3 dargestellte Gyro- System lässt sich anders als marktübliche Gyro-Systeme sehr leicht in den Aufbau eines Modellhelikopters integ­ rieren, siehe auch Beschreibung zur Fig. 5 beziehungs­ weise 6.

Fig. 4a zeigt eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lan­ degestells für das erfindungsgemäße Fluggerät. Fig. 4b zeigt das Landegestell gemäß Fig. 4a im unbelasteten und im belasteten Zustand und Fig. 4c zeigt das Lande­ gestell von Fig. 4a, wobei eine Halterung zur Befesti­ gung eines Akkus vorgesehen ist. Bei dem in den Fig. 4a bis 4c dargestellten Landegestell handelt es sich um ein neu konzipiertes, nach dem Feder-Dämpfer-Prinzip funktionierendes Landegestell mit integrierter Klemmvor­ richtung für den Helikopter-Aufbau. Das dargestellte Landegestell zeichnet sich vor allem durch sehr hohes Stoßabsorptionsvermögen bei geringem Gewicht und einfa­ cher Herstellbarkeit aus. Zusätzlich dient das Landege­ stell auch als Einspannvorrichtung für den Aufbau/Rahmen des Helikopters, an dem alle weiteren funktionalen Ele­ mente des Modellhelikopters angebracht sind. Die beiden Kufen 405 sind über Kufenhalterungen 404 und elastische Federelemente 401, 403 wie in Fig. 4a dargestellt über eine Platte 406 zu einem Schlitten verbunden. Dabei ist die Platte 406 entweder an der Oberseite des vorderen und hinteren Federelementes 401 beispielsweise durch Verkleben angebracht oder an der Unterseite des vorderen und hinteren Federelementes 403. Zwischen den vorderen beziehungsweise hinteren Federelementen kann dämpfendes Material 402 angebracht sein. Im oberen Teil von Fig. 4b ist das Landegestell im unbelasteten Zustand darge­ stellt. Die paarweise übereinanderliegenden Federelemen­ te liegen eng aneinander. Der untere Teil von Fig. 4b zeigt das Landegestell, das mit einer Kraft belastet wird. Die Kufen spreizen sich, die übereinanderliegenden Federelemente gehen auf Distanz. Bei richtiger Dimensio­ nierung kann der entstehende Spalt verwendet werden, um die Halteplatte des Helikopteraufbaus aufzunehmen, siehe Fig. 4c, oberer Teil. Nach Entlastung des Landegestells sind die Haltelaschen zwischen den Federelementen einge­ klemmt. Die in Fig. 4c gezeigten Bohrungen im Landege­ stell dienen zum Zentrieren der an den Haltelaschen be­ festigten Zentrierzapfen. Fig. 4c zeigt im unteren Teil, dass bei Verwendung magnetischer Zentrierzapfen die Befestigung von Akkus/Batterien mit magnetisierbaren Eisen- oder Nickelgehäuse möglich ist.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform einer verschiedene Elemente tragenden Platine, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fluggerät verwendet werden kann. Mit der in Fig. 5 dargestellten Platine lassen sich alle für die vorstehend erläuterten Funktionen erforderlichen Stellglieder und Mess-Bausteine auf einer Platte integ­ rieren, die sich zwischen Landegestell und Aufbau klem­ men lässt und selbst tragende Funktionen ausübt. Die völlige Integration von mechanischen und elektronischen Komponenten lässt sich durch Wahl der anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Systeme verwirklichen, indem die dort beschriebenen Spulenkörper, die als Stellglieder und beim Gyro-System auch als Teil eines Messsystems verwendet werden, auf einer wie in Fig. 5 dargestellten Steuerplatine Platz finden. Der in Fig. 5 gezeigte Auf­ bau besteht aus einem nach unten offenen U-förmigen Rah­ men, der aus einem in die Konstruktion zu integrierenden aktiven Abschnitt 501 mit Mess- und Stellgliedern 502, 503, 505, 506 und tragender mechanischer Funktion und einem passiven Abschnitt 508 besteht, auf dem aus­ schließlich elektronische Bauelemente, wie beispielswei­ se ein Mikrocontroller MC und ähnliches, angeordnet sind, die zur Auswertung von Messsignalen und zur Gene­ rierung von Steuersignalen aller im Abschnitt 508 ange­ brachten Komponenten dienen. Die beiden Abschnitte 501 und 508 sind über eine flexible Brücke 507 miteinander verbunden, auf der alle zwischen den Abschnitten 501 und 508 notwendigen Leiterbahnen verlaufen. Die auf dem Ab­ schnitt 501 angebrachten elektromechanischen Komponenten sind im einzelnen die Spule 506 zur Auslenkung des Ro­ tor-Verbindungswinkels (siehe Fig. 1d, Bezugszeichen 106b), die Spule 504 zum Ansteuern des Heckrotorantriebs. (siehe Fig. 2, Bezugszeichen 205) und die Gyro-Spule 505 zum Messen von Winkelabweichungen und als Stellglied (siehe auch Fig. 3, Bezugszeichen 304). Der Abschnitt 501 ist zusätzlich auch wichtiger Teil des mechanischen Aufbaus, indem er den unteren Teil des Aufbaus des Mo­ dellhelikopters darstellt und eines der Lager 506 für die Hauptrotorwelle enthält (siehe auch Fig. 1d, Be­ zugszeichen 115b) und über die Zentrierbohrungen oder Zapfen 502 auf dem in Fig. 4 beschriebenen Landegestell befestigt werden kann. Zusätzlich zu dem beschriebenen elektromechanischen und mechanischen Komponenten lassen sich auf der Platine wegen des beschränkten Platzange­ bots auch elektronische Bauelemente platzieren, wie bei­ spielsweise ein elektronischer Drehzahlmesser 509, der zur Bestimmung der Drehzahl des Hauptrotors vorgesehen ist. Weiterhin ist die völlige Integration aller Bautei­ le auf dem Platinenabschnitt 501 denkbar, so dass der passive Abschnitt 508 ganz entfallen kann.

Fig. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts. Platine und Aufbau lassen sich in zwei anhand von Fig. 6 be­ schriebenen einfachen Arbeitsgängen wie folgt verbinden: an dem anhand von Fig. 4 beschriebenen Landegestell 601 wird ein Platinenabschnitt 202 der in Fig. 5 mit 500 bezeichneten Platine befestigt, indem er auf Zentrier­ zapfen 604, die in Fig. 5 mit 502 bezeichnet sind, des Landegestells 601 gelegt beziehungsweise geschoben wird.

Danach werden die Haltelaschen 605 des Aufbaus durch Zusammendrücken der Rahmenseiten 606 in die durch Herun­ terdrücken des Landegestells 601 geweiteten Halterungen 607 (siehe auch Fig. 4b, unten) geschoben und nach dem Loslassen in die Haltezapfen 602 eingerastet. Ergebnis dieses Montagevorgangs ist eine zwischen Aufbau 603 und Landegestell 601 befestigte und über die Haltezapfen 602 zentrierte Platine. Der verbleibende seitlich überkra­ gende passive Platinenabschnitt (siehe Fig. 5, Bezugs­ zeichen 508) kann zwecks Platzökonomie und Stabilität an der Verbindungsbrücke (siehe Fig. 5, Bezugszeichen 507) an der Verbindungsstelle nach oben geknickt und am Rah­ men/Aufbau des Modellhelikopters beispielsweise mit ei­ nem Gummiring befestigt werden.

Die vorliegende Erfindung, insbesondere in Kombination mit den nur in der Figurenbeschreibung erläuterten Merk­ malen, die alle für die Lösung der Aufgabe wesentlich sein können, zeichnet sich durch die mögliche Leitbau­ weise, volldigital wirkende Stellglieder und neuartige Konzepte für den integrierten konstruktiven Aufbau aus. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung von Modellhelikoptern, die um zirka den Faktor 10-20 leicht­ gewichtiger sind als auf herkömmlicher Technologie ba­ sierende Modellhelikopter, bei gleichen oder geringeren Herstellungskosten. Durch die geringen Abmessungen der Bauteile, die durch die Erfindung möglich werden, werden die bei Abstürzen oftmals zerstörerisch wirkenden Biege­ momente im Verhältnis zur Festigkeit der Bauteile we­ sentlich geringer, so dass die auf der Erfindung basie­ renden Modelle mindestens ebenso robust sind, wie die auf herkömmlicher Technologie aufbauenden Modellhelikop­ ter. Das geringere Gewicht führt auch dazu, dass in den Rotoren während des Betriebs gespeicherte Energie und damit die Verletzungs- beziehungsweise Schadensgefahr wesentlich geringer ist, als bei herkömmlichen, deutlich schwereren Modellhelikoptern. Die Erfindung ergibt ein fernsteuerbares Fluggerät, das besonders leichtgewichtig ist, mit derzeitig erhältlichen Antriebsmotoren bei­ spielsweise nur wenige Gramm wiegt, und das dennoch zu­ verlässig und belastbar ist. Durch einen modularen Auf­ bau kann das Fluggerät außerdem leicht zu anderen Vari­ anten umgerüstet werden.

Obwohl mit den ursprünglichen Anmeldungsunterlagen nicht alle die folgenden Aspekte betreffenden Merkmale bean­ sprucht werden, werden insbesondere die folgende Teilas­ pekte als erfindungswesentlich angesehen:

• - volldigitale Ansteuerung des Hauptrotors über Mag­ netschieber
• - volldigitale Ansteuerung des Heckrotors über digital angesteuerte Kupplungselemente
• - vollintegriertes elektromechanisches Gyro-System
• - neukonzipiertes, nach dem Feder-Dämpfer-Prinzip funktionierendes Landegestell mit integrierter Klemmvorrichtung, beispielsweise für den Helikopter- Aufbau
• - völlige Integration aller für die vorstehend genann­ ten Funktion notwendigen Stellglieder und Mess- Bausteine auf einer Platine, die sich zwischen Lan­ degestell und Aufbau klemmen lässt und selbst tra­ gende Funktionen ausübt.

Claims (24)

1. Fernsteuerbareres Fluggerät, insbesondere fernsteuer­ barer Ultraleichtmodellhelikopter, mit zumindest einem Rotorblatt (104), dessen Anstellwinkel (α) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Anstellwinkels (α) des zumindest einen Rotorblattes (104), ohne Verwendung eines Elektromotors mit rotieren­ den Elementen, durch eine Kraft, insbesondere eine di­ rekt in die Rotationsachse des Rotorblattes eingebrachte Torsionskraft, erfolgt, die über ein Magnetfeld erzeugt wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zumin­ dest einer Spule (106) variierbar ist.

2. Fernsteuerbares Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld durch zumindest ei­ nen Permanentmagneten (105) und die zumindest eine Spule (106) erzeugt wird.

3. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumin­ dest eine Spule (106) impulsförmig angesteuert wird.

4. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ein­ stellung des Anstellwinkels (α) des zumindest einen Ro­ torblattes (104) bewirkende Kraft über einen Verbin­ dungswinkel (101) als Torsionskraft in das Rotorblatt (104) übertragen wird, der derart an dem zumindest einen Rotorblatt (104) angelenkt ist, dass die Stellung des Verbindungswinkels (101) den Anstellwinkel (α) des zu­ mindest einen Rotorblattes (104) festlegt.

5. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbin­ dungshebel (101) um eine Achse senkrecht zur Rotordreh­ achse (108) schwenkbar ist.

6. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumin­ dest eine Spüle (106) an einer Rotorplatte (103) ange­ ordnet ist, die mit einer Rotorachse (108) in Verbindung steht.

7. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektri­ sche Ansteuerung der zumindest einen Spule (106) über Schleifkontakte erfolgt.

8. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Verbindungshebel (101) zumindest ein Permanentmag­ net (105) angeordnet ist, der einen Beitrag zu dem Mag­ netfeld liefert.

9. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ein­ stellung des Anstellwinkels (α) des zumindest einen Ro­ torblattes (104) bewirkende Kraft über zumindest einen Stößel (111) übertragen wird.

10. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu­ mindest eine Stößel (111) an dem Verbindungshebel (101) angelenkt ist.

11. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zumindest einen Stößel (111) zumindest ein Permanentmag­ net (105) angeordnet ist, der einen Beitrag zu dem Mag­ netfeld liefert.

12. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu­ mindest eine Spule (106) an einem nicht rotierenden Ele­ ment des Fluggerätes benachbart zu dem zumindest einen Permanentmagneten (105) angeordnet ist.

13. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zumin­ dest zwei Rotorblätter (104) aufweist, deren Anstellwin­ kel (α) unabhängig voneinander einstellbar sind, und dass jedem der zumindest zwei Rotorblätter (104) zumin­ dest eine Spule (106) zugeordnet ist.

14. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei mit den Rotorblättern (104) verbundenen Verbindungshebel (101), deren Anstellwinkel (α) unabhängig voneinander einstellbar ist, über ein biegeelastisches Element (113) miteinander verbunden sind.

15. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu­ erung eines zu einer Hauptrotorachse (108) koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) umfasst, dass zumindest zwei Spulen (106), von denen jede einem Rotorblatt (104) zu­ geordnet ist, jeweils derart angesteuert werden, dass die Anstellwinkel (α) der zumindest zwei Rotorblätter (104) gleichsinnig verändert werden.

16. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu­ erung eines zu einer Hauptrotorachse (108) nicht- koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) umfasst, dass zumindest zwei Spulen (106), von denen jede einem Rotorblatt (104) zugeordnet ist, jeweils derart ange­ steuert werden, dass die Anstellwinkel (α) der zumindest zwei Rotorblätter (104) gegensinnig verändert werden.

17. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zumin­ dest zwei Rotorblätter (106) aufweist, deren Anstellwin­ kel (α) gekoppelt einstellbar sind.

18. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu­ erung eines zu einer Hauptrotorachse (108) koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) umfasst, dass eine Gleichspan­ nung, insbesondere eine impulsförmige Gleichspannung, an die zumindest eine Spule (106) angelegt wird, die zumin­ dest einem Rotorblatt (104) zugeordnet ist.

19. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu­ erung eines zu einer Hauptrotorachse (108) nicht- koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) umfasst, dass eine Wechselspannung, insbesondere eine impulsför­ mige Wechselspannung, an die zumindest eine Spule (106) angelegt wird, die zumindest einem Rotorblatt (104) zu­ geordnet ist.

20. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Peri­ ode der an der zumindest einen Spule (106) angelegten Wechselspannung mit der Drehzahl des zumindest einen Rotorblattes (104) synchronisiert ist.

21. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steu­ erung eines zu einer Hauptrotorachse (108) koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) und die Steuerung eines zu ei­ ner Hauptrotorachse (108) nicht-koaxialen Auftriebsan­ teils (Nick und/oder Roll) überlagert wird.

22. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die An­ steuerung der zumindest einen Spule (106) volldigital erfolgt.

23. Fernsteuerbares Fluggerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ansteuerung der zumindest einen Spule bei gleichzeitiger Pitch-Ansteuerung und Nick/Roll-Ansteuerung eine Impuls­ breitenkorrektur erfolgt.

24. Bausatz zur Herstellung eines fernsteuerbaren Flug­ gerätes, insbesondere eines Ultraleichtmodellhelikop­ ters, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.