Der
vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Luftfahrzeug
anzugeben, bei dem mindestens eines der obigen Probleme beseitigt
ist und eine einfache Konstruktion realisiert ist.
Erfindungsgemäß ist die
voranstehende Aufgabe durch ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
Danach ist das Luftfahrzeug derart ausgestaltet und weitergebildet,
dass die Flügelblätter um
eine Rotationsachse drehbar gelagert sind, dass der Blattwinkel
zur Erzeugung des Auftriebs während
der Drehung veränderbar
ist und dass die jeweiligen Schwenkachsen der Flügelblätter im Wesentlichen parallel
zur Rotationsachse angeordnet sind.
In
erfindungsgemäßer Weise
ist zunächst
erkannt worden, dass ein Luftfahrzeug der eingangs genannten Art
nicht zwangsweise als Hubschrauber mit Überkopf-Tragrotor ausgebildet sein muss, bei dem
die Flügelblätter und
damit auch die Schwenkachsen der Flügelblätter im Wesentlichen radial
zur Rotationsachse angeordnet sind. In weiter erfindungsgemäßer Weise
ist erkannt worden, dass eine besonders einfache Konstruktion der
Antriebseinrichtung dadurch realisierbar ist, dass die Flügelblätter um
eine Rotationsachse drehbar gelagert sind, wobei die jeweiligen
Schwenkachsen der Flügelblätter im Wesentlichen
parallel zur Rotationsachse angeordnet sind. Mit anderen Worten
sind die jeweiligen Schwenkachsen und die Rotationsachse im Wesentlichen
derart parallel angeordnet, dass sich die Flügelblätter um diese gemeinsame Rotationsachse während ihrer
Drehung parallel verschieben. Zur Erzeugung eines kontrollierten
Auftriebs ist während der
Drehung der Flügelblätter um
die Rotationsachse der Blattwinkel veränderbar. Je nach Vorgabe der Blattwinkelverstellung
lässt sich
ein unterschiedlich großer
und in unterschiedliche Richtungen gerichteter Schub realisieren.
Mit
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des
Luftfahrzeug ist es insbesondere nicht erforderlich, Überkopf-Tragrotoren
zu verwenden, die üblicherweise
weit über
den Rumpf des Luftfahrzeugs hinaus stehen und daher die Zugänglichkeit
zum Rumpf erschweren und die Möglichkeit
des Andockens des Rumpfs an beispielsweise ein Gebäude verhindern.
Im
Konkreten könnten
die jeweiligen Schwenkachsen der Flügelblätter im Wesentlichen äquidistant
zueinander angeordnet sein. Hierdurch ist ein besonders gleich mäßiger und
unwuchtfreier Bewegungsablauf der Flügelblätter um die Rotationsachse
ermöglicht.
Im gleichen Sinn könnten
die Schwenkachsen der Flügelblätter jeweils
im Wesentlichen im gleichen Abstand zur Rotationsachse angeordnet
sein.
Im
Konkreten könnten
die Schwenkachsen der Flügelblätter nicht
nur im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse sondern auch im
Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein. Hierdurch ist insgesamt
eine besonders homogene und quasi symmetrische Ausgestaltung der
Anordnung aus Flügelblättern um
die Rotationsachse realisierbar.
Im
Hinblick auf eine besonders einfache und sichere Einstellung des
Blattwinkels der Flügelblätter könnten die
Schwenkachsen der Flügelblätter durch den
Schwerpunkt der Flügelblätter verlaufend
angeordnet sein. Dabei könnte
die Schwenkachse genau durch den Flächenschwerpunkt des Flügelblattquerschnittsprofils
verlaufen.
Im
Hinblick auf die Realisierung einer Neutralstellung der Flügelblätter hinsichtlich
ihrer Verschwenkung um die Schwenkachse, d. h. zur Erzeugung einer
Stellung, bei der die Flügelblätter während ihres
Drehens um die Rotationsachse keinen Schub und keine Luftablenkung
erzeugen, könnte
das Querschnittsprofil der Flügelblätter zur
Rotationsachse hin konkav gekrümmt
sein. Das Querschnittsprofil der Flügelblätter könnte dabei quasi vollständig in
einer Zylinderwand eines gedachten Kreiszylinders liegen. Ein derartiger,
sich drehender Kreiszylinder würde keinen
Schub und keine Luftablenkung erzeugen.
Die
Schwenkachse eines jeden Flügelblatts könnte aus
dem Flügelblattquerschnittsprofil
senkrecht herausragen und damit quasi parallel oder koaxial zur
Flügelblattlängsachse
verlaufen.
Im
Hinblick auf eine sichere Steuerung der Flügelblätter und ein sicheres Verschwenken
der Flügelblätter um
die Schwenkachse könnten
die Flügelblätter an
mindestens einem Ende jeweils eine Steuerachse als Angriffspunkt
für ein
Verschwenken der Flügelblätter um
die Schwenkachse aufweisen. Diese Steuerachse könnte senkrecht aus dem Flügelblattquerschnittsprofil
herausragen und – in
Drehrichtung des Flügelblatts
um die Rotationsachse gesehen – vor
oder hinter der Schwenkachse angeordnet sein. Über die Steuerachse könnte das
Flügelblatt ausgelenkt
bzw. der Flügelblattanstellwinkel
oder Blattwinkel eingestellt werden. Es könnten sowohl positive als auch
negative Blattwinkel – bezogen
auf die Neutralstellung des Flügelblatts – eingestellt
werden. Wie bereits erwähnt,
bedeutet die Neutralstellung des Flügelblatts, dass in dieser Stellung
bei um die Rotationsachse rotierenden Flügelblättern keine stehende Luft von
den Flügelblättern abgelenkt
wird, sondern lediglich geschnitten wird. Der Abstand der Steuerachse
zur Schwenkachse bestimmt dabei das Übersetzungsverhältnis beim
Ansteuern des Blattwinkels.
Im
Hinblick auf eine besonders sichere Lagerung und einen besonders
sicheren Antrieb der Flügelblätter könnten die
Flügelblätter an
einem Ende an oder in einem Antriebselement schwenkbar gelagert sein.
Dabei könnte
das Antriebselement in konstruktiv einfacher Weise um die Rotationsachse
drehbar sein oder auf der Rotationsachse drehbar gelagert sein.
Hierzu könnte
das Antriebselement eine Lagerachse oder Hohlachse aufweisen, die
zu einer den Flügelblättern abgewandten
Seite orientiert sein könnte.
In
konstruktiv besonders einfacher Weise könnte das Antriebselement als
Antriebsscheibe, Antriebskreisscheibe oder Antriebsring ausgebildet sein,
auf der oder auf dem die Flügelblätter drehbar gelagert
sind.
Die
Schwenkachsen oder Flügelblätter könnten senkrecht
zu dem Antriebselement, der Antriebsscheibe, der Antriebskreisscheibe
oder dem Antriebsring angeordnet sein. Dabei könnten die Flügelblätter oder
Schwenkachsen auf der der Lagerachse entgegengesetzten Seite angeordnet
sein. Des Weiteren könnten
die Schwenkachsen kreisförmig
am Rand des Antriebselements oder der Antriebsscheibe oder der Antriebskreisscheibe
oder am Rand des Antriebsrings angeordnet sein. Hierbei ist eine
Anordnung der Schwenkachsen in gleichen Abständen zueinander bevorzugt.
Dabei könnte
die Anordnung von parallelen Flügelblättern eine
kreiszylindrische Rotorwalze bilden.
Grundsätzlich können je
nach Durchmesser des Antriebselements und der Breite der Flügelblätter beliebig
viele Flügelblätter am
Antriebselement oder an der Rotorwalze angeordnet werden. Das Flügelblatt
könnte
mit seiner Schwenkachse senk recht in dem Antriebselement angeordnet
sein und um diese Schwenkachse drehbar gelagert sein.
Die
Lagerachse oder Hohlachse des Antriebselements könnte senkrecht auf dem Antriebselement
oder der Fläche
der Antriebsscheibe bzw. Antriebskreisscheibe stehen. Hinsichtlich
eines sicheren Antriebs des Antriebselements könnte das Antriebselement mit
einem Zahnriemen, einer Kette oder einem Zahnradgetriebe gekoppelt
sein. Hierzu könnte
das Antriebselement einen Zahnkranz auf einem Kreisumfang oder einem
Kreisrand des Antriebselements oder auf dem Umfang der Lagerachse
aufweisen. Hierdurch könnte
die Lagerachse als Antriebswelle ausgebildet sein.
Zur
sicheren Kopplung mit den Flügelblättern könnte das
Antriebselement Vertiefungen oder Durchgänge zur Lagerung der Schwenkachsen
der Flügelblätter aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu
könnte
das Antriebselement Vertiefungen oder Durchgänge für die Steuerachsen der Flügelblätter aufweisen.
Die Steuerachsen könnten
dabei derart dimensioniert sein, dass sie durch die Vertiefungen oder
Durchgänge
im Antriebselement hindurchragen. Die Vertiefungen oder Durchgänge könnten als
Ausbrüche,
Durchbrüche,
Löcher
oder Schlitze in dem Antriebselement ausgebildet sein. Insbesondere könnten die
Vertiefungen oder Durchgänge
für die Steuerachsen
der Flügelblätter als
vorzugsweise gekrümmte
Langlöcher
ausgebildet sein.
Im
Hinblick auf eine Gewichtsersparnis könnte das Antriebselement Vertiefungen,
Ausnehmungen, Durchgänge,
Ausbrüche,
Durchbrüche,
Löcher
oder Schlitze aufweisen, so dass das Antriebselement ein sternförmiges,
ringförmiges
oder speichenartiges Aussehen aufweisen könnte.
Hinsichtlich
eines sicheren Einstellens des Blattwinkels der Flügelblätter könnte das
Antriebselement zum Verschwenken der Flügelblätter um ihre Schwenkachse mit
einem Steuerelement zusammenwirken. Das Steuerelement könnte dabei
ausschließlich
für die
Einstellung des Blattwinkels mittels Bewegung der Steuerachsen verantwortlich
sein. Hierbei könnte
das Steuerelement von der Drehung der Flügelblätter und/oder des Antriebselements
entkoppelt sein. Mit anderen Worten dreht das Steuerelement beim
Drehen der Flügelblätter um
die Rotationsachse nicht mit.
In
konstruktiv besonders einfacher Weise könnte das Steuerelement auf
der Rotationsachse gelagert sein.
Hinsichtlich
einer sicheren Steuerung der Schwenkachsen könnte das Steuerelement eine
Zykloidsteuerung aufweisen. Grundsätzlich könnte das Steuerelement relativ
zur Rotationsachse in einer Führung
verschiebbar sein, um eine sichere Einstellung oder Vorgabe des
Blattwinkels zu erreichen. Hierzu könnte das Steuerelement so gelagert
bzw. geführt
sein, dass es eine bestimmte Strecke oder Auslenkung in alle Richtungen
senkrecht zur Rotationsachse verschoben werden kann.
Bei
einer besonders einfachen Ausgestaltung könnte die Führung zwei senkrecht zueinander angeordnete
Linearführungen
im Sinne einer Kreuztischführung
aufweisen. Alternativ hierzu könnte
die Führung
in ebenfalls konstruktiv einfacher Weise eine Drehführung in
Verbindung mit einer Linearführung
im Sinne einer verlängerbaren
Drehhebelführung
aufweisen.
Als
weiter bevorzugte Ausgestaltung könnte die Führung zwei Drehführungen
im Sinne einer doppelten Exzenterscheibenführung aufweisen. Die oben genannten
Elemente der Führung
könnten
als Steuerschieber bezeichnet werden. Die Exzenterscheibenführung weist
den Vorteil auf, dass sie direkt auf der Lagerachse oder Hohlachse
des Antriebselements angeordnet sein kann oder von dieser gestützt werden
kann.
Im
Hinblick auf eine voneinander unabhängige und sichere Steuerung
oder Bewegung der Exzenterscheiben der Exzenterscheibenführung könnte jeder
Exzenterscheibe jeweils ein Stellmotor zugeordnet sein. Dabei könnte insbesondere
zwei Exzenterscheiben der Exzenterscheibenführung jeweils ein Stellmotor
zugeordnet sein.
Eine
Exzenterscheibenführung
könnte
zwei Exzenterscheiben aufweisen, und zwar eine innere Exzenterscheibe,
die mit ihrer Exzenterbohrung kugelgelagert auf der Lagerachse des
Antriebselements angeordnet sein könnte, und eine äußere Exzenterscheibe,
die kugelgelagert um oder auf der inneren Exzenterscheibe angeordnet
sein könnte.
Dabei könnte
die Exzenterbohrung der äußeren Exzenterscheibe
die innere Exzenterscheibe aufnehmen. Auf der äußeren Exzenterscheibe könnte das
Steuerelement kugelgelagert und/oder zentriert angeordnet sein oder
laufen. Beide Exzenterscheiben können
sich dabei frei umeinander bzw. ineinander drehen. Falls die Exzenterscheiben
gegeneinander verdreht werden, wird das Steuerelement ausgelenkt. Die
Exzentrizitäten
der Exzenterscheiben sind derart gewählt, dass für eine relative Winkellage
der Exzenterscheiben zueinander der Drehpunkt der äußeren Exzenterscheibe
mit dem Drehpunkt der Lagerachse des Antriebselements übereinstimmt.
Falls sich die Exzenterscheiben in dieser relativen Winkellage zueinander
ruhend um die Lagerachse des Antriebselements drehen, bleibt die
Lage des Steuerelements unverändert
und unausgelenkt.
Mit
der Exzenterscheibenführung
kann wie folgt gesteuert werden. Ausgehend von der gegenseitigen
Winkellage der Exzenterscheiben, bei der keine Auslenkung des Steuerelements
vorliegt, werden beide Exzenterscheiben relativ zueinander ruhend
um den Winkel verdreht, bei dem die gewünschte Auslenkungsrichtung
liegt. Anschließend werden
beide Exzenterscheiben so gegeneinander verdreht, dass die äußere Exzenterscheibe
um die doppelte Winkelbetragsdrehung der inneren Exzenterscheibe
doppelt so schnell entgegengedreht wird. Dabei entsteht eine zum
Exzenterscheibendrehwinkel – Auslenkungsbetragwinkel – proportionale
Auslenkung des Steuerelements in der gewünschten Auslenkungsrichtung.
Diese doppelte Exzenterscheibensteuerung ist also eine Vektorsteuerung,
bei der zuerst die Auslenkungsrichtung oder der Auslenkungsrichtungswinkel
und danach der Auslenkungsbetrag oder der Auslenkungsbetragwinkel
eingestellt wird. Jedem Steuerbefehl bzw. der zugeordneten Steuerposition – „Steuerknüppelstellung" – könnte eine Auslenkung bzw. ein
Auslenkungsrichtungswinkel und ein Auslenkungsbetragwinkel zugeordnet sein.
Die
Steuerung könnte
nun derart stattfinden, dass das Steuern in aufeinander folgende
diskrete Steuerpositionen zerlegt wird. Von einer Steuerposition
wird sukzessiv in die Folgende übergegangen, indem
der zugeordnete Auslenkungsrichtungswinkel in den folgenden zugeordneten
Auslenkungsrichtungswinkel und der zugeordnete Auslenkungsbetragwinkel
in den folgenden zugeordneten Auslenkungsbetragwinkel überführt wird.
Je feiner die diskrete Zerlegung gewählt wird, umso feiner, bzw.
simultaner ist das Steuern möglich.
Die Exzenterscheiben könnten
dabei durch zwei Stellmotoren, beispielsweise zwei Schrittmotoren,
verstellt werden. Ein Stellmotor hält und verdreht dabei die innere
Exzenterscheibe und ein Stellmotor hält und verdreht dabei die äußere Exzenterscheibe.
Hierzu könnte jede
Exzenterscheibe mit einem Zahnkranz versehen sein, in den der Stellmotor über ein
Ritzel eingreifen könnte.
Die Exzenterscheiben stehen bei rotierenden Flügelblättern außerhalb des Steuervorgangs
still.
Im
Hinblick auf eine besonders sichere Lagerung und/oder Führung der
Steuerachsen könnte
das Steuerelement eine Ringnut oder Kreisnut zur Aufnahme der Steuerachsen
der Flügelblätter aufweisen.
Während
des Drehens der Flügelblätter um
die Rotationsachse könnten
die Steuerachsen in der Ringnut oder Kreisnut umlaufen. In weiter
konstruktiv einfacher Weise könnte
das Steuerelement als Steuerring oder Steuerscheibe ausgebildet
sein. Dabei könnte
eine Ringnut oder Kreisnut im äußeren Bereich
des Steuerrings oder der Steuerscheibe ausgebildet sein.
Wird
nun das Steuerelement bei rotierendem Antriebselement über die
Führung
des Steuerelements in eine Richtung ausgelenkt, so folgen die Steuerachsen
der Flügelblätter, die
in einer Ringnut oder Kreisnut umlaufen könnten, zyklisch dieser Auslenkung.
Dies realisiert eine zyklische Flügelblattverstellung. Bei einem
Umlauf werden die Steuerachsen der Flügelblätter aus ihrer Neutralstellung
sowohl einmal positiv maximal als auch einmal negativ maximal ausgelenkt
und durchlaufen zwischen diesen beiden Extremalauslenkungen zweimal
ihre Neutralstellung. In den beiden auf einer Ringnutbahn des Steuerelements
gegenüberliegenden
Neutralstellungen wird die ruhende Luft von den Flügelblättern nicht
abgelenkt. In den beiden Extremalstellungen wird die stehende Luft
wegen der Bewegungsrichtungsumkehr der Flügelblätter auf ihrer Kreisbahn in diesen
Punkten in die gleiche Richtung maximal abgelenkt.
Die
Extremalstellungen der Flügelblätter liegen
auf Positionen auf der Verschiebungsachse oder in der Auslenkungsrichtung
des Steuerelements. Die Neutralstellungen liegen an Positionen vor,
die hierzu um jeweils 90 Grad verschoben sind. Falls die Steuerachsen
der Flügelblätter – in Drehrichtung
der Flügelblätter gesehen – vor den
Schwenkachsen der Flügelblätter am
Flügelblatt
angeordnet sind, so ist die Verschiebungsrichtung des Steuerelements
identisch mit der Schubrichtung, die durch die Luftablenkung vorgegeben
wird. Falls die Steuerachsen der Flügelblätter hinter den Schwenkachsen
angeordnet sind, so ergibt sich die umgekehrte Wirkung.
Bei
einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung könnte die Lagerachse oder Hohlachse
des Antriebselements vorzugsweise zentrisch durch das Steuerelement
hindurch verlaufend angeordnet sein. Dabei könnte das Steuerelement konzentrisch
hinter oder unter dem Antriebselement angeordnet sein. Dabei könnte die
Lagerachse des Antriebselements, die gleichzeitig Antriebswelle
sein kann, durch das Steuerelement hindurchgeführt sein. Das Antriebselement
und das Steuerelement könnten
hierbei parallel zueinander angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung
des Antriebselements als Antriebsscheibe und des Steuerelements
als Steuerring könnte
die Antriebsscheibenkreisfläche
parallel oder koplaner zur Fläche
angeordnet sein, in der der Steuerring liegt.
Die
Enden der Steuerachsen der Flügelblätter könnten bei
Drehung der Antriebsscheibe spielfrei in der Ringnut oder Kreisnut
des Steuerelements laufen. Dabei sind die Steuerachsen durch das
Antriebselement oder die Antriebsscheibe hindurch gesteckt. Die
Spielfreiheit könnte
z. B. durch eine entsprechende Rollenlagerung erreicht werden, in
der die Enden der Steuerachsen sitzen. Im einfachsten Fall könnte diese
Rollenlagerung mittels zweier radial leicht versetzter Wälzlager
realisiert werden, die auf dem Ende der Steuerachse sitzen. Das
eine Wälzlager
hält dabei
lediglich einen Druckkontakt zur einen Ringnutinnenwand und das
andere Wälzlager
hält lediglich
einen Druckkontakt zur anderen oder gegenüberliegenden Ringnutinnenwand.
Die
zyklische Verstellung der Flügelblätter könnte alternativ
mittels den aus der marinen Antriebstechnik bekannten Zykloidsteuerungen
für Paddelantriebe
realisiert werden, wie sie beispielsweise im Schneider-Voith-Antrieb
vorliegen. Diese bekannten Konstruktionsprinzipien eignen sich allerdings weniger
für schnell
rotierende Rotorwalzen, da die Paddelansteuerungsmechanik über hohe
bewegte Massen verfügt,
deren zyklische Beschleunigung zu hohen Reaktionskräften und
Vibrationen führt.
Die Erfindung hingegen gewährleistet
minimale Massenbeschleunigungen, da lediglich die Flügelblätter zyklisch
um ihre Längsachse
und keine weiteren Steuermechanismus-Massen zyklisch beschleunigt
werden müssen.
Im
Hinblick auf ein besonders stabiles Flugverhalten könnte die
Antriebseinrichtung mindestens zwei Anordnungen aus um jeweils eine
Rotationsachse drehbaren Flü gelblättern aufweisen.
Hierdurch lassen sich unerwünschte
Drehmomente um die Hochachse des Luftfahrzeugs vermeiden.
Zur
Realisierung eines sicheren Auftriebs könnte die Rotationsachse oder
könnten
die Rotationsachsen in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene
angeordnet sein. Hierdurch ist eine maximale Schubumsetzung in vertikaler
Richtung ermöglicht.
Im
Hinblick auf einen besonders schmalen Aufbau des Luftfahrzeugs könnte die
Rotationsachse oder könnten
die Rotationsachsen parallel zu einer in Vorwärts-Flugrichtung verlaufenden Längsachse
des Rumpfs angeordnet sein. Bei einer alternativen Ausgestaltung
könnte
die Rotationsachse oder könnten die
Rotationsachsen senkrecht zu einer in Vorwärts-Flugrichtung verlaufenden
Längsachse
des Rumpfs angeordnet sein. Grundsätzlich sind beide zuletzt genannten
Anordnungen der Rotationsachse oder der Rotationsachsen im Hinblick
auf die Flugstabilität
des Luftfahrzeugs günstig.
Bei
einer konkreten und konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung
könnten
mehrere Flügelblätter eine
um jeweils eine der Rotationsachsen rotierbare Walze bilden, wobei
die Antriebseinrichtung mindestens zwei derartige Walzen aufweisen könnte.
Zur
Erzeugung stabiler Fluglagen könnten die
Walzen in Richtung der Längsachse
gegeneinander versetzt sein. Auf jeder Längsseite des Rumpfs könnte mindestens
eine derartige Walze angeordnet sein. Es sind jedoch auch mehrere
Walzen auf jeder Längsseite
des Rumpfs denkbar. Bei einer Ausgestaltung mit mehreren Walzen
lässt sich
ein stärkerer Auftrieb
erzeugen, wodurch höhere
Lasten durch das Luftfahrzeug transportierbar wären.
Zur
Vermeidung unerwünschter
Drehmomente könnten
zumindest zwei Walzen gegensinnig drehbar sein.
Bei
einer konkreten und konstruktiv einfachen Ausgestaltung könnten auf
jeder Längsseite des
Rumpfs mindestens zwei Walzen angeordnet sein und könnten die
Rotationsachsen sich gegenüberliegender
Walzen fluchten. Damit ist letztendlich eine Anordnung der Walzen
mit Rotationsachsen realisiert, die senkrecht zu einer in Vorwärts-Flugrichtung
verlaufenden Längsachse
des Rumpfs angeordnet sind.
Im
Hinblick auf eine besonders vielseitige und individuelle Steuerung
des Luftfahrzeugs könnte jede
Walze separat steuerbar sein. Bei einer vereinfachten Steuerung
könnten
mehrere Walzen zusammen im gleichen Sinn steuerbar sein.
Aufgrund
des Wirkprinzips einer Walze aus um eine Rotationsachse rotierbaren
Flügelblättern liegt
die Auftriebs- bzw. Vortriebserzeugung senkrecht zur Walzenlängsachse
bzw. Rotationsachse. Die Walzen als Antriebe bzw. ihre Rotationsachsen könnten deshalb
parallel bzw. koaxial zur Querachse des Luftfahrzeugs am Rumpf angeordnet
werden. Es sollten aber mindestens zwei in Längsachsenrichtung des Rumpfs
gegeneinander versetzte Walzen – je
eine auf jeder Seite des Rumpfs – verwendet werden, um ein
hinsichtlich der Fluglage statisch bestimmtes und besonders stabiles
System zu erreichen. Zur Vermeidung unerwünschter Drehmomente könnten die
beiden Rotorwalzen gegensinnig rotieren. Die Anwendung von zwei
Walzen auf der gleichen Höhe
der Längsachse
könnte
im Schwerpunkt des Luftfahrzeugs liegen und würde je nach dem, ob die Rotorwalzen
sich gleichsinnig oder gegensinnig drehen, ein Drehmoment um die
Querachse oder um die Hochachse des Rumpfs erzeugen. Die notwendige
statische Fluglagenstabilität
wäre hier
nicht gegeben.
Unter
Berücksichtigung
der Möglichkeit
eines Ausfalls einer Rotorwalze könnte eine besonders sichere
Ausgestaltung der Erfindung die Verwendung von vier Rotorwalzen
aufweisen, wobei sich je zwei Rotorwalzen auf beiden Seiten des
Rumpfs gegenüberliegen
bzw. eine gemeinsame Rotorwalzenlängsachse bzw. Rotationsachse
bilden. Je ein solches Rotorwalzenpaar könnte im vorderen Bereich und
im hinteren Bereich des Rumpfs vorgesehen werden.
Durch
die Verwendung von zwei bzw. vier in Längsachsenrichtung des Rumpfs
versetzte Rotorwalzen kann das Luftfahrzeug Vorwärts- und Rückwärtsmanöver durchführen, ohne zu nicken. Dazu müssten die
vordere und die hintere Rotorwalze bzw. das vordere oder hintere
Rotorwalzenpaar lediglich hinsichtlich ihrer Schuberzeugung gleich
gesteuert werden. Andererseits könnte
ein Vorwärts-
und Rückwärtsmanöver durch
eine unterschiedlich starke Schuberzeugung des vorderen und des
hinteren Antriebs durchgeführt
werden. Dies führt
dann wieder zu einem Drehmoment um die Querachse des Rumpfs und
damit zur bekannten Nickbewegung, bei der in der Kräfteparallelogrammzerlegung
der Schubvektoren eine Komponente in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung erzeugt wird.
Für Seitwärtsmanöver der
Erfindung kann gleiches wie zu Vorwärts- und Rückwärtsmanövern gesagt werden. Seitwärtsmanöver könnten durch eine
unterschiedliche Schubsteuerung der linken oder der rechten Rotorwalzen
bzw. des linken oder des rechten Antriebs durchgeführt werden.
Dadurch entsteht ein Drehmoment um die Längsachse des Rumpfs und durch
die folgende Rollbewegung resultieren wieder Schubvektoren in Seitwärtsrichtung.
Durch
eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs könnte jedoch
auch eine Seitwärtsbewegung
ohne eine resultierende Rollbewegung erzeugt werden. Hierzu könnten die Flügelblätter an
ihrem anderen, dem Antriebselement abgewandten Ende an oder in einem
Führungselement
mittels jeweils einer Schwenkachse schwenkbar gelagert sein. Ein
derartiges Führungselement
kann Biegemomente der rotierenden Flügelblätter aufnehmen, die durch die
zyklische Luftablenkung und die Zentrifugalkräfte der Rotation auftreten. Mit
dem Führungselement
kann die Anordnung aus Flügelblättern oder
die Rotorwalze mit wesentlich höheren
Drehzahlen rotieren und sie kann wesentlich mehr Schubreaktionskräfte aufnehmen
bzw. wesentlich mehr Vortriebsschub und Auftriebsschub erzeugen.
Das
Führungselement
könnte
im Wesentlichen wie das Antriebselement – vorzugsweise scheibenförmig – ausgebildet
sein. Hierbei könnte
ein Führungselement
als Führungsscheibe
ausgebildet werden.
Das
Führungselement
könnte
durch eine zentrische Unterstützungsachse
oder eine Hohlachse zwischen dem Antriebselement und dem Führungselement
unterstützt
und an das Antriebselement angekoppelt werden. Das Führungselement könnte folglich
mit dem Antriebselement mitdrehbar angeordnet sein. Im Konkreten
könnte
das Führungselement
und das Antriebselement mittels einer Achse oder der Rotationsachse
gekoppelt sein. Dabei könnte
die Längsachse
der Unterstützungsachse, Hohlachse,
Achse oder Rotationsachse durch das Zentrum des Antriebselements
und des Führungselements
verlaufen, wobei die Längsachse
der Unterstützungs achse
oder Hohlachse mit der Rotorwalzenlängsachse bzw. der Rotationsachse
zusammenfällt.
Die
Unterstützungsachse
des Führungselements
oder der Führungsscheibe
entspricht der Lagerachse des Antriebselements oder der Antriebsscheibe.
Dabei kann man die Unterstützungsachse als
führungselementseitige
Verlängerung
der Lagerachse des Antriebselements ansehen. Da die Unterstützungsachse
oder Hohlachse das Führungselement
mitnimmt bzw. antreibt, könnte
sie gleichzeitig Antriebswelle für
das Führungselement
sein.
Im
Hinblick auf eine besonders einfache Seitwärtsbewegung des Luftfahrzeugs
ohne eine resultierende Rollbewegung könnte dem Führungselement ein Führungsrotor
aus mehreren Rotorblättern zugeordnet
sein. Die Rotorblätter
könnten
in konstruktiv besonders einfacher Weise an dem Führungselement
angelenkt sein. Die Rotorblätter
könnten
im Konkreten zwischen der Nabe des Führungselements und dem Rand
des Führungselements
radial angeordnet sein. Hierzu könnte
das Führungselement
entsprechende Durchgänge
und/oder Lagersitze aufweisen. Ein derartiger Führungsrotor könnte dem
Heckrotor herkömmlicher
Hubschrauber entsprechen und im Prinzip konstruktionsgleich sein.
Der
Führungsrotor
könnte über ein
durch die Rotationsachse verlaufendes Gestänge angetrieben sein. Ein derartiges
Gestänge
könnte
eine Schubstange aufweisen, die durch die Unterstützungsachse
und die Lagerachse des Antriebselements geführt ist. Der Führungsrotor
könnte
durch die Schubstange und durch Umlenkhebel angelenkt sein. Führungsrotoren
der Rotorwalzen ermöglichen
eine Seitwärtsbewegung
des Luftfahrzeugs ohne eine resultierende Rollbewegung. Dazu könnten alle
Führungsrotoren hinsichtlich
ihres Schubs gleich gesteuert werden.
Ein
Drehmanöver
des Luftfahrzeugs um die Hochachse des Rumpfs könnte entweder durch eine ungleichmäßige Schubsteuerung
der Rotorwalzen oder der Führungsrotoren
durchgeführt
werden. Dazu müssten
nur jeweils zwei gegenüberliegende Rotorwalzen
oder Führungsrotoren,
die nicht dem gleichen Rotorwalzenpaar angehören, in geeigneter Weise hinsichtlich
ihres Schubs angesteuert werden.
Zum
Steigen oder Sinken des Luftfahrzeugs könnte der Auftriebsschub des
vorderen und des hinteren Antriebs gleich gesteuert werden. Die
Erhöhung
des Steigschubs könnte über die
Vergrößerung des
Blattwinkels und/oder über
eine Drehzahlerhöhung
der Rotorwalzen erreicht werden. Hierbei wird ein wesentlicher Unterschied
der Erfindung zu herkömmlichen
Hubschraubern offenbar. Herkömmliche Hubschrauber
erzeugen nämlich
ihren Steigschub über
eine kollektive Vergrößerung des
Blattwinkels und/oder eine Drehzahlerhöhung des Rotors. Bei der vorliegenden
Erfindung hingegen wird der Steigschub über die zyklische Blattverstellung
erreicht.
Zur
Erreichung des Ausrichtung bzw. Trimmung der Fluglage des Rumpfs
könnten
die vorderen oder hinteren bzw. die seitlichen gegenüberliegenden
Antriebe hinsichtlich ihres Schubs unterschiedlich angesteuert werden.
Die Erfindung ermöglicht, über die
Trimmungsfähigkeit
unterschiedliche permanente Fluglagen einzuhalten, und zwar unabhängig vom
dynamischen Flugzustand.
Das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
kann die gleichen flugdynamischen Zustände eines herkömmlichen
Hubschraubers ohne die Verwendung einer kollektiven Blattverstellung
erreichen. Die konstruktive Ausführung
des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
ist deshalb wesentlich einfacher. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Luftfahrzeug Manöver mit
vollkommen entkoppelten Bewegungen bzw. reine Translationsbewegungen
oder Shiftmanöver
ohne damit verbundene Nick- und/oder
Rollbewegungen durchführen.
Derartige Manöver
oder Bewegungen sind herkömmlichen
Hubschraubern nicht möglich.
Zudem kann die Fluglage des Rumpfs getrimmt werden. Der Hubschrauber
kann alle Lagen im gesamten Bereich von 360 Grad um die Querachse des
Rumpfs stabil einnehmen. Da das erfindungsgemäße Luftfahrzeuge über zwei
oder vier Rotorwalzen mit im Prinzip beliebiger Anzahl von Flügelblättern je Rotorwalze
verfügen
kann, kann ein wesentlich höherer
Auftriebsschub erreicht werden und können somit wesentlich höhere Hublasten
transportiert werden, als dies mit herkömmlichen Hubschraubern möglich ist.
Bei
einer Anordnung der Rotorwalzenlängsachse
bzw. der Rotationsachse parallel bzw. koaxial zur Querachse des
Rumpfs zeigt sich immer noch der Nachteil, dass die Flügelblätter, die
sich entgegen dem Luftfahrtstrom bewegen, und solche, die sich in Richtung
des Luftfahrtstroms bewegen, in ineffizienter Weise drehzahlab hängig und
fluggeschwindigkeitsabhängig
unterschiedlich angeströmt
werden. Zusätzlich
besteht bei dieser Konstruktion immer noch der Nachteil, dass sich
die Fluggeschwindigkeit zur Bahngeschwindigkeit der Flügelblätter addiert und
so die maximale Fluggeschwindigkeit stark begrenzt bleibt. Diese
Nachteile können
durch die folgende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
behoben werden.
Dazu
werden die Rotorwalzenlängsachsen bzw.
die Rotationsachsen nicht mehr parallel bzw. koaxial zur Rumpfquerachse
angeordnet, sondern parallel bzw. koaxial zur Rumpflängsachse.
Für eine
Antriebseinrichtung könnten
dann mindestens zwei Rotorwalzen hintereinander mit gemeinsamer
Rotorwalzenlängsachse
bzw. Rotationsachse eingesetzt werden, um die erforderlichen Manövrierdrehmomente erzeugen
zu können.
Bei der Verwendung von nur zwei Rotorwalzen könnten diese hintereinander
und über
Kopf über
dem Rumpf angeordnet werden. Bei der Verwendung von vier Rotorwalzen
könnten
diese auch seitlich mit je zwei hintereinander liegenden Rotorwalzen
auf jeder Seite am Rumpf angeordnet werden. Je zwei hintereinander
liegende oder nebeneinander liegende bzw. gegenüber liegende Rotorwalzen können dann
zur Vermeidung unerwünschter Drehmomente
gegensinnig rotieren.
Bei
einer besonders günstigen
Anordnung könnten
neben- oder hintereinander angeordnete Anordnungen von Flügelblättern oder
Walzen quasi gespiegelt angeordnet sein. Man kann hier auch von einer
verbundenen und gespiegelten Hintereinanderanordnung der Rotorwalzen
sprechen. Bei dieser Anordnung ist nur ein Führungselement für beide
Rotorwalzen erforderlich und es reicht der Antrieb eines einzigen
Antriebselements aus, da die Rotorwalzen über das gemeinsame Führungselement
bzw. die beidseitigen Unterstützungsachsen
fest miteinander gekoppelt werden können. Bei dieser Anordnung
mit nur einem Antrieb könnten
allerdings Manövrierdrehmomente
nur noch durch die zyklische Flügelblattverstellung
und nicht mehr durch eine unterschiedliche Drehzahlsteuerung für beide
Rotorwalzen erreicht werden. Außerdem
können
die Drehmomente, die durch den Luftwiderstand gegen die rotierenden Rotorblätter entstehen,
nicht mehr durch eine getrennt angetriebene gegensinnige Rotation
der Rotorwalzen kompensiert werden.
Eine
noch größere konstruktive
Vereinfachung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
könnte dadurch
erreicht werden, dass an beiden Enden der Flügelblätter jeweils ein vom jeweils
anderen Steuerelement unabhängig
betätigbares
Steuerelement angeordnet ist. Beispielsweise könnte nur noch eine Rotorwalze
verwendet werden, die allerdings zwei Steuerelemente oder Steuerringe
aufweist. Die Flügelblätter könnten dann
an jedem ihrer Enden entweder in einem Antriebselement oder in einem
Führungselement
gelagert und an jedem ihrer Enden in Steuerelementen oder Steuerringnuten
geführt
werden. Bei dieser Ausführung
könnten
Manövrierdrehmomente,
die senkrecht zur Rotorwalzenlängsachse bzw.
Rotationsachse verlaufen, durch eine zyklische Torsion der Flügelblätter erreicht
werden. Die Torsion erfolgt durch eine relative Verschiebung der
beiden Steuerelemente oder Steuerringe zueinander. Dadurch ändert sich
der Blattwinkel und der punktuelle Schub der Flügelblätter von einem Ende der Flügelblätter zum
anderen Ende hin stetig. Bei der vorher beschriebenen Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
werden Manövrierdrehmomente durch
unterschiedliche Gesamtschubvektoren der einzelnen Rotorwalzen erzeugt.
Eine Rotorwalze mit Torsionssteuerung wirkt wie zwei getrennt steuerbare Rotorwalzen.
Durch
die zur Längsachse
des Rumpfs parallele bzw. koaxiale Ausrichtung der Rotorwalzenlängsachsen
bzw. Rotationsachsen ändert
sich die Zuordnung der Schuberzeugung zu den Flugmanövern. Seitliche
Shiftmanöver
oder Drehmanöver
um die Hochachse des Rumpfs können
nicht mehr mittels der Führungsrotoren
durchgeführt
werden, sondern nur noch durch die Schubsteuerung der Rotorwalzen.
Vorwärts
gerichtete Shiftmanöver
können hingegen
nicht mehr mittels der Rotorwalzen, sondern nur noch durch die Führungsrotoren
durchgeführt
werden. Da es energetisch günstiger
ist, den Vortrieb des Luftfahrzeugs nicht wie üblich durch die gekoppelte
Nickbewegung zu erreichen, sondern im Rahmen einer rein translatorischen
Bewegung, könnten
die relativ schwachen Führungsrotoren durch
kräftige
Verstellpropeller ersetzt werden.
Bei
einer derartigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs könnte ein
Antriebsstrang aus Antriebskomponenten der Antriebseinrichtung wie
folgt aufgebaut sein: Verstellpropeller, Wellenleistungsturbine
mit Rumpfbefestigung und beidseitig durchgeführter Turbinen-Leistungswelle, vorderes
Steuerelement oder vorderer Steuerring, Antriebselement oder Antriebsscheibe
der vorderen Rotor walze, vordere parallele Flügelblätter, Führungselement oder Führungsscheibe
mit beidseitiger Unterstützungsachse,
hintere parallele Flügelblätter, Antriebselement
oder Antriebsscheibe der hinteren Rotorwalze, hinteres Steuerelement
oder hinterer Steuerring und hintere Lagerachsenaufnahme mit Rumpfbefestigung
des Antriebselements oder der Antriebsscheibe der hinteren Rotorwalze,
wobei der Verstellpropeller vorne auf der Turbinenwelle sitzt und
die Lagerachse bzw. Lagerwelle des ersten Antriebselements oder
der ersten Antriebsscheibe hinter der Turbine ebenfalls mit der
durchgeführten
Turbinenwelle gekoppelt ist. Die Turbine im Antriebsstrang ersetzt
die sonst noch notwendige Lagerachsenaufnahme mit Rumpfbefestigung
für das
vordere Antriebselement oder die vordere Antriebsscheibe.
Alternativ
könnte
die Antriebsturbine oder könnten
die Antriebsturbinen auch in dem Rumpf oder auf dem Rumpf angeordnet
sein und den Antriebsstrang über
ein Getriebe antreiben. Bei dieser alternativen Ausgestaltung könnte eine
Antriebsturbine zwei Seitenantriebsstränge antreiben oder bei der Verwendung
von zwei Antriebsturbinen könnten
diese einfacher über
ein Getriebe gekoppelt werden, um dem Ausfall einer Antriebsturbine
vorzubeugen. Der Verstellpropeller müsste so ausgelegt werden, dass über seine
Propellerblattverstellung sowohl Vorwärtsschub als auch Rückwärtsschub
erreicht werden können.
Der
Propeller kann zusätzlich
zum teilweisen Drehmomentausgleich genutzt werden, um ein nicht kompensierbares
Restdrehmoment, das durch die Rotorwalzenrotation bzw. den reaktiven
Luftwiderstand entsteht, zu kompensieren. Ein solches nicht kompensierbares
Drehmoment tritt beispielsweise bei der Verwendung einer einzigen
torsionsgesteuerten Rotorwalze auf – siehe oben. Dazu kann mittels eines
Umkehrgetriebes die Propellerrotation gegensinnig zur Rotorwalzenrotation
eingestellt werden. Dieser Drehmomentausgleich ist besonders interessant
für kleinere
erfindungsgemäße Luftfahrzeuge mit
nur einem Antriebsstrang.
Ein
auftretendes oder nicht kompensierbares, vom Luftwiderstand herrührendes
Drehmoment hat auf das erfindungsgemäße Luftfahrzeug nicht die gravierende
Auswirkung, wie auf einen herkömmlichen
Hubschrauber. Beim herkömmlichen
Hubschrauber muss dieses Drehmoment üblicherweise durch einen zweiten
Rotor, beispielsweise einen Heckrotor, unbedingt kompensiert werden,
um eine permanente Rotation des Rumpfs um seine Hochachse zu verhindern.
Beim erfindungs gemäßen Luftfahrzeug
treten solche Drehmomente um die Hochachse nicht auf. Entsprechende
Drehmomente treten lediglich um die Längsachse des Rumpfs auf und
führen
allerhöchstens
zu einer seitlichen Pendelauslenkung des Rumpfs. Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
ist flugstatisch wesentlich stabiler als herkömmliche Hubschrauber.
Durch
die Anordnung der Rotorwalzenlängsachsen
bzw. Rotationsachsen parallel bzw. koaxial zur Längsachse des Rumpfs bleibt
bei der Vorwärtsbewegung
des Hubschraubers die Geschwindigkeitsüberlagerung der Fahrtgeschwindigkeit
mit der Rotor-Bahngeschwindigkeit aus, denn beide Geschwindigkeitskomponenten
stehen senkrecht zueinander.
Das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
ermöglicht
deshalb wesentlich höhere
maximale Fluggeschwindigkeiten als herkömmliche Hubschrauber. Im Prinzip
sind die maximalen Fluggeschwindigkeiten von Turboprop-Flugzeugen
auch bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug
möglich.
Darüber
hinaus besteht die Erwartung, dass das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
sogar noch schneller als ein Turboprop-Flugzeug gleicher Antriebsleistung
fliegen kann, weil das erfindungsgemäße Luftfahrzeug kein Flugzeugleitwerk
und keine Flugzeugtragflügel
aufweist, die einen erheblichen zusätzlichen Luftwiderstand gegenüber dem
erfindungsgemäßen Luftfahrzeug
erzeugen. Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug weist
die Flugdynamik sowohl eines herkömmlichen Hubschraubers als
auch eines herkömmlichen
Flugzeugs auf und kann deshalb flugdynamisch wie ein Hubschrauber
oder ein Flugzeug geflogen werden. Der Flugbetrieb des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
ist gegenüber
herkömmlichen
Hubschraubern wesentlich energieeffizienter, da mit zunehmender Fluggeschwindigkeit
keine zunehmenden Rollmomente auftreten. Somit vermeidet das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
sämtliche
bekannten, in der Einleitung genannten Nachteile herkömmlicher
Hubschrauber. Zudem können
wegen der zur Rumpflängsachse
parallelen bzw. koaxialen Anordnungsmöglichkeit der Rotorwalzen zwei
oder mehr Rotorwalzen am Rumpf seitlich hintereinander und seitlich
nebeneinander angeordnet werden. Dadurch sind große Rumpfkonstruktionen
mit Traglasten von um die 200 Tonnen oder alternativ von mehr als
200 Passagieren realisierbar.
Durch
die vorgenannten Vorteile und wegen der fehlenden überhängenden Überkopf-Tragrotoren sind
mit dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug
Andockmanöver
und damit schwierige Transport-, Rettungs- und Bergungsmanöver möglich. Hierzu
könnte
dem Rumpf eine Andockeinrichtung zur Zuführung oder Entladung von Transportgut
und/oder zum Ein- oder Ausstieg von Personen zugeordnet sein. In
konstruktiv einfacher Weise könnte
die Andockeinrichtung einen Tunnel, eine Brücke oder einen Korb aufweisen.
Im Hinblick auf eine von einem Cockpit des Luftfahrzeugs gut einsehbare
Andockeinrichtung könnte
die Andockeinrichtung am vorderen Ende des Rumpfs angeordnet sein.
Das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
könnte beispielsweise
mit einer Fluchtröhre
oder einem Fangkorb an der Luftfahrzeugnase ausgerüstet werden,
durch die zu rettende Personen, Tiere oder Güter in das rettende Luftfahrzeug
gelangen könnten. Umgekehrt
könnten
Hilfs- oder Rettungskräfte
und Hilfs- oder Rettungsmaterial nach dem Andocken abgesetzt werden.
Dies ist ein enormer Vorteil, weil beispielsweise in Hochhäusern die
Hilfs- und Rettungskräfte
im Rettungsfall aus Sicherheitsgründen keine Fahrstühle benutzen
dürfen
und damit gezwungen sind, Gerätschaften
gegebenenfalls über
viele Stockwerke über
die Treppenhäuser
zu transportieren.
Im
Hinblick auf ein sicheres Andocken des Luftfahrzeugs an beispielsweise
einem Gebäude könnte der
Andockeinrichtung eine vorzugsweise trichterförmige Aufnahme für die Andockeinrichtung zugeordnet
sein. Eine derartige Aufnahme könnte
an einem Gebäude
befestigt sein und zur Ankopplung eines Luftfahrzeugs für die Aufnahme
einer Andockeinrichtung bereit sein. Dies könnte ein zielgerichtetes Andocken
des Luftfahrzeugs erleichtern.
Im
Hinblick auf eine besonders stabile Ankopplung des Luftfahrzeugs
an beispielsweise ein Gebäude
oder an die Aufnahme könnte
die Andockeinrichtung eine Verriegelungseinrichtung aufweisen. Eine
derartige Verriegelungseinrichtung könnte beispielsweise Verriegelungswarzen
an der Andockeinrichtung und Verriegelungswarzenaufnahmen an der Aufnahme
aufweisen.
Mit
anderen Worten könnte
ein Luftfahrzeug über
eine Andockeinrichtung verfügen,
die genau in dafür
vorgesehene Führungen
oder Aufnahmen oder Verriegelungen passt, welche beispielsweise
an Fluchtfenstern, Fluchttüren,
Fluchtluken oder allen Arten von Rettungszugängen und Fluchtausgängen außen an beispielsweise
hohen Gebäuden
angebracht sind. Das Luftfahrzeug könnte dort andocken, sich verankern
und nach dem Öffnen
von Rettungszugängen
oder Fluchtausgängen
und der Aufnahme von Personen, Tieren oder Gütern wieder ablegen.
Der
Andockeinrichtung könnte
eine trichterförmige
Führung
zugeordnet sein, in die eine Andocknase vollständig passt. Die Andocknase
könnte beim
Eingleiten in die trichterförmige
Führung
mit ihren Verriegelungswarzen in die am Ende der trichterförmigen Führung befindlichen
Verriegelungswarzenaufnahmen geführt
werden. Die Verriegelungswarzenaufnahmen könnten beispielsweise in einer
symmetrischen 3-Punkt-Anordnung
vorliegen oder beispielsweise in einer symmetrischen 4-Punkt-Anordnung um den
Rand der Durchgangsöffnung
am Ende der trichterförmigen
Führung
vorliegen. Die Verriegelung und/oder Entriegelung könnte von
dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug
aus mechanisch durch Schubstangen oder elektromechanisch betätigt werden.
Als Verriegelung könnte
eine Hakenverriegelung, Spreizverriegelung, Zangenverriegelung,
Drehwarzenverriegelung, oder Querverriegelung in Form von beispielsweise
einer Rollen-, Bolzen- oder Gabelverriegelung ihre Anwendung finden.
Die
Durchgangsöffnung
der trichterförmigen Führung könnte durch
ein Luk, eine Türe
oder eine Fensterscheibe verschlossen sein, die sich von außen öffnen lässt. Die
Führung
könnte
so in das Innere eines Gebäudes
versetzt sein, dass sie außen
bündig
mit der Gebäudefassade
abschließt
und damit optisch nicht stört.
In Hochhäusern
könnten
solche Führungen
beispielsweise an allen Gebäudeseiten und
beispielsweise nach einer vorgebbaren Anzahl von Etagen wiederkehrend
installiert sein. Die Führung
könnte
ebenfalls an festen oder schwenkbaren Auslegern angebracht sein.
Eine derartige Ausgestaltung könnte
beispielsweise auf Bohrinseln, Förderplattformen,
Fabrikanlagen oder großen
Schiffen auf See günstiger
sein. Für
den normalen Personen- oder Gütertransport
könnten
diese Führungen
ebenfalls an hohen Gebäuden
oder Türmen
als Airport-Terminals vorhanden sein.
Aus
den oben genannten technischen Vorteilen des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
entstehen wirtschaftliche, logistische und strategische Vorteile gegenüber dem
herkömmlichen
zivilen und militärischen
Flugbetrieb.
Da
das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
prinzipiell das gleiche Frachtgewicht oder die gleiche Passagierzahl
transportieren kann wie Mittel- oder Langstreckenflugzeuge und vergleichbar
hohe Fluggeschwindigkeiten und Reichweiten aufweist, stellt das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
eine erhebliche Konkurrenz zum normalen Flugzeugmittel- und Flugzeuglangstreckenbereich
dar, wobei jedoch gleichzeitig weitergehend ökologische, wirtschaftliche
und logistische Vorteile vorliegen. Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
kann Landeplätze
aus großer
Höhe im
senkrechten Sinkflug anfliegen und in gleicher Weise starten. Dadurch
wird die von herkömmlichen Flugzeugen
bekannte Lärmbelastung
in den Landeplatz umgebenden Wohnbereichen vermieden.
Das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
benötigt
keine kostenintensive Infrastruktur wie beispielsweise Flugplätze mit
weitläufigen
Flugzeuglandebahnen. Dadurch werden die Transportkosten bei einem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug
gesenkt und kann das erfindungsgemäße Luftfahrzeug beliebige Städte und
deren Innenstädte
direkt anfliegen, auch wenn diese Städte keinen Flughafen aufweisen.
Es könnten
infrastrukturarme Flugnetze aufgebaut werden. Dies ist besonders
für die
wirtschaftliche Entwicklung von Ländern vorteilhaft, die nicht über die
Mittel verfügen,
eine Infrastruktur aus herkömmlichen
Flughäfen
aufzubauen.
Im
Langstreckenflugbetrieb, beispielsweise über Ozeane hinweg, kann das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
im Gegensatz zu normalen Flugzeugen auf hoher See positionierte
Mutterschiffe anfliegen, um Wartung, Betankung oder Notlandungen
durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
kann bei Notlandungen mit geringer Geschwindigkeit auf Wasser oder
Land aufsetzen und so die übliche
Zerstörung
der Flugzeuge bei Wassernotlandungen oder die häufige Zerstörung der Flugzeuge bei Notlandungen
auf dem Land verhindern. Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug ist wesentlich
sicherer als herkömmliche
Mittel- und Langestreckenflugzeuge.
Aufgrund
der hohen Traglast, Manövrierbarkeit
und Andockfähigkeit
des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs
können
Bergungs- und Rettungsaktionen durchgeführt werden, die mit herkömmlichen Hubschraubern
nicht möglich
sind. Mit der Erfindung hätten
Opfer des Anschlags auf das World-Trade-Center in New York aus den
damals unzugänglichen
Gebäudeetagen
gerettet werden können.
Mit der Er findung kann eine Versorgung oder Evakuierung von Krisen-
oder Katastrophengebieten besser und schneller durchgeführt werden
als mit den bisher zur Verfügung
stehenden Transportmitteln.
Bei
der militärischen
Anwendung ermöglicht das
erfindungsgemäße Luftfahrzeug
vollkommen neue, wesentlich effizientere Operationen und Strategien.
So können
beispielsweise große
Material- oder Truppenbewegungen, die bisher nur über langsame,
kombinierte Transportwege aus beispielsweise Schiffstransport- und/oder
Großflugzeugtransport- und/oder
Landtransport möglich
sind, mit dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug
wesentlich schneller direkt in die militärischen Zielgebiete geführt werden. Die
durch das erfindungsgemäße Luftfahrzeug
mögliche
Zeitersparnis und Aufwandsersparnis ist von enormer militärisch-strategischer
Bedeutung. Beispielsweise brauchen im Rahmen von militärischen Operationen
keine Flugplätze
mehr besetzt, angelegt und gesichert werden. Hochseeschiffe können an
jedem Punkt auf offener See versorgt werden, ohne dass sie Kreuzungspunkte
mit Tenderschiffen anlaufen müssen
oder auf Tenderschiffe warten müssen.