DE102008018901A1 - Fluggerät mit Impellerantrieb - Google Patents

Fluggerät mit Impellerantrieb Download PDF

Info

Publication number
DE102008018901A1
DE102008018901A1 DE102008018901A DE102008018901A DE102008018901A1 DE 102008018901 A1 DE102008018901 A1 DE 102008018901A1 DE 102008018901 A DE102008018901 A DE 102008018901A DE 102008018901 A DE102008018901 A DE 102008018901A DE 102008018901 A1 DE102008018901 A1 DE 102008018901A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aircraft
impeller drives
impeller
drives
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102008018901A
Other languages
English (en)
Inventor
Gregor Gerhard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gerhard Gregor Dr
Original Assignee
Gerhard Gregor Dr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerhard Gregor Dr filed Critical Gerhard Gregor Dr
Priority to DE102008018901A priority Critical patent/DE102008018901A1/de
Publication of DE102008018901A1 publication Critical patent/DE102008018901A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/12Helicopters ; Flying tops
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • B64U30/26Ducted or shrouded rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/13Propulsion using external fans or propellers
    • B64U50/14Propulsion using external fans or propellers ducted or shrouded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • B64U10/13Flying platforms
    • B64U10/14Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein fernsteuerbares Fluggerät (1) mit einer Tragkonstruktion (3) mit einer Hauptebene (7) und mit einer daran angeordneten Antriebseinrichtung. Die Antriebseinrichtung weist eine gerade Anzahl von Impellerantrieben (2) mit jeweils mindestens einer Einlass- und mindestens einer Auslassöffnung (22, 24) und mit jeweils mindestens einem Rotor (8) in einer Rotorebene (9) auf, wobei mit den Impellerantrieben (2) zum Antrieb der Flugvorrichtung (1) jeweils mindestens ein der Gravitationskraft (g) entgegenwirkender Luftstrahl erzeugbar ist. Die Impellerantriebe (2) sind derart ausgebildet, dass die Rotoren (8) von jeweils mindestens zwei Impellerantrieben (2a, 2b) in gleicher Richtung drehen. Die Impellerantriebe (2) weisen jeweils einen Auslassbereich (25) auf, in dem die Auslassöffnung (24) angeordnet ist, wobei zur Stabilisierung des Flugverhaltens des Fluggeräts (1) jeweils die Mittelachse (26) des Auslassbereichs eines Impellerantriebs (2) gegenüber einer Vertikalen (7a) auf die Hauptebene (7) der Tragkonstruktion (3) geneigt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein fernsteuerbares Fluggerät mit einer Tragkonstruktion und einer daran angeordneten Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Fernsteuerbare Fluggeräte sind beispielsweise als Flugzeuge und Hubschrauber hinlänglich bekannt. Des weiteren sind Flugvorrichtungen bekannt, die mit in Paaren angeordneten Luftschrauben versehen sind. Eine derartige Anordnung ermöglicht zum einen das Senkrechtstarten einer derartigen Flugvorrichtung, und zum anderen die Steuerung der Flugvorrichtung während des Fluges und um dessen Hochachse. Die Luftschrauben weisen meist einen relativ großen Durchmesser mit entsprechend langen Rotorblättern auf, so dass der optische Eindruck einer derartigen Flugvorrichtung sehr durch die Luftschrauben geprägt ist. Dadurch ergeben sich Nachteile bezüglich der Ausgestaltbarkeit eines Gehäusekörpers der Flugvorrichtung, da bei Verwendung dieser Luftschrauben wenigstens zwei großflächige Öffnungen mit darin angeordneten Luftschrauben notwendig sind. Eine Lenkung derartiger Flugvorrichtungen kann über Leitbleche oder Steuerruder erfolgen, die jedoch zu Strömungsverlusten bei den erzeugten Luftstrahlen führt.
  • Auch kann das Flugverhalten derartiger Flugvorrichtungen durch eine Vielzahl von Luftschrauben instabil sein.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein fernsteuerbares Fluggerät bereitzustellen, das ein stabiles Flugverhalten aufweist und eine große Wendigkeit besitzt, wobei das Fluggerät vorzugsweise einfach zu steuern sein soll. Ferner soll das optische Erscheinungsbild des Fluggeräts nicht durch die Antriebseinheit dominiert werden.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass bei einem fernsteuerbaren Fluggerät mit einer Tragkonstruktion mit einer Hauptebene und mit einer darin angeordneten Antriebseinrichtung die Antriebseinrichtung eine gerade Anzahl von Impellerantrieben mit jeweils mindestens einer Einlass- und mindestens einer Auslassöffnung und mit jeweils mindestens einem Rotor in einer Rotorebene aufweist. Dabei ist mit den Impellerantrieben zum Antrieb der Flugvorrichtung jeweils mindestens ein der Gravitationskraft entgegenwirkender Luftstrahl erzeugbar. Die Impellerantriebe sind derart ausgebildet, dass die Rotoren von jeweils mindestens zwei Impellerantrieben in gleicher Richtung drehen. Dabei weisen die Impellerantriebe jeweils einen Auslassbereich auf, in dem die Auslassöffnung angeordnet ist, wobei zur Stabilisierung des Flugverhaltens des Fluggeräts jeweils die Mittelachse des Auslassbereichs eines Impellerantriebs gegenüber einer Vertikalen auf die Hauptebene der Tragkonstruktion geneigt ist.
  • Durch die Neigung der Mittelachse des Auslassbereichs eines Impellerantriebs gegenüber einer Vertikalen auf die Hauptebene der Tragkonstruktion üben die von den Impellern erzeugten Luftstrahlen eine Kraft auf das fernsteuerbare Fluggerät aus, die eine Kraftkomponente besitzt, die in der Hauptebene der Tragkonstruktion bzw. in einer zu dieser Hauptebene parallelen Ebene liegt.
  • Durch diese in der Hauptebene bzw. parallel dazu liegenden Kraftkomponente ist es möglich, durch eine intelligente Ansteuerung der Impellerantriebe sowohl die Flugstabilität des Fluggeräts gegenüber bekannten Flugvorrichtungen zu verbessern als auch eine größere Wendigkeit des erfindungsgemäßen Fluggeräts zu ermöglichen.
  • Beispielsweise kann durch eine Veränderung der von einzelnen Impellerantrieben erzeugten Luftstrahlen die in der Hauptebene bzw. parallel dazu liegende Kraftkomponente verändert werden, um eine Drehung um die senkrecht zu der Hauptebene liegenden Hochachse oder auch ein Seitwärtsflug in eine Richtung zu erzeugen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Impellerantriebe derart angeordnet sind, dass die Rotorebenen der Rotoren gegenüber der Hauptebene der Tragkonstruktion geneigt sind. Insbesondere, wenn die Neigung der Rotorebene gegenüber der Hauptebene der Tragkonstruktion an die Neigung der Mittelachse des Auslassbereichs angepasst ist, kann eine besonders vorteilhafte und verlustarme Strömung in dem Impellerantrieb erzeugt werden, so dass ein sehr verlustarmer Luftstrahl zum Antrieb des Fluggeräts erzeugt wird.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jeweils die Mittelachse des Auslassbereichs eines Impellerantriebs in Richtung des Innenbereichs des Fluggeräts geneigt ist, derart, dass im Betrieb des Fluggeräts die Luftstrahlen von den Impellerantrieben erzeugten Luftstrahlen jeweils eine Kraftkomponente in Richtung des Innenbereichs des Fluggeräts erzeugen. Durch die Ausgestaltung bzw. Anordnung der Impellerantriebe derart, dass eine in Richtung des Innenbereichs des Fluggeräts erzeugte Kraftkomponente an den Impellerantrieben erzeugt wird, kann erheblich zu der Flugstabilität des Fluggeräts beigetragen werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die in gleiche Richtung drehende Rotoren aufweisenden Impellerantriebe derart angeordnet sind, dass im Betrieb des Fluggeräts die Luftstrahlen dieser Impellerantriebe jeweils ein auf das Fluggerät einwirkendes gleichgerichtetes Drehmoment erzeugen. Mit anderen Worten: Zwei oder mehrere Impellerantriebe, die in gleiche Richtung drehende Rotoren aufweisen, erzeugen jeweils ein Drehmoment, das in gleiche Richtung auf das Fluggerät einwirkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die übrigen Impellerantriebe, deren Rotoren in die andere Richtung drehen, derart angeordnet sind, dass ein Drehmoment auf das Fluggerät ausgeübt wird, das dem zuvor genannten Drehmoment entgegenwirkt, so dass dieses Drehmoment aufgehoben werden kann. Durch eine derartige Anordnung der Impellerantriebe wird die Wendigkeit des Fluggeräts erhöht, da vorzugsweise alleinig durch die Steuerung der Drehzahl der Impellerantriebe und somit die Steuerung der erzeugten Luftstrahlen ein Drehmoment auf das Fluggerät ausgeübt werden kann, welches zu einer Drehung des Fluggeräts um die Hochachse führt.
  • Die Rotoren der Impellerantriebe erzeugen im Betrieb ebenfalls ein Drehmoment, was auf das Fluggerät einwirkt, indem sich die Rotoren bei der Drehung an dem Fluggerät abstützen. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das durch die Luftstrahlen erzeugte Drehmoment in gleiche Richtung oder entgegen dem durch die Rotation der Rotoren der Impellerantriebe auf das Fluggerät ausgeübte Drehmoment wirken. Dadurch können sich die einzelnen Drehmomente entweder addieren oder zumindest teilweise gegeneinander aufheben, so dass eine bessere Steuerbarkeit sowie eine erhöhte Wendigkeit des Fluggeräts erreicht werden kann.
  • Um einen Luftstrahl zu erzeugen, der ein Drehmoment auf das Fluggerät ausübt, können die Impellerantriebe geradlinig ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines geraden Rohres, so dass der gesamte Impeller geneigt angeordnet ist oder es kann vorgesehen sein, dass nur der Auslassbereich des Impellerantriebs gegenüber der Hauptebene geneigt ist, wenn beispielsweise der Impellerantrieb die Form eines gekrümmten Rohres besitzt.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel heben sich in einem Betriebszustand des Fluggeräts die von allen Impellerantrieben erzeugten Drehmomente gegeneinander auf. Dadurch ist es möglich, dass das Fluggerät im Betrieb in einem stabilen Flugzustand gehalten wird, so dass beispielsweise ein Schwebezustand des Fluggeräts erzeugt werden kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung eine Steuereinheit aufweist, die die Impellerantriebe steuert.
  • Dabei kann die Antriebseinrichtung wenigstens einen Sensor aufweisen, der zumindest die Lagedaten des Fluggeräts im Raum und die Geschwindigkeiten des Fluggeräts detektiert und an die Steuereinheit weiterleitet. Auf diese Weise ist es möglich, die Impellerantriebe in Abhängigkeit von Geschwindigkeiten des Fluggeräts und von den Lagedaten des Fluggeräts in dem Raum zu steuern und entsprechend auf die Impellerantriebe einzuwirken.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Summe der Flächen der Einlassöffnungen aller Impellerantriebe maximal ein Zehntel der Grundfläche des Fluggeräts ausmacht. Als Grundfläche des Fluggeräts wird dabei entweder die Grundfläche der Tragkonstruktion inklusive aller Anbauteile sowie der Impellerantriebe angesehen oder falls das Fluggerät ein Gehäuse aufweist, die Grundfläche des Gehäuses. Durch das Vorsehen einer Größenbegrenzung der Impellerantriebe kann erreicht werden, dass das Fluggerät nicht wie bei bekannten Fluggeräten derart durch die Antriebseinrichtung optisch geprägt wird, sondern die Antriebseinheit tritt in den Hintergrund. Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein Gehäuse für ein Fluggerät vorzusehen, das keine besonders großen Eintritts- und Austrittsöffnungen für die Impellerantriebe aufweisen muss. Dadurch sind optisch wesentlich ansprechendere Gehäuseformen bei einem derartigen Fluggerät realisierbar.
  • In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Impellerantriebe jeweils mit dem Rotor zusammenwirkende Statorblätter aufweisen, die vorzugsweise gewölbt sind, derart, dass die Statorblätter dem in der durch die Rotoren erzeugten Luftströmungen enthaltenen Drall entgegenwirken, so dass ein Luftstrahl mit deutlich reduziertem Drall erzeugt werden kann, was zu einer Erhöhung des durch die Luftstrahlen erzeugten Schubs führt. Der Schub lässt sich auf diese Weise beispielsweise um bis zu 30% erhöhen.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die Statorblätter zur Schubsteuerung der Impellerantriebe verstellbar angeordnet sind.
  • In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Impellerantriebe jeweils ein Gehäuse in Form eines Rohres mit konstantem Durchmesser aufweisen, in dem der Rotor oder der Rotor und der Stator angeordnet sind, wobei das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser des Gehäuses größer als 1,0 ist. Mit einem derartigen Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser wird gewährleistet, dass trotz eines relativ geringen Durchmessers der Impellerantriebe ein ausreichender Schub zum Betrieb des Fluggeräts erzeugt werden kann. Dies kann erreicht werden, da in derart ausgestalteten Impellerantrieben besonders vorteilhaft wirkende Statoren verwendet werden können.
  • An der Einlassöffnung der Impellerantriebe kann ein Einlaufring zur Schuberhöhung vorgesehen sein. Der Einlaufring kann dabei einen gegenüber der Einlassöffnung, auf der der Einlaufring aufgesetzt ist, größeren Einlassquerschnitt aufweisen, so dass mit Hilfe des Einlaufringes der Öffnungsquerschnitt, durch den die Luft zu den Rotoren geführt wird, vergrößert wird. Der Einlaufring gewährleistet somit eine gezielte Luftzuführung zu den Impellerantrieben. Durch eine entsprechend hochwertig ausgeführte Innenwandung der Einlaufringe können ferner Strömungswiderstände verringert werden, indem beispielsweise Verwirbelungen vermieden werden. Dadurch wird der von den Impellerantrieben erzeugte Schub insbesondere im Stand erhöht.
  • Impellerantriebe weisen einen weitaus geringeren Durchmesser als herkömmliche Luftschrauben auf und können zudem mit einem aerodynamischen Stator versehen sein. Somit ist die Ausbildung eines Gehäuses weniger eingeschränkt als bei der Verwendung von Luftschrauben, und zudem kann der Rotor derart verdeckt angeordnet sein, dass bei einer erfindungsgemäßen Flugvorrichtung der optische Eindruck entsteht, als wäre keine Antriebsvorrichtung vorhanden, was ästhetisch ansprechend für einen eventuellen Nutzer ist.
  • Die Antriebeinheiten sind paarweise links- und rechtsdrehend. Durch diese Ausgestaltung können sich die durch die Rotoren erzeugten Drehmomente gegenseitig ausgleichen, so dass das Fluggerät eine stabile Lage in der Luft erhält, ohne selbst in Rotation zu geraten. Die Anzahl der verwendeten Antriebeinheiten ist nicht begrenzt, es gilt nur jeweils zu beachten, dass eine gerade Anzahl verwendet wird, von denen jeweils gleich starke Paare rechts- und linksdrehend ausgebildet sein sollten. Beispielsweise können bei der Verwendung von vier an den Eckpunkten eines Quadrats angeordneten Antriebseinheiten jeweils diagonal benachbarte Antriebseinheiten die gleiche Drehrichtung aufweisen.
  • Bei der Erfindung müssen nicht zwangsläufig alle Impellerantriebe einen Auslassbereich aufweisen, der gegenüber der Vertikalen auf die Hauptebene geneigt ist. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zwei oder mehrere Paare von Impellerantrieben einen geneigten Auslassbereich aufweisen, über den die Stabilisierung des Flugverhaltens des Fluggeräts sowie die Steuerung des Fluggeräts durchgeführt werden kann sowie einer oder mehrerer weiterer Impellerantriebe, die einen Auslassbereich aufweisen, der nicht geneigt ist, so dass im normalen Flugzustand diese Impellerantriebe lediglich einen Luftstrahl erzeugen, der entgegen der Gravitationskraft wirkt, wobei die von diesen Impellerantrieben erzeugten Luftstrahlen eine bzw. nahezu keine Kraftkomponente erzeugen, die in der Hauptebene der Tragkonstruktion bzw. parallel dazu wirken.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße fernsteuerbare Flugvorrichtung als Draufsicht,
  • 2 eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fluggerät,
  • 3 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fluggeräts sowie
  • 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Impellerantriebs.
  • In 1 ist ein Prinzip eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen fernsteuerbaren Fluggeräts 1 schematisch von oben dargestellt. Das Fluggerät 1 weist in dieser Ausführungsform eine Antriebseinheit mit vier Impellerantrieben 2 auf. Die Impellerantriebe 2 sind an einer Tragkonstruktion 3 des Fluggeräts 1 angeordnet, wobei jeweils diagonal sich gegenüberliegende Impellerantriebe 2 Rotoren aufweisen, die in die gleiche Richtung drehen. Die Impellerantriebe 2a weisen in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel Rotoren auf, die entgegen den Uhrzeigersinn drehen, während die Impellerantriebe 2b Rotoren aufweisen, die mit dem Uhrzeigersinn drehen. Der Drehsinn der Rotoren ist in 1 mit entsprechenden Pfeilen dargestellt.
  • Die Impellerantriebe 2 sind fest mit der Tragkonstruktion 3 verbunden, so dass die Impellerantriebe 2 und die Tragkonstruktion 3 eine starre Baueinheit bilden.
  • Wie schematisch angedeutet ist, ist an der Tragkonstruktion eine Steuereinheit 4, die die Impellerantriebe 2 steuert, ein Sensor 6 zur Aufnahme von Daten über die Lage des Fluggeräts im Raum und über die Geschwindigkeiten des Fluggeräts in verschiedene Richtungen sowie eine Antenne zum Empfang und/oder Aussenden von Daten angeordnet. Über die Antenne können auch die mittels einer Fernsteuerung übermittelten Steuerdaten an die Steuereinheit übermittelt werden. Die von dem Sensor 6 ermittelten Daten werden ebenfalls an die Steuereinheit weitergeleitet, um diese für die Steuerung des Fluggeräts zu verwenden. Beispielsweise kann der Sensor 6 ermitteln, dass sich das Fluggerät in einer Schräglage befindet und kann es beispielsweise über eine Schuberhöhung der entsprechenden Impellerantriebe 2 des Fluggeräts zurück in die gewünschte horizontale Lage bringen.
  • Wie am besten aus den 2 und 3 erkennbar ist, sind die Impeller gegenüber einer Hauptebene 7 der Tragkonstruktion 3 geneigt, derart, dass die Mittelachse des Auslassbereichs 25 gegenüber einer Vertikalen 7a auf die Hauptebene 7 der Tragkonstruktion 3 geneigt ist. Mit anderen Worten: Der von den Impellern erzeugte Luftstrahl übt eine Kraft auf die Tragkonstruktion 3 des Fluggeräts 1 aus, die eine in der Hauptebene 7 der Tragkonstruktion 3 bzw. parallel dazu angeordnete Kraftkomponente 11, die in 1 durch einen entsprechenden Vektor dargestellt ist, besitzt. Die Kraftkomponente 11 weist eine erste Kraftkomponente 11a auf, die ein Drehmoment auf das Fluggerät 1 ausübt sowie eine zweite Kraftkomponente 12, die in Richtung eines Innenbereichs 10 des Fluggeräts 1 zeigt.
  • Da alle Impellerantriebe des dargestellten Ausführungsbeispiels eine Neigung aufweisen, wird von den erzeugten Strahlen aller Impellerantriebe 2 eine entsprechende Kraftkomponente 12, die in den Innenbereich des Fluggeräts 1 zeigt, erzeugt. Aufgrund dieser in dem Innenbereich 10 des Fluggeräts 1 wirkenden Kraftkomponente 12 wird die Stabilität des Flugverhaltens des Fluggeräts deutlich erhöht.
  • Darüber hinaus erzeugen die entgegen den Uhrzeigersinn drehenden Rotoren aufweisenden Impellerantriebe 2a aufgrund der Kraftkomponente 11 jeweils ein Drehmoment auf das Fluggerät 1, das entgegen den Uhrzeigersinn wirkt.
  • Entsprechend erzeugen die einen mit dem Uhrzeigersinn drehenden Rotoren aufweisenden Impellerantriebe 2 jeweils ein Drehmoment auf das Fluggerät 1, das mit dem Uhrzeigersinn wirkt.
  • Durch eine entsprechende Ansteuerung eines Paares von Impellerantrieben mit in gleicher Richtung drehenden Rotoren bei 2a bzw. 2b kann der Schub dieser Impellerantriebe 2a bzw. 2b erhöht werden, so dass ein größeres Drehmoment auf das Fluggerät 1 ausgeübt wird. Auf diese Weise kann das Fluggerät 1 auf eine einfache Art und Weise um seine Hochachse gedreht werden.
  • In 2 ist ein erfindungsgemäßes Fluggerät 1 schematisch in einer Draufsicht dargestellt. Die Impeller 2 weisen jeweils einen Rotor 8 und mit den Rotoren 8 zusammenwirkende Statoren 18 auf.
  • Die Grundfläche 16 des Fluggeräts 1 setzt sich aus der Grundfläche der Tragkonstruktion 3 und den Grundflächen der einzelnen Impellerantriebe 2 zusammen. Die Erfindung sieht nun in vorteilhafter Weise vor, dass die Summe der Grundflächen der Impellerantriebe 2, die sich aus den Durchmessern 14 der Einlassöffnungen 22 ergeben, maximal ein Zehntel der gesamten Grundfläche 16 des Fluggeräts ausmacht. Dadurch wird gewährleistet, dass die Antriebseinrichtung und somit die Impellerantriebe optisch bei dem Fluggerät 1 eher in den Hintergrund treten, so dass der Gesamteindruck nicht durch die Antriebseinheit geprägt wird. Ferner ist der Durchmesser 14 eines Impellerantriebs 2 möglichst kleiner als die Länge des Impellerantriebs 2.
  • Wie am besten aus 3 ersichtlich ist, in der eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fluggeräts 1 schematisch dargestellt ist, weisen die Impellerantriebe 2 ein Gehäuse 20 auf, das aus einem geradlinigen Rohr besteht. Die Impellerantriebe 2 sind jeweils gegenüber einer Vertikalen 7a auf die Hauptebene 7 der Tragkonstruktion 3 geneigt, so dass die Mittelachse 26 des Auslassbereichs 25 ebenfalls eine Neigung gegenüber der Vertikalen 7a aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Mittelachse 26 des Auslassbereichs 25 auch der Mittelachse des gesamten Impellerantriebs 2.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, dass der Impellerantrieb beispielsweise ein Gehäuse aufweist, das ein gekrümmtes Rohr ist, so dass lediglich der Auslassbereich 25 geneigt ist. Entscheidend ist, dass der von einem Impellerantrieb 2 erzeugte Luftstrahl, der den Impellerantrieb an der Auslassöffnung 24 verlässt, auf das Fluggerät 1 eine Kraft ausübt, die entgegen der durch einen Pfeil angedeutete Gravitationskraft g wirkt sowie eine Kraftkomponente enthält, die senkrecht zu der Gravitationskraft g ist. Mit anderen Worten: Die erzeugte Kraftkomponente liegt in der Hauptebene 7 der Tragkonstruktion 3 bzw. parallel zu dieser Ebene.
  • Die Impellerantriebe 2 saugen im Betrieb durch die Einlassöffnung 22 Luft an, beschleunigen die Luft über einen Rotor 8 und ein Luftstrahl wird durch die Auslassöffnung 24 herausgedrückt. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Rotoren 8 jeweils eine Rotorebene 9 auf, die gegenüber der Hauptebene 7 geneigt ist. Die Neigung der Rotorebene 9 ist an die Neigung der jeweiligen Impellerantriebe 2 angepasst.
  • In 4 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Impellers schematisch dargestellt. Der Impeller weist eine Eintrittsöffnung 22 und eine Austrittsöffnung 24 auf. Das Gehäuse 20 des Impellers ist rohrförmig aufgebaut und im Inneren des Rohres befinden sich fest angeordnete Statoren 18 sowie ein drehbeweglich gelagerter Rotor 8. Die fest angeordneten Statoren 18 weisen eine Wölbung auf, wodurch dem von dem Rotor 8 im Betrieb in der Strömung erzeugten Drall entgegen gewirkt werden kann, so dass es zu einer Schuberhöhung des von dem Impellerantrieb 2 erzeugten Luftstrahls kommt.
  • Selbstverständlich kann vorgesehen sein, dass die Statoren 18 verstellbar sind, so dass das Zusammenwirken zwischen Rotor 8 und Stator 18 und somit die Eigenschaften des erzeugten Luftstrahls veränderbar sind.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Impeller einen in 4 nicht dargestellten Einlaufring an der Einlassöffnung 22 aufweist, der die Zuführung der Luftströmung in den Impeller optimiert und somit ebenfalls eine Schuberhöhung bewirkt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Fluggerät 1 ein Gehäuse aufweist, das dem Fluggerät eine optisch ansprechende Form gibt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Impeller über Elektromotoren angetrieben werden, was gegenüber Turbinen den Vorteil hat, dass kein heißer Abgasstrahl erzeugt wird.
  • Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Stromversorgung in Form von Batterien für die Versorgung der Elektromotoren in dem Fluggerät angeordnet ist, so dass das Fluggerät autonom fliegen kann.
  • Die Steuerung des Fluggeräts erfolgt in erster Linie durch eine Veränderung der Rotordrehzahlen der Impellerantriebe und somit durch eine Veränderung von auf das Fluggerät einwirkenden Drehmomenten.
  • Hinsichtlich der Größe und des Gewichts des Fluggeräts sind nahezu keine Grenzen gesetzt. Je nach Einsatzzweck kann beispielsweise ein äußerst kleines sehr leichtes Modell vorgesehen sein, das beispielsweise als Spielzeug dient. Es können auch wesentlich größere erfindungsgemäße Fluggeräte vorgesehen sein, die Lasten von mehreren hundert Kilogramm tragen können, sogar eine oder mehrere Personen.

Claims (12)

  1. Fernsteuerbares Fluggerät (1) mit einer Tragkonstruktion (3) mit einer Hauptebene (7) und mit einer daran angeordneten Antriebseinrichtung, wobei die Antriebseinrichtung eine gerade Anzahl von Impellerantrieben (2) mit jeweils mindestens einer Einlass- und mindestens einer Auslassöffnung (22, 24) und mit jeweils mindestens einem Rotor (8) in einer Rotorebene (9) aufweist, wobei mit den Impellerantrieben (2) zum Antrieb der Flugvorrichtung (1) jeweils mindestens ein der Gravitationskraft (g) entgegenwirkender Luftstrahl erzeugbar ist, und wobei die Impellerantriebe (2) derart ausgebildet sind, dass die Rotoren (8) von jeweils mindestens zwei Impellerantrieben (2a, 2b) in gleicher Richtung drehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Impellerantriebe (2) jeweils einen Auslassbereich (25) aufweisen, in dem die Auslassöffnung (24) angeordnet ist, wobei zur Stabilisierung des Flugverhaltens des Fluggeräts (1) jeweils die Mittelachse (26) des Auslassbereichs eines Impellerantriebs (2) gegenüber einer Vertikalen (7a) auf die Hauptebene (7) der Tragkonstruktion (3) geneigt ist.
  2. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impellerantriebe (2) derart angeordnet sind, dass die Rotorebenen (9) der Rotoren (8) gegenüber der Hauptebene (7) der Tragkonstruktion (3) geneigt sind.
  3. Fluggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Mittelachse (26) des Auslassbereichs eines Impellerantriebs (2) in Richtung des Innenbereichs (10) des Fluggeräts (1) geneigt ist, derart, dass im Betrieb des Fluggeräts (1) die von den Impellerantrieben (2) erzeugten Luftstrahlen jeweils eine Kraftkomponente (12) in Richtung des Innenbereichs (10) des Fluggeräts (1) erzeugen.
  4. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in gleicher Richtung drehende Rotoren (8) aufweisenden Impellerantriebe (2a, 2b) derart angeordnet sind, dass im Betrieb des Fluggeräts (1) die Luftstrahlen dieser Impellerantriebe (2a, 2b) jeweils ein auf das Fluggerät (1) einwirkendes, gleichgerichtetes Drehmoment erzeugen, wobei das Drehmoment vorzugsweise in die gleiche Drehrichtung wie ein von den Rotoren dieser Impellerantriebe (2a, 2b) auf das Fluggerät (1) ausgeübtes Drehmoment wirkt.
  5. Fluggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von allen Impellerantrieben (2) erzeugten Drehmomente sich in einem Betriebszustand des Fluggeräts (1) aufheben.
  6. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine Steuereinheit (4) aufweist, die die Impellerantriebe (2) steuert.
  7. Fluggerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung wenigstens einen Sensor (6) aufweist, der zumindest die Lagedaten des Fluggeräts (6) im Raum und Geschwindigkeiten des Fluggeräts (6) detektiert und an die Steuereinheit (4) weiterleitet.
  8. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Flächen der Einlassöffnungen (22) aller Impellerantriebe (2) maximal ein Zehntel der Grundfläche (16) des Fluggerät (1) ausmacht.
  9. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Impellerantriebe (2) jeweils mit dem Rotor (8) zusammenwirkende Statorblätter (18) aufweisen, die vorzugsweise gewölbt sind.
  10. Fluggerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorblätter (18) zur Schubsteuerung der Impellerantriebe (2) verstellbar angeordnet sind.
  11. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Impellerantriebe (2) jeweils ein Gehäuse (20) in Form eines Rohres mit konstantem Durchmesser aufweisen, in dem der Rotor (8) oder der Rotor (8) und der Stator (18) angeordnet sind, wobei das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser des Gehäuses größer als 1,0 ist.
  12. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Impellerantriebe (2) an der Einlassöffnung (22) einen Einlaufring zur Schuberhöhung aufweist.
DE102008018901A 2008-04-14 2008-04-14 Fluggerät mit Impellerantrieb Ceased DE102008018901A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008018901A DE102008018901A1 (de) 2008-04-14 2008-04-14 Fluggerät mit Impellerantrieb

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008018901A DE102008018901A1 (de) 2008-04-14 2008-04-14 Fluggerät mit Impellerantrieb

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008018901A1 true DE102008018901A1 (de) 2009-12-31

Family

ID=41360378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008018901A Ceased DE102008018901A1 (de) 2008-04-14 2008-04-14 Fluggerät mit Impellerantrieb

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008018901A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012228944A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Chiba Inst Of Technology マルチロータヘリコプタの横風安定化装置及びこれを備えたマルチロータヘリコプタ
DE102011117605A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 UNITED pds GmbH Fluggerät nach dem Prinzip eines Hubschraubers
JP2017518217A (ja) * 2014-06-03 2017-07-06 サイファイ ワークス、インコーポレイテッド 固定ロータ推力ベクタリング
EP3202662A4 (de) * 2015-07-31 2018-05-16 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Unbemanntes luftfahrzeug
US10839336B2 (en) 2013-12-26 2020-11-17 Flir Detection, Inc. Unmanned delivery
US11673650B2 (en) 2013-12-26 2023-06-13 Teledyne Flir Detection, Inc. Adaptive thrust vector unmanned aerial vehicle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB935884A (en) * 1961-01-16 1963-09-04 Ford Motor Co Improved flying vehicle
US5082079A (en) * 1990-05-04 1992-01-21 Aerovironment, Inc. Passively stable hovering system
US5419514A (en) * 1993-11-15 1995-05-30 Duncan; Terry A. VTOL aircraft control method
DE20220046U1 (de) * 2002-12-20 2003-04-10 Hieber Christian Unbemannter Industriehubschrauber als Geräteträger, beispielsweise für Kameras
DE202004010057U1 (de) * 2004-06-26 2004-08-26 Braun, Andrea Elektrohubschrauber mit 4 Hubrotoren
US20060226281A1 (en) * 2004-11-17 2006-10-12 Walton Joh-Paul C Ducted fan vertical take-off and landing vehicle
DE602004001649T2 (de) * 2003-10-17 2007-05-10 C.R.F. S.C.P.A. Mikroflugzeug und Zellulares Telefon mit solchem Mikroflugzeug
DE202007002972U1 (de) * 2007-02-27 2007-05-24 Gerhard, Gregor, Dr. Fernsteuerbare Flugvorrichtung
US7275712B2 (en) * 2002-05-28 2007-10-02 Urban Aeronautics, Ltd. Ducted fan vehicles particularly useful as VTOL aircraft

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB935884A (en) * 1961-01-16 1963-09-04 Ford Motor Co Improved flying vehicle
US5082079A (en) * 1990-05-04 1992-01-21 Aerovironment, Inc. Passively stable hovering system
US5419514A (en) * 1993-11-15 1995-05-30 Duncan; Terry A. VTOL aircraft control method
US7275712B2 (en) * 2002-05-28 2007-10-02 Urban Aeronautics, Ltd. Ducted fan vehicles particularly useful as VTOL aircraft
DE20220046U1 (de) * 2002-12-20 2003-04-10 Hieber Christian Unbemannter Industriehubschrauber als Geräteträger, beispielsweise für Kameras
DE602004001649T2 (de) * 2003-10-17 2007-05-10 C.R.F. S.C.P.A. Mikroflugzeug und Zellulares Telefon mit solchem Mikroflugzeug
DE202004010057U1 (de) * 2004-06-26 2004-08-26 Braun, Andrea Elektrohubschrauber mit 4 Hubrotoren
US20060226281A1 (en) * 2004-11-17 2006-10-12 Walton Joh-Paul C Ducted fan vertical take-off and landing vehicle
DE202007002972U1 (de) * 2007-02-27 2007-05-24 Gerhard, Gregor, Dr. Fernsteuerbare Flugvorrichtung

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012228944A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Chiba Inst Of Technology マルチロータヘリコプタの横風安定化装置及びこれを備えたマルチロータヘリコプタ
DE102011117605A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 UNITED pds GmbH Fluggerät nach dem Prinzip eines Hubschraubers
US10839336B2 (en) 2013-12-26 2020-11-17 Flir Detection, Inc. Unmanned delivery
US11673650B2 (en) 2013-12-26 2023-06-13 Teledyne Flir Detection, Inc. Adaptive thrust vector unmanned aerial vehicle
JP2017518217A (ja) * 2014-06-03 2017-07-06 サイファイ ワークス、インコーポレイテッド 固定ロータ推力ベクタリング
EP3152112A4 (de) * 2014-06-03 2018-01-17 Cyphy Works Inc. Schubumlenkung mit fixem rotor
EP3202662A4 (de) * 2015-07-31 2018-05-16 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Unbemanntes luftfahrzeug
AU2016303994B2 (en) * 2015-07-31 2019-06-06 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Unmanned aerial vehicle and unmanned aerial vehicle body configured for unmanned aerial vehicle
US10526087B2 (en) 2015-07-31 2020-01-07 Guangzhou Xaircraft Technology Co., Ltd. Unmanned aerial vehicle and unmanned aerial vehicle body configured for unmanned aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004002376T2 (de) Rotor und flugzeug, die im schwebeflug passiv stabil sind
EP2817219B1 (de) Fluggerät
EP1943143B1 (de) Flugzeug
DE102005046155B4 (de) Hubschrauber mit koaxialen Hauptrotoren
DE69726046T2 (de) Senkrecht startendes und landendes Flugzeug
DE69534767T2 (de) Hauptrotor system für hubschrauber
DE102008018901A1 (de) Fluggerät mit Impellerantrieb
EP3176079B1 (de) Antriebsvorrichtung für einen gleitschirm
DE60208929T2 (de) Propeller, propellerstabilisatoren und propeller verwendende fahrzeuge
WO2019034765A1 (de) Senkrecht startendes luftfahrzeug
EP2125506A2 (de) Luftschiff
DE10256916B4 (de) Hubschrauber
DE102019123725B4 (de) Auftriebs- und Flugsteuerungseinheit für ein Fluggerät und Fluggerät
DE102015000703B4 (de) Starrflügler-Fluggerät mit abnehmbaren Horizontalantrieben
DE19842543A1 (de) Schweber
DE2231137A1 (de) Spielzeughubschrauber
DE202005013179U1 (de) Steckbares Modelflugzeug
DE10203504B4 (de) Hubschrauber
EP3508421A1 (de) Helikopter-antrieb und verfahren zum betreiben eines helikopter-antriebs
DE581610C (de) Anordnung fuer den Vortrieb von Hubschraubern
DE567584C (de) Hubschrauber
DE3124525A1 (de) Flugkoerper
DE952323C (de) Hubschrauber
DE102004018535A1 (de) Fluggerät
DE289363C (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20111228