DE102008025607A1 - Robust and agile aircraft, has control device for controlling position of thrust module and centre of gravity position of aircraft, and central or local energy supply module with pumps, energy distribution system and supply lines - Google Patents

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Abstract

The aircraft has a control device including a central assembly platform and a thrust module and provided for independent dynamic controlling of a position of the thrust module and a centre of gravity position of the aircraft. An actual load module corresponds to selected function and design of the aircraft. A central or local energy supply module has devices i.e. batteries, pumps, an energy distribution system and supply lines. The assembly platform has an assembly form (5a), a cover (5b) and a controllable axial main shaft rotation mechanism (6) attached at the form.

Description

Die Erfindung betrifft ein vertikal abhebendes, landendes und robustes Fluggerät mit Mitteln zum autonomen Schweben und aerodynamisch getragenen Horizontal Flug mit niedrigem EnergieverbrauchThe The invention relates to a vertical lifting, landing and robust aircraft with means of autonomous levitation and aerodynamically supported Horizontal flight with low energy consumption

Stand der TechnikState of the art

Die Robustheit von Fluggeräten hängt davon ab wie das Problem von nicht-steuerbaren Bereichen in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit und relativer Luftströmung im Zusammenhang mit den gerätspezifischen aerodynamischen Eigenschaften für die unterschiedlichen Flugphasen wie, Abheben, Landen, Schweben, schneller Horizontal Flug und deren Übergange, vermieden werden können. Es gibt bekannte Konzepte von Beobachtungs-Flugkörpern die auf dem Drehflüglerprinzip basieren und somit auch Horizontal Flug und Schweben einnehmen können. Ein Nachteil dieser Lösungen ist der relativ hohe (bezüglich eines Tragflügelflugzeuges) Energieverbrauch beim schnellen Horizontal Flug und die mangelnde Agilität. Ein weiterer Nachteil beim Schweben ist, dass prinzipiell die Winkellage des Zentralkörpers mit der Positionsregelung gekoppelt ist und der Zentralkörper eines Drehflüglers einen hohen aerodynamischen Widerstand hat so dass die Winkellage des Zentralkörpers durch die Richtung und Stärke äußerer aerodynamischer Störungen bestimmt wird. Ferner ist die Mechanik des Drehflügel-Rotors weit komplizierter als bei einem einfachen Propeller.The Robustness of aircraft depends as the problem of non-controllable areas depending of vehicle speed and relative airflow in Related to the device specific aerodynamic properties for the different phases of flight such as, taking off, landing, hovering, faster horizontal flight and its transitions, be avoided can. There are known concepts of observation missiles which are based on the rotorcraft principle based and therefore also horizontal flight and levitation can take. One Disadvantage of these solutions is the relatively high (in terms of a hydrofoil aircraft) Energy consumption in fast horizontal flight and the lack of Agility. Another disadvantage of floating is that in principle the angular position of the central body is coupled to the position control and the central body of a rotorcraft a high aerodynamic drag has so the angular position of the central body by the direction and strength of outer aerodynamic disorders is determined. Furthermore, the mechanics of the rotary wing rotor far more complicated than a simple propeller.

Weitere bekannte Konzepte basieren auf dem Luftschiffsprinzip mit Schuberzeugern und davon abgeleitete Systeme die mit geschlossen Auftriebskörper mit leichten Gasen wie Helium Wasserstoff, Propellern und mit aerodynamischen Zusatzstrukturen. Diese Systeme sind, weil die geschlossenen Auftriebskörper immer relativ große Volumen einnehmen vorzugsweise zum Schweben und langsamen und autonomen Beobachtungs-Flug geeignet. Diese Konzepte sind aber windempfindlich und deshalb nicht zur genauen Positionshaltung und zum schnellen Horizontal Flug geeignet.Further Known concepts are based on the airship principle with thrusters and derived systems with closed buoyancy body with light gases such as helium hydrogen, propellers and aerodynamic Additional structures. These systems are because the closed buoyancy bodies always relatively large Take up volume preferably levitating and slow and autonomous Observation flight suitable. These concepts are sensitive to wind and therefore not for exact posture and fast Horizontal flight suitable.

Ein anderes Konzept ist die QuadroCopter Lösung die speziell für den Schwebe Flug und langsamen Horizontal Flug konzipiert ist. Die Winkellage des QuadroCopter ist ebenfalls prinzipiell mit der Positionsregelung gekoppelt so dass der gleiche Nachteil wie oben beim Drehflüglerprinzip beschrieben auch für den QuadroCopter gilt. Das, durch das QuadroCopter Prinzip bedingte, Problem eines kleinen Bereiches des regelbaren Dreh-Momentes um seine Schubachse und die Minimierung von Nichtsteuerbarkeitsbereichen werden konstruktiv, mittels sehr kleiner aerodynamischen Beiwerte des Fluggerätes, gelöst. QuadroCopter können deshalb nicht das aerodynamische Auftriebsprinzip nutzen um im schnellen Horizontal Flug den Energieverbrauch drastisch zu reduzieren Sie werden deshalb vornehmlich als Kleinfluggeräte für den Nahbereich eingesetzt.One Another concept is the QuadroCopter solution which is specially designed for levitation Flight and slow horizontal flight is designed. The angular position of the QuadroCopter is also basically with the position control coupled so that the same disadvantage as above in the rotorcraft principle also described for the QuadroCopter. That, due to the QuadroCopter principle, Problem of a small range of adjustable rotation-moment around its thrust axis and the minimization of non-controllability ranges become constructive, by means of very small aerodynamic coefficients of the aircraft, solved. QuadroCopter can therefore do not use the aerodynamic lift principle in the fast Horizontal flight to drastically reduce energy consumption are therefore used primarily as small aircraft for the local area.

Ein weiteres Konzept sind aerodynamische Fluggeräte mit festem Propeller(n) am Bug oder Heck eines Zentralkörpers, mit Ruder Finnen oder Entenruder mit oder ohne aerodynamischen Tragflächen/Gitterflügel um Schweben und Horizontal Flug zu gewährleisten. Der prinzipielle Nachteil dieser Lösung ist, das man die Luftströmung die durch den Propeller erzeugt wird in Kombination mit drehbaren Ruderfinnen/Entenrudern nutzt um die Lage und Position des Fahrzeuges im Schweben zu regeln. Die Steuerbarkeit ist allerdings zusätzlich abhängig von Fahrzeuggeschwindigkeit und relativer Luftströmung (Wind, Windböen) in Richtung und Stärke. Auch im schnellen Horizontal Flug, insbesondere bei Manövern, können Bedingen auftreten dass sich Propeller Luftströmung und Fahrströmung plus Wind so ungünstig addieren das die ‚Vollständige Steuerbarkeit' des Fluggerätes nicht mehr gegeben ist. Besonders kritisch sind dabei die Übergänge in den schellen Horizontal Flug und zurück zum Schweben und umgekehrt. Die Folge daraus ist, dass das Fluggerät phasenweise instabil werden kann (Nicht-Steuerbare Gebiete) und absturzgefährdet wird. Die Positionsregelung und Winkellage des Zentralkörpers sind auch bei dieser Lösung gekoppelt so dass diesbezüglich der gleiche Nachteil wie oben für den Drehflügler beschrieben auch für diese Lösung gilt.One Another concept is aerodynamic aircraft with fixed propeller (s) at the bow or stern of a central body, with rudder fins or duck rudder with or without aerodynamic wings / lattice wings for hovering and to ensure horizontal flight. The principal disadvantage of this solution is that the air flow the produced by the propeller in combination with rotatable rudder fins / duck thrusters uses to regulate the position and position of the vehicle in the hover. However, controllability is additionally dependent on vehicle speed and relative airflow (wind, Wind gusts) in direction and strength. Even in fast horizontal flight, especially during maneuvers, conditions can occur that propeller air flow and traction flow plus Wind so unfavorable do not add the 'complete controllability' of the aircraft more is given. Particularly critical are the transitions in the Ring horizontal flight and back to float and vice versa. The consequence of this is that the aircraft is phased becomes unstable (non-controllable areas) and is prone to falling. The position control and angular position of the central body are even with this solution coupled so that in this regard the Same disadvantage as above for the rotorcraft also described for this solution applies.

Eine Erweiterung des obigen Konzeptes sind Aerodynamische Fluggeräte basierend auf Propeller(n) montiert auf einem Kardan Mechanismus am Bug oder Heck eines Zentralkörpers, mit Ruder Finnen oder Entenruder mit oder ohne aerodynamischen Tragflächen/Gitterflügel um Schweben und Horizontal Flug zu gewährleisten. Auch bei der Kardan Lösung sind prinzipiell zusätzliche aerodynamische Stellglieder (Ruder Finnen oder Entenruder mit oder ohne zusätzlichen gegenläufigen Propeller) notwendig um das Drehmoment um die Schubachse zu beherrschen und das Fluggerät zu stabilisieren. Unter realen Bedingungen werden auch im Schweben immer Störmomente auftreten so dass die beiden Nachteile wie oben beschreiben in abgeschwächter Form auch für diese Lösung gelten. Um das System zu stabilisieren und die Position zu halten muss die resultieren Störmomente kompensiert werden und das Propeller-Kardan System zusätzlich geschwenkt werden was konsequenterweise zu einer Winkellage Änderung des Flugkörpers führt oder dazu das der Flugkörper driftet. Das heißt im realen Einsatz sind Positionsregelung und Winkellage des Flugkörpers auch bei dieser Lösung gekoppelt und die Winkellage des Zentralkörpers von den Störungen bestimmt. Besonders kritisch sind wiederum die Übergänge von Horizontal Flug zurück zum Schweben. Eine Umsteuerung der Propeller Motor Drehrichtung führt zu einer drastischen Änderung der Regel-Charakteristik des Motors und der Strömungsverhältnisse am Fluggerät und aufgrund der nicht vorhersagbaren Windverhältnisse zu nicht vorhersagbaren Nicht-Steuerbaren-Gebieten. Die Folge daraus ist, dass das Fluggerät phasenweise instabil werden kann (Nicht-Steuerbare Gebiete) und absturzgefährdet wird. Ein weiterer Nachteil ist dass die Zuverlässigkeitszahl eines Kardanmechanismus erheblich schlechter ist und dessen Masse höher als vergleichbare axiale Drehmechanismen.An extension of the above concept are aerodynamic aircraft based on propeller (s) mounted on a cardan mechanism at the bow or stern of a central body, with rudder fins or duck rudders with or without aerodynamic wings / lattice blades to ensure hovering and horizontal flight. In principle, additional aerodynamic actuators (rudder fins or duck rudder with or without additional counter-rotating propeller) are necessary to master the torque around the thrust axis and to stabilize the aircraft. Under real conditions, disturbance torques will always occur even when levitating, so that the two disadvantages as described above also apply to this solution in a weakened form. In order to stabilize the system and maintain the position, the resulting disturbance torques must be compensated and the propeller-gimbal system additionally pivoted, which consequently leads to an angular position change of the missile or to which the missile drifts. That means, in real use, position regulation and angular position of the missile are also coupled in this solution, and the angular position of the central body is determined by the disturbances. Especially critical are the transitions of Horizontal flight back to levitation. A reversal of the propeller motor rotation direction leads to a drastic change in the control characteristics of the engine and the flow conditions on the aircraft and due to the unpredictable wind conditions to unpredictable non-controllable areas. The consequence of this is that the aircraft may become unstable in phases (non-controllable areas) and is prone to falling. Another disadvantage is that the reliability of a cardan mechanism is significantly worse and its mass is higher than comparable axial rotation mechanisms.

Ein gravierendes Sicherheits-Problem tritt für drei letzten Lösungen beim Ausfall eines Propellers auf, Fluggerät oder QuadroCopter sind nicht mehr kontrollierbar und stürzen ab. Aufgrund der oben beschriebenen Nachteile haben die bisher bekannten Lösungen spezifische Einsatzbereiche, sind aber aus den oben beschriebenen Nachteilen nicht geeignet um autonome Einsätze mit schnellem Horizontal Flug mit Schwebephasen (Beobachtungsphasen) gesteuert von einem Auto-Piloten durchzuführen.One serious security problem occurs for three recent solutions Failure of a propeller, aircraft or QuadroCopter are not more controllable and fall from. Due to the disadvantages described above, the previously known solutions have specific Fields of application, but are from the disadvantages described above not suitable for autonomous operations with fast horizontal flight with floating phases (observation phases) controlled by a car pilot.

Aufgabenstellung, Vorteile und LösungTask, advantages and solution

Das Ziel der Erfindung ist es einen robusten Fluggerät zu schaffen mit einfachen axialen Drehmechanismen das nicht die Nachteile der bekannten Lösungen aufweist und auch, von einem Autopiloten gelenkt, einen großen Einsatzbereich Bereich beherrscht, vom Abheben über schnellen Horizontal Flug unterbrochen von Schwebephasen bis zur Ziellandung. Das Fluggerät sollte bei horizontaler als auch vertikaler Lage des Zentralkörpers vertikal Abheben und Landen können. Im Schweben sollte der Zentral Körper um eine wählbare Achse liegend in der X/Y Ebene des Erdfesten Koordinaten System schwenkbar sein und/oder um die Z-Achse des Erdfesten Koordinaten System mit einer wählbaren Drehgeschwindigkeit rotieren können, umso z. B. die Sichtfläche vom Boden zu verkleinern, oder, eine optimale Beobachtungslage einzunehmen, oder bei starker Wind die vorgegebene Position zu halten oder den Horizont abzuscannen usw.. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es den Energieverbrauch während des Einsatzes zu minimieren, wobei bei gleichem Nutzlastgewicht und gleicher Mission der Energieverbrauch des neuartigen Fluggerätes beim Schweben einem in den Ausmaßen vergleichbaren QuadroCopter und beim schnellen Horizontal Flug dem eines üblichen Tragflügel Flugzeuges mit vergleichbarer Tragfläche nahe kommen soll. Ferner sollte bei Ausfall eines Schuberzeugers (ausgenommen Strukturbrüche) das Fluggerät Funktionsfähig bleiben.The The aim of the invention is to provide a robust aircraft with simple axial rotation mechanisms that does not have the disadvantages of the known solutions and also, steered by an autopilot, a large field of application Range dominated, from the lift over fast horizontal flight interrupted by suspended phases up to Target landing. The aircraft should be vertical in horizontal as well as vertical position of the central body Take off and land. In levitation should be the central body at a selectable Axis lying in the X / Y plane of the Earth-fixed coordinate system swiveling be and / or around the Z-axis of the Earth-fixed coordinate system a selectable rotational speed can rotate so z. B. the visible surface from the ground, or to assume an optimal observation position, or to hold the given position in strong wind or the Scan horizon, etc. .. Another object of the invention is the energy consumption during to minimize the use, with the same payload weight and the same mission, the energy consumption of the new aircraft while levitating one in the dimensions comparable QuadroCopter and the fast horizontal flight the a usual one Hydrofoil Aircraft with comparable wing should come close. Furthermore, should in case of failure of a thruster (except structural breaks) the aircraft Remain functional.

Diese Aufgaben sind gemäß der Erfindung durch die Merkmale der Haupt-Patentansprüche 1 bis 4 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispiels in dem anhand von Zeichnungen die prinzipiellen Eigenschaften und die Wirkungsweise erörtert werden.These Tasks are according to the invention by the features of the main claims 1 to 4 solved. Further Features of the invention will become apparent from the dependent claims and the description. Further details of the invention will become apparent from the Description of the embodiment in the basis of drawings, the principal characteristics and the mode of action is discussed become.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Energieversorgungs- und Signal-Leitungen der benötigten Geräte werden nicht explizit in den Zeichnungen dargestellt.The Power supply and signal lines of the required devices are not explicitly in the Drawings shown.

1 zeigt schematisch die Draufsicht einer Ausführungsform der zentralen Montage Plattform, inklusive Montage Schale und Deckel, der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit dem körperfesten Koordinaten System des Zentralkörpers. 1 shows schematically the top view of an embodiment of the central mounting platform, including mounting shell and cover, the control device according to the invention with the body-fixed coordinate system of the central body.

2 zeigt die schematische Draufsicht einer Ausführung des Schubmoduls vom Typ-1 der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit dem körperfesten Koordinaten System des Schubmoduls und den körperfesten Koordinaten Systemen der vier Schuberzeuger. 2 shows the schematic plan view of an embodiment of the shear module of the type-1 of the control device according to the invention with the body-fixed coordinate system of the shear modulus and the body-fixed coordinate systems of the four thruster.

3 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführung eines Schuberzeugers als Propeller System und einer Ausführung eines Schuberzeugers als Triebwerks System mit dem zugehörigen körperfesten Koordinaten System des Schuberzeugers. 3 shows the schematic representation of an embodiment of a thruster as a propeller system and an embodiment of a thruster as an engine system with the associated body-fixed coordinate system of the thruster.

4 zeigt die prinzipielle Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit dem Schubmodul vom Typ-1 und Montage Plattform mit zugehörigen Koordinaten Systemen und der Definition der relativen Drehung zwischen der Montage Plattform und dem Schubmodul. 4 shows the schematic representation of an embodiment of the control device according to the invention with the type-1 shear module and mounting platform with associated coordinate systems and the definition of relative rotation between the mounting platform and the shear module.

5 zeigt die schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Variante der Ausführung der integrierten Steuervorrichtung, dargestellt in 4, wobei die zentrale Montage Plattform hier als aerodynamische Auftriebsstruktur ausgebildet ist und wobei an den Strukturarmen Kleinflügel vertikal befestigt sind. 5 shows the schematic side view of a variant of the embodiment of the integrated control device according to the invention, shown in FIG 4 , wherein the central mounting platform is designed here as aerodynamic buoyancy structure and are attached to the structural arms small wings vertically.

6 zeigt die schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Variante der Ausführung der Steuervorrichtung, dargestellt in 4, wobei die zentrale Montage Plattform welche als aerodynamische Auftriebsstruktur ausgebildet ist und wobei an den Strukturarmen aerodynamische Strukturen vertikal (vertikale Kleinflügel) befestigt sind. 6 shows the schematic plan view of a variant of the embodiment of the control device according to the invention, shown in FIG 4 , wherein the central mounting platform which is designed as aerodynamic lift structure and wherein the structural arms aerodynamic structures vertically (vertical small wings) are attached.

7 zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführung des Schubmoduls vom Typ-2, wobei je zwei, statt wie in 2 für Typ-1 dargestellt ein, steuerbare axiale äußere Drehmechanismen an den äußeren Enden der Haupt Drehwelle befestigt sind und wobei an jedem axialen äußeren Drehmechanismus ein äußerer Strukturarm befestigt ist und unabhängig von den anderen um seine Längsachse gedreht werden kann. 7 shows the schematic representation of an embodiment of the invention of the shear module of the type-2, wherein each two, instead of as in 2 for Type-1, controllable axial outer rotary mechanisms at the outer ends of the main Rotary shaft are fixed and wherein at each axial outer rotary mechanism, an outer arm is attached and can be rotated independently of the other about its longitudinal axis.

8 zeigt die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführung des Schubmoduls vom Typ-3, wobei je zwei der vier Strukturarme direkt an den äußeren Enden der Haupt Drehwelle fixiert sind und wobei an den anderen Enden der Strukturarme je ein axialer äußerer Drehmechanismus befestigt ist. Je ein Schuberzeuger ist an je einen axialen äußeren Drehmechanismus derart mechanisch gekoppelt das jeder Schuberzeuger unabhängig von den anderen geschwenkt werden kann. 8th shows the schematic representation of an embodiment of the invention of the thrust module of the type-3, wherein each two of the four structural arms are fixed directly to the outer ends of the main rotary shaft and wherein at the other ends of the structural arms per an axial outer rotary mechanism is attached. Depending on a thruster is mechanically coupled to each axial outer rotary mechanism such that each thruster can be pivoted independently of the other.

9 zeigt bei geschlossener Montage Plattform die schematische Draufsicht einer weiteren erfindungsgemäßen Variante der Steuervorrichtung wobei die Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) direkt am Zentralkörper befestigt sind und nichtdrehbare äußere Zusatz Tragflächen auch an denselben Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) von außen angebracht werden können. 9 shows in closed mounting platform the schematic plan view of another variant of the control device according to the invention wherein the fastening devices ( 17a . 18a ) are attached directly to the central body and non-rotatable outer additional wings also on the same fastening devices ( 17a . 18a ) can be attached from the outside.

10 zeigt die schematische offene Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fluggeräts mit der Ausführung des Schubmoduls vom Typ-2 und Montage Plattform mit Mitteln zur Lenkung und Regelung wobei die zentrale Montage Plattform als aerodynamische Auftriebsstruktur (Tragflügel) ausgebildet ist und wobei an den Strukturarmen aerodynamische Strukturen (vertikale Kleinflügel) befestigt sind. 10 shows the schematic open plan view of an aircraft according to the invention with the execution of the type-2 thrust module and mounting platform with means for steering and control wherein the central mounting platform is designed as an aerodynamic lift structure (wing) and wherein the structural arms aerodynamic structures (vertical small wings) are attached.

11 zeigt die schematische geschlossene Darstellung des erfindungsgemäßen Fluggeräts, dargestellt in 10, im Schweben mit körperfesten Koordinaten System des Zentralkörpers. 11 shows the schematic closed representation of the aircraft according to the invention, shown in FIG 10 , in floating with body-fixed coordinates system of the central body.

12 zeigt die schematische geschlossene Darstellung des erfindungsgemäßen Fluggeräts, dargestellt in 10, im Horizontal Flug mit körperfesten Koordinaten System des Zentralkörpers. 12 shows the schematic closed representation of the aircraft according to the invention, shown in FIG 10 , in horizontal flight with body-fixed coordinates system of the central body.

13 zeigt die schematische geschlossene Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fluggeräts mit der Ausführung des Schubmoduls vom Typ-3 wobei die zentrale Montage Plattform als aerodynamische Auftriebsstruktur (Tragflügel) ausgebildet ist und wobei an den Strukturarmen aerodynamische Strukturen (vertikale Kleinflügel) vertikal befestigt sind. 13 shows the schematic closed plan view of an aircraft according to the invention with the execution of the thrust module type-3 with the central mounting platform is designed as an aerodynamic lift structure (wing) and wherein the structural arms aerodynamic structures (vertical small wings) are mounted vertically.

14 zeigt schematisch bei aufgeschnitten Zentralkörper eine Variante der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit der Ausführung des Schubmoduls vom Typ-2 und Zusatz-Tragflächen mit Hauptwellen Lagerung und axialen regelbaren Drehmechanismen im Horizontal Flug. 14 shows schematically in cut-open central body a variant of the control device according to the invention with the execution of the thrust module type-2 and additional wings with main shafts storage and axial adjustable rotation mechanisms in horizontal flight.

15 zeigt schematisch die geschlossene Ansicht eines erfindungsgemäßen Fluggerätes mit körperfesten Koordinaten System des Zentralkörpers und der in 14 gezeigten Variante der Steuervorrichtung mit Zusatz-Tragflächen im Horizontal Flug. 15 schematically shows the closed view of an aircraft according to the invention with body-fixed coordinates system of the central body and in 14 shown variant of the control device with additional wings in horizontal flight.

16 zeigt schematisch die Orientierung des Fluggerätes während der Positionshaltung bei extremem Wind 16 schematically shows the orientation of the aircraft during positional position in extreme wind

17 zeigt eine schematische Darstellung des Fluggerätes im Schweben mit steuerbarer Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse des Zentralkörpers. 17 shows a schematic representation of the aircraft in levitation with controllable angular velocity about the Z-axis of the central body.

18 zeigt eine schematische Darstellung in Seitenansicht des Fluggerätes vom Abheben von einem Start/Landegerät zum Schweben und den Übergang zum schnellen Horizontal Flug. 18 shows a schematic representation in side view of the aircraft from taking off a launch / landing gear for hovering and the transition to fast horizontal flight.

19 zeigt eine schematische Darstellung in Seitenansicht des Fluggerätes vom Übergang vom schnellen Horizontal Flug zum Schweben und vom Schweben zum Landen auf dem Start/Landegerät. 19 shows a schematic representation in side view of the aircraft from the transition from fast horizontal flight to hover and from hovering to landing on the takeoff / lander.

Ausführungsbeispiel und detaillierte Beschreibung der MerkmaleEmbodiment and detailed Description of the features

Alle verwendeten Koordinaten Systeme sind rechtshändig und orthogonal. Damit die anschließende Beschreibung der Steuervorrichtung mit ihren Merkmalen und unterschiedlichen Ausformungen übersichtlich bleibt, werden die oftmals vorkommenden Begriffe wie regelbarer Drehmechanismus und regelbarer Schuberzeuger zunächst definiert.All used coordinate systems are right-handed and orthogonal. In order to the subsequent one Description of the control device with their characteristics and different Formations clearly arranged remains, the often occurring terms become more controllable Rotary mechanism and adjustable thruster first defined.

Unter dem Begriff ‚regelbarer axialer Drehmechanismus' wird im Folgenden ein Geräte-System verstanden das ein Energieversorgungsgerät, eine Signal Ein- und Ausgangseinrichtung und einen axialen Drehmechanismus besitzt und einen an seinem Signal-Eingang anliegenden Sollwert gemäß einer bekannten Übertragungskennlinie in eine dem Sollwert entsprechende Winkelstellung der konstruktiv gekoppelten Ausgangs-Drehsachse überträgt, so dass regelungstechnisch dieses Gerät als Stellglied mit dynamischer Übertragungsfunktion und nichtlinearer aber bekannter Charakteristik zwischen Ausgang und Eingang betrachtet werden kann. Durch einen dem Gerät zugeordneten Regler wird der Regelfehler (Istwert-Sollwert) minimiert. Technische Lösungen dieses Gerätes sind bekannt z. B., elektrischer Servo mit und ohne Getriebe mit digitalen oder analogen Eingangssignalen, hydraulische Getriebe, usw.. Für das erfinderische Prinzip der Steuervorrichtung ist allerdings nur die Funktion des Geräte-Systems ‚regelbarer axialer Drehmechanismus' als Stellglied relevant.Under the term, more controllable axial rotation mechanism 'is hereinafter understood a device system a power supply, a signal input and output device and an axial rotation mechanism has and a voltage applied to its signal input setpoint according to a known transfer characteristic in an angle corresponding to the desired position of the structurally coupled Output rotary axis transmits, so that control technology of this device as an actuator with dynamic transfer function and non-linear but well-known characteristics between output and input can be considered. By one assigned to the device Controller, the control error (actual value setpoint) is minimized. Technical solutions this device are known z. B., electric servo with and without transmission with digital or analog input signals, hydraulic transmissions, etc .. For the However, the inventive principle of the control device is only the Function of the device system, controllable axial rotation mechanism 'as Actuator relevant.

Unter dem Begriff ‚regelbarer Schuberzeuger' wird im Folgenden ein Geräte-System verstanden das ein Energieversorgungsgerät, eine Signal Ein- und Ausgangseinrichtung und einen Schuberzeuger besitzt und einen an seinem Signal-Eingang anliegenden Sollwert gemäß einer bekannten Charakteristik in eine dem Sollwert entsprechende Schubstärke (THi) in einer konstruktiv festgelegten Achse, wie aus 3 zu sehen der Z-Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugers, umsetzt. Regelungstechnisch kann dieses Gerät als Stellglied mit dynamischer Übertragungsfunktion und nichtlinearer aber bekannter Charakteristik zwischen Ausgang und Eingang betrachtet werden. Durch einen dem Gerät zugeordneten Regler wird der Regelfehler (Istwert-Sollwert) minimiert. Dabei kann die Regelfunktion des Schuberzeugers auch vollständig oder teilweise mittels Bord Computer realisiert, wobei in diesem Fall die Signal Ein- und Ausgangseinrichtung der Schuberzeuger mit dem Bord Computer gekoppelt sind. Das Energieversorgungsgerät des Schuberzeugers kann im Prinzip an der Struktur des Schuberzeugers komplett befestigt sein als auch können Teile dieser Einrichtung in anderen Strukturelementen der Steuervorrichtung untergebracht werden, z. B. Batterien oder Treibstoff Tanks oder elektrische Motorsteller im Zentralkörper oder in den Strukturarmen. Zwei der technischen Lösungen dieses Gerätes sind in 3 schematisch dargestellt und sind Stand der Technik.Under the term, controllable Schuberzeu ger 'is hereinafter understood a device system that has a power supply device, a signal input and output device and a thruster and a voltage applied to its signal input setpoint according to a known characteristic in a setpoint corresponding thrust level (THi) in a constructively defined Axis, like out 3 to see the Z-axis of the body-fixed coordinate system of the thruster, implements. Control technology, this device can be considered as an actuator with dynamic transfer function and non-linear but well-known characteristics between output and input. A controller assigned to the device minimizes the control error (actual value setpoint). In this case, the control function of the thruster can also be completely or partially realized by means of a computer onboard, in which case the signal input and output device of the thruster are coupled to the on-board computer. The energy supply device of the thruster can be completely attached to the structure of the thruster in principle, as well as parts of this device can be accommodated in other structural elements of the control device, for. As batteries or fuel tanks or electric motor plates in the central body or in the structural arms. Two of the technical solutions of this device are in 3 shown schematically and are prior art.

– Propeller System- Propeller system

  • a1, bestehend aus einer Luftschraube (27i, 28i) mit regelbarem Dreh-Antrieb (30i) mit festem Blattanstellwinkel wobei die Schubsteuerung durch die Drehzahlregelung des Antriebsmotors realisiert wird. Die Dreh-Antriebe können entweder regelbare Elektro-Motoren oder regelbare Verbrennungs-Motoren sein.a1, consisting of an airscrew ( 27i . 28i ) with adjustable rotary drive ( 30i ) with fixed Blattanstellwinkel wherein the thrust control is realized by the speed control of the drive motor. The rotary actuators can either be controllable electric motors or controllable combustion engines.
  • a2, bestehend aus einer Luftschraube (27i, 28i) mit regelbarem Dreh-Antrieb (30i) mit regelbarem axialem Drehmechanismus (29i) zur Blatt-Anstellwinkelsteuerung wobei die Schubsteuerung mittels schneller Regelung des Blatt-Anstellwinkels realisiert wird und der Energieverbrauch mittels einer langsamen Folgeregelung der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors minimiert werden kann. Die Dreh-Antriebe können entweder regelbare Elektro-Motoren oder regelbare Verbrennungs-Motoren sein.a2, consisting of an airscrew ( 27i . 28i ) with adjustable rotary drive ( 30i ) with adjustable axial rotation mechanism ( 29i ) to the sheet pitch control wherein the thrust control is realized by means of rapid control of the blade pitch and the energy consumption can be minimized by means of a slow follow-up control of the rotational speed of the drive motor. The rotary actuators can either be controllable electric motors or controllable combustion engines.

– Triebwerks System- Engine system

  • bestehend aus einem Verbrennungs-Triebwerkspaar (36i, 37i) mit (38i, 39i) Steuerventilen, wobei die Schubsteuerung mittels Ein/Aus Impuls Sequenzen der Steuerventile mittels bekannter Modulationsverfahren realisiert wird.consisting of a combustion engine pair ( 36i . 37i ) With ( 38i . 39i ) Control valves, wherein the thrust control is realized by means of on / off pulse sequences of the control valves by means of known modulation methods.
  • Für das erfinderische Prinzip der Steuervorrichtung ist allerdings nur die Funktion des Geräte-Systems ‚regelbarer Schuberzeuger' als Stellglied relevant.For However, the inventive principle of the control device is only the function of the device system, more controllable Thruster 'as Actuator relevant.

Ist die Minimierung des Energieverbrauches beim Schweben und schnellen Horizontal Flug das dominierende Kriterium für eine bestimmte Ausführungsform des Fluggerätes, dann wird ein Schuberzeuger mit Luftschraube (27i, 28i) mit regelbarem axialem mit Drehmechanismus (29i) zur Blatt-Anstellwinkelsteuerung bevorzugt eingesetzt weil man dadurch den aerodynamischen Randbedingungen entsprechend den Blattwinkel regeln kann z. B. einen relativ kleinen Anstellwinkel, der beim Schweben günstig ist und einen großen Anstellwinkel der beim Schnellflug nötig ist. Neben diesem hat dieser Typus Schuberzeuger noch weitere Vorteile:

  • a1, die Möglichkeit das Vorzeichen der Schubstärke zu wechseln ohne dass die Drehzahl des Dreh-Motors geändert werden muss
  • a2, das im Allgemeinen die Verzögerungszeit des Drehmechanismus viel kleiner ist als die Verzögerung der Drehzahlregelung des Antriebsmotors und somit eine höhere Bandbreite der Schubregelung erzielt werden kann
If the minimization of energy consumption in hovering and fast horizontal flight is the dominant criterion for a particular aircraft embodiment, then a thruster with propeller ( 27i . 28i ) with adjustable axial with rotating mechanism ( 29i ) to the blade pitch control preferably used because you can thereby regulate the aerodynamic boundary conditions according to the blade angle z. B. a relatively small angle of attack, which is favorable when levitating and a large angle of attack is necessary in the high-speed flight. Besides this, this type thruster has even more advantages:
  • a1, the ability to change the sign of the thrust without the speed of the rotary motor must be changed
  • a2, which is generally much smaller than the delay of the speed control of the drive motor and thus a higher bandwidth of the thrust control can be achieved, the delay time of the rotating mechanism

1 zeigt eine Ausformung einer erfindungsgemäßen zentralen Montage-Plattform mit der Festlegung des körperfesten Koordinaten Systems des Zentralkörpers. Die Montage-Plattform besteht aus einer Montage Schale (5a), einem oder keinem Deckel (5b), der Hauptwellenlagerung (13, 14) und mindestens einem regelbaren axialen Hauptwellen-Drehmechanismus (6) befestigt an der Montage Schale (5a) und einer Regelvorrichtung (32a) welche auch Teil des Bord Computers (32) sein kann. 1 shows a shape of a central assembly platform according to the invention with the determination of the body-fixed coordinate system of the central body. The mounting platform consists of a mounting shell ( 5a ), one or no lid ( 5b ), the main shaft bearing ( 13 . 14 ) and at least one controllable axial main shaft rotating mechanism ( 6 ) attached to the mounting shell ( 5a ) and a control device ( 32a ) which is also part of the on-board computer ( 32 ) can be.

Die Ausführung eines Schub-Moduls vom Typ-0 ist in 2 dargestellt mit den Festlegungen des körperfesten Koordinaten Systems des Schubmoduls, wobei man vorzugsweise den Ursprung (O_SM) des körperfesten Koordinaten Systems des Schubmoduls in die Mitte der Haupt Drehwelle legt, und den körperfesten Koordinaten Systemen der vier Schuberzeuger. Das Schub-Modul vom Typ-1 hat vier regelbare Schuberzeuger (1, 2, 3, 4). Diese sind bei dieser Ausführung, 1, an den Enden der äußeren (außerhalb des Zentralkörpers) Strukturarme (11a, 11b, 12a, 12b) derart befestigt dass die Schubachse des Schuberzeugers nicht co-linear mit der Dreh-Achse (Längsachse) des Strukturarmes werden darf, vorzugsweise zu dieser einen rechten Winkel bildet. In den Strukturarmen können prinzipiell Unterstützungs-Geräte für die Schuberzeuger, wie Regeleinrichtungen, Treibstoff-Tanks, elektrische Energieversorgungsgeräte, Batterien usw.) untergebracht werden. Je zwei der vier Strukturarme sind mit ihren anderen Enden mit einem äußeren regelbaren axialen Drehmechanismus (9a oder 10a) in einer Befestigungseinrichtung (17a oder 18a) mit einem axialen und regelbaren Drehmechanismus (9a oder 10a) gekoppelt und gelagert so dass die axiale Drehung um die Längsachsenrichtungen der Strukturarme gewährleistet ist. Die Richtungen der Längsachsen der Strukturarme sind durch die Anstellwinkel (51, 52, 53, 54) definiert. Die Befestigungseinrichtungen (17a oder 18a) sind wiederum an der Haupt-Drehwelle (15) befestigt. Die Funktion der Haupt-Drehwelle (15) kann aus konstruktiven Vorteilen, wie in 6 gezeigt, in zwei Teilwellen (16a, 16b) unterteilt werden die durch eine Verbindungsstruktur (8) verbunden sind. Somit können die Schubvektoren der Schuberzeuger (1, 2) und (3, 4) unabhängig voneinander gegenüber über der Hauptdrehwelle geschwenkt werden. Die Haupt Drehwelle (15) oder Haupt Teilwellen (16a, 16b) sind mittels Lager (13, 14) aus der Zentralkörper-Struktur geführt und in diesem mit einem regelbaren axialen Haupt-Drehmechanismus (6) verbunden, der wiederum an der Montage Schale fixiert ist. Durch diese zusätzliche axiale Drehmöglichkeit können die Schubvektoren der Schuberzeuger (1, 2) und (3, 4) nun auch gegenüber der Montage Plattform geschwenkt werden. Außerdem können die Hebelarme der Schubvektoren gegenüber dem körperfesten Koordinaten System des Zentralkörpers gedreht werden. Um die dynamischen mechanischen Belastungen der Drehmechanismen zu minimieren und die Effektivität der Schuberzeuger zu optimieren sollte, wie in 4 schematisch dargestellt, der Massen-Schwerpunkt (CoM) des gesamten Fluggerätes vorzugsweise nahe am Ursprung (O_SC) des körperfesten Koordinaten Systems des Zentralkörpers und nahe am Ursprung (O_SM) des körperfesten Koordinaten Systems des Schubmoduls liegen was durch die Konfiguration der Einzelgeräte und Module konstruktiv erreicht werden kann. Im Kontext mit den regelbaren Schubstärken der Schubvektoren existiert nun ein System mit dem die 6 – Freiheitsgrade des Fluggerätes, die Position des Schwerpunktes und die Winkellage des Zentralkörpers, unabhängig voneinander in einem großen Bereich geregelt werden können auch bei Auftreten von Störkräften und Störmomenten.The execution of a type-0 shear module is in 2 illustrated with the determinations of the body-fixed coordinate system of the shear modulus, preferably placing the origin (O_SM) of the body-fixed coordinate system of the shear modulus in the center of the main rotating shaft, and the body-fixed coordinate systems of the four thruster. The thrust module of type 1 has four controllable thrusters ( 1 . 2 . 3 . 4 ). These are in this embodiment, 1 , at the ends of the outer (outside the central body) structural arms ( 11a . 11b . 12a . 12b ) such that the thrust axis of the thruster may not be co-linear with the axis of rotation (longitudinal axis) of the structural arm, preferably forms a right angle to this. In the structural arms in principle support devices for the thruster, such as control devices, fuel tanks, electrical power supplies, batteries, etc.) can be accommodated. Each two of the four structural arms are with their other ends with an outer adjustable axial rotation mechanism ( 9a or 10a ) in a fastening device ( 17a or 18a ) with an axial and adjustable turning mechanism ( 9a or 10a ) and stored so that the axial rotation is ensured around the longitudinal axis directions of the structural arms. The directions of the longitudinal axes of the structural arms are characterized by the angle of attack ( 51 . 52 . 53 . 54 ) Are defined. The fastening devices ( 17a or 18a ) are in turn at the main rotary shaft ( 15 ) attached. The function of the main rotary shaft ( 15 ) may have constructive advantages, as in 6 shown in two partial waves ( 16a . 16b ) are divided by a connection structure ( 8th ) are connected. Thus, the thrust vectors of the thruster ( 1 . 2 ) and ( 3 . 4 ) are pivoted independently of each other with respect to the main rotary shaft. The main rotary shaft ( 15 ) or main partial waves ( 16a . 16b ) are by means of bearings ( 13 . 14 ) guided out of the central body structure and in this with a main controllable axial rotation mechanism ( 6 ), which in turn is fixed to the mounting shell. Due to this additional axial rotation possibility, the thrust vectors of the thruster ( 1 . 2 ) and ( 3 . 4 ) are now also pivoted against the mounting platform. In addition, the lever arms of the thrust vectors can be rotated relative to the body-fixed coordinate system of the central body. In order to minimize the dynamic mechanical loads of the rotary mechanisms and to optimize the effectiveness of the thrusters, as in 4 schematically shown, the mass center of mass (CoM) of the entire aircraft preferably close to the origin (O_SC) of the body-fixed coordinate system of the central body and close to the origin (O_SM) of the body-fixed coordinate system of the shear module are constructively achieved by the configuration of the individual devices and modules can be. In the context of the controllable thrust levels of the thrust vectors, there is now a system with which the 6 degrees of freedom of the aircraft, the position of the center of gravity and the angular position of the central body can be controlled independently of each other within a wide range, even if disturbance forces and disturbance moments occur.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung besteht aus einer zentralen Montage-Plattform und einem Schub-Modul. 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit dem Schubmodul vom Typ-0 und der Ausführung der Montage Plattform nach 1 mit den zugehörigen Koordinaten Systemen und der Definition der relativen Drehung zwischen der Montage Plattform und dem Schubmodul.The control device according to the invention consists of a central assembly platform and a thrust module. 4 shows an embodiment of the control device according to the invention with the shear module type-0 and the execution of the mounting platform after 1 with the associated coordinate systems and the definition of relative rotation between the mounting platform and the shear module.

Ferner ermöglicht dieses System den Ausfall eines Schuberzeugers (ausgenommen spontane Strukturbrüche) zu beherrschen und eine stabile Positions- und Lage Regelung zu ermöglichen, wobei allerdings der Energieverbrauch gegenüber dem Nominalfall ansteigt.Further allows This system allows the failure of a thruster (except for spontaneous structural breaks) dominate and allow a stable position and location control however, the energy consumption increases compared to the nominal case.

Aus Sicherheitsaspekten kann ein zweiter steuerbarer axialer Haupt Drehmechanismus (7) verwendet werden, weil dann beim Ausfall des ersteren keine bleibende Funktionsstörung auftritt und die Steuervorrichtung damit ‚Single Point Failure Free' wird, und zusätzlich im Notfall eine Verdopplung des Drehmoment Bereichs um die Haupt Drehwelle erzielt wird.For safety reasons, a second controllable axial main rotary mechanism ( 7 ) can be used, because then in the failure of the former no permanent malfunction occurs and the control device so that 'single point failure free' is, and in addition a doubling of the torque range is achieved around the main rotary shaft in an emergency.

Wie aus 5 und 6 zu ersehen kann die Montage-Plattform der Steuereinrichtung als aerodynamisches Auftriebsmodul ausgebildet werden (klassisches Flügel-Profil, Gitterflügel, usw.) und wird dann im schnellen Horizontal Flug als vertikaler Kraftkomponentenerzeuger eingesetzt was zu einer Kompensation der Schwerkraft des Fluggerätes führt und somit drastisch den Energieverbrauch der Schuberzeuger reduziert. Dabei wird die Ausformung dieser Struktur bezüglich der spezifischen Aufgabe und Mission des Fluggerätes gemäß angepasst.How out 5 and 6 To see the mounting platform of the controller can be designed as aerodynamic lift module (classic wing profile, lattice wings, etc.) and is then used in fast horizontal flight as a vertical force component generator resulting in a compensation of the gravity of the aircraft and thus drastically reduces energy consumption the thruster is reduced. The design of this structure is adjusted according to the specific task and mission of the aircraft.

Die an den äußeren Strukturarmen (11a, 11b, 12a, 12b) befestigten aerodynamische Strukturen (24, 25, 25, 26) (vertikale Kleinflügel), siehe 5 und 6, verbessern im schnellen Horizontal Flug den Energieverbrauch weil sie bei entsprechender Steuerung der Winkellage die zur Positionsregelung benötigten Querkräfte erzeugen und damit die Schuberzeuger zusätzlich entlasten.The at the outer structural arms ( 11a . 11b . 12a . 12b ) attached aerodynamic structures ( 24 . 25 . 25 . 26 ) (vertical small wings), see 5 and 6 , improve energy consumption in fast horizontal flight because they generate the lateral forces required for position control with appropriate control of the angular position and thus additionally relieve the thrust generators.

6 zeigt die schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Variante der Ausführung der integrierten Steuervorrichtung mit einem Schub Modul vom Typ-1, dargestellt in 4, wobei die zentrale Montage Plattform hier als aerodynamische Auftriebsstruktur ausgebildet ist und wobei an den äußeren Strukturarmen (11a, 11b, 12a, 12b) aerodynamische Strukturen (24, 25, 25, 26) vertikal befestigt sind. 6 shows the schematic plan view of a variant of the embodiment of the integrated control device according to the invention with a push module type-1, shown in FIG 4 , wherein the central mounting platform is designed here as an aerodynamic lift structure and wherein at the outer structural arms ( 11a . 11b . 12a . 12b ) aerodynamic structures ( 24 . 25 . 25 . 26 ) are mounted vertically.

7 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung eines Schubmoduls vom Typ-1, dabei werden in jeder der zwei Befestigungseinrichtungen (17a, 18a), je zwei Strukturarme (11a, 11b oder 12a, 12b) mit je zwei axialen und regelbaren Drehmechanismus (9a, 9b, oder 10a, 10b) derart gekoppelt und gelagert so das jeder Strukturarm unabhängig von den anderen drehbar wird. Die Längsachsenrichtungen der Strukturarme sind durch Anstellwinkel (51, 52, 53, 54) definiert und werden in den Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) eingestellt und fixiert. Dabei ist wiederum je eine dieser Befestigungseinrichtungen an einem äußeren Ende der aus dem Zentralkörper geführten Haupt-Drehwelle fixiert. Damit kann jeder Schuberzeuger (1, 2, 3, 4) unabhängig von den anderen Schuberzeugern gegenüber der Haupt-Drehwellen Achse geschwenkt werden. Dadurch kann man das Drehmoment um die Hauptschubrichtung der Vorrichtung beim Schweben als auch beim Horizontal Flug näherungsweise ohne Änderung der Schubstärken der Schuberzeuger erreichen. 7 shows an embodiment of a type-1 shear module according to the invention, wherein in each of the two fastening devices ( 17a . 18a ), two structural arms ( 11a . 11b or 12a . 12b ) with two axial and adjustable rotary mechanism ( 9a . 9b , or 10a . 10b ) are coupled and stored so that each structural arm is rotatable independently of the others. The longitudinal axis directions of the structural arms are characterized by angles of incidence ( 51 . 52 . 53 . 54 ) and are used in the fastening devices ( 17a . 18a ) and fixed. In turn, each one of these fastening devices is fixed to an outer end of the guided out of the central body main rotary shaft. This allows each thruster ( 1 . 2 . 3 . 4 ) are pivoted independently of the other thrusters against the main rotary shaft axis. This allows one to achieve the torque around the main thrust of the device when levitating as well as the horizontal flight approximately without changing the thrust levels of the thruster.

Eine erfindungsgemäße Ausformung eines Schubmoduls vom Typ-2 ist in 8 dargestellt. Dabei sind die steuerbaren axialen äußeren Drehmechanismen (9a, 9b, 10a, 10b) an den Enden der äußeren Strukturarme (11a, 11b, 12a, 12b) über vier Befestigungseinrichtungen (17b, 17c, 18b, 18c) mit den regelbaren Schuberzeugern (1, 2, 3, 4) zusammen geführt. Je eine Befestigungseinrichtung (17b, 17c, 18b, 18c) koppelt und lagert je einen der vier steuerbaren Schuberzeuger (1, 2, 3, 4) mit je einem der axialen regelbaren Drehmechanismen (9c, 9d, 10c, 10d) mit je einem äußeren Strukturarm (11a, 11b, 12a, 12b) derart dass der Schubvektor jedes regelbaren Schuberzeugers unabhängig von den anderen geschwenkt werden kann und die Richtung der Drehachsen der äußeren Drehmechanismen gegenüber den Strukturarmen, welche durch die festen Winkel (55, 56, 57, 58) definiert sind, eingehalten werden. Je zwei der äußeren Strukturarme sind dabei über Befestigungen (17a, 18a) an den Enden der gelagerten Haupt Dreh-Wellen (15 oder 16a, 16b) außerhalb des Zentralkörpers so befestigt dass die geforderten Längsachsenrichtungen der Strukturarme gegenüber der Haupt Drehwelle, welche durch Anstellwinkel (51, 52, 53, 54) definiert sind, eingehalten werden.An inventive embodiment of a shear modulus of type-2 is in 8th shown. In this case, the controllable axial outer rotary mechanisms ( 9a . 9b . 10a . 10b ) at the ends of the outer structural arms ( 11a . 11b . 12a . 12b ) via four fastening devices ( 17b . 17c . 18b . 18c ) with the controllable thrusters ( 1 . 2 . 3 . 4 ) led together. Depending on a fastening device ( 17b . 17c . 18b . 18c ) couples and stores one of the four controllable thrusters ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with one of the axial adjustable rotary mechanisms ( 9c . 9d . 10c . 10d ) each having an outer structural arm ( 11a . 11b . 12a . 12b ) such that the thrust vector of each controllable thruster can be pivoted independently of the others and the direction of the axes of rotation of the outer rotary mechanisms relative to the structural arms which are defined by the fixed angles ( 55 . 56 . 57 . 58 ) are adhered to. Each two of the outer structural arms are in this case via fasteners ( 17a . 18a ) at the ends of the bearing main rotary shafts ( 15 or 16a . 16b ) outside the central body so fastened that the required longitudinal axis directions of the structural arms relative to the main rotary shaft, which by angle of attack ( 51 . 52 . 53 . 54 ) are adhered to.

Das erfindungsgemäße Fluggerät erhält man aus der Integration von Schub-Modul und dem Zentralkörper. Der Zentralkörper wiederum erhält man durch Bestückung der zentralen Montage-Plattform mit Mitteln, ‚zusätzliche System-Module und Untersysteme', zur unabhängigen dynamischen Stabilisierung. Lenkung und Regelung der Lage des Fluggerätes und der Schwerpunkts Position. Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Fluggerätes bestehend aus einem Schub Modul vom Typ-1, einer zentralen Montage Plattform welche als aerodynamische Auftriebsstruktur ausgebildet ist und wobei an den äußeren Strukturarmen (11a, 11b, 12a, 12b) aerodynamische Strukturen (24, 25, 25, 26) vertikal befestigt sind und ‚zusätzliche System-Module und Untersysteme' die am oder in der Montage Plattform befestigt sind. Abbildungen dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Fluggerätes sind in 10, 11 für das Schweben und in 12 für den Horizontal Flug zu sehen.The aircraft according to the invention is obtained from the integration of the thrust module and the central body. The central body, in turn, is obtained by equipping the central assembly platform with means, 'additional system modules and subsystems', for independent dynamic stabilization. Steering and regulation of the position of the aircraft and the center of gravity position. An embodiment of the aircraft according to the invention consisting of a thrust module type-1, a central mounting platform which is designed as aerodynamic lift structure and wherein at the outer structural arms ( 11a . 11b . 12a . 12b ) aerodynamic structures ( 24 . 25 . 25 . 26 ) are mounted vertically and 'additional system modules and subsystems' mounted on or in the mounting platform. Illustrations of this embodiment of the aircraft according to the invention are in 10 . 11 for hovering and in 12 to see for the horizontal flight.

Dabei handelt es sich um folgende ‚zusätzliche System-Module und Untersysteme': einem an sich bekannten Positions- und Lage Mess-System (35) das je nach Mission des Fluggerätes unter anderem aus folgenden Geräte Typen selektiert werden kann: einer IMU (Inertial Measurement Unit) mit einem dreiachsigen zur Lagebestimmung verwendbaren Kreiselpaket und einem dreiachsigen Beschleunigungsmesser, einem dreiachsigen Magnetfeld Messgerät, einem GPS Messgerät für absolute Position und Geschwindigkeit, einem Fahrt und Höhenmesser und relativ Messgeräte für Lage und Distanz (Mini-Radar, LIDAR, LRF). einem zentralen oder auch dezentralen Bord Computer System (32) das neben den an sich bekannten Funktionen wie Elektronische Interfaces zur Datenübertragung von und zu Positions- und Lage Messungs-System als auch zu den anderen Fluggeräte Modulen und Messeinrichtungen (Temperatur-, Strom- und Spannungs-Messung, usw.), Ermittelung des Zustandsvektors des Gesamtsystems, Schubregelung von Propellern und Triebwerken, Datenverarbeitung und Übertragung von Telemetrie-Daten, Umsetzung von Bodenstations-Kommandos speichern wichtiger Informationen des Gesamt-Systemzustandes in einem Datenspeicher, Autonome Flugführung und Flugplanung und Speicherung und Ausführung der Anwender- und Betreibsystem Software, auch die gemäß der Erfindung neuartigen Funktionen ausführt wie Elektronisches Interface zur neuartigen Steuervorrichtung, Ermittelung der dynamischen Drehmoment- und Kraft Sollwert Vektoren die zur Stabilisierung und Regelung der Lage des Zentralkörpers und der Schwerpunkts-Position des Fluggerätes benötigt entsprechend der Ausführungsform der Steuervorrichtung, Transformation der obigen Kräfte- und Momenten Vektoren in äquivalente Sollwerte entsprechend vorhandenen Stellgliedern, als dynamische Winkel Sollwerte für die regelbaren axialen Drehmechanismen und Schubstärken Sollwerte für die regelbaren Schuberzeuger, elektronisches Interface zur Übergabe der Sollwerten die Eingänge der Drehmechanismen und Schuberzeuger, Überwachung der Ausführung der Sollwerte und Ermittelung von Fehler Zuständen der Steuereinrichtung und des Fluggerätes und Einleitung von Korrekturmaßnahmen falls notwendig einem Nutzlast Modul (33) gemäß der ausgewählten Aufgabe des Fluggerätes. einem zentralen oder dezentralen Energieversorgungs-Modul (34) mit bekannten Geräten wie, Batterien, mit oder ohne Hybriden Strom oder Spannungserzeugern, mit oder ohne Treibstoff Tank und einer Energie Verteilungseinrichtung und Versorgungsleitungen. Die Montage Plattform mit den integrierten ‚zusätzlichen System-Modulen und Untersystemen' wird als Zentralkörper bezeichnet.These are the following, additional system modules and subsystems': a known position and position measuring system ( 35 ) which can be selected according to the aircraft's mission, among others, from the following types of devices: an inertial measurement unit (IMU) with a triaxial gyro package and a triaxial accelerometer, a triaxial magnetic field meter, a GPS absolute position and velocity gage, a ride and altimeter and relative gauges for location and distance (mini-radar, LIDAR, LRF). a central or decentralized board computer system ( 32 ) in addition to the known functions such as electronic interfaces for data transmission from and to position and position measurement system and to the other aircraft modules and measuring devices (temperature, current and voltage measurement, etc.), Determination of the state vector of the overall system, thrust control of propellers and engines, data processing and transmission of telemetry data, implementation of ground station commands store important information of the overall system state in a data store, autonomous flight guidance and flight planning and storage and execution of the user and operating system software, including the According to the invention performs novel functions such as electronic interface to the novel control device, determination of the dynamic torque and force setpoint vectors needed to stabilize and control the position of the central body and the center of gravity position of the aircraft according to the embodiment d he control device, transformation of the above forces and moments vectors into equivalent setpoints corresponding to existing actuators, as dynamic angle setpoints for the adjustable axial rotation mechanisms and shear forces setpoints for the controllable thruster, electronic interface for transferring the setpoints the inputs of the rotary mechanisms and thrusters, monitoring the Execution of the setpoint values and determination of error states of the control device and of the aircraft and initiation of corrective measures if necessary a payload module ( 33 ) according to the selected task of the aircraft. a centralized or decentralized power supply module ( 34 ) with known devices such as, batteries, with or without hybrids, power or voltage generators, with or without fuel tank, and an energy distribution device and supply lines. The assembly platform with the integrated, additional system modules and subsystems' is called the central body.

Die Montage Plattform mit den ‚zusätzlichen System-Modulen und Untersystemen' stellt den ‚Zentralkörper' des Fluggerätes dar.The Mounting platform with the, additional system modules and subsystems the 'central body' of the aircraft.

Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fluggerätes ist in 13 zu sehen wobei gegenüber der in den 10, 11, 12 dargestellten Version ein Schub Modul vom Typ-2 anstatt vom Typ-1 verwendet wird.A further embodiment of the aircraft according to the invention is in 13 to be seen opposite to in the 10 . 11 . 12 version used is a push-type module of Type-2 instead of Type-1.

Die 14 und 15 zeigen schematisch die Möglichkeit einer Vergrößerung der Auftriebsflächen des Fluggerätes durch eine Verlängerung der Hauptwellen über die Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) nach außen. An den verlängerten Hauptwellen (15, 16) sind spezielle äußere Tragflächen (59, 60) angebracht, die im Inneren je eine Lagereinrichtung (63, 64) zur Hauptwelle und einen regelbaren axialen Drehmechanismus 61, 62), welcher mit der Haupt Drehwelle verbunden ist, haben. Die äußeren Tragflächen können somit gegenüber der Hauptwelle gedreht werden und die Drehung der Haupt Drehwelle kompensieren und somit kontinuierlich die gleiche Lage wie der aerodynamische Zentralkörper einnehmen können. Dies eröffnet die Möglichkeit auch im langsamen Beobachtungsflug zusätzlich den Energieverbrauch zu senken.The 14 and 15 schematically show the possibility of increasing the lift surfaces of the aircraft by an extension of the main shafts on the fastening devices ( 17a . 18a ) outward. At the extended head waves ( 15 . 16 ) are special outer wings ( 59 . 60 ), each having inside a storage facility ( 63 . 64 ) to the main shaft and an adjustable axial rotation mechanism 61 . 62 ), which is connected to the main rotary shaft have. The outer wings can thus be rotated relative to the main shaft and compensate for the rotation of the main rotary shaft and thus can continuously occupy the same position as the aerodynamic central body. This opens up the possibility to reduce energy consumption even in slow observation flight.

In 9 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung mit der der Zentralkörper nur in vertikaler Richtung Abheben und Landen kann und für den sehr schnellen Horizontal Flug geeignet ist bei der die Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) direkt am Zentralkörper befestigt sind und nichtdrehbare äußere Zusatz Tragflächen auch an denselben Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) von außen angebracht werden können.In 9 is a variant of the control device according to the invention with the central body lifting and landing only in the vertical direction and is suitable for the very fast horizontal flight in which the fastening devices ( 17a . 18a ) are attached directly to the central body and non-rotatable outer additional wings also on the same fastening devices ( 17a . 18a ) can be attached from the outside.

Der Zentralkörper kann im Schweben jede beliebige Soll-Lage gegenüber einem Erdfesten Koordinaten System einnehmen wobei die Störkräfte und Störmomente durch entsprechende Orientierung der Dreharme, der Haupt Drehwelle relativ zur Soll-Lage des Zentralkörpers als auch durch entsprechende Schubstärken der Schuberzeuger kompensiert werden umso z. B. die Sichtfläche vom Boden zu verkleinern, oder, eine optimale Beobachtungslage einzunehmen. Eine andere Möglichkeit besteht darin den Zentralkörper beim Schweben um die Z-Achse des Erdfesten Koordinaten Systems mit einer wählbaren Drehgeschwindigkeit rotieren zu lassen um den Horizont abzuscannen, siehe auch die schematische Darstellung in 17.The central body can take any desired position relative to a Erdfesten coordinate system while levitating the disturbing forces and disturbance moments are compensated by appropriate orientation of the rotating arms, the main rotating shaft relative to the desired position of the central body and by appropriate thrust levels of the thruster z. B. to reduce the visible surface from the ground, or to take an optimal viewing position. Another possibility is to rotate the central body while floating around the Z-axis of the Earth-fixed coordinate system with a selectable rotation speed to scan the horizon, see also the schematic representation in FIG 17 ,

Wie in 16 schematisch dargestellt stellt sich bei extremen Windbedingungen das Fluggerät bei der Positionshaltung quasi wie beim schnellen Horizontal Flug gegen den Wind allerdings mit Relativ- Geschwindigkeit Null bezüglich zur Soll-Position gegenüber dem Boden. Somit kann auch bei hohen Windgeschwindigkeiten die Position gehalten werden.As in 16 shown schematically in extreme wind conditions, the aircraft in the position attitude almost like the fast horizontal flight against the wind, however, with relative zero speed relative to the target position relative to the ground. Thus, the position can be maintained even at high wind speeds.

In den 18 und 19 ist schematisch das Abheben von einem Start/Landegerät und Schweben, der Übergang zum schnellen Horizontal Flug und zurück zum Schweben, und das Landen auf einem Start/Landegerät einer möglichen Ausführung des Fluggerätes dargestellt.In the 18 and 19 is schematically illustrated the takeoff from a takeoff / landing gear and hover, the transition to fast horizontal flight and back to hover, and landing on a takeoff / landing gear of a possible execution of the aircraft.

YSC Y SC
Achse des Zentral-Körperfesten Koordinatensystemsaxis of the central body firming coordinate system
XSC X SC
Achse des Zentral-Körperfesten Koordinatensystemsaxis of the central body firming coordinate system
ZSC Z SC
Achse des Zentral-Körperfesten Koordinatensystemsaxis of the central body firming coordinate system
O_SCO_SC
Ursprung des Zentral-Körperfesten Koordinatensystemsorigin of the central body firming coordinate system
XSM X SM
Achse des körperfesten Schubmodul Koordinatensystemsaxis of the body-tight Shear modulus coordinate system
YSM Y SM
Achse des körperfesten Schubmodul Koordinatensystemsaxis of the body-tight Shear modulus coordinate system
ZSM Z SM
Achse des körperfesten Schubmodul Koordinatensystemsaxis of the body-tight Shear modulus coordinate system
O_SMO_SM
Ursprung des körperfesten Schubmodul Koordinatensystemsorigin of the body-tight Shear modulus coordinate system
XS1 X S1
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugers axis of the body-tight Coordinate system of the thruster
YS1 Y S1
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
ZS1 Z S1
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
O_S1O_S1
Ursprung des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersorigin of the body-tight Coordinate system of the thruster
XS2 X S2
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
YS2 Y S2
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
ZS2 Z S2
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
O_S2O_S2
Ursprung des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersorigin of the body-tight Coordinate system of the thruster
XS3 X S3
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
YS3 Y S3
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
ZS3 Z S3
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
O_S3O_S3
Ursprung des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersorigin of the body-tight Coordinate system of the thruster
XS4 X S4
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
YS4 Y S4
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
ZS4 Z S4
Achse des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersaxis of the body-tight Coordinate system of the thruster
O_S4O_S4
Ursprung des körperfesten Koordinatensystems des Schuberzeugersorigin of the body-tight Coordinate system of the thruster
11
geregelter Schuberzeugerregulated thruster
22
geregelter Schuberzeugerregulated thruster
33
geregelter Schuberzeugerregulated thruster
44
geregelter Schuberzeugerregulated thruster
55
Zentral KörperCentral body
5a5a
Montage Schale des ZentralkörpersAssembly Shell of the central body
5b5b
Deckel Schale des Zentral Körperscover Shell of the central body
66
Regelbarer Drehmechanismus der Haupt Drehwelleadjustable Rotary mechanism of the main rotary shaft
77
Redundanter innerer regelbarer Drehmechanismus der Haupt Drehwelleredundant Inner adjustable rotary mechanism of the main rotary shaft
88th
Haupt Dreh-Wellen Verbindungsstrukturhead Rotary shaft connection structure
9a9a
Regelbarer axialer Drehmechanismus des äußeren Dreharmesadjustable axial rotation mechanism of the outer rotary arm
9b9b
Regelbarer axialer Drehmechanismus des äußeren Dreharmesadjustable axial rotation mechanism of the outer rotary arm
10a10a
Regelbarer axialer Drehmechanismus des äußeren Dreharmesadjustable axial rotation mechanism of the outer rotary arm
10b10b
Regelbarer axialer Drehmechanismus des äußeren Dreharmesadjustable axial rotation mechanism of the outer rotary arm
11a11a
Äußerer StrukturarmOuter structural arm
11b11b
Äußerer StrukturarmOuter structural arm
12a12a
Äußerer StrukturarmOuter structural arm
12b12b
Äußerer StrukturarmOuter structural arm
1313
Haupt Wellenlagerhead shaft bearing
1414
Haupt Wellenlagerhead shaft bearing
1515
Haupt Dreh-Wellehead Rotary shaft
16a16a
Haupt Dreh-Welle_1head Rotary Welle_1
16b16b
Haupt Dreh-Welle_2head Rotary Welle_2
17a17a
Befestigungseinrichtung an der Haupt Drehwelle 15 oder 16a Mounting device on the main rotary shaft 15 or 16a
17b17b
Befestigungseinrichtung am Ende des äußeren Strukturarmes 11a Fastening device at the end of the outer structural arm 11a
17c17c
Befestigungseinrichtung am Ende des äußeren Strukturarmes 11b Fastening device at the end of the outer structural arm 11b
18a18a
Befestigungseinrichtung an der Haupt Drehwelle 15 oder 16b Mounting device on the main rotary shaft 15 or 16b
18b18b
Befestigungseinrichtung am Ende des äußeren Strukturarmes 12a Fastening device at the end of the outer structural arm 12a
18c18c
Befestigungseinrichtung am Ende des äußeren Strukturarmes 12b Fastening device at the end of the outer structural arm 12b
1919
YSC =: Wellen DrehachseY SC =: shaft rotation axis
2020
XSC =: Nominale FugrichtungX SC =: Nominal direction of the joint
2121
ZSC =: Nominale ErdrichtungZ SC =: Nominal earth direction
2222
O_SC =: Nominales Massenzentrum der gesamten FluggerätesO_SC =: Nominal center of mass of the entire aircraft
2323
Vertikaler Klein-Flügel befestigt am äußeren Strukturarm 11a Vertical small-wing attached to the outer arm of the structure 11a
2424
Vertikaler Klein-Flügel befestigt am äußeren Strukturarm 12a Vertical small-wing attached to the outer arm of the structure 12a
2525
Vertikaler Klein-Flügel befestigt am äußeren Strukturarm 11b Vertical small-wing attached to the outer arm of the structure 11b
2626
Vertikaler Klein-Flügel befestigt am äußeren Strukturarm 12b Vertical small-wing attached to the outer arm of the structure 12b
27i27i
Luftschraubenblatt des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)Propeller blade of the i-th thruster (i from 1 to 4)
28i28i
Luftschraubenblatt des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)Propeller blade of the i-th thruster (i from 1 to 4)
29i29i
Regelbarer Drehmechanismus zur Luftschraubenblatt-Verstellung des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)adjustable Turning mechanism for propeller blade adjustment of the i-th thruster (i from 1 to 4)
Delta_iDelta_i
Variabler Drehwinkel des Regelbarer Drehmechanismus 29i (i von 1 bis 4)Variable rotation angle of the adjustable turning mechanism 29i (i from 1 to 4)
30i30i
Luftschrauben Elektro-Motor des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)propellers Electric motor of the i-th thruster (i from 1 to 4)
31i31i
Luftschrauben Verbrennungs-Motor des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)propellers Combustion engine of the i-th thruster (i from 1 to 4)
3232
Bord Computer mit integrierter Regelvorrichtungshelf Computer with integrated control device
32a32a
Regelvorrichtungcontrol device
3333
Nutzlast Modulpayload module
3434
Energieversorgungs-ModulPower supply module
3535
Mess-SystemMeasuring system
36i36i
Triebwerk Düse i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)engine Nozzle i-th Thruster (i from 1 to 4)
37i37i
Triebwerk Düse i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)engine Nozzle i-th Thruster (i from 1 to 4)
38i38i
Steuerbares Triebwerks-Ventil des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)controllable Engine valve of the i-th thruster (i from 1 to 4)
39i39i
Steuerbares Triebwerks-Ventil des i-ten Schuberzeugers (i von 1 bis 4)controllable Engine valve of the i-th thruster (i from 1 to 4)
4040
Sollwerteingang für regelbaren äußeren Drehmechanismus 10a Setpoint input for adjustable outer turning mechanism 10a
Alpha2alpha2
Variabler relativer Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismus 10a Variable relative angle of rotation generated by turning mechanism 10a
4141
Sollwerteingang für regelbaren äußeren Drehmechanismus 9a Setpoint input for adjustable outer turning mechanism 9a
Alpha1alpha1
Variabler relativer Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismus 9a Variable relative angle of rotation generated by turning mechanism 9a
4242
Sollwerteingang für regelbaren äußeren Drehmechanismus 10b Setpoint input for adjustable outer turning mechanism 10b
Alpha4alpha4
Variabler relativer Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismus 10b Variable relative angle of rotation generated by turning mechanism 10b
4343
Sollwerteingang für regelbaren äußeren Drehmechanismus 9b Setpoint input for adjustable outer turning mechanism 9b
Alpha3Alpha3
Variabler axialer Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismus 9b Variable axial rotation angle generated by turning mechanism 9b
44i44i
Sollwert für regelbaren Drehmechanismus 29i (i von 1 bis 4)Setpoint for adjustable turning mechanism 29i (i from 1 to 4)
45a45a
Sollwerteingang für regelbaren Drehmechanismus 6 der Haupt DrehwelleSetpoint input for adjustable turning mechanism 6 the main rotary shaft
Beta_1beta_1
Variabler Sollwert Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismen 6 Variable setpoint Angle of rotation generated by turning mechanisms 6
45b45b
Sollwerteingang für des redundanten regelbaren Drehmechanismus 7 der Haupt DrehwelleSetpoint input for the redundant variable rotation mechanism 7 the main rotary shaft
Beta_2beta_2
Variabler Sollwert Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismen 7 Variable setpoint Angle of rotation generated by turning mechanisms 7
4646
Sollwerteingang des regelbaren Schuberzeugers 2 Setpoint input of the controllable thruster 2
TH2TH2
Variabler Schubsollwert des Schuberzeugers 2 Variable thrust setpoint of the thruster 2
4747
Sollwerteingang des regelbaren Schuberzeugers 1 Setpoint input of the controllable thruster 1
TH1TH1
Variabler Schubsollwert des Schuberzeugers 1 Variable thrust setpoint of the thruster 1
4848
Sollwerteingang des regelbaren Schuberzeugers 4 Setpoint input of the controllable thruster 4
TH4TH4
Variabler Schubsollwert des Schuberzeugers 4 Variable thrust setpoint of the thruster 4
4949
Sollwerteingang des regelbaren Schuberzeugers 3 Setpoint input of the controllable thruster 3
TH3TH3
Variabler Schubsollwert des Schuberzeugers 3 Variable thrust setpoint of the thruster 3
50a_i50a_i
Zeitlich modulierte Ein/Aus Signale für Triebwerks-Ventile 39i (i von 1 bis 4)Time modulated on / off signals for engine valves 39i (i from 1 to 4)
50b_i50b_i
Zeitlich modulierte Ein/Aus Signale für Triebwerks-Ventile 38i (i von 1 bis 4)Time modulated on / off signals for engine valves 38i (i from 1 to 4)
5151
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 11a gegenüber der Haupt Drehwellen AchseFixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 11a opposite the main rotary shaft axis
5252
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 12a gegenüber der Haupt Drehwellen AchseFixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 12a opposite the main rotary shaft axis
5353
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 11b gegenüber der Haupt Drehwellen AchseFixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 11b opposite the main rotary shaft axis
5454
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 12b gegenüber der Haupt Drehwellen AchseFixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 12b opposite the main rotary shaft axis
5555
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 11a gegenüber der Drehachse des regelbaren äußeren Drehmechanismus 9a Fixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 11a opposite the axis of rotation of the controllable outer rotary mechanism 9a
5656
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 12a gegenüber der Drehachse des regelbaren äußeren Drehmechanismus 10a Fixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 12a opposite the axis of rotation of the controllable outer rotary mechanism 10a
5757
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 11b gegenüber der Drehachse des regelbaren äußeren Drehmechanismus 9b Fixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 11b opposite the axis of rotation of the controllable outer rotary mechanism 9b
5858
Fester Anstellwinkel der Längsachse des Strukturarms 12b gegenüber der Drehachse des regelbaren äußeren Drehmechanismus 9a Fixed angle of attack of the longitudinal axis of the structural arm 12b opposite the axis of rotation of the controllable outer rotary mechanism 9a
5959
Zusatz-Tragflügel_1Additional Tragflügel_1
6060
Zusatz-Tragflügel-2Auxiliary wing-2
6161
Axialer regelbarer Drehmechanismus des Zusatz-Tragflügel_1axial adjustable turning mechanism of the additional wing_1
Gama1Gama1
Variabler relativer Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismus 61 Variable relative angle of rotation generated by turning mechanism 61
6262
Axialer regelbarer Drehmechanismus des Zusatz-Tragflügel_2axial adjustable turning mechanism of the additional wing_2
Gama2Gama2
Variabler relativer Drehwinkel erzeugt durch Drehmechanismus 62 Variable relative angle of rotation generated by turning mechanism 62
6363
Haupt Drehwellen Lager des Zusatz-Tragflügel_1head Rotary Shafts Bearing of additional wing_1
6464
Haupt Drehwellen Lager des Zusatz-Tragflügel_2head Rotary axles bearings of auxiliary wing_2

Claims (12)

Robustes und agiles Fluggerät mit Zentralkörper und Schub Modul und Mitteln zur unabhängigen dynamischen Regelung der Lage des Zentralkörpers und der Schwerpunkts-Position und zur autonomen Lenkung, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub Modul gemäß Hauptanspruch 4 und dessen Unteransprüchen und der Zentralkörper aus folgenden Elementen besteht: einer Montage Plattform der Steuervorrichtung gemäß Hauptanspruch 3 und dessen Unteransprüchen. einem an sich bekannten Positions- und Lage Mess-System (35) das je nach Mission des Fluggerätes unter anderem aus folgenden Geräte Typen selektiert werden kann: einer IMU (Inertial Measurement Unit) mit einem dreiachsigen zur Lagebestimmung verwendbaren Kreiselpaket und einem dreiachsigen Beschleunigungsmesser, einem dreiachsigen Magnetfeld Messgerät, einem GPS Messgerät für absolute Position und Geschwindigkeit, einem Fahrt und Höhenmesser und relativ Messgeräte für Lage und Distanz (Mini-Radar, LIDAR, LRF). einem zentralen oder auch dezentralen Bord Computer System (32) das neben den an sich bekannten Funktionen wie Elektronische Interfaces zur Datenübertragung von und zum Positions- und Lage Messungs-System als auch zu den anderen Fluggeräte Modulen und Messeinrichtungen (Temperatur-, Strom- und Spannungs-Messung, usw.), Ermittelung des Zustandsvektors des Gesamtsystems, Schubregelung von Propellern und Triebwerken, Datenverarbeitung und Übertragung von Telemetrie-Daten, Umsetzung von Bodenstations-Kommandos speichern wichtiger Informationen des Gesamt-Systemzustandes in einem Datenspeicher, Autonome Flugführung und Flugplanung und Speicherung und Ausführung der Anwender- und Betreibsystem Software, auch die gemäß der Erfindung neuartigen Funktionen ausführt wie Elektronisches Interface zur neuartigen Steuervorrichtung, Ermittelung der dynamischen Drehmoment- und Kraft Sollwert Vektoren die zur Stabilisierung und Regelung der Lage des Zentralkörpers und der Schwerpunkts-Position des Fluggerätes benötigt entsprechend der Ausführungsform der Steuervorrichtung nach Hauptanspruch 2, Transformation der obigen Kräfte und Momenten Vektoren in äquivalente Sollwerte für die der Ausführungsform der Steuervorrichtung nach Hauptanspruch 2 entsprechend vorhandenen Stellgliedern, als dynamische Winkel Sollwerte für die regelbaren axialen Drehmechanismen und Schubstärken Sollwerte für die regelbaren Schuberzeuger, elektronisches Interface zur Übergabe der Sollwerte an die Eingänge der Drehmechanismen und Schuberzeuger, Überwachung der Ausführung der Sollwerte und Ermittelung von Fehler Zuständen der Steuereinrichtung und des Fluggerätes und Einleitung von Korrekturmaßnahmen falls notwendig. einem Nutzlast Modul (33) entsprechend der gewählten Aufgabe und Ausführung des Fluggerätes, z. B. Kameras, IR-Sensoren, Wirksysteme usw.. einem Zentralen oder Dezentralen Energieversorgungs-Modul (34) mit bekannten Geräten wie, Batterien, mit oder ohne Hybride Strom- oder Spannungserzeugung, mit oder ohne Treibstoff Tanks mit Pumpen und einer Energie Verteilungseinrichtung und mit Versorgungs-Leitungen;Robust and agile aircraft with central body and thrust module and means for independent dynamic control of the position of the central body and the center of gravity position and autonomous steering, characterized in that the thrust module according to the main claim 4 and its dependent claims and the central body consists of the following elements: an assembly platform of the control device according to the main claim 3 and its dependent claims. a known position and position measuring system ( 35 ) which can be selected according to the aircraft's mission, among others, from the following types of devices: an inertial measurement unit (IMU) with a triaxial gyro package and a triaxial accelerometer, a triaxial magnetic field meter, a GPS absolute position and velocity gage, a ride and altimeter and relative gauges for location and distance (mini-radar, LIDAR, LRF). a central or decentralized board computer system ( 32 ) in addition to the known functions such as electronic interfaces for data transmission from and to the position and position measurement system and to the other aircraft modules and measuring devices (temperature, current and voltage measurement, etc.), Determining the state vector of the overall system, thrust control of propellers and engines, data processing and transmission of telemetry data, implementation of ground station commands store important information of the overall system state in a data store, autonomous flight guidance and flight planning and storage and execution of user and operating system software, including the According to the invention performs novel functions such as electronic interface to the novel control device, determination of the dynamic torque and force setpoint vectors required for stabilization and control of the position of the central body and the center of gravity position of the aircraft according to the embodiment the control device according to the main claim 2, transformation of the above forces and moments vectors into equivalent setpoints for the embodiment of the control device according to main claim 2 corresponding actuators, as dynamic angle setpoints for the adjustable axial rotation mechanisms and shear rates setpoints for the controllable thruster, electronic interface for transfer the setpoint values to the inputs of the rotary mechanisms and thruster, monitoring the execution of the setpoints and determining error states of the control device and the aircraft and initiate corrective action if necessary. a payload module ( 33 ) according to the selected task and execution of the aircraft, z. As cameras, IR sensors, active systems, etc .. a centralized or decentralized power supply module ( 34 ) with known devices such as, batteries, with or without hybrid power or voltage generation, with or without fuel tanks with pumps and a power distribution device and with supply lines; Steuervorrichtung mit einer Zentralen Montage Plattform und einem Schub Modul zur unabhängigen dynamischen und robusten Regelung der Lage des Schubmoduls und der Schwerpunkts-Position eines Fluggerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung aus einer Zentralen Montage Plattform nach Hauptanspruch 3 und seinen Unteransprüchen und aus einem Schub Modul nach Hauptanspruch 4 und seinen Unteransprüchen besteht.Control device with a central mounting platform and a thrust module for independent dynamic and robust control of the position of the thrust module and the center of gravity position of an aircraft, characterized in that the control device consists of a central mounting platform consists of the main claim 3 and its dependent claims and a thrust module according to the main claim 4 and its dependent claims. Zentrale Montage Plattform des erfindungsgemäßen Fluggerätes nach Hauptanspruch 1 und der Steuervorrichtung nach Hauptanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Montage Plattform aus einer Montage Schafe (5a), einem oder keinem Deckel (5b), den Hauptwellenlagerungen (13, 14) und mindestens einem regelbaren axialen Hauptwellen-Drehmechanismus (6) befestigt an der Montage Schale (5a) besteht.Central mounting platform of the aircraft according to the invention according to main claim 1 and the control device according to main claim 2, characterized in that the central mounting platform from a mounting sheep ( 5a ), one or no lid ( 5b ), the main shaft bearings ( 13 . 14 ) and at least one controllable axial main shaft rotating mechanism ( 6 ) attached to the mounting shell ( 5a ) consists. Zentrale Montage Plattform nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Montage Schale (5a) mit Deckel (5b) als aerodynamische Auftriebs-Struktur wie z. B. Trag-Flügel, Delta-Flügel, Gitter-Flügel usw., ausgebildet ist und als zusätzliches vertikales Kraftstellglied verwendet wird.Central mounting platform according to claim 3, characterized in that the mounting shell ( 5a ) with lid ( 5b ) as aerodynamic buoyancy structure such. As supporting wing, delta wing, lattice wings, etc., is formed and used as an additional vertical force actuator. Zentrale Montage Plattform nach Anspruch 3 oder Anspruch 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, das die Montage Plattform einen zusätzlichen regelbaren axialen Hauptwellen-Drehmechanismus (7) befestigt an der Montage Schale (5a) besitzt.Central mounting platform according to claim 3 or claims 3 and 4, characterized in that the mounting platform has an additional controllable axial main shaft rotating mechanism ( 7 ) attached to the mounting shell ( 5a ) owns. Schub Modul des erfindungsgemäßen Fluggerätes nach Hauptanspruch 1 und nach und der Steuervorrichtung nach Hauptanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schub Modul aus folgenden Elementen besteht: aus vier regelbaren Schuberzeugern (1, 2, 3, 4) den Basis-Kraftstellgliedern, welche am Ende eines zugeordneten Strukturarms (11a, 11b, 12a, 12b) befestigt sind, wobei die Schubachse des regelbaren Schuberzeugers nicht co-linear mit der Längs-Achse (Drehachse) des Strukturarms sein darf, vorzugsweise senkrecht zu dieser orientiert sein sollte. aus vier Strukturarmen (11a, 11b, 12a, 12b) an denen auch jeweils eine aerodynamische Struktur (23, 24, 25, 26), z. B. ein vertikaler Flügel, befestigt werden kann und welcher dann als zusätzliches Querkraft-Stellglied verwendet wird. vier weiteren Stellgliedern, den äußeren axialen und regelbaren Drehmechanismen (9a, 9b, 10a, 10b). zwei Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) die je, zwei Strukturarme mit zwei axialen und regelbaren Drehmechanismen koppelt und lagert und die axiale Drehung um die Längsachsenrichtungen der Strukturarme gewährleistet, wobei Längsachsenrichtungen der Strukturarme gegenüber der Haupt Drehwellenachse (15) durch die festen Anstellwinkel (51, 52, 53, 54) definiert sind. Dabei ist je eine dieser Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) an einem äußeren Ende der aus der Montage Plattform geführten Haupt-Drehwelle (15 oder (16a, 16b) fixiert. einer Haupt-Drehwelle (15), die aus konstruktiven Gründen aus zwei Teil-Wellen mit einer Verbindungs-Struktur bestehen kann (8, 16a, 16b), und die über Lager (13, 14) aus der Montage Plattform ausgeführt ist (sind), und somit die relative Drehung der Hauptwelle gegenüber der Montage Plattform ermöglichen. einem regelbaren axialen Drehmechanismus (6) der an der Montage Schale (5a) befestigt ist und mit der Haupt Welle gekoppelt ist und die relative Drehung der Hauptwelle gegenüber der Montage Plattform bewirkt. einer Regeleinrichtung welche die zur Stabilisierung, Lenkung und Regelung von Lage und Position des Fluggerätes notwendigen dynamischen Sollwerte der Stellglieder (Alpha1, Alpha2, Alpha3, Alpha4, Beta1, TH1, TH2, TH3, TH4) ermittelt und an die Eingänge (40, 41, 42, 43, 44) der regelbaren Drehmechanismen (6, 9a, 9b, 10a, 10b) und die Eingänge (45, 46, 47, 48) der regelbaren Schuberzeuger (1, 2, 3, 4) übermittelt.Thrust module of the aircraft according to the invention according to main claim 1 and after and the control device according to main claim 2, characterized in that the thrust module consists of the following elements: four adjustable thruster ( 1 . 2 . 3 . 4 ) the basic force actuators, which at the end of an associated structural arm ( 11a . 11b . 12a . 12b ), wherein the thrust axis of the controllable thruster may not be co-linear with the longitudinal axis (axis of rotation) of the structural arm, preferably should be oriented perpendicular to this. from four structural arms ( 11a . 11b . 12a . 12b ) on each of which an aerodynamic structure ( 23 . 24 . 25 . 26 ), z. As a vertical wing, can be attached and which is then used as an additional lateral force actuator. four further actuators, the outer axial and adjustable rotary mechanisms ( 9a . 9b . 10a . 10b ). two fastening devices ( 17a . 18a ) each coupling and supporting two structural arms with two axial and controllable rotary mechanisms and ensuring axial rotation about the longitudinal axis directions of the structural arms, longitudinal axis directions of the structural arms being opposite the major rotational axis (FIG. 15 ) by the fixed angle ( 51 . 52 . 53 . 54 ) are defined. One of these fastening devices ( 17a . 18a ) at an outer end of the main rotating shaft (FIG. 15 or ( 16a . 16b ) fixed. a main rotating shaft ( 15 ), which for structural reasons may consist of two sub-waves with a connection structure ( 8th . 16a . 16b ), and those about warehouses ( 13 . 14 ) is executed from the mounting platform (are), and thus allow the relative rotation of the main shaft relative to the mounting platform. an adjustable axial rotation mechanism ( 6 ) on the mounting shell ( 5a ) and is coupled to the main shaft and causes the relative rotation of the main shaft relative to the mounting platform. a control device which determines the dynamic setpoint values of the actuators (Alpha1, Alpha2, Alpha3, Alpha4, Beta1, Th1, Th2, Th3, Th4) necessary for the stabilization, steering and regulation of the position and position of the aircraft and to the inputs ( 40 . 41 . 42 . 43 . 44 ) of the adjustable turning mechanisms ( 6 . 9a . 9b . 10a . 10b ) and the inputs ( 45 . 46 . 47 . 48 ) of the controllable thruster ( 1 . 2 . 3 . 4 ) transmitted. Schub Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die regelbaren Schuberzeuger (1, 2, 3, 4) eine Luftschraube mit regelbarem Dreh-Motor (301, 302, 303, 304) als Antrieb und mit einem regelbaren axialen Drehmechanismus (291, 292, 293, 294) zur Blatt-Anstellwinkelsteuerung ausgerüstet sind wobei die Regelfunktion der Schuberzeuger (1, 2, 3, 4) die Sollwerte (TH1, TH2, TH3, TH4) in reale Schübe umsetzt und unter dem Gesichtspunkt der Energieminimierung die Sollwerte (Delta1, Delta2, Delta3, Delta4) der Drehmechanismen (291, 292, 293, 294) ermittelt und an die Eingänge der Drehmechanismen (441, 442, 443, 444) überträgt.Thrust module according to claim 6, characterized in that the controllable thruster ( 1 . 2 . 3 . 4 ) an air screw with adjustable rotary engine ( 301 . 302 . 303 . 304 ) as a drive and with an adjustable axial rotation mechanism ( 291 . 292 . 293 . 294 ) are equipped to the blade pitch control where the control function of the thruster ( 1 . 2 . 3 . 4 ) converts the setpoint values (TH1, TH2, TH3, TH4) into real thrusts and, from the point of view of energy minimization, the setpoint values (Delta1, Delta2, Delta3, Delta4) of the rotation mechanisms ( 291 . 292 . 293 . 294 ) and to the inputs of the rotary mechanisms ( 441 . 442 . 443 . 444 ) transmits. Schub Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt vier Schuberzeuger, vier Strukturarme an denen je eine aerodynamischen Struktur befestigt sein kann und vier äußere regelbare Drehmechanismen hier nur jeweils drei dieser Elemente im Zusammenhang verwendet oder benutzt werden mit vier möglichen Realisierungen, Schuberzeuger (1, 2, 3) und drei Strukturarme (11a, 11b, 12a) und drei aerodynamische Strukturen (23, 24, 25) und drei Drehmechanismen (9a, 9b, 10a), Schuberzeuger (1, 2, 4) und drei Strukturarme (11a, 11b, 12b) und drei aerodynamische Strukturen (23, 24, 26) und drei Drehmechanismen (9a, 9b, 10b), Schuberzeuger (1, 3, 4) und drei Strukturarme (11a, 12a, 12b) und drei aerodynamische Strukturen (23, 25, 26) und drei Drehmechanismen (9a, 10a, 10b), Schuberzeuger (2, 3, 4) und drei Strukturarme (11b, 12a, 12b) und drei aerodynamische Strukturen (24, 25, 26) und drei Drehmechanismen (9b, 10a, 10b),Thrust module according to claim 7, characterized in that instead of four thruster, four structural arms to each of which an aerodynamic structure can be attached and four outer adjustable rotary mechanisms here only three of these elements are used in context or used with four possible realizations, thruster ( 1 . 2 . 3 ) and three structural arms ( 11a . 11b . 12a ) and three aerodynamic structures ( 23 . 24 . 25 ) and three turning mechanisms ( 9a . 9b . 10a ), Thruster ( 1 . 2 . 4 ) and three structural arms ( 11a . 11b . 12b ) and three aerodynamic structures ( 23 . 24 . 26 ) and three turning mechanisms ( 9a . 9b . 10b ), Thruster ( 1 . 3 . 4 ) and three structural arms ( 11a . 12a . 12b ) and three aerodynamic structures ( 23 . 25 . 26 ) and three turning mechanisms ( 9a . 10a . 10b ), Thruster ( 2 . 3 . 4 ) and three structural arms ( 11b . 12a . 12b ) and three aerodynamic structures ( 24 . 25 . 26 ) and three turning mechanisms ( 9b . 10a . 10b ) Schub Modul nach Anspruch 6 oder Anspruch 6 und Anspruch 7 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 8 oder nach Anspruch 6 und 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den zwei Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) je zwei Strukturarme mit einem, anstatt zwei, axialen und steuerbaren Drehmechanismus (9a, 10a) gekoppelt und gelagert sind.Push module according to claim 6 or claim 6 and claim 7 or according to claim 6 and claim 8 or according to claim 6 and 7 and 8, characterized in that the two Befestigungssein directions ( 17a . 18a ) two structural arms with one instead of two, axial and controllable rotating mechanism ( 9a . 10a ) are coupled and stored. Schub Modul nach Anspruch 6 oder Anspruch 6 und Anspruch 7 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 8 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 7 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der gelagerten Haupt Dreh-Wellen (15) oder (16a, 16b) außerhalb der Montage Plattform je zwei der vier Strukturarme (11a, 11b und 12a, 12b) durch Befestigungen (17a, 18a) derart fixiert sind dass die durch die festen Anstellwinkel (51, 52, 53, 54) definierten Längsachsenrichtungen der Strukturarme gewährleistet werden. An den anderen Enden der Strukturarme (11a, 11b und 12a, 12b) ist je eine Befestigungseinrichtung (17b, 17c, 18b, 18c) angebracht die je einen der vier steuerbaren Schuberzeuger (1, 2, 3, 4) mit je einem der axialen und regelbaren Drehmechanismus (9a, 9b, 10a, 10b) derart koppelt und lagert dass die Schubachse jedes regelbaren Schuberzeugers unabhängig von den anderen gedreht werden kann und die Richtung der Drehachsen der äußeren Drehmechanismen gegenüber den Strukturarmen, definiert durch die festen Winkel (55, 56, 57, 58), gewährleistet wird.Thrust module according to claim 6 or claim 6 and claim 7 or according to claim 6 and claim 8 or according to claim 6 and claim 7 and claim 8, characterized in that at the ends of the mounted main rotary shafts ( 15 ) or ( 16a . 16b ) outside the assembly platform, two each of the four structural arms ( 11a . 11b and 12a . 12b ) by fasteners ( 17a . 18a ) are fixed in such a way that by the fixed angle ( 51 . 52 . 53 . 54 ) defined longitudinal axis directions of the structural arms are guaranteed. At the other ends of the structural arms ( 11a . 11b and 12a . 12b ) is ever a fastening device ( 17b . 17c . 18b . 18c ) attached each one of the four controllable thruster ( 1 . 2 . 3 . 4 ) with one of each of the axial and adjustable rotary mechanism ( 9a . 9b . 10a . 10b ) such that the thrust axis of each controllable thruster can be rotated independently of the others and the direction of the axes of rotation of the outer rotary mechanisms relative to the structural arms defined by the fixed angles ( 55 . 56 . 57 . 58 ). Schub Modul nach Anspruch 6 oder Anspruch 6 und Anspruch 7 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 8 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 7 und Anspruch 8 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 7 und Anspruch 8 und Anspruch 9 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 7 und Anspruch 8 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Haupt Drehwelle (15, oder 16a, 16b) über die Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) hinaus verlängert sind an denen zusätzliche, mittels Lager (63, 64) und axialer regelbarer Drehmechanismen (61, 62), drehbare aerodynamische Auftriebsstrukturen (59, 60), z. B. Zusatz Tragflügel, befestigt sind.Push module according to claim 6 or claim 6 and claim 7 or claim 6 and claim 8 or claim 6 and claim 7 and claim 8 or claim 6 and claim 7 and claim 8 and claim 9 or claim 6 and claim 7 and claim 8 and claim 10, characterized in that the ends of the main rotary shaft ( 15 , or 16a . 16b ) via the fastening devices ( 17a . 18a ) are extended at which additional, by means of bearings ( 63 . 64 ) and axial adjustable rotary mechanisms ( 61 . 62 ), rotatable aerodynamic lift structures ( 59 . 60 ), z. B. additional wing, are attached. Schub Modul Schub Modul nach Anspruch 6 oder Anspruch 6 und Anspruch 7 oder nach Anspruch 6 und Anspruch 8 oder nach Anspruch 6 und 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Befestigungseinrichtungen (17a, 18a), direkt an der Montage Plattform befestigt sind und das aerodynamische Auftriebsstrukturen (59, 60), z. B. Zusatz Tragflügel, zusätzlich an Befestigungseinrichtungen (17a, 18a) befestigt werden können.Push module push module according to claim 6 or claim 6 and claim 7 or according to claim 6 and claim 8 or according to claims 6 and 7 and 8, characterized in that the two fastening devices ( 17a . 18a ), attached directly to the mounting platform and the aerodynamic buoyancy structures ( 59 . 60 ), z. B. additional wing, in addition to fastening devices ( 17a . 18a ) can be attached.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014108459A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-17 microdrones GmbH Aerodynamic multicopter / quadrocopter
EP2576342A4 (en) * 2010-05-26 2014-08-20 Aerovironment Inc Reconfigurable battery-operated vehicle system
EP2818218A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Robert Schmidkonz Multicopter boom
WO2017132796A1 (en) 2016-02-01 2017-08-10 Autel Robotics Co., Ltd A multirotor aircraft and a method for controlling the multirotor aircraft
WO2017132990A1 (en) * 2016-02-05 2017-08-10 Autel Robotics Co.,Ltd Multirotor aircraft
CN107074352A (en) * 2014-09-02 2017-08-18 瑞格夫·阿米特 Many sides rotate rotor aircraft
EP3269641A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-17 Trampaboards Ltd Unmanned aerial or marine vehicle
US9873508B2 (en) 2015-12-11 2018-01-23 Coriolis Games Corporation Hybrid multicopter and fixed wing aerial vehicle
CN112041229A (en) * 2018-04-27 2020-12-04 Wing航空有限责任公司 Counter-rotating propeller for aircraft
US11254430B2 (en) 2014-09-02 2022-02-22 Amit REGEV Tilt winged multi rotor
WO2022157778A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-28 Trim Robotics Ltd. Dynamic drive

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2576342A4 (en) * 2010-05-26 2014-08-20 Aerovironment Inc Reconfigurable battery-operated vehicle system
US11220170B2 (en) 2010-05-26 2022-01-11 Aerovironment, Inc. Reconfigurable battery-operated vehicle system
WO2014108459A1 (en) * 2013-01-09 2014-07-17 microdrones GmbH Aerodynamic multicopter / quadrocopter
EP2818218A1 (en) * 2013-06-27 2014-12-31 Robert Schmidkonz Multicopter boom
EP3188966A4 (en) * 2014-09-02 2018-07-18 Amit, Regev Tilt winged multi rotor
JP2017525621A (en) * 2014-09-02 2017-09-07 アミット,レジェブ Multi-rotor with inclined wings
US11254430B2 (en) 2014-09-02 2022-02-22 Amit REGEV Tilt winged multi rotor
CN107074352A (en) * 2014-09-02 2017-08-18 瑞格夫·阿米特 Many sides rotate rotor aircraft
US10035591B2 (en) 2015-12-11 2018-07-31 Coriolis Games Corporation Hybrid multicopter and fixed wing aerial vehicle
US10239611B2 (en) 2015-12-11 2019-03-26 Coriolis Games Corporation Hybrid multicopter and fixed wing aerial vehicle
US9873508B2 (en) 2015-12-11 2018-01-23 Coriolis Games Corporation Hybrid multicopter and fixed wing aerial vehicle
EP3397552A4 (en) * 2016-02-01 2019-01-09 Autel Robotics Co., Ltd. A multirotor aircraft and a method for controlling the multirotor aircraft
US10710717B2 (en) 2016-02-01 2020-07-14 Autel Robotics Co., Ltd. Multirotor aircraft and a method for controlling the multirotor aircraft
WO2017132796A1 (en) 2016-02-01 2017-08-10 Autel Robotics Co., Ltd A multirotor aircraft and a method for controlling the multirotor aircraft
EP3400171A4 (en) * 2016-02-05 2018-12-26 Autel Robotics Co., Ltd. Multirotor aircraft
WO2017132990A1 (en) * 2016-02-05 2017-08-10 Autel Robotics Co.,Ltd Multirotor aircraft
WO2018011402A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-18 Trampaboards Ltd. Unmanned aerial or submarine vehicle
EP3269641A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-17 Trampaboards Ltd Unmanned aerial or marine vehicle
CN112041229A (en) * 2018-04-27 2020-12-04 Wing航空有限责任公司 Counter-rotating propeller for aircraft
CN112041229B (en) * 2018-04-27 2024-05-03 Wing航空有限责任公司 Aircraft and method for propelling an aircraft
WO2022157778A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-28 Trim Robotics Ltd. Dynamic drive

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