DE102011117605A1

DE102011117605A1 - Fluggerät nach dem Prinzip eines Hubschraubers

Info

Publication number: DE102011117605A1
Application number: DE102011117605A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: UNITED pds GmbH
Current assignee: Germandrones De GmbH
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2013-05-08

Abstract

Es wird ein Fluggerät vorgeschlagen, welches im Unterschied zum Flächenflugzeug, nach dem Prinzip eines Hubschraubers für vertikales Starten und Landen mit mindestens zwei seitlich nebeneinander rotierenden Luftschrauben (2), mit einem die Lagerungen der Luftschrauben (2) verbindenden Rahmen (1, 15), der außerdem einen Antriebsmotor, ein Getriebe, eine Energiequelle, einen Gepäckträger (7) sowie einen Untersatz (8, 16, 17) zum Aufstellen (parken, landen) des Fluggerätes aufweist, wobei mindestens vier Luftschrauben (2) vorgesehen sind und die Luftschrauben (2) zur Luftstromführung rohrförmig gekapselt sind (Mantelpropeller).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Fluggerät nach dem Prinzip eines Hubschraubers nach der Gattung des Hauptanspruchs. Im Unterschied zum Flächenflugzeug kann der Hubschrauber vertikal starten und landen, was zu einer Reihe zusätzlicher Einsatzgebiete auf zivilem und militärischem Gebiet führt. Heute ist die häufigste Anwendung im Bereich der Luftrettung. Zusätzliche Möglichkeiten bestehen in der Fernsteuerung eines Hubschraubers, auch in dem Transport von größeren Lasten, dem Anfliegen von unzugänglichen Stellen, z. B. im Gebirge oder über dem Meer. Verwendung findet der Hubschrauber auch bei Montagearbeiten an unzugänglichen Stellen, beispielsweise in Art eines Baukrans, oder auch als „fliegende Kamera”. Auf militärischem Gebiet dient er im Kampf gegen Bodenziele, zur Beobachtung des Gegners, bei der Luftabwehr und U-Boot-Jagd bzw. Seenotrettung.
Ein Nachteil aller dieser bekannten Hubschrauber ist die verhältnismäßig große Ausladung der Luftschraube, wodurch die Größe des Platzes zum Starten und Laden mindestens auf den Rotationsdurchmesser der Luftschraube eingeschränkt ist. Der größte bekannte Rotationsdurchmesser liegt bei 7 Metern.
Um die Auftriebskraft auf mindestens zwei seitlich nebeneinander rotierende Luftschrauben zu verteilen, hat die Focke-Wulf Fw 61 einen entsprechenden Hubschrauber bereits 1936 gebaut, der eine Reihe von bis daher geltenden Weltrekorden brechen konnte. Aber auch dieser Hubschrauber erfordert aufgrund der parallelen Anordnung und der damit sich ergebenden seitlichen Erweiterung einen verhältnismäßig großen Freiraum für das Starten und Laden. Durch Pescara wurde im April 1924 ein Weltrekord aufgestellt, bei dem, wie 1935 auch von Gyroplane-Laboratoire, koaxial angeordnete zwei sozusagen übereinander angeordnete Propeller verwendet wurden. Jedenfalls blieb das Problem der Ausladung vom Fluggerät transportierten Menschen oder Produkten stets ein Gefahrenherd, insbesondere in Gebieten, die der Pilot nicht genau kannte oder übersehen konnte. Hierzu gehören Antennen, Stromleitungen und andere in den Raum ragende Gegenstände.
Zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Fluggerät für vertikales Starten und Landen zu entwickeln, bei dem bei Erhaltung der Vorteile von mehreren seitlich nebeneinander rotierenden Luftschrauben, eine Einschränkung der Start- und Landefläche bzw. eine Verletzungsgefahr vermieden wird.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens vier Luftschrauben vorgesehen sind und dass die Luftschrauben zur Luftstromführung rohrförmig als sogenannte Mantelpropeller gekapselt sind. Dadurch, dass die Luftschrauben nebeneinander gelagert sind und nicht koaxial, ergeben sich verschiedene entscheidende Vorteile. Außer der geringen Außenabmessungen des Fluggerätes kann es wie ein Hubschrauber in der Luft stehen bleiben, es kann gelenkt, beschleunigt und abgebremst werden. Die sonstigen Vorteile eines Hubschraubers, nämlich das vertikale Starten und Landen, bleibt dabei voll erhalten. Durch Verstellen der Rotationsachsen bzw. der Drehzahl der Luftschrauben lässt sich dieses Fluggerät sehr gut lenken. Die an sich bekannte (EC 120) rohrförmige Gestaltung der Kapselung bewirkt für die Luftstromführung eine vorteilhafte Beschleunigung der Luft in Art einer Turbine. Bekannt ist damit allerdings nur ein solcher Heckrotor an einem Hubschrauber mit zudem einem völlig anderen Zweck, nämlich dem Giermomentausgleich.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung sind sechs Luftschrauben vorgesehen, die bei der Erfindung, im Unterschied zum Stand der Technik, seitlich nebeneinander angeordnet sind. Dies untermauert die Möglichkeiten der Handhabung des Fluggerätes sowohl beim Starten und Landen als auch im Einsatz für die verschiedensten Gegebenheiten.
Nach einer diesbezüglichen zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung sind die Luftschrauben parallel gelagert und kreisförmig um den Gepäckträger angeordnet. Dies kommt besonders einer platz- und raumsparenden Ausgestaltung entgegen.
Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient der Gepäckträger zur Aufnahme einer Person. Hierdurch besteht die Möglichkeit, dass auch bei kleinstem Landeplatz ein Wissenschaftler oder auch ein Arzt beim Ziel landen kann.
Nach einer zusätzlichen die vorherigen Ansprüche betreffenden Ausgestaltung der Erfindung sind die Luftschrauben in einer Ebene angeordnet, wobei der Gepäckträger oberhalb oder unterhalb dieser Ebene angeordnet ist. Hierdurch ist entweder das Ein- oder Ausladen von Gegenständen oder auch das Ein- oder Aussteigen erleichtert.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Drehrichtung oder Drehzahl oder auch Schrägstellung der Luftschraube änderbar, um damit die Flugrichtung oder auch Fluggeschwindigkeit bestimmen zu können.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verstellbarkeit der Drehstellung der Blätter der Luftschrauben gegeben, was zur Betätigung des Fluggerätes steuerbar ist.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist ein Elektromotor als Antriebsmotor mit einer Batterie als Energiequelle vorgesehen. Bei den meisten bekannten Hubschraubern erfolgt der Antrieb über Gasturbinen, was jedoch mit einigen Risiken verbunden ist.
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Rahmen und Untersatz eine elastische Verbindung vorhanden, beispielsweise eine Teleskopfederung. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 das erste Ausführungsbeispiel in der perspektivischen Draufsicht;
2 das erste Beispiel von unten gesehen;
3 das erste Beispiel von der Seite gesehen;
4 das erste Beispiel von vorne gesehen;
5 das erste Beispiel im Schnitt;
6 das zweite Ausführungsbeispiel perspektivisch und von oben gesehen;
7 das zweite Ausführungsbeispiel von unten gesehen;
8 das zweite Ausführungsbeispiel von der Seite gesehen;
9 das zweite Ausführungsbeispiel von hinten gesehen und
10 einen Schnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Wie in 1 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt sind kreisförmig an einem Rahmen 1 eines Fluggerätes, das nach dem Prinzip eines Hubschraubers arbeitet, sechs rotierende Luftschrauben 2 nebeneinander angeordnet, wobei diese Luftschrauben 2 jeweils in einem kurzen Rohrabschnitt 3 als Kapselung in Art eines Mantelpropellers arbeiten. Diese die Luftschrauben 2 nebeneinander aufnehmenden Rohrabschnitte 3 sind mit dem übrigen Rahmen 1 verbunden. Die Luftschrauben 2 werden durch nicht näher dargestellte Elektromotoren 4 rotierend angetrieben, wobei die Elektromotoren 4 über Stege 5 in den Rohrabschnitten 3 gehaltert sind. Die Luftschrauben 2 weisen Propellerflügel 6 auf, die für den Luftverdrängungsvortrieb entsprechend gewunden sind. Die die Luftschrauben 2 umgebenden Rohrabschnitte 3 bewirken einerseits eine für den Antrieb des Fluggerätes konzentrierte Luftführung mit entsprechender Verdichtung der Luft und andererseits verhindern sie Beschädigungen von horizontal zugeführten Dingen, insbesondere an Personen. Die Luftschrauben sind jedenfalls in einer Ebene angeordnet, was sowohl der Luftstromsteuerung zugute kommt als auch der Befestigung der Rohrabschnitte 3 am Rahmen 1.
Bei dieser Anordnung, bei der die Luftschrauben 2 in einer Ebene kreisförmig nebeneinander angeordnet sind, handelt es sich um Grundanordnung der Erfindung. Auf diese Grundanordnung baut das erste und zweite dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel auf, es sind aber auch andere Aufbauten denkbar, die dieses Grundprinzip verwenden.
Bei diesem ersten in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Gepäckträger 7 unterhalb dieser Ebene am Rahmen 1 befestigt. An dem Gepäckträger 7, der zur Aufnahme von irgendwelchen Materialien, vor allem aber einer Person, dienen kann, ist ein Untersatz 8 über Teleskopfederungen 9 verbunden, wobei der Untersatz 8 zur Aufstellung des Fluggerätes, besonders beim Parken und Landen, dient und der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schlittenkufenförmig ausgebildet ist, aber auch anders ausgebildet sein könnte.
Bei diesem ersten in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in 2 das Fluggerät von unten gemäß dem Pfeil I in 1 dargestellt. Hierbei sind die Bezugszahlen von 1 übernommen. Die Kufen 8 sind über Brücken 10 miteinander verbunden, wobei die Brücken 10 an dem Gepäckträger 7 über Haltenippel 11 verankert sind.
In 3 ist eine Seitenansicht des Fluggerätes dargestellt gemäß dem Pfeil II in 1. Hierbei sind die Bezugszahlen von 1 übernommen.
4 zeigt eine Vorderansicht des Fluggerätes gemäß dem Pfeil III in 1. Auch hier wurden die Bezugszahlen aus 1 übernommen.
Bei der in 5 gezeigten Darstellung handelt es sich um einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Fluggerät entsprechend der Linie IV in 4. Auch hier gelten die Bezugszahlen auf 1 für dieses erste Ausführungsbeispiel. Innerhalb des Gepäckträgers 7 ist hier ein Sitz 12 im Gepäckträger 7 gezeigt.
Bei dem in den 6 bis 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Sitz 13 angeordnet, der außerhalb der Ebene angeordnet ist und wobei der Pilot, wie in 8 dargestellt, durch eine Haube 14 gegen die Luftströmungen geschützt ist. Soweit zutreffend wurden die Bezugszahlen aus dem ersten Ausführungsbeispiel übernommen. Dies gilt insbesondere für die Antriebseinrichtung mit den Luftschrauben 2.
Wie besonders aus 7 erkennbar ist der Freiraum für den Sitz 13 und den ihn tragenden Rahmen 15 durch die Durchmesser der Luftschrauben 2 begrenzt und bestimmt. Der Rahmen 1 wird, wie aus den 8 bis 10 erkennbar, von einem Untergestellt 16 getragen, welches Kufen 17 aufweist.
Bei der in 10 gezeigten Schnittzeichnung durch dieses zweite Ausführungsbeispiel ist ein Sitz 18 oberhalb der durch die Luftschrauben 2 gegebenen Ebene angeordnet, zumindest so weit es das Blickfeld des Piloten betrifft. Schwerpunktmäßig sitzt er etwas unter dieser Ebene.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Rahmen
2: Luftschrauben
3: Rohrabschnitte
4: Elektromotoren
5: Stege
6: Luftverdrängungsflügel
7: Gepäckträger
8: Untersatz/Kufen
9: Teleskopfederungen
I: Ansicht von unten
10: Brücken
11: Haltenippel
II: Seitenansicht
III: Vorderansicht
IV: Schnitt nach Linie E in 4
12: Sitz int.
13: Sitz
14: Haube
15: Rahmen
16: Untergestell
17: Kufen
18: Sitz

Claims

Fluggerät nach dem Prinzip eines Hubschraubers für vertikales Starten und Landen – mit mindestens zwei seitlich nebeneinander rotierenden Luftschrauben, – mit einem die Lagerungen der Luftschrauben verbindenden Rahmen, der außerdem – einen Antriebsmotor, – ein Getriebe, – eine Energiequelle, – einen Gepäckträger sowie – einen Untersatz zum Aufstellen (parken, landen) des Fluggerätes aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass mindestens vier Luftschrauben vorgesehen sind und – dass die Luftschrauben zur Luftstromführung rohrförmig gekapselt sind (Mantelpropeller).
Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Luftschrauben vorgesehen sind.
Fluggerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschrauben parallel gelagert auf einem Kreis um den Gepäckträger angeordnet sind.
Fluggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gepäckträger zur Aufnahme einer Person dient.
Fluggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftschrauben in einer Ebene angeordnet sind und dass der Gepäckträger oberhalb oder unterhalb dieser Ebene angeordnet ist.
Fluggerät nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Drehrichtung oder Drehzahl oder Schrägstellung der Luftschrauben änderbar ist.
Fluggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellbarkeit der Drehstellung der Blätter gegeben ist, die vorzugsweise mit der Drehzahl synchronisiert ist.
Fluggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor als Antriebsmotor mit einer Batterie als Energiequelle vorgesehen ist.
Fluggerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Rahmen und Untersatz eine elastische Verbindung besteht (Teleskopfederung).