DE102012020498A1 - Fluggerät - Google Patents

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Abstract

Ein Fluggerät mit einem Rumpf (1), einer Tragfläche (2), einem ersten, eine horizontale Schubrichtung aufweisenden Antriebsrotor (6), und einem zweiten, eine vertikale Schubrichtung aufweisenden Antriebsrotor (5), der an einem Schwenkarm (9) befestigt und mittels des Schwenkarms (9) von einer ersten Position in eine zweite Position verschwenkbar ist, wobei sich der zweiten Antriebsrotor (5) in der ersten Position außerhalb des Rumpfs (1) und/oder der Tragfläche (2) befindet und dieser in der zweiten Position in dem Rumpf (1) und/oder in der Tragfläche (2) aufgenommen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antriebsrotor (5) und/oder der Schwenkarm mit einem Teil der Außenhaut der Tragfläche (2) und/oder des Rumpfs (1) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fluggerät und insbesondere ein Starrflügler-Fluggerät für den Flug mit Unterschallgeschwindigkeit, das vorzugsweise elektrisch angetriebene Propeller-Schubrotoren aufweist und das sich sowohl im konventionellen aerodynamischen Flug (durch während der Vorwärtsbewegung von den Tragflächen erzeugten Auftrieb getragen: „Reiseflug”) als auch im schubkraftgetragenen Flug (mit keiner oder nur geringer horizontaler Geschwindigkeit, jedoch im vertikalem Steigen, Schweben oder Sinken: „Schwebeflug”) befinden kann.
  • Innerhalb der Kategorie der motorgetriebenen Starrflügler wird zwischen Motorflugzeugen und Motorseglern unterschieden, wobei die Unterscheidung gemäß der sogenannten Gleitzahl erfolgt. Die Gleitzahl ist der reziproke Gleitwinkel (im Bogenmaß) im antriebslosen Gleitflug. Eine hohe Gleitzahl ist ein Maß für die Luftwiderstandsarmut des Fluggeräts. Als Motorflugzeuge gelten Starrflügler mit Gleitzahlen kleiner als ca. 20 und als Motorsegler solche mit Gleitzahlen größer als ca. 20. Motorsegler sind infolge ihrer verlustarmen aerodynamischen Umströmung diejenige Flugzeugkonfiguration mit der sparsamsten Verwendung von Antriebsenergie, d. h. sie erlauben bei gegebenem Energievorrat die längsten Flugdauern von allen bekannten motorisch angetriebenen Fluggeräten.
  • Unbemannte Fluggeräte für die langandauernde luftgestützte Bodenbeobachtung sind deshalb in ihrer aerodynamischen Formgebung meist als Motorsegler realisiert. Gegenüber antriebslosen Segelfluggeräten sind ihre Gleitzahlen jedoch infolge der Luftwiderstandsbeiträge der Antriebspropeller, bordseitiger Funkantennen und möglicherweise in die Luftumströmung hineinragender Beobachtungskameras geringer.
  • Um den Aufwand von Start- und Landebahnen oder von Hilfsgeräten für Start und Landung (wie Wurfkatapulte, Starthilfsraketen, Fallschirme und bodenseitige Landenetze oder -seile) zu vermeiden, besteht die Tendenz zum vertikalen Start und zur vertikalen Landung von Fluggeräten (international als „VTOL” – Vertical Take-Off and Landing – bezeichnet).
  • VTOL wird bei unbemannten Fluggeräten für die luftgestützte Bodenbeobachtung üblicherweise mittels Schubpropellern mit vertikaler Schubrichtung realisiert, entweder in der Konfiguration eines konventionellen Hubschraubers mit einem Hauptrotor und einem Heckrotor oder in der sogenannten Multirotor-Konfiguration, d. h. mit mehreren, gegebenenfalls auch koaxialen Rotoren. Der Nachteil von Fluggeräten mit Rotoren mit vertikaler Schubrichtung ist der hohe Antriebsleistungsbedarf, der darin begründet ist, dass sämtliche Auftriebsleistung von den Rotoren aufgebracht werden muss, d. h. der aerodynamische Auftrieb von Tragflächen in der Vorwärtsbewegung wird nicht genutzt.
  • Um die energetischen Vorteile eines Starrflüglers (mit horizontaler Antriebsschubrichtung) mit den einsatzpraktischen Vorteilen des Drehflüglers (mit vertikaler Antriebsschubrichtung) zu verbinden, existieren seit fast einem Jahrhundert Ansätze, Kombinationen aus beiden Bauformen zu entwickeln, indem bei einem als Starrflügler konzipierten Fluggerät die Antriebsrotoren bei Start und Landung temporär in vertikale Schubrichtung geschwenkt werden. Solange nur Verbrennungsmotoren (Kolbenmotoren oder Gasturbinen) zur Verfügung standen, erwiesen sich diverse Realisierungen solcher Konzepte in den 1960er und 1970er Jahren als technisch so komplex, dass sie über das Prototypenstadium nicht hinauskamen.
  • Seit den 1990er Jahren ermöglichen technische Fortschritte bei Elektromotoren, insbesondere die Steigerung der Leistungsdichte (vorrangig ermöglicht durch neue Permanentmagnetmaterialien), Fluggeräte mit elektrischen Propellerantrieben auszurüsten. Die Vorteile sind der verminderte Fluglärm, die schnellere und präzisere Reaktion der Propeller auf Drehzahlbefehle und das geringere Gewicht der Elektromotoren gegenüber Verbrennungsmotoren gleicher Leistung (wenngleich die Stromversorgung über Batterien, Brennstoffzellen oder Bordstromaggregate bisher insgesamt noch keinen Gewichtsvorteil erbringt).
  • Um bei Multirotor-Konfigurationen für längere Flugdauern die Vorteile des aerodynamischen Fluges nutzbar zu machen, lag es nahe, aus den 1960er/1970er Jahren bekannte Konfigurationen von Schwenkpropeller-Flugzeugen nachzuvollziehen, und zwar mit Elektroantrieb statt Verbrennungsantrieb der Propeller. Solche elektrisch angetriebenen Schwenkpropeller-Flugzeuge für unbemannte Beobachtungsaufgaben sind als in Entwicklung befindlich berichtet, insbesondere das Fluggerät IAI Panther (Israel), das 2010 als Prototyp vorgestellt wurde, sowie das Fluggerät Mavionics Avigle, das seit 2011 unter Leitung der TU Dortmund (Deutschland) entwickelt wird.
  • Im Fall des IAI Panther wurde eine konventionelle Motorsegler-Konfiguration als sogenanntes Kipprotor-Fluggerät mit drei Rotoren versehen, davon zwei vor den Tragflächen zwischen vertikaler und horizontaler Schubrichtung kippbar und eine hinter den Tragflächen mit fester vertikaler Schubrichtung; die Motoren wurden an Längsarmen (d. h. parallel zur Längsachse des Fluggerätes verlaufenden Armen) an den Tragflächen sowie am Rumpf befestigt.
  • Das Fluggerät Avigle ist in klassischer Weise zweimotorig ausgelegt, mit einem fest montierten Zugpropeller in jeder Tragfläche, und die Tragflächen selbst sind zwischen horizontaler und vertikaler Schubrichtung schwenkbar (sogenanntes Kippflügel-Fluggerät).
  • In den genannten Beispielen sind die Tragflächen an der Befestigung der Antriebsrotoren oder sogar der Kippung der Schubrichtung zwischen horizontal und vertikal aktiv beteiligt, was zu einer – gegenüber der reinen Auftriebstragfunktion – erhöhten mechanischen Komplexität der Tragflächen und ihrer Befestigung an dem Rumpf des Fluggeräts und folglich auch zu erhöhten Gewichten führt.
  • Ungeachtet der Art der Befestigung der schwenk- oder kippbaren Rotoren am Fluggerät besteht bei solchen vertikal start- und landefähigen Kombinationsfluggeräten folgendes Problem: Die für den Schwebeflug benötigten Antriebselemente (Elektromotoren, Propeller und Haltearme) bilden im Reiseflug einen unerwünschten Luftwiderstand. Dieser kann zwar durch Stillstand und Neutralstellung (sogenannte Segelstellung) nicht benötigter Propeller oder durch Zusammenfalten solcher Propeller (sogenannte Klapppropeller) vermindert werden, das grundsätzliche Problem der Präsenz von lediglich für den Schwebeflug benötigten Antriebselementen in der Luftumströmung während des Reiseflugs und der darin begründeten Absenkung der Gleitzahl bleibt jedoch bestehen.
  • In der bislang unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2012 010 937.7 ist offenbart, zur Vermeidung dieses zusätzlichen Luftwiderstands die für den Schwebeflug vorgesehenen Antriebselemente in den Rumpf und/oder in die Tragfläche des Fluggeräts zu verschwenken. Details zu der konstruktiven Umsetzung der Aufnahme der Antriebselemente in dem Rumpf und/oder in der Tragfläche sind in der Patentanmeldung 10 2012 010 937.7 jedoch nicht beschrieben
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, für ein gattungsgemäßes Fluggerät, wie es aus der deutschen Patentanmeldung 10 2012 010 937.7 bekannt ist, eine Möglichkeit anzugeben, die Aufnahme der Antriebselemente in dem Rumpf konstruktiv möglichst einfach und kostengünstig umzusetzen.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fluggeräts sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
  • Der Erfindung lag der Gedanke zugrunde, die für das Verschwenken der lediglich im Schwebeflug betriebenen Antriebselemente vorgesehene Mechanik für das Öffnen und Schließen einer Abdeckung in dem Rumpf und/oder der Tragfläche mit zu verwenden. Auf eine separate Klappenmechanik kann dadurch verzichtet werden, was den konstruktiven Aufwand reduziert.
  • Ein gattungsgemäßes Fluggerät mit (mindestens) einem Rumpf, (mindestens) einer Tragfläche, (mindestens) einem ersten, eine horizontale Schubrichtung aufweisenden Antriebsrotor, und (mindestens) einem zweiten, eine vertikale Schubrichtung aufweisenden Antriebsrotor, der an (mindestens) einem Schwenkarm befestigt und mittels des Schwenkarms von einer ersten Position in eine zweite Position verschwenkbar ist, wobei sich der zweite Antriebsrotor in der ersten Position außerhalb des Rumpfs und/oder der Tragfläche befindet (so dass ein Betrieb des Antriebsrotors erfolgen kann) und in der zweiten Position der Antriebsrotor in dem Rumpf und/oder in der Tragfläche aufgenommen ist (wobei vorzugsweise kein Betrieb des Antriebsrotors erfolgt), ist demnach erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antriebsrotor (zumindest ein Teil davon) und/oder der Schwenkarm (zumindest ein Teil davon) mit (mindestens) einem Teil der Außenhaut der Tragfläche und/oder des Rumpfs verbunden ist.
  • Der Teil der Außenhaut wird somit mit dem Antriebsrotor und/oder dem Schwenkarm verschwenkt, wobei sich im eingeschwenkten Zustand der Teil der Außenhaut möglichst stufenlos bzw. nahtlos in den Rest der Außenhaut einfügt, wodurch für den Reiseflug ein aerodynamisch vorteilhafter geschlossener Rumpf bzw. eine solche Tragfläche realisiert werden kann.
  • Als „vertikale Schubrichtung” wird erfindungsgemäß eine Schubrichtung verstanden, die im Wesentlichen parallel oder koaxial zur Hochachse des Fluggeräts verläuft. Als „horizontale Schubrichtung” wird erfindungsgemäß eine Schubrichtung verstanden, die im Wesentlichen parallel oder koaxial zur Längsachse des Fluggeräts verläuft.
  • Als „in dem Rumpf und/oder in der Tragfläche aufgenommen” wird erfindungsgemäß verstanden, dass der Antriebsrotor (weitgehend) vollständig innerhalb des von der Außenhaut des Rumpfs und/oder des Tragflügels ausgebildeten Innenvolumens angeordnet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fluggeräts kann vorgesehen sein, dass die Antriebsrotoren Propeller aufweisen, die weiterhin bevorzugt von elektrischen Antriebsmotoren angetrieben werden. Dabei können die Propeller infolge ihrer Anordnung an dem Fluggerät als Zugpropeller oder als Schubpropeller ausgeführt sein. Zudem können diese freilaufend oder auch als ummantelte Propeller (sogenannte „Impeller”) ausgebildet sein.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts kann vorsehen, dass in der zweiten Position des zweiten Antriebsrotors der Schwenkarm und/oder der Propeller in Längsrichtung des Fluggeräts weisen. Dadurch kann eine vorteilhafte Integration des Schwenkarms und/oder des Propellers in einen aus aerodynamischen Gründen regelmäßig länglich und vielfach tropfenförmig ausgeführten Rumpf erfolgen.
  • Eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts kann vorgesehen, dass der Schwenkarm um eine Drehachse schwenkbar ist, die auf derjenigen Seite des Rumpfs (bezogen auf die Längsachse des Fluggeräts) verläuft, auf der der zweite Antriebsrotor in der zweiten Position aufgenommen ist.
  • Eine solche Ausgestaltung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn, wie weiterhin bevorzugt vorgesehen ist, das Fluggerät mindestens ein Paar zweite Antriebsrotoren aufweist, die an jeweils separaten Schwenkarmen befestigt sind und sich vorzugsweise auf verschiedenen Seiten (bezogen auf die Längsachse des Fluggeräts) befinden. Besonders bevorzugt können sich die zwei zweiten Antriebsrotoren eines (jedes) Paars auf den beiden Seiten spiegelbildlich gegenüber liegen.
  • Eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung des Fluggeräts kann vorsehen, dass zwei Antriebsrotoren auf derselben Seite bezüglich einer Längsachse des Fluggeräts angeordnet sind und gegenläufig verschwenkbar sind. Besonders bevorzugt weist das Fluggerät dann (mindestens) zwei (vorzugsweise jeweils spiegelbildlich bezüglich der Längsachse des Fluggeräts angeordnete), in Längsrichtung beabstandete Paare von zweiten Antriebsrotoren auf, bei denen die Antriebsrotoren jeder Seite (bezüglich der Längsachse des Fluggeräts) entsprechend gegenläufig verschwenkbar sind.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht eine vergleichsweise kurze Länge des Rumpfs, insbesondere dann, wenn – wie weiterhin bevorzugt vorgesehen – die Antriebsrotoren jeder Seite sich in ihren zweiten Positionen zumindest teilweise in Hochrichtung des Fluggeräts überdecken, d. h. übereinander angeordnet sind.
  • Eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluggeräts kann vorsehen, dass der Schwenkarm (jeweils mindestens) einen, den zweiten Antriebsrotor tragenden Tragarm und einen Stützarm umfasst, die um dieselbe Drehachse verschwenkbar sind. Durch die Abstützung des Tragarms mittels des Stützarms kann die Biegebelastung des Tragarms gering gehalten und dieser somit vergleichsweise schwach ausgelegt werden. Dadurch, dass der Stützarm um dieselbe Drehachse schwenkbar gelagert ist, kann bei kaum vergrößertem Platzbedarf die Biegebelastung des Drehlagers des Schwenkarms gering gehalten werden. Beides kann im Ergebnis zu einem vergleichsweise leichten, den Trag- und Stützarm umfassenden Schwenkarm führen.
  • In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Stützarms und der Anordnung der gemeinsamen Drehachse kann vorgesehen sein, dass sowohl der Tragarm als auch der Stützarm beim Verschwenken des Schwenkarms in die erste Position des zweiten Antriebsrotors aus dem Rumpf und/oder der Tragfläche heraus bewegt werden. In diesem Fall kann es dann vorteilhaft sein, wenn sowohl der Tragarm als auch der Stützarm mit einem Teil der Außenhaut der Tragfläche und/oder des Rumpfs verbunden ist.
  • Eine Energieversorgung der vorzugsweise elektrisch angetriebenen Antriebsrotoren kann beispielsweise mittels Batterien, Brennstoffzellen oder eines z. B. von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Generators erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Fluggerät kann ein Fahrwerk, Landebeine oder Landekufen besitzen. Zudem können diese Komponenten fest montiert oder einziehbar ausgeführt sein.
  • Weiterhin kann das erfindungsgemäße Fluggerät als Hoch-, Mittel-, Tief- oder Mehrfachdecker ausgeführt sein.
  • Die Antriebsrotoren können in Höhe des oberen, mittleren oder unteren Rumpfbereichs angeordnet sein.
  • Das erfindungsgemäße Fluggerät kann in konventioneller Konfiguration mit einem Rumpf, zwei Tragflächen und einem heckseitigen Leitwerk ausgeführt sein. Ebenso ist eine andere Konfiguration möglich, beispielsweise eine Ausgestaltung als Doppel- oder Mehrdecker, mit Doppelrumpf, Doppelleitwerk, T- oder V-Leitwerk, als Entenflugzeug oder Tandemflügler.
  • Eine vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Fluggeräts liegt im Bereich unbemannter Fluggeräte für die luftgestützte Bodenbeobachtung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
  • 1: in einer Aufsicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluggeräts in der Konfiguration für den Schwebeflug;
  • 2: in einer Aufsicht das Fluggerät der 1 in der Konfiguration für den Reiseflug;
  • 3: in einer Aufsicht eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fluggeräts in der Konfiguration für den Schwebeflug;
  • 4: in einer Aufsicht das Fluggerät der 3 in der Konfiguration für den Reiseflug;
  • 5: das Fluggerät der 4 (jedoch mit geöffneten Rumpfklappen) in einer Seitenansicht;
  • 6: das Fluggerät der 3 in einer perspektivischen Darstellung; und
  • 7: das Fluggerät der 4 in einer perspektivischen Darstellung.
  • Die 1 bis 7 zeigen in schematischen Darstellungen zwei Ausführungsformen erfindungsgemäßer Fluggeräte. In den 1, 3 und 6 ist die Konfiguration (d. h. die Anordnung und Ausrichtung von Antriebsrotoren) des jeweiligen Fluggeräts für den Schwebeflug und in den 2, 4, 5 und 7 die Konfiguration des jeweiligen Fluggeräts für den Reiseflug dargestellt. In den 1 bis 4 ist zudem die jeweils nicht aktive Konfiguration anhand von gestrichelten Linien dargestellt.
  • Die Fluggeräte sind in konventioneller Motorseglerkonfiguration ausgeführt, d. h. diese weisen jeweils einen Rumpf 1, zwei seitlich an dem Rumpf 1 befestigte Tragflächen 2 und ein heckseitiges Seiten- 3 und Höhenleitwerk 4 auf. Weiterhin sind jeweils eine Mehrzahl von Antriebsrotoren vorgesehen, die mittels jeweils eines Elektromotors 7 angetriebene Propeller 8 umfassen.
  • Zum einen sind Antriebsrotoren vorgesehen, die lediglich mit vertikaler Schubrichtung betrieben werden und deshalb nur im Schwebeflug des jeweiligen Fluggeräts aktiv sind. Diese Antriebsrotoren werden im Folgenden als Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 bezeichnet. Bei beiden Ausführungsformen sind insgesamt vier Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 vorgesehen, die in zwei Paaren angeordnet sind. Eines dieser Paare befindet sich im Bereich des vorderen Endes des Rumpfs 1, während das andere Paar entweder relativ mittig (bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2) oder im hinteren Drittel des Rumpfs 1 (bei der Ausführungsform gemäß den 3 bis 7) angeordnet ist. Die zwei Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 jedes Paars sind bezogen auf die Längsachse des Fluggeräts spiegelbildlich angeordnet.
  • Die Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 sind über Schwenkarme 9 mit dem Rumpf 1 verbunden. Die Befestigung der Schwenkarme 9 am Rumpf 1 erfolgt über Drehlager 10, die Drehachsen 13 für die Schwenkbewegungen der Schwenkarme 9 ausbilden, die parallel zu den Hochsachsen der Fluggeräte verlaufen. Die Drehlager 10 sind dabei in der Nähe des jeweiligen äußeren Rands und somit der Außenhaut des Rumpfs 1 angeordnet.
  • Die Schwenkarme 9 umfassen jeweils einen Tragarm 11 sowie einen Stützarm 12, wie dies in der 5 erkennbar ist. Die im Wesentlichen horizontal angeordneten (d. h. diese bilden mit der Längsachse des Fluggeräts eine Ebene aus) Tragarme 11 sind über jeweils ein erstes Drehlager 10 mit dem Rumpf 1 verbunden und umfassen an ihrem freien Ende jeweils einen Schwebeflug-Antriebsrotor 5. Die Stützarme 12 greifen in der äußeren Hälfte des dazugehörigen Tragarms 11 an diesem an und verlaufen geneigt zu diesen bis zu jeweils einem zweiten Drehlager 10, über die die Stützarme 12 mit dem Rumpf 1 verbunden sind. Die Drehlager 10 der Tragarme 11 und diejenigen der Stützarme 12 jedes Schwenkarms 9 sind dabei in einer koaxialen Lage ihrer Drehachsen 13 angeordnet.
  • In der Konfiguration für den Schwebeflug (1, 3 und 6) sind die Schwenkarme 9 senkrecht bezüglich der Längsachse der Fluggeräte ausgerichtet. Dadurch sind die an den freien Enden der Schwenkarme 9 angeordneten Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 so weit von dem Rumpf 1 entfernt, dass sich deren Propeller 8 frei drehen können. In der Konfiguration für den Reiseflug (2, 4, 5 und 7) sind die Schwenkarme 9 gegenüber der Konfiguration für den Schwebeflug um ca. 90° verschwenkt, so dass die dann stillstehenden Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 einschließlich der Schwenkarme 9 aerodynamisch vorteilhaft in den Rümpfen 1 der Fluggeräte aufgenommen sind.
  • Wesentlicher Unterschied der hier dargestellten Ausführungsformen bezüglich der Ausgestaltung der Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 ist die Schwenkrichtung der jeweiligen hinteren Schwebeflug-Antriebsrotoren 5. Bei der Ausführungsform gemäß den 1 und 2 werden diese gleichläufig mit den vorderen Schwebeflug-Antriebsrotoren 5, d. h. ausgehend von der Konfiguration für den Schwebeflug in Richtung Heck verschwenkt. Bei der Ausführungsform gemäß den 3 bis 7 werden die hinteren Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 dagegen gegenläufig zu den vorderen Schwebeflug-Antriebsrotoren 5, d. h. ausgehend von der Konfiguration für den Schwebeflug in Richtung Bug verschwenkt. Ein Vorteil der Ausführungsform gemäß den 3 bis 7 ist, dass – unter der Bedingung, dass sich die Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 in der Konfiguration für den Schwebeflug nicht oberhalb der Tragflächen 2 befinden sollen – eine geringere Rumpflänge realisiert werden kann.
  • Die gegenläufig verschwenkende Auslegung der Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 und die dadurch ermöglichte kurze Auslegung des Rumpfs 1 bei der Ausführungsform gemäß den 3 bis 7 führt dazu, dass deren Propeller 8 in der Konfiguration für den Reiseflug teilweise übereinander angeordnet sind. Um eine Kollision zu vermeiden, sind die vorderen Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 einschließlich ihrer Schwenkarme 9 gegenüber den hinteren Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 höhenversetzt an dem Rumpf 1 befestigt, wie sich dies insbesondere aus der 5 ergibt.
  • Die Öffnungen durch die die Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 und die Schwenkarme 9 in die Rümpfe 1 hinein oder aus diesen hinaus bewegt werden, sind in der Konfiguration für den Reiseflug durch entsprechende Teile der Außenhäute der Rümpfe 1 abgedeckt. Dadurch ergeben sich aerodynamisch vorteilhafte geschlossene Außenhäute der Rümpfe 1.
  • Die Teile der Außenhäute, die diejenigen Öffnungen verdecken, durch die die Schwenkarme 9 und die Elektromotoren 8 hindurchbewegt werden, sind fest mit den Schwenkarmen 9 und den Elektromotoren 7 verbunden und werden somit mit diesen in die Konfiguration für den Schwebeflug verschwenkt. Die Teile der Außenhäute, die diejenigen Öffnungen verdecken, durch die die Propeller 8 hindurch bewegt werden, sind dagegen als Rumpfklappen 14 ausgebildet, die durch ein nicht näher dargestelltes System vor dem Verschwenken der Schwebeflug-Antriebsrotoren 5 geöffnet werden.
  • Die Fluggeräte umfassen weiterhin Antriebsrotoren, die lediglich mit horizontaler Schubrichtung betrieben werden und deshalb primär oder ausschließlich im Reiseflug des jeweiligen Fluggeräts aktiv sind. Diese Antriebsrotoren werden im Folgenden als Reiseflug-Antriebsrotoren 6 bezeichnet. In der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist ein einzelner Reiseflug-Antriebsrotor 6 vorgesehen, der zentral am Heck des Rumpfs 1 angeordnet ist. Bei der Ausführungsform gemäß den 3 bis 7 sind zwei Reiseflug-Antriebsrotoren 6 vorgesehen, von denen jeweils einer am Ende jeder Flosse des Höhenleitwerks 4 angeordnet ist.
  • Es ist nicht erforderlich, dass die Schwenkarme 9 vollständig in den zweiten Positionen der zweiten Antriebsrotoren (Schwebeflug-Antriebsrotoren 5) innerhalb des Rumpfs 1 angeordnet sind. Vielmehr kann dies auch nur teilweise erfolgen. Weiter alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Schwenkarme 9 sich nur an die Außenhaut des Fluggeräts anlegen, wobei dies auch in entsprechenden, vorzugsweise an die Form der Schwenkarme 9 angepassten Vertiefungen der Außenhaut erfolgen kann. Vorzugsweise erfolgt dieses Anliegen in einem möglichst kleinen Abstand und weiter bevorzugt mit einer an die Außenkontur der Außenhaut angepassten Form. Bei einer solchen Ausführungsform können die Schwenkarme 9 dann zusätzlich noch mit Abdeckungen verbunden sein, die beim Anliegen der Schwenkarme 9 an der Außenhaut die Schwenkarme 9 aerodynamisch vorteilhaft bedecken und die vorzugsweise weitgehend spaltfrei an der Außenhaut anliegen. Erfindungsgemäß können diese Abdeckungen somit ebenfalls einen Teil einer (teilweise doppelschichtigen) Außenhaut des Fluggeräts darstellen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012010937 [0013, 0014]

Claims (11)

  1. Fluggerät mit einem Rumpf (1), einer Tragfläche (2), einem ersten, eine horizontale Schubrichtung aufweisenden Antriebsrotor (6), und einem zweiten, eine vertikale Schubrichtung aufweisenden Antriebsrotor (5), der an einem Schwenkarm (9) befestigt und mittels des Schwenkarms (9) von einer ersten Position in eine zweite Position verschwenkbar ist, wobei sich der zweite Antriebsrotor (5) in der ersten Position außerhalb des Rumpfs (1) und/oder der Tragfläche (2) befindet und der zweite Antriebsrotor (5) in der zweiten Position in dem Rumpf (1) und/oder in der Tragfläche (2) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Antriebsrotor (5) und/oder der Schwenkarm mit einem Teil der Außenhaut der Tragfläche (2) und/oder des Rumpfs (1) verbunden ist.
  2. Fluggerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrotoren (5, 6) Propeller (8) aufweisen.
  3. Fluggerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrotoren (5, 6) einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen.
  4. Fluggerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Position der Schwenkarm (9) und/oder der Propeller (8) in Längsrichtung des Fluggeräts weisen.
  5. Fluggerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (9) um eine Drehachse (13) schwenkbar ist, die auf derjenigen Seite des Rumpfs (1) verläuft, auf der der zweite Antriebsrotor (5) in der zweiten Position aufgenommen ist.
  6. Fluggerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkarm (9) einen den zweiten Antriebsrotor (5) tragenden Tragarm (11) und einen Stützarm (12) umfasst, die um dieselbe Drehachse (13) verschwenkbar sind.
  7. Fluggerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Tragarm (11) als auch der Stützarm (12) mit einem Teil der Außenhaut der Tragfläche (2) und/oder des Rumpfs (1) verbunden ist.
  8. Fluggerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei zweite Antriebsrotoren (5), die an jeweils separaten Schwenkarmen (9) befestigt sind.
  9. Fluggerät gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Antriebsrotoren (5) spiegelbildlich bezüglich einer Längsachse des Fluggeräts angeordnet sind.
  10. Fluggerät gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Antriebsrotoren (5) auf derselben Seite bezüglich einer Längsachse des Fluggeräts angeordnet sind und gegenläufig verschwenkbar sind.
  11. Fluggerät gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Antriebsrotoren in den zweiten Positionen zumindest teilweise in Hochrichtung des Fluggeräts überdecken.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014000640A1 (de) 2014-01-16 2015-07-16 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Multifunktionales Fluggerätesystem
DE102014000509A1 (de) 2014-01-16 2015-07-16 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Starrflügler-Fluggerät
WO2018078388A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Mono Aerospace Ip Ltd Vertical take-off and landing aircraft and control method
EP3335989A4 (de) * 2015-08-12 2019-02-13 Shanghai Fukun Aviation Technology Co., Ltd Zum senkrechten starten und landen fähiges starrflügelflugzeug und flugsteuerungsverfahren dafür
EP3771637A1 (de) * 2019-07-29 2021-02-03 Aurora Flight Sciences Corporation Einziehbare antriebsanordnungen für vertikal startendes und vertikal landendes (vtol) flugzeug
EP3743330A4 (de) * 2018-01-22 2022-06-01 Krasnoff, Curren Drohnensysteme und -verfahren
DE112019006169B4 (de) 2018-12-14 2023-02-09 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "Aircraft Company "Technoveter" SENKRECHT STARTENDEs UND LANDENDES LUFTFAHRZEUG

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116802120A (zh) * 2020-11-13 2023-09-22 因诺瓦洛科技私人有限公司 飞行器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1133252B (de) * 1960-07-27 1962-07-12 Focke Wulf Ges Mit Beschraenkt Flugzeug mit Hubgeblaesen
DE1952662A1 (de) * 1969-10-18 1971-04-15 Hertel Heinrich Prof Dr Ing Anordnung von Hubaggregaten in Flugzeugruempfen bzw. in Flugzeughubgondeln
DE102012010937A1 (de) 2012-06-01 2013-12-05 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Fluggerät

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1133252B (de) * 1960-07-27 1962-07-12 Focke Wulf Ges Mit Beschraenkt Flugzeug mit Hubgeblaesen
DE1952662A1 (de) * 1969-10-18 1971-04-15 Hertel Heinrich Prof Dr Ing Anordnung von Hubaggregaten in Flugzeugruempfen bzw. in Flugzeughubgondeln
DE102012010937A1 (de) 2012-06-01 2013-12-05 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Fluggerät

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014000640A1 (de) 2014-01-16 2015-07-16 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Multifunktionales Fluggerätesystem
DE102014000509A1 (de) 2014-01-16 2015-07-16 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Starrflügler-Fluggerät
DE102014000509B4 (de) 2014-01-16 2020-06-18 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Starrflügler-Fluggerät
DE102014000640B4 (de) 2014-01-16 2020-06-18 Emt Ingenieurgesellschaft Dipl.-Ing. Hartmut Euer Mbh Multifunktionales Fluggerätesystem
EP3335989A4 (de) * 2015-08-12 2019-02-13 Shanghai Fukun Aviation Technology Co., Ltd Zum senkrechten starten und landen fähiges starrflügelflugzeug und flugsteuerungsverfahren dafür
WO2018078388A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Mono Aerospace Ip Ltd Vertical take-off and landing aircraft and control method
EP3743330A4 (de) * 2018-01-22 2022-06-01 Krasnoff, Curren Drohnensysteme und -verfahren
US11667372B2 (en) 2018-01-22 2023-06-06 Duplicent, Llc Drone systems and methods
DE112019006169B4 (de) 2018-12-14 2023-02-09 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "Aircraft Company "Technoveter" SENKRECHT STARTENDEs UND LANDENDES LUFTFAHRZEUG
EP3771637A1 (de) * 2019-07-29 2021-02-03 Aurora Flight Sciences Corporation Einziehbare antriebsanordnungen für vertikal startendes und vertikal landendes (vtol) flugzeug
US11305872B2 (en) 2019-07-29 2022-04-19 Aurora Flight Sciences Corporation Retractable propulsor assemblies for vertical take-off and landing (VTOL) aircraft

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