DE102013020337A1

DE102013020337A1 - Luftfahrzeug mit gesteigerter Leistungsfähigkeit im bodenbündigen Betrieb

Info

Publication number: DE102013020337A1
Application number: DE102013020337.6A
Authority: DE
Inventors: Malte SCHWARZE; Marcus Kreuzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein motorisiertes Luftfahrzeug mit einer Fahrwerksanordnung zu dessen Abstützung im bodenbündigen Betrieb, also beispielsweise beim Rollen oder beim Startlauf, bestehend aus einer Haupt- und einer Hilfsfahrwerksanordnung mit mehreren drehbar gelagerten Rädern, mit mindestens einer Radmotoreinrichtung zur Aufbringung eines Momentes auf ein oder mehrere Räder der Hauptfahrwerksanordnung erfindungsgemäß so, dass die auf das Luftfahrzeug im bodenbündigen Betrieb einwirkenden bremsenden Radwiderstände sowohl am Haupt- als auch gleichzeitig am Hilfsfahrwerk vermindert werden können und, dass zusätzlich das von einer Leitwerksanordnung zum sicheren Rotieren beim Startlauf aufzubringende Steuermoment ebenfalls erfindungsgemäß herabgesetzt werden kann, was die Leistungsfähigkeit des Flugzeuges im bodenbündigen Betrieb ebenso weiter steigert.

Description

Es sind Luftfahrzeuge bekannt, die zum Vortrieb im Fluge wie am Boden eine aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung VE benutzen können. Bei mehrmotorigen Flugzeugen können auch mehrere dieser aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtungen parallel installiert sein, sowie in Betrieb genommen werden können.
Dem Stand der Technik nach wird bei Flugzeugen mindestens eine aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung VE nicht nur zum Antrieb des Flugzeuges im Fluge, sondern auch beim bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges im Stand, zum Rollen und insbesondere zum Startlauf benutzt.
Die aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung erzeugt ihrer Bezeichnung gemäß nach durch die Bewegung eines Fluides einen auf das Flugzeug wirkenden Vortrieb. Oftmals wird die aerodynamische Vortriebseinrichtung VE durch eine Triebwerks-Propellerkombination gebildet. Auch können Getriebe dabei bei der Übertragung der Triebwerksleistung auf die Luftschraube, auf einen Fan oder einen Propfan zum Einsatz kommen. Die aerodynamische Vortriebseinrichtung kann dabei auch durch ein Strahltriebwerk gebildet werden, welches ebenfalls aerodynamisch wirkt. Bei einigen Flugzeugen ist bei der Platzierung der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE aus konstruktiven und geometrischen Gründen auf gleich mehrere Randbedingungen zu achten. Beispielweise kann der auslegungsgemäße Geschwindigkeitsbereich eines Luftfahrzeuges für dessen Effizienz und zur Erzielung einer vertretbaren Lärmabstrahlung empfehlen, eine im Durchmesser große Luftschraube zu installieren. Gegenüber dem Boden ist dabei zusätzlich ein sicherer Bodenabstand der Luftschraube einzuhalten. Dadurch kann es sein, dass die geometrische Lage mindestens einer aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE am Luftfahrzeug, in einer ausgehend von der Bodenebene entlang einer horizontal normal stehenden Richtung HBO gemessen, oberhalb des Massenschwerpunktes SP des Luftfahrzeuges zum Liegen kommt. Es sind auch noch einige weitere Gründe bekannt, die eine solche Lage begünstigen, wie z. B. die Vermeidung der Einsaugung von Fremdkörpern. Dabei kann die geometrische Lage einer aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE in Flugrichtung FR vor, alternativ etwa in selber Höhe des Massenschwerpunktes des Luftfahrzeuges oder hinter dem Massenschwerpunkt entlang der Längsachse L des Flugzeuges und in dessen Flugrichtung FR gesehen angeordnet sein.
Der Massenschwerpunkt eines Luftfahrzeuges SP ergibt sich dabei durch die konstruktive und geometrische Anordnung seiner Komponenten z. B. Tragfläche, Rumpf usw. im Raum.
Durch eine Lage der aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE von der Bodenebene BO aus gesehen oberhalb des Massenschwerpunktes SP des Flugzeuges, ergibt sich somit beim Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE ein buglastiges, d. h. kopflastiges, Moment MA auf das Flugzeug, dass umso stärker ausfällt, je höher die Leistung einer Vortriebseinrichtung VE gewählt wird.
Zudem sind Flugzeuge bekannt die zur bodenseitigen Abstützung des Flugzeuges gegenüber der Bodenebene BO eine Fahrwerksanordnung F benutzen. Diese Fahrwerksanordnung weist zum bodenbündigen Betrieb eines Luftfahrzeuges beim Rollen und zum Starten- und Landen meistens eine oder mehrere drehbar gelagerte Räder R auf. Innerhalb dieser bestehenden Fahrwerksanordnungen F kann zudem oft zwischen einer Hauptfahrwerksanordnung HF und einer Hilfsfahrwerksanordnung HFA, z. B. ausgeführt in Form einer Bugfahrwerksanordnung HBF unterschieden werden.
Dabei stützt im bodenbündigen Stand des Flugzeuges im Allgemeinen die Hauptfahrwerksanordnung HF den Großteil des Gewichtes des Flugzeuges ab, während die Hilfsfahrwerksanordnung HFA, beispielsweise die Bugfahrwerksanordnung einen nur kleineren Anteil des Gewichtes abführt. Im Sonderfall können einzelne Räder R der Hilfsfahrwerksanordnung HFA auch vorübergehend keinen Bodenkontakt zur Bodenebene BO aufweisen. Eine vielfach benutzte Fahrwerksanordnung F bildet hierbei die sogenannte Dreipunktfahrwerksanordnung. Bei dieser sind oftmals zwei Auflagerpunkte gegenüber der Bodenebene als Hauptfahrwerksanordnung HF ausgeführt, ein zusätzlicher Auflagerpunkt als Hilfsfahrwerksanordnung HFA, z. B. als Bugfahrwerksanordnung HBF. Dabei ist die Bugfahrwerksanordnung in Flugrichtung FR vor dem Hauptfahrwerk HF angeordnet. Durch die 3-Punkt Fahrwerksanordnung ergibt sich im überwiegenden Fall die Möglichkeit, dass Flugzeug gegenüber der Bodenebene BO statisch bestimmt abzustützen. Im Sonderfall sind auch Fahrwerksanordnungen bekannt, die nur über eine Hauptfahrwerksanordnung HF verfügen. So kann es bei Segelflugzeugen der Fall sein, dass nur einzelne Räder R schwerpunktsnah im Bereich der Tragflügelanordnung TF zentral, meistens in einer von Längsachse L und Hochachse H des Flugzeuges aufgespannten Ebene XZ zum Liegen kommen. In weiteren Fällen sind in der Nähe dieser Ebene weitere Räder einer Hilfsfahrwerksanordnung HFA, allerdings weiter vom Schwerpunkt SP beabstandet, zu finden.
Es sind darüberhinaus Flugzeuge bekannt, die zur Stabilisierung, Steuerung und Trimmung eine Leitwerksanordnung LA aufweisen, die in Flugrichtung hinter der Tragflächenanordnung TF und hinter dem Schwerpunkt SP angeordnet ist.
Darüber hinaus ist es bekannt Flugzeuge mit Radantriebseinrichtungen, auch elektrische, an der Fahrwerksanordnung F auszurüsten, die einen Antrieb im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges ermöglichen, beispielsweise zum Rollen.
Nachteil bei vielen Flugzeugen ist es nun zum Einen, dass der Betrieb einer aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE beim bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges, bedingt durch eine oben beschriebene Anordnung der aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE, z. B. beim Rollen zu einem buglastigen Moment MA um eine durch den Schwerpunkt SP verlaufende Boden-Querachse A des Flugzeuges führt. Diese Boden-Querachse bezeichnet eine für die Wirkung der Erfindung wichtige Achse A beim bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges. Diese Boden-Querachse A verläuft im bodenbündigen Betrieb im Normalfall parallel zur Bodenebene BO in einer von der Querachse Q und der Hochachse H des Flugzeuges aufgespannten Ebene YZ oder kann im Betrieb des Flugzeuges auch durch die Querachse Q des Flugzeuges selbst gebildet werden und mit ihr zusammenfallen.
Dieses Moment MA kann dabei umso stärker ausfallen je höher die Leistung einer aerodynamischen Vortriebseinrichtung VE gesetzt wird. Dies fällt beim Rollen ins Gewicht, wirkt sich aber umso nachteiliger beim Startlauf des Flugzeuges aus, der im Allgemeinen bei einer hohen Leistung durchgeführt wird. Für das Flugzeug ist dieses buglastige Moment MA gleich aus mehreren Gründen nachteilhaft. Zum einem muss beim Startlauf zum Rotieren des Luftfahrzeuges von der Leitwerksanordnung LA ein hecklastiges Steuermoment MLA erzeugt werden, dass diesem buglastigen Moment MA entgegen steht, mit der Folge, dass das von der Leitwerksanordnung LA zur sicheren Rotation zu erzeugende Moment insgesamt größer ausfällt als bei Flugzeugen bei denen die aerodynamisch wirksame Vortriebseinrichtung VE in Richtung der Hochachse H des Flugzeuges ungefähr in Höhe des Schwerpunktes SP angeordnet ist. Bei einem bestimmten praktisch vertretbaren Abstand der Leitwerksanordnung LA vom Schwerpunkt heißt dies aber, dass der Steuerruderausschlag an der Leitwerksanordnung LA insgesamt größer ausfallen muss. Mit diesem größeren Ruderausschlag an der Leitwerksanordnung LA nimmt aber auch der dort verursachte aerodynamische induzierte Widerstand zu, der bremsend auf das Flugzeug einwirkt und somit dessen Effizienz und Leistungsfähigkeit beim Startlauf herabsetzt.
Dabei wäre es aber gerade wünschenswert, auch gerade beim Startlauf des Flugzeuges, wenn diese mit dem Moment MA einhergehend bremsende aerodynamische Widerstandskraftkraft möglichst klein ausfallen würde, steht sie doch der aerodynamische erzeugten Vortriebskraft V entgegen und soll doch der Startvorgang des Flugzeuges eigentlich bei einer bestmöglicher Ausschöpfung der installierten Leistung der aerodynamisch wirksame Vortriebseinrichtung VE auf einer möglichst kurzer Startstrecke sicher möglich sein. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das Flugzeug in seiner Operation vermehrt von kleineren oder abgelegenen Flugplätzen operiert, die nur über kurze Start- und Landebahnlängen verfügen.
Zum anderen führt das buglastige Moment MA der aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE, besonders beim Rollen und insbesondere beim Startlauf zu einem höheren Anpressdruck auf eine zu einer Fahrwerksanordnung F gehörenden Hilfsfahrwerksanordnung HFA, falls diese in Flugrichtung FR vor dem Massenschwerpunkt des Flugzeuges SP angeordnet ist, zum Beispiel einer Hilfsfahrwerksanordnung HFA, die gemäß einer Bugfahrwerksanordnung HBF ausgeführt ist.
Der höhere Anpressdruck führt aber über eine ebenfalls erhöhten Normalkraft N, die über mindestens einem Rad R dieser Hilfstriebwerksanordnung HFA abgeführt wird, im physikalischen Sinne zu einer ebenfalls gesteigerten Radwiderstandskraft WHFA beim Stand, Rollen und beim Startlauf des Flugzeuges. Diese wirkt sich ebenfalls gesamtbilanzierend bremsend auf das Flugzeug aus und setzt dessen Effizienz und Leistung, insbesondere auch beim Startlauf des Luftfahrzeuges herab.
Weiterhin kommt es bei Flugzeugen, die an der Hauptfahrwerksanordnung HF mit einem Radantrieb ausgerüstet sind, im Betrieb dieser zum Beispiel beim Rollen zu einem hecklastigen Reaktionsmoment MR auf das Flugzeug, dass beim Rollen besonders beim Anrollen die Kippanfälligkeit des Luftfahrzeuges verstärkt. Dies kann einem sicheren Betrieb des Flugzeuges entgegen stehen, insbesondere wenn das Flugzeug mit einer 3-Punk Fahrwerksanordnung F mit Bugfahrwerksanordnung HBF ausgerüstet ist und die Hauptfahrwerksanordnung HF dabei in Flugrichtung FR nur kurz hinter dem Massenschwerpunkt SP des Flugzeuges angebracht ist.
Aufgabe der Erfindung
Die Erfindung stellt sich der Aufgabe, die Leistungsfähigkeit und Effizienz eines Luftfahrzeuges im bodenbündigen Betrieb zu erhöhen und somit auch seine wirtschaftliche und leistungsgemäße Ausschöpfung im bestmöglichen Sinne zu verbessern, sowie dessen Betriebssicherheit und Kippstabilität zu erhöhen.
Erfinderisch Lösung:
Gemäß eines ersten Aspektes der Erfindung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch:
Ein Luftfahrzeug

– mit einer im Wesentlichen starr angebundenen Tragflügelanordnung zur Erzeugung eines das Luftfahrzeug im Fluge tragenden Auftriebs
– mit einem Massenschwerpunkt
– mit einer Ebene, die den Massenschwerpunkt des Luftfahrzeuges beinhaltet, und die durch die Querachse und die Hochachse des Luftfahrzeuges im Raum aufgespannt wird
– mit einer innerhalb dieser Ebene durch den Massenschwerpunkt des Luftfahrzeuges verlaufenden und sowie parallel zur Bodenebene verlaufenden Achse
– mit mindestens einer aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung zum bedarfsweisen Antrieb des Luftfahrzeuges
– mit einer Fahrwerksanordnung, bestehend mindestens aus einer Hauptfahrwerksanordnung, mit mindestens einem drehbar gelagerten Rad zur Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges
– mindestens einer Radmotoreinrichtung zur bedarfsweisen Aufbringung eines Momentes auf mindestens ein Rad der Hauptfahrwerksanordnung
– dadurch gekennzeichnet, dass im bodenbündigen Betrieb des Luftfahrzeuges zur Bodenebene, ein Moment um die Achse, das durch den Betrieb der aerodynamischen Vortriebseinrichtung entsteht, zumindest abgeschwächt werden kann durch ein in der Richtung entgegengesetztes Reaktionsmoment, welches sich auf das Luftfahrzeug beim Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung an der Hauptfahrwerksanordnung ergibt, und, dass das auf mindestens ein Rad der Hauptfahrwerksanordnung im Betrieb der Radmotoreinrichtung aufgebrachte Moment dem Radwiderstandsmoment an diesem Rad richtungsmäßig entgegen gerichtet ist, so, dass die an der Hauptfahrwerksanordnung auf das Luftfahrzeug bremsend wirkende Radreibungskraft gleichzeitig zumindest abgeschwächt werden kann.

Des Weiteren wird die gelöst durch:
Ein Luftfahrzeug

– mit einer im Wesentlichen starr an das Luftfahrzeug angebundenen Tragflügelanordnung zur Erzeugung eines das Luftfahrzeug im Fluge tragenden Auftriebs
– mit einem Massenschwerpunkt
– mit einer Ebene, die den Massenschwerpunkt des Luftfahrzeuges beinhaltet, und die durch die Querachse und die Hochachse des Luftfahrzeuges im Raum aufgespannt wird
– mit einer innerhalb dieser Ebene durch den Massenschwerpunkt des Luftfahrzeuges verlaufenden und sowie parallel zur Bodenebene verlaufenden Achse
– mit mindestens einer aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung zum bedarfsweisen Antrieb des Luftfahrzeuges
– mit einer Fahrwerksanordnung, bestehend aus einer Hauptfahrwerksanordnung und einer Bugfahrwerksanordnung, mit mehreren drehbar gelagerten Rädern, zur Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges
– mindestens einer Radmotoreinrichtung zur bedarfsweisen Aufbringung eines Momentes auf mindestens ein Rad des Hauptfahrwerkes
– dadurch gekennzeichnet, dass im bodenbündigen Betrieb des Luftfahrzeuges zur Bodenebene, ein Moment um die Achse, dass durch den Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung entsteht zumindest abgeschwächt werden kann durch ein in der Richtung entgegengesetztes Moment, ebenfalls um die Achse, welches sich als Reaktionsmoment auf das Flugzeug beim Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung an der Hauptfahrwerksanordnung ergibt, und, dass durch die Abschwächung des Momentes der aerodynamischen Vortriebseinrichtung um die Achse gleichfalls die an der Bugfahrwerksanordnung zur Bodenebene wirkende Normalkraft und somit die hier an mindestens einem Rad der Bugfahrwerksanordnung auf das Luftfahrzeug wirksame Radreibungskraft vermindert wird und, dass durch das auf mindestens ein Rad der Hauptfahrwerksanordnung im Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung aufgebrachte Moment dem Radwiderstandsmoment an eben diesem Rad richtungsmäßig entgegen gerichtet ist so, dass auch die an der Hauptfahrwerksanordnung auf das Flugzeug bremsend wirkende Radreibungskraft gleichzeitig zumindest abgeschwächt werden kann.

Die erfindungsgemäße Anwendung an Luftfahrzeugen führen zu mehreren Vorteilen.
Dadurch, dass erfindungsgemäß das Moment MA durch den Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE und das Moment MR, das auf das Flugzeug bei Betrieb der Radmotoreinrichtung MO an der Hauptfahrwerksanordnung HF entsteht, sich richtungsmäßig entgegenstehen, hier bezogen auf die Achse A als Bezugsachse durch den Massenschwerpunkt SP des Flugzeuges, ändert sich das auf das Luftfahrzeug einwirkende Moment gleich vorteilhaft bei mehreren bodenbündigen Betriebszuständen.
Beim Rollen am Boden mit der Radmotoreinrichtung MO – unter gleichzeitigem Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE (zum zusätzlichen Vortrieb des Flugzeuges oder zum Warmlaufen des Motors) – wird das wirksame hecklastige Kippmoment auf das Flugzeug, das dieses beim Betrieb des Radmotoreinrichtung aus seiner Neutrallage bringen möchte, insgesamt abgeschwächt ggf. sogar eliminiert. Dadurch ist bei parallelen Betrieb der aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE ein stabiler, insbesondere kippsicherer bodenbündiger Betrieb des Flugzeuges im Stand, beim Rollen aber auch während des Startlaufes möglich, insbesondere auch beim Anfahren des Luftfahrzeuges mit einer Radmotoreneinrichtung, bei dem sonst die Gefahr bestünde, dass das Flugzeug nach hinten kippt.
Beim Startlauf wird das von der Leitwerksanordnung LA zu erbringende notwendige Moment zur sicheren Rotation erfindungsgemäß vermindert, in dessen Folge sich weniger induzierter Widerstand am Flugzeug, hier an der Leitwerksanordnung LA einstellt. Durch diese verminderte Widerstandskraft wirkt auf das Flugzeug effektiv eine größere aerodynamisch wirkende Vortriebskraft V und die Effizienz und Leistungsfähigkeit des Flugzeuges wird verbessert. Ist das Flugzeug im Rahmen seiner Fahrwerksanordnung F mit einer Hilfsfahrwerksanordnung HFA, genauer einer Bugfahrwerksanordnung HBF ausgerüstet, so wird erfindungsgemäß das buglastige Moment MA, aus dem Betrieb der aerodynamisch wirksamen Vortriebseinrichtung VE resultierend, reduziert, mit der Folge, dass die als Komponente der Anpresskraft wirksame Normalkraft N auf mindestens ein Rad R der Hilfs- HFA oder Bugfahrwerksanordnung HBF ebenfalls reduziert wird, wobei die Radwiderstandskraft W an mindestens einem der Räder R der Hilfs- HFA oder Bugfahrwerksanordnung HBF erfindungsgemäß abnimmt, und somit die effektive Vortriebskraft V, die Effizienz und die Leistungsfähigkeit des Flugzeuges gesteigert werden. Gleichermaßen wird durch den Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung MO an dem Rad R oder Rädern R der Hauptfahrwerksanordnung HF durch Einleitung eines Momentes ME, bzw. von Momenten ME, auch die dort wirksamen Radwiderstandskräfte WHFA an der Hilfsfahrwerksanordnung und an der Hauptfahrwerksanordnung WHF auf das Flugzeuge vermindert, was die Effizienz und Leistungsfähigkeit des Flugzeuges weiter verbessert.
Die Erfindung bietet also den Vorteil, z. B. bei einer in 3-Punkt-Anordnung ausgeführten Fahrwerksanordnung F mit Bugfahrwerkanordnung HBF, an allen drei Auflagerpunkten gleichzeitig die durch die Räder R auf das Flugzeug einwirkenden bremsenden Radwiderstandskräfte W, gebildet als Summe aus WHFA und WHF, zu mindestens zu vermindern und somit die Effizienz und Leistungsfähigkeit des Flugzeuges im bodenbündigen Betrieb weiter nachhaltig zu steigern. Zusätzlich wird die Leitwerksanordnung LA beim Rotieren im Startlauf entlastet, was die Effizienz des Flugzeuges weiter steigert.
Darüber sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung denkbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eine Radmotoreinrichtung MO auslegungstechnisch und von ihrer abzugebenden Leistung derart bemessen, dass sie an mindestens einem Rad (R) der Hauptfahrwerksanordnung HF das Radwiderstandmoment RWM in zumindest einem ausgezeichneten bodenbündigen Betriebszustand des Luftfahrzeuges betragsmäßig übertreffen kann. Damit ergibt sich an diesem Rad ein positiver Radschlupf, auch Antriebsschlupf genannt. In diesem Falle würde nicht nur die Widerstandskraft an der Hauptfahrwerksanordnung HF erfindungsgemäß abgeschwächt werden, sondern die eingeleiteten Antriebskräfte würden die Widerstandskräfte am Rad bzw. an den Rädern übertreffen, mit der Folge dass die Hauptfahrwerksanordnung einen positiven Schubbeitrag bei der Vortriebsbewegung des Luftfahrzeuges leisten würde.
In einer weiteren Ausführungsform koppelt an mindestens einem Rad R eines jeden Hauptfahrwerksbeins jeweils mindestens eine zugeordnete Radmotoreinrichtung MO ihren Momentbeitrag ME auf mindestens ein Rad R ein. Es ist auch möglich mehrere dieser Motoreinrichtung MO unterschiedlich zueinander anzusteuern.
Des Weiteren könnte es eine vorteilhafte Ausführungsform darstellen, wenn eine Radmotoreinheit MO nicht nur einen Motor enthält, sondern mehrere. Auf diese Weise könnte die Ausfallsicherheit erhöht werden und die Integrationsdichte der Einheit bzgl. Des Einbauvolumens könnte vorteilhaft abnehmen. Die Motoren könnten dabei auch in Form einer Matrix angeordnet sein, zum Beispiel mehrere Motoren, die kreisförmig um eine gemeinsame Abtriebsachse einwirken und auf diese ihren jeweiligen Momentenbeitrag einkoppeln können.
Generell ist es denkbar, dass die Motoreinrichtung MO elektrisch arbeitet und Elektromotoren beinhaltet. Aber auch hydraulisch, pneumatische oder Verbrennungskraftmaschinen sind als Bestandteil der Motoreinrichtung MO möglich.
Darüber hinaus ist es möglich, dass zwischen einer jeden Radmotoeinrichtung MO und mindestens einem Rad R zusätzlich optionale Kennwertwandler zum Einsatz kommen können. Diese können durch mechanische Getriebe (z. B. Umlaufgetriebe), hydraulische Getriebe oder auch durch elektrische Getriebe gebildet werden können. Generell wäre es vorteilhaft, wenn diese vorzugsweise leicht ausfielen und keinen nennenswerten Achsversatz zwischen Eingangs- und Ausgangswelle bedingen.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform verfügt das Luftfahrzeug über eine bordeigene Energiequelle BE, die wie in den Zeichnungen angedeutet, innerhalb des Luftfahrzeuges oder auch an diesem angebracht werden kann. Sie kann beispielsweise aus einem Energiespeicher, auch elektrischem, oder einem elektrischen Generator bestehen. Die bordeigene Energiequelle BE kann dann bedarfsweise mit einer Motoreinrichtung MO zur zumindest teilweisen Leistungsversorgung verbunden werden.
Des Weiteren wäre es auch alternativ oder zusätzlich denkbar, wenn am Boden vorübergehend über eine geeignete Schnittstelle, z. B. eine Steckverbindung, vorübergehend ein elektrischer Energiespeicher zur zumindest anteilmäßigen Leistungsversorgung mindestens einer Radmotoreinrichtung MO vorübergehend angebunden werden kann. Die Schnittstelle könnte dabei an der Fahrwerksanordnung F oder der Außenhaut des Flugzeuges, vorzugsweise aerodynamisch günstig versenkt, angebracht sein. Über dieselbe Schnittstelle könnte es auch möglich sein, eine elektrische externe Leistungsversorgung anzukoppeln – zum Betrieb der Radmotoreinrichtung oder zum Laden eines internen Energiespeichers.
Darüberhinaus besteht eine weitere Anwendungsform derart, dass nicht nur eine Schnittstelle zur Leistungsversorgung, sondern auch zur Aktivierung bzw. Ansteuerung der Radmotoreinrichtung MO, ähnlich wie zuvor oben beschrieben ausgeführt, vorgesehen wird. Mit einer Kabel- und drahtlosen Fernbedienung könnte dabei das Flugzeug über die Radmotoreinrichtung am Boden rangiert werden (z. B. zum Ein- und Aushallen). Dabei könnte es auch im Cockpit unbesetzt sein. Möglich wäre auch die drahtlose Ansteuerung und Interaktion über ein weiteres tragbares Gerät z. B. ein Tablet, PDA, ein Mobilfunktelefon oder ähnliches.
Im Rahmen dieser Erfindung kann die aerodynamisch wirksame Vortriebseinrichtung VE auch durch ein Klapptriebwerk gebildet werden, dass bedarfsweise zum Antrieb ein- und ausgefahren und zum Vortrieb aktiviert werden kann. Eine denkbare andere Möglichkeit wäre es, wenn eine Motor-Klappluftschraubenkombination am Bug des Flugzeuges vorgesehen würde.
Unter der Schwerpunktslage im Raum kann hierbei diejenige verstanden werden, die sich durch die Anordnung der Komponenten des Flugzeuges (Tragflächen, Leitwerk, Rumpf etc.) vor dem Betrieb ohne Zuladung in Form von Passagieren, Fracht und Treibstoff, dem Verständnis einer Leermassenschwerpunktslage nach, ergibt.
Alternativ ist eine weitere Ausführungsform denkbar, bei der sich die Schwerpunktslage SP des Luftfahrzeuges im Raum für einen bestimmten Betriebs- und Beladungszustand des Luftfahrzeuges ergibt. Das könnte beispielsweise die vollstmögliche Beladung bzgl. Passagieren oder Treibstoff sein. Es könnte alternativ auch die Lage des Schwerpunktes sein, die bezüglich der drei Raumachsen des Flugzeuges, Hochachse H, Längsachse L oder Querachse Q noch gerade möglich ist, z. B. bezogen auf die Längsachse L des Flugzeuges die vorderste oder hinterste mögliche Massenschwerpunktslage. Auch könnte es vertikal die höchstmöglichste oder tiefmöglichste Massenschwerpunktslage sein, die im Betrieb auftreten kann. Jedoch sollte es von der Auslegung und technischen Beschreibung des Flugzeuges (z. B. vom Flug- und Betriebshandbuch her) ausdrücklich zum ordnungsmäßigen Betrieb des Flugzeuges erlaubt sein, diese Schwerpunktslage SP im Raum betriebskonform d. h. auch zum Fluge einnehmen zu können.
In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung könnte das Flugzeug in Flugrichtung hinter dem Schwerpunkt und zugleich der Tragflächenanordnung TF eine Leitwerksanordnung LA umfassen, die auch der Steuerung, Stabilisierung und Trimmung des Flugzeuges dient. Wie in den Zeichnungsbeschreibungen vertieft erklärt, kann die Leitwerksanordnung LA dadurch erfindungsgemäß von ihren aufzubringenden Steuerkräften entlastet werden, was sich in einer gesteigerten Leistungsfähigkeit des Flugzeuges zeigt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform käme am erfindungsgemäßen Luftfahrzeug eine Hauptfahrwerksanordnung HF zum Einsatz, die in ihrer Architektur und Ausführung der folgenenden ähnelt. Eine Hauptfahrwerksanordnung HF für ein Luftfahrzeug mit:

– mindestens einem Fahrwerksbein B, zur Ableitung der am Hauptfahrwerk auftretenden Betriebskräfte zum Luftfahrzeug
– einer geometrische Radachse RLR, um welche die Drehung mindestens eines Rades R der Hauptfahrwerksanordnung HF stattfinden kann
– mindestens einem Rad R zur Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene BO im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges
– mindestens einer Radlageranordnung RL zur drehbaren Lagerung mindestens eines Rades R um eine Radwelle RA und zur axialen Fixierung dieses Rades R in Richtung der geometrischen Radachse RLR
– mindestens einer Radwelle RA zur Aufnahme und strukturellen Abführung der Radkräfte mit einer zugehörigen Längenerstreckung in Wellenrichtung, wobei die Radwelle RA strukturell an mindestens ein Fahrwerksbein B angebunden ist, und wobei auf dieser Radwelle RA mindestens ein Rad mittels einer Radlageranordnung RL, zu eben dieser drehbar und in Richtung der geometrischen Radachse RLR axial fixiert, gelagert ist
– mindestens einer Motoranordnung MO zur bedarfsweisen Aufbringung eines Momentes ME auf mindestens ein Rad R der Hauptfahrwerksanordnung HF mit einer Abtriebswelle MAB zur Übertragung eines Momentes ME, diese aufweisend eine zugehörige Längenerstreckung in Wellenrichtung, wobei die Abtriebswelle MAB und ihre dazugehörige Längenerstreckung entweder alleinig durch die Motorwelle oder durch diese plus ein oder mehrere zu ihr konzentrisch verlaufenden und an ihr momentenschlüssig angeschlossenen optionalen Verlängerungswellen AA gebildet wird
– mindestens einem Mitnehmer MN zur Übertragung eines Momentes ME von der Motorabtriebswelle MAB auf mindestens ein Rad R der Hauptfahrwerksanordnung HF
– dadurch gekennzeichnet, dass die Radwelle RA in ihrem Innern einen in Richtung der geometrischen Radachse RLR durchgängigen Hohlraum DBO aufweist, und dass die Abtriebswelle MAB innerhalb dieses durchgängigen Hohlraums DBO der Radwelle RA verläuft und sich in ihrer Längenerstreckung vom Fahrwerksbein B ausgehend nach außen entlang der geometrischen Radachse RLR hin gesehen weiter erstreckt als die Radwelle RA mit ihrer zugehörigen Längenerstreckung, dass die folgenden Komponenten Abtriebswelle MAB, mindestens ein Rad R und der Mitnehmer MN so innerhalb der Hauptfahrwerksanordnung HF angeordnet sind, dass sie in etwa um die geometrische Radachse RLR rotierbar sind, dass durch mindestens einen Mitnehmer MN eine momentenschlüssige Verbindung zwischen der Abtriebswelle MAB und Mitnehmer MN hergestellt ist, dass der Mitnehmer MN zur Übertragung eines Momentes mit mindestens einem auf der Radwelle RA mit Hilfe der Radlageranordnung RL gelagerten Rad R gekoppelt ist, dass mindestens ein Rad R, auf das durch den Mitnehmer MN ein Moment ME der Motoranordnung MO aufgebracht wird, in Richtung der geometrischen Radachse RLR zwischen einem Fahrwerksbein B und einem Mitnehmer MN angeordnet ist.

Falls bei dieser Ausführungsform mechanische Getriebe angewendet werden, so würden sich insbesondere Umlaufgetriebe ohne Achsversatz der Ein- und Ausgangswelle anbieten, beispielsweise Planetengetriebe. Ein solches Planetengetriebe könnte zum Beispiel anteilig versenkt in der Radfelge, vorzugsweise an der Felgenseite, die vom Fahrwerksbein des abgewandt ist, eingelassen angeordnet sein. Der Mitnehmer könnte Teil eines solchen Umlaufgetriebes sein oder ein Umlaufgetriebe könnte an die Außenseite des Mitnehmers, also an der Seite angebracht sein, die wiederum vom Fahrwerksbein abgewandt ist. Auf dieses Umlaufgetriebe würde natürlich auch die Abtriebswelle einkoppeln, beispielsweise auf das Sonnenrad, den Planetenträger, oder das Hohlrad. Ein Freilauf der Einrichtung ließe sich mit in die Getriebearchitektur einbauen für den Fall, das eine Komponente des Antriebsstranges klemmen oder gar blockieren könnte.
Eine weitere vorzugsweise Anordnungsmöglichkeit für ein Getriebe wäre zwischen der Motoranordnung MO und dem Fahrwerksbein oder an der vom Fahrwerksbein B abgewandten Seite der Motoranordnung MO.
Bei einer weiteren vorzugsweisen Anordnungsmöglichkeit würde die Hauptfahrwerksanordnung durch zwei nahezu spiegelbildlich angeordnete gekrümmte Fahrwerksbeine gebildet. So könnte beispielsweise ein Fahrwerksbein in Schwingenausführung ausgeführt sein. Auch könnte es sein, dass zwei der Fahrwerksbeine zu einer gemeinsamen Schwinge zusammengefasst sind. Im Übrigen kann das Fahrwerksbein auch anders ausgeführt sein, als es in den Zeichnungen beispielhaft angedeutet ist. So könnte es eine andere Krümmung, Erstreckung oder Form im Raum einnehmen, als einfachstes Beispiel eine eher vertikale Erstreckung. Es könnte sich nach dem äußeren Erscheinungsbild auch aus eher rohrförmigen Formen zusammen setzten. Alternativ könnte es durch mindestens ein Gußteil beliebiger geeigneter Form gebildet werden. Kennzeichen des Fahrwerksbeins in der Erfindung ist es vorzugsweise, dass das Fahrwerksbein einen Teil der im Betrieb auftretenden Fahrwerkskräfte mit in die Struktur des Flugzeuges leitet. Es könnte auch eine weitere Anordnungsmöglichkeit bestehen, bei der mindestens ein Fahrwerksbein B eine strukturelle Abzweigung besitzt, die an weiterer Stelle in Radachsenrichtung als das Hauptfahrwerksbein mindestens eine Radwelle RA zusätzlich stützt. Darüberhinaus ist es auch denkbar, dass an der Seite, wo der Mitnehmer läuft ein zweites Fahrwerksbein oder Hilfsfahrwerksbein stützend eingreift.
Komponenten der Fahrwerksanordnung, insbesondere Rad R und Fahrwerksbein B könnten auch eine beliebig andere Orientierung zur Bodenebene BO einnehmen, als es in den Zeichnungen symbolisch angedeutet ist.
Komponenten wie etwa die Motoranordnung MO und die Radwelle RA können nicht nur direkt, sondern auch über weitere Komponenten und Bauteile an das Fahrwerksbein B strukturell angebunden sein. Exemplarisch ist es hier gezeigt, dass die Motoranordnung MO über einen optionalen weiteren Flansch FL an das Fahrwerksbein B strukturell angebunden ist. Es könnten darüberhinaus aber auch noch weitere Komponenten bei der Anbindung zum Einsatz kommen. Vielmehr soll über die Formulierung ausgesagt werden, dass ein struktureller Lastweg beispielsweise von der Radwelle RA bzw. der Motoranordnung MO zum Fahrwerksbein B besteht.
Als weitere Ausführungsform könnten Teile der hier gezeigten Fahrwerksanordnung zumindest anteilig unter einer aerodynamisch günstigen Verkleidung untergebracht sein. Eine ähnliche Verkleidung von Rädern ist auch unter dem Begriff „Pantoffel„ als Radverkleidung bekannt.
Als weitere Variante wäre es vorzugsweise vorteilhaft, die Motorachse MAB bzw. ihre optionalen Verlängerung AA mit Hilfe einer Antriebslageranordnung ALA gegenüber ihrer umgebenden Struktur drehbar zu lagern. Zusätzlich könnte diese Antriebsachsenlagerung mindestens zum Teil in mindestens einem Elektromotor integriert sein Dabei könnten zum Beispiel Wälz- oder Gleitlager mit zum Einsatz kommen.
Zur weiteren Verbesserung der erfinderischen Anordnung wäre es zudem denkbar, dass innerhalb des durch die Motorenanordnung MO, die Motorabtriebswelle MAB, deren optionaler Verlängerung der Antriebsachse AA, den Mitnehmer MN und des Rad R gebildeten Radantriebsstranges mindestens eine Sollbruchstelle oder mindestens ein Dämpferelement vorgesehen ist. Die Sollbruchstelle könnte sicherheitskritische Blockierzustände des Rades wirkungsvoll verhindern können. Sie könnte aber auch den Motor oder weitere Teile des Antriebsstranges gegen Überlast absichern.
Dämpferelemente könnten generell Schwingungen im Antriebsstrang dämpfen, das Anfahren oder Bremsen sicherer oder harmonisch komfortabler machen oder auch helfen Belastungen aus dem Landestoß so zu dämpfen, dass sie gar nicht oder nicht im vollen Umfang auf Teile der Fahrwerksanordnung, insbesondere auf den Antriebsstranges zurückwirken. Dazu könnte es auch günstig sein, dass der Mitnehmer MN in radialer Richtung des Rades (in Radiusrichtung des Rades) nachgiebig gestaltet ist so, dass er Kräften in dieser Richtung zumindest teilweise ausweichen kann, während er durch geeignete Führungselemente oder Kulissen dazu beschaffen ist, ein Moment auf das Rad R bzw. die Radfelge zu übertragen.
Die Boden-Querachse A kann bei bestimmten Betriebszuständen, wie in den Zeichnungbeschreibungen näher erläutert, vorübergehend oder dauerhaft mit der Querachse des Luftfahrzeuges Q zusammen fallen oder mit ihr identisch sein.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung würde die Boden-Rollachse A beständig durch die Querachse Q des Luftfahrzeuges gebildet und mit ihr dauerhaft identisch sein.
Unter dem bodenbündigen Betrieb wird der Betrieb eines Flugzeuges verstanden, bei dem wenigsten ein Rad R der Fahrwerksanordnung F Berührungskontakt zur Bodenebene BO hat, welche innerhalb dieser Erfindung als flach und eben angenommen wird.
Die in der Beschreibung und in den Zeichnungen erwähnten und dargestellten Luftfahrzeuge sind als beispielhaft zu sehen und schließen insbesondere Flugzeuge mit abweichenden Tragflächen-, Leitwerks- und Fahrwerksanordnungen nicht explizit aus. Insbesondere ist die Erfindung anwendbar auf Hochdecker-, Mitteldecker und Tiefdecker sowie Mehrdecker Anordnungen. Die Lage der Vortriebseinrichtung VE kann dabei auch in Flugrichtung FR hinter dem Massenschwerpunkt des Flugzeuges liegen, wie dies beispielsweise bei Passagierflugzeugen mit Strahltriebwerksanordnungen mit Tragflächen in Tiefdeckeranordnung der Fall ist.
Mit dem Ausdruck, dass die Tragflächenanordnung TF im Wesentlichen starr an das Flugzeug angebunden ist, soll ausgedrückt werden, dass in diesem Sinne keine Drehflügler gemeint sind, sondern die Tragfläche während des Betriebs im Allgemeinen ortsfest am Flugzeug angebunden verbleibt. Dies schließt nicht aus, dass bestimmte Teile der Tragflächenanordnung zu Steuer-, Trimm oder Stabilitätszwecken bewegt werden können. Natürlich schließt dies auch nicht aus, dass Tragflächenteile oder die Tragflächenanordnung TF im Gesamten zum Transport des Luftfahrzeuges abgenommen werden kann, wie dies etwa bei Segelflugzeugen konstruktionsgemäß öfters der Fall ist. Die Tragflächenanordnung TF kann des Weiteren optional weitere Anbauteile enthalten wie etwa beispielweise Winglets.
Die Bezeichnung Luftfahrzeug ist im Sinne der Erfindung nicht nach dem gesetzlich begrenzen Verständnis zu sehen, sondern schließt ausdrücklich Flugzeuge, Luftsportgeräte, Modelle, motorisierte Segelflugzeuge, UAVs etc. mit ein und ist somit anwendbar auf Luftfahrzeuge nach oben ausgeführtem Verständnis mit einer Tragflächenanordnung, die im Wesentlichen starr an das Flugzeug angebunden ist und Flugzeuge, die bestimmungsgemäß nicht vertikal starten und landen.
Diese Schutzrechtanmeldung ersucht den Schutz für die erwähnten Einrichtungen, insbesondere Flugzeuge, in demjenigen ausdrücklichen Sinne, dass die Einrichtungen zum Einem zunächst nur an sich vorhanden sind und ein Betrieb potentiell Betrieb möglich wäre, zum anderen ersuchen sie konkret zusätzlich auch den Schutz für den Betrieb dieser Einrichtungen und Flugzeuge.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 Eine Darstellung der schematischen erfinderischen Wirkungsweise an einem beispielhaften Motorflugzeug in Hochdeckeranordnung mit 3-Punkt Fahrwerksanordnung mit Bugfahrwerk in der Seitenansicht, gezeigt im bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene
2 Eine Darstellung der schematischen erfinderischen Wirkungsweise an einem beispielhaften Motorflugzeug in Tiefdeckeranordnung mit 3-Punkt Fahrwerksanordnung mit Bugfahrwerk in einer dreidimensionalen räumlichen Darstellung, gezeigt im bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene
3 Eine Darstellung der schematischen erfinderischen Wirkungsweise an einem beispielhaften motorisierten Segelflugzeug mit einer statisch entgegen der Bodenebene nicht bestimmten Fahrwerksanordnung mit einer Haupt- und einer zusätzlichen Hilfsfahrwerksanordnung in einer dreidimensionalen räumlichen Darstellung
4 Ein beispielhafter dreidimensionaler Schnitt durch eine exemplarische motorisierte Hauptfahrwerksanordnung für ein erfinderisches Luftfahrzeug
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die Darstellung nach 1 veranschaulicht stark vereinfacht die erfindungsgemäße Wirkungsweise an einem beispielhaften Motorflugzeug mit einer Tragflächenanordnung TF in Hoch/Schulterdeckerausführung. Das Flugzeug befindet sich in einem bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene BO. Das Luftfahrzeug umfasst eine Fahrwerksanordnung F mit mehreren zur Bodenebene BO drehbar gelagerten Rädern R. Die Fahrwerksanordnung F kann dabei näher unterteilt werden in eine Hauptfahrwerksanordnung HF und eine Hilfsfahrwerksanordnung HFA, wobei die Letztere (HFA) in diesem Beispiel alleinig durch eine Bugfahrwerksanordnung HBF gebildet wird und diese in Flugrichtung FR vor der Hauptfahrwerksanordnung HF angeordnet ist. Die Hauptfahrwerksanordnung HF führt dabei im Vergleich zur Hilfsfahrwerksanordnung HFA definitionsgemäß den Großteil der Gewichtskraft des Flugzeuges zur Bodenebne BO hin ab. Die Hauptfahrwerksanordnung HF ist hier, in dieser Abbildung durch die Längsachse L und der Hochachse H des Flugzeuges aufgespannten Ebene, in Fahrt-/Flugrichtung FR hinter dem Massenschwerpunkt SP des Luftfahrzeuges angeordnet. Sie umfasst in diesem Beispiel 2 Hauptfahrwerksbeine (wovon wegen der Übersichtlichkeit in der Seitenansicht nur eines davon gezeigt ist), mit hier jeweils einem drehbar gelagerten Rad R. Hinsichtlich der Anordnung der Hauptfahrwerksbeine soll in diesem Beispiel Symmetrie zur Längsachse L bzw. Längsebene des Flugzeugs bestehen. Durch mindestens eine Motoreneinrichtung MO kann dasjenige Radwiderstandmoment RWM, was sich beim bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene BO an einem Rad R eines jeden der zwei Fahrwerksbeine der Hauptfahrwerksanordnung HF ergibt, durch die Einleitung eines Momentes ME, das aus mindestens einer Motoreinrichtung stammt, zumindest abgeschwächt werden. Als primäre Folge ergibt sich eine auf das Flugzeug über die Hauptfahrwerksanordnung HF wirkende, verminderte bremsende Widerstandskraft WHF beim Vortriebsbetrieb des Luftfahrzeuges in Fahrt-/Flugrichtung FR. Als weitere Folge entsteht ein um den Massenschwerpunkt SP des Luftfahrzeuges wirkendes hecklastiges Moment MR, dass einem buglastigen Moment MA, das aus einem Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE mit ihrer aerodynamischen Vortriebskraft V entsteht, richtungsgemäß entgegen gerichtet ist und dieses Moment MA insgesamt betragsmäßig herabsetzt. Das buglastige Moment MA entsteht insbesondere dadurch, dass in der hier gezeigten Ebene normal zur Querachse Q des Flugzeuges, die aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung VE von der Bodenebene BO entlang einer Normalenrichtung HBO gesehen oberhalb des Massenschwerpunktes des Flugzeuges angeordnet ist. Die Boden-Querachse A ist hierbei in dieser Abbildung durch ein im 45° Winkel zum Symbol des Schwerpunkt SP stehendes Kreuz angedeutet, steht normal auf der Zeichnungsebne, und befindet sich parallel zu Bodenebene BO, durch den Schwerpunkt des Luftfahrzeuges SP verlaufend. In diesem Beispiel fällt sie mit der Querachse Q des Flugzeuges zusammen. Als weitere Folge sinkt mit der Abschwächung des aus der Vortriebseinrichtung VE resultierenden Momentes MA auch die auf die Bugfahrwerksanordnung normal zur Bodenebene BO wirkende Normalkraft N, weil die Bugfahrwerksanordnung HBF das Moment MA aus dem Betrieb der Vortriebseinrichtung VE entgegen der Bodeneben BO mit abstützt. Mit dieser betragsmäßig gesenkten Normalkraft N sinkt ebenfalls die am Rad der Bugfahrwerksanordnung HBF auf das Luftfahrzeug bremsend einwirkende Radwiderstandskraft WHFA. Somit weist das Flugzeug im Betrieb insgesamt geringere Radwiderstandskräfte W, als Summe von WHF, der Widerstandskraft am Hauptfahrwerk HF, und WHFA, der Widerstandskraft an der Hilfsfahrwerksanordnung WHFA, hier gebildet durch eine Bugfahrwerksanordnung HBF, auf, was die Effizienz des Flugzeuges erhöht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform verfügt das Luftfahrzeug über eine bordeigene Energiequelle BE, die hier wie angedeutet, innerhalb des Luftfahrzeuges oder auch an diesem angebracht werden kann. Sie kann beispielsweise aus einem Energiespeicher, auch elektrischem, oder einem elektrischen Generator bestehen. Die bordeigene Energiequelle BE kann dann bedarfsweise mit einer Motoreinrichtung MO zur zumindest teilweisen Leistungsversorgung verbunden werden.
Das hier beispielhaft gezeigt Flugzeug verfügt weiterhin über eine Leitwerksanordnung LA, die hinter dem Schwerpunkt und der Tragflächenanordnung TF angebracht ist. Beim bodenbündigen Startlauf muss diese ein hecklastiges Steuermoment MLA um den Schwerpunkt SP bewirken, um ein sicheres Rotieren des Flugzeuges einzuleiten. Erfindungsgemäß erzeugen die am Hauptfahrwerk HF eingeleiteten Momente ME durch die Motoreneinrichtung auf die beiden Räder weiterhin ein Reaktionsmoment MR um die Achse A, das auf das Flugzeug einwirkt, wobei dieses ebenfalls hecklastig gerichtet ist. Als Folge muss das Steuermoment MLA betragsmäßig nicht mehr so stark ausfallen, die damit an der Leitwerksanordnung zu erzeugenden Steuerkräfte fallen betragsmäßig kleiner aus, was den induzierten Widerstand an der Leitwerksanordnung LA reduziert. Damit verringern sich ebenfalls die auf das Flugzeug im bodenbündigen Betrieb beim Startlauf einwirkenden bremsenden aerodynamischen Widerstandkräfte, was die Effizienz und die Leistungsfähigkeit des Flugzeuges weiter erhöht.
Die Darstellung nach 2 veranschaulicht stark vereinfacht die erfindungsgemäße Wirkungsweise an einem beispielhaften Motorflugzeug mit einer Tragflächenanordnung TF in Tiefdeckeranordnung. Das Flugzeug befindet sich in einem bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene BO. Das Luftfahrzeug umfasst eine Fahrwerksanordnung F mit mehreren zur Bodenebene BO drehbar gelagerten Rädern R. Die Fahrwerksanordnung F kann dabei näher unterteilt werden in eine Hauptfahrwerksanordnung HF und eine Hilfsfahrwerksanordnung HFA, wobei die Letztere (HFA) in diesem Beispiel alleinig durch eine Bugfahrwerksanordnung HBF gebildet wird und diese in Flugrichtung FR vor der Hauptfahrwerksanordnung HF angeordnet ist. Die Hauptfahrwerksanordnung HF führt dabei im Vergleich zur Hilfsfahrwerksanordnung HFA definitionsgemäß den Großteil der Gewichtskraft des Flugzeuges zur Bodenebne BO hin ab. Die Hauptfahrwerksanordnung HF ist hier, in diesem Ausführungsbeispiel, in Flugrichtung FR hinter dem Massenschwerpunkt SP des Luftfahrzeuges angeordnet. Sie umfasst in diesem Beispiel 2 Hauptfahrwerksbeine (wovon wegen der Übersichtlichkeit in räumlichen Ansicht nur eines davon gezeigt ist), mit hier jeweils einem drehbar gelagerten Rad R. Hinsichtlich der Anordnung der Hauptfahrwerksbeine soll in diesem Beispiel Symmetrie zur Längseben (aus L und H im Raum aufgespannten Ebene) des Flugzeugs bestehen. Durch mindestens eine Motoreneinrichtung MO kann dasjenige Radwiderstandmoment RWM, was sich beim bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene BO an einem Rad R eines jeden der zwei Fahrwerksbeine der Hauptfahrwerksanordnung HF ergibt, durch die Einleitung eines Momentes ME, das aus mindestens einer Motoreinrichtung stammt, zumindest abgeschwächt werden. Als primäre Folge ergibt sich eine auf das Flugzeug über die Hauptfahrwerksanordnung HF wirkende, verminderte bremsende Widerstandskraft WHF beim Vortriebsbetrieb des Luftfahrzeuges in Fahrt-/Flugrichtung FR. Als weitere Folge entsteht ein um den Massenschwerpunkt SP des Luftfahrzeuges wirkendes hecklastiges Moment MR, dass einem buglastigen Moment MA, das aus einem Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE mit ihrer aerodynamischen Vortriebskraft V entsteht, richtungsgemäß entgegen gerichtet ist und dieses (MA) insgesamt betragsmäßig herabsetzt. Das buglastige Moment MA entsteht insbesondere dadurch, dass in der hier gezeigten Ebene normal zur Querachse Q des Flugzeuges, die aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung VE von der Bodenebene BO entlang einer Normalenrichtung HBO gesehen oberhalb des Massenschwerpunktes des Flugzeuges angeordnet ist. Die Boden-Querachse A ist hierbei in dieser Abbildung durch eine Punkt-Strichlinie gezeigt und befindet sich parallel zu Bodenebene BO, durch den Schwerpunkt des Luftfahrzeuges SP verlaufend. In diesem Beispiel fällt sie mit der Querachse Q des Flugzeuges zusammen. Als weitere Folge sinkt mit der Abschwächung des aus der Vortriebseinrichtung VE resultierenden Momentes MA auch die auf die Bugfahrwerksanordnung normal zur Bodenebene BO wirkende Normalkraft N, weil die Bugfahrwerksanordnung HBF das Moment MA aus dem Betrieb der Vortriebseinrichtung VE entgegen der Bodeneben BO mit abstützt. Mit dieser betragsmäßig gesenkten Normalkraft N sinkt ebenfalls die am Rad der Bugfahrwerksanordnung HBF auf das Luftfahrzeug bremsend einwirkende Radwiderstandskraft WHFA. Somit weist das Flugzeug im Betrieb insgesamt geringere Radwiderstandskräfte W, als Summe von WHF, der Widerstandskraft am Hauptfahrwerk HF, und WHFA, der Widerstandskraft an der Hilfsfahrwerksanordnung WHFA, hier gebildet durch eine Bugfahrwerksanordnung HBF, auf, was die Effizienz des Flugzeuges erhöht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform verfügt das Luftfahrzeug über eine bordeigene Energiequelle BE, die hier wie angedeutet, innerhalb des Luftfahrzeuges oder auch an diesem angebracht werden kann. Sie kann beispielsweise aus einem Energiespeicher, auch elektrischem, oder einem elektrischen Generator bestehen. Die bordeigene Energiequelle BE kann dann bedarfsweise mit einer Motoreinrichtung MO zur zumindest teilweisen Leistungsversorgung verbunden werden.
Das hier beispielhaft gezeigt Flugzeug vertilgt weiterhin über eine Leitwerksanordnung LA, die hinter dem Schwerpunkt und der Tragflächenanordnung TF angebracht ist. Beim bodenbündigen Startlauf muss diese ein hecklastiges Steuermoment MLA um den Schwerpunkt SP bewirken, um ein sicheres Rotieren des Flugzeuges einzuleiten. Erfindungsgemäß erzeugen die am Hauptfahrwerk HF eingeleiteten Momente ME durch die Motoreneinrichtung auf die beiden Räder weiterhin ein Reaktionsmoment MR, das auf das Flugzeug einwirkt, wobei dieses ebenfalls hecklastig gerichtet ist. Als Folge muss das Steuermoment MLA betragsmäßig nicht mehr so stark ausfallen, die damit an der Leitwerksanordnung zu erzeugenden Steuerkräfte fallen betragsmäßig kleiner aus, was den induzierten Widerstand an der Leitwerksanordnung LA reduziert. Damit verringern sich ebenfalls die auf das Flugzeug im bodenbündigen Betrieb beim Startlauf einwirkenden bremsenden aerodynamischen Widerstandkräfte, was die Effizienz und die Leistungsfähigkeit des Flugzeuges weiter erhöht.
Die Darstellung nach 3 veranschaulicht stark vereinfacht die erfindungsgemäße Wirkungsweise an einem beispielhaften Segelflugzeug mit Hilfsantrieb mit einer Tragflächenanordnung TF in Mitteldeckeranordnung. Das Flugzeug befindet sich in einem bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene BO. Als Momentenbezugsachse soll in diesem Beispiel für sämtliche Momente die Boden-Querachse A durch den Schwerpunkt des Luftfahrzeuges SP dienen. Das Luftfahrzeug umfasst eine Fahrwerksanordnung F mit mehreren zur Bodenebene BO drehbar gelagerten Rädem R. Die Fahrwerksanordnung F kann dabei näher unterteilt werden in eine Hauptfahrwerksanordnung HF und eine Hilfsfahrwerksanordnung HFA, wobei die Letztere (HFA) in diesem Beispiel hauptsächlich wieder durch eine Bugfahrwerksanordnung HBF gebildet wird und diese in Flugrichtung FR vor der Hauptfahrwerksanordnung HF angeordnet ist. In einem weiteren denkbaren Ausführungsbeispiel könnte die Hilfsfahrwerksanordnung HFA weiterhin über weitere Räder R vertilgen, so beispielsweise über ein weiteres Spornrad am Heck des Flugzeuges. Die Hauptfahrwerksanordnung HF führt dabei im Vergleich zur Hilfsfahrwerksanordnung HFA definitionsgemäß den Großteil der Gewichtskraft des Flugzeuges zur Bodenebne BO hin ab. Die Hauptfahrwerksanordnung HF ist hier, in dieser Abbildung in Flugrichtung FR vor dem Massenschwerpunkt SP des Luftfahrzeuges angeordnet. Sie umfasst in diesem Beispiel nur ein einzelnes, zentral am Rumpf in der nähe des Massenschwerpunktes SP angebrachtes, Rad R. Durch mindestens eine Motoreneinrichtung MO kann dasjenige Radwiderstandmoment RWM, was sich beim bodenbündigen Betrieb zur Bodenebene BO an diesem Rad R der Hauptfahrwerksanordnung HF ergibt, durch die Einleitung eines Momentes ME, das aus mindestens einer Motoreinrichtung stammt, zumindest abgeschwächt werden. Als primäre Folge ergibt sich eine auf das Flugzeug über die Hauptfahrwerksanordnung HF wirkende, verminderte bremsende Widerstandskraft WHF beim Vortriebsbetrieb des Luftfahrzeuges in Fahrt-/Flugrichtung FR. Als weitere Folge entsteht ein um den Massenschwerpunkt SP des Luftfahrzeuges wirkendes hecklastiges Moment MR, dass einem buglastigen Moment MA, das aus einem Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung VE mit ihrer aerodynamischen Vortriebskraft V entsteht, richtungsgemäß entgegen gerichtet ist und dieses (MA) insgesamt betragsmäßig herabsetzt. Das buglastige Moment MA entsteht insbesondere dadurch, dass die aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung VE, hier gebildet als Hilfs- z. B. als Klapptriebwerk, von der Bodenebene BO entlang einer Normalenrichtung HBO gesehen oberhalb des Massenschwerpunktes des Flugzeuges angeordnet ist. Bei der Bodenquerachse A ist in diesem beispielhaften Fall eine Besonderheit zu beachten. Die Boden-Querachse A ist hierbei wieder definiert, als eine Achse, die in einer von der Hochachse H und Querachse Q im Raum aufgespannten Ebene parallel zu Bodenebene BO durch den Schwerpunkt SP des Luftfahrzeuges verläuft. Das in diesem Fall exemplarisch gezeigte Segelflugzeug ist hier mit einer Fahrwerksanordnung F ausgestattet, die durch ihre konstruktive und geometrische Ausführung der stützenden und drehbar gelagerten Räder (R) beim bodenbündigen Betrieb des Luftfahrzeuges entgegen der Bodenebene (BO) nicht statisch bestimmt ausgeführt ist, und somit die Fahrwerksanordnung (F) eine eindeutige Neutrallage des Luftfahrzeuges (FG) zur Bodenebene (BO), insbesondere um die Flugzeuglängsachse (L) des Luftfahrzeuges, nicht eindeutig vorgibt. Als Besonderheit gilt es bei diesem exemplarisch gezeigten Flugzeug, dass es daher nicht bei allen Geschwindigkeiten eigenstabil bodenbündig z. B. zum Rollen betrieben werden kann. Insbesondere bei geringen Vortriebsgeschwindigkeiten reicht der an der Tragflächenanordnung TF erzeugte Auftrieb nicht aus, um das Flugzeug so ausreichend um seine Flugzeuglängsachse L zu stabilisieren so, dass die Tragflächenspitzen den Boden in keinem Fall mehr berühren bzw. auf im anschleifend bewegt werden. Damit fällt also in diesem Beispiel nicht für jeden Betriebszustand des bodenbündigen Betriebes die Boden-Querachse A mit der Querachse Q des Flugzeuges zwingend zusammen. Als weitere Folge sinkt mit der Abschwächung des aus der Vortriebseinrichtung VE resultierenden Momentes MA auch die auf die Bugfahrwerksanordnung normal zur Bodenebene BO wirkende Normalkraft N, weil die Bugfahrwerksanordnung HBF das Moment MA aus dem Betrieb der Vortriebseinrichtung VE entgegen der Bodeneben BO mit abstützt. Mit dieser betragsmäßig gesenkten Normalkraft N sinkt ebenfalls die am Rad der Bugfahrwerksanordnung HBF auf das Luftfahrzeug bremsend einwirkende Radwiderstandskraft WHFA. Somit weist das Flugzeug im Betrieb insgesamt geringere Radwiderstandskräfte W, als Summe von WHF, der Widerstandskraft am Hauptfahrwerk HF, und WHFA, der Widerstandskraft an der Hilfsfahrwerksanordnung WHFA, hier gebildet durch eine Bugfahrwerksanordnung HBF, auf, was die Effizienz des Flugzeuges erhöht.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform verfügt das Luftfahrzeug über eine bordeigene Energiequelle BE, die hier wie angedeutet, innerhalb des Luftfahrzeuges oder auch an diesem angebracht werden kann. Sie kann beispielsweise aus einem Energiespeicher, auch elektrischem, oder einem elektrischen Generator bestehen. Die bordeigene Energiequelle BE kann dann bedarfsweise mit einer Motoreinrichtung MO zur zumindest teilweisen Leistungsversorgung verbunden werden.
Das hier beispielhaft gezeigt Flugzeug verfügt weiterhin über eine Leitwerksanordnung LA, die hinter dem Schwerpunkt und der Tragflächenanordnung TF angebracht ist. Beim bodenbündigen Startlauf muss diese ein hecklastiges Steuermoment MLA um den Schwerpunkt SP bewirken, um ein sicheres Rotieren des Flugzeuges einzuleiten. Erfindungsgemäß erzeugen die am Hauptfahrwerk HF eingeleiteten Momente ME durch die Motoreneinrichtung auf die beiden Räder weiterhin ein Reaktionsmoment MR, das auf das Flugzeug einwirkt, wobei dieses ebenfalls hecklastig gerichtet ist. Als Folge muss das Steuermoment MLA betragsmäßig nicht mehr so stark ausfallen, die damit an der Leitwerksanordnung zu erzeugenden Steuerkräfte fallen betragsmäßig kleiner aus, was den induzierten Widerstand an der Leitwerksanordnung LA reduziert. Damit verringern sich ebenfalls die auf das Flugzeug im bodenbündigen Betrieb beim Startlauf einwirkenden bremsenden aerodynamischen Widerstandkräfte, was die Effizienz und die Leistungsfähigkeit des Flugzeuges weiter erhöht.
Die Darstellung nach 4 zeigt exemplarisch im räumlichen Schnitt eine mögliche Hauptfahrwerksanordnung HF für ein erfinderisches Luftfahrzeug, umfassend ein Fahrwerksbein B, zur Ableitung der am Hauptfahrwerk auftretenden Betriebskräfte zum Luftfahrzeug, einer geometrischen Radachse RLR, um welche die Drehung mindestens eines Rades R der Hauptfahrwerksanordnung HF stattfinden kann, einem Rad R zur Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene BO im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges, eine mehrere Teile umfassende Radlageranordnung RL zur drehbaren Lagerung mindestens eines Rades um eine Radwelle RA und zur axialen Fixierung dieses Rades in Richtung der geometrischen Radachse RLR, einer Radwelle RA zur Aufnahme und strukturellen Abführung der Radkräfte, mit einer zugehörigen Längenerstreckung in Wellenrichtung, wobei die Radwelle RA strukturell an das Fahrwerksbein B angebunden ist, und wobei auf dieser Radwelle RA mindestens ein Rad mittels einer Radlageranordnung RL, zu eben dieser drehbar und in Richtung der geometrischen Radachse RLR axial fixiert, gelagert ist. Weiterhin umfasst die Hauptfahrwerksanordnung eine Motoranordnung MO zur bedarfsweisen Aufbringung eines Momentes ME auf mindestens ein Rad R der Hauptfahrwerksanordnung HF mit einer Abtriebswelle MAB zur Übertragung eines Momentes, diese aufweisend eine zugehörige Längenerstreckung in Wellenrichtung, wobei diese Abtriebswelle MAB mit ihrer dazugehörigen Längenerstreckung im vorliegenden exemplarischen Falle durch die Motorwelle plus einer momentschlüssig und konzentrisch angebundenen Wellenverlängerung AA gebildet wird. Darüber umfasst HF einen Mitnehmer MN zur Übertragung eines Momentes ME von der Motorabtriebswelle MAB auf mindestens ein Rad R der Hauptfahrwerksanordnung HF. Erfindungsgemäß weist die Radwelle RA in ihrem Innern einen in Richtung der geometrischen Radachse RLR durchgängigen Hohlraum DBO auf, wobei die Abtriebswelle MAB innerhalb dieses durchgängigen Hohlraums DBO der Radwelle RA verläuft und sich in ihrer Längenerstreckung vom Fahrwerksbein B ausgehend nach außen entlang der geometrischen Radachse RLR hin gesehen weiter erstreckt als die Radwelle RA mit ihrer zugehörigen Längenerstreckung. Darüberhinaus sind die folgenden Komponenten Abtriebswelle MAB, Rad R und der Mitnehmer MN so innerhalb der Hauptfahrwerksanordnung HF erfindungsgemäß angeordnet, dass sie in etwa um die geometrische Radachse RLR rotierbar sind. Darüber sind erfindungsgemäß der Mitnehmern MN und die Abtriebswelle MAB durch eine momentenschlüssige Verbindung verbunden. Des Weiteren ist der Mitnehmer MN zur Übertragung eines Momentes ME mit mindestens einem auf der Radwelle RA mit Hilfe der Radlageranordnung RL gelagerten Rad R koppelbar. Das Rad R ist dabei in Richtung der geometrischen Radachse RLR zwischen einem Fahrwerksbein B und dem Mitnehmer MN angeordnet.
In der gezeigten exemplarischen Anordnungsform ist an dem Fahrwerksbein B eine Aussparung BOR vorgesehen, durch die eine Abtriebswelle MAB durchgeführt ist. Die Motoranordnung MO ist mit Hilfe einer weiteren Komponente, hier eines Flansches FL strukturell an das Fahrwerksbein B angebunden. Dabei kann es in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Fall sein, das der Flansch FL das Reaktionsmoment beim Betrieb der Motoranordnung MO formschlüssig auf das Fahrwerksbein B überträgt so, dass die Verschraubungen oder strukturellen Anbindungselemente von diesen Kräfte zumindest anteilig entlastet werden. Die Fahrwerksanordnung enthält weiterhin eine Bremsscheibe BS als Teil einer Bremseirichtung, wobei die Bremsscheibe ebenfalls konzentrisch zu den in der Drehung befindbaren Teilen und insbesondere zur Radachse RLR angeordnet ist.
In der gezeigten exemplarischen Anordnungsform ist es weiterhin der Fall, dass die Motoranordnung auf der einen Seite eines Fahrwerksbeines B der Hauptfahrwerksanordnung strukturell angebracht ist, während die Radwelle RA an der gegenüberliegenden Seite des Fahrwerkbeins B strukturell angebunden ist.
Bezugszeichenliste

A

Boden-Querachse

AA

optionale Abtriebswellenverlängerung

ALA

Abtriebswellenlageranordnung

B

Fahrwerksbein

BE

Bordeigene Energiequelle z. B. Energiespeicher oder Generator

BO

Bodenebene

BOR

Bohrung bzw. Aussparung im Fahrwerksbein B

BS

optionale Bremsscheibe als Teil einer Bremseinrichtung

DBO

in RLR Richtung durchgängiger Hohlraum innerhalb RA,

F

Fahrwerksanordnung

FL

optionaler Flansch zur strukturellen Anbringung mindestens einer Motorenanordnung MO an das Fahrwerksbein B

FR

Flugrichtung bzw. Fahrrichtung

H

Hochachse des Luftfahrzeuges

HF

Hauptfahrwerksanordnung

HBO

auf der Bodenebene BO vertikal normal stehender und von ihr weg zeigender Richtungsvektor

HFA

Hilfsfahrwerksanordnung

HBF

Bugfahrwerksanordnung

L

Längsachse des Luftfahrzeuges

LA

Leitwerksanordnung

MA

durch VE erzeugtes Moment um A

MAB

Abtriebsachse der Motorenanordnung MO

ME

auf durch mindestens eine Radmotoreinrichtung MO auf mindestens ein Rad R aufgebrachtes Moment um die Radachse

MLA

Steuermoment der Leitwerksanordnung um A

MN

Mitnehmer

MO

Radmotoreinrichtung, nicht aerodynamisch arbeitend

MR

Reaktionsmoment der Radmotoreinrichtung MO auf das Flugzeug um A

N

Normalkraft

Q

Querachse des Luftfahrzeuges

R

Rad/Räder

RA

Radachse

RL

Radlageranordnung

RLR

Radlängsachsenrichtung

SP

Massenschwerpunkt des Luftfahrzeuges

TF

Tragflächenanordnung

V

Aerodynamisch durch VE erzeugte Vortriebskraft

VE

Aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung

W

wirksame Radwiderstandskräfte

WHF

Radwiderstandkraft an der Hauptfahrwerksanordnung HF

WHFA

Radwiderstandkraft an der Hilfsfahrwerksanordnung HFA

YZ

Ebene im Raum, die durch die Hochachse H und durch die Querachse

Q

des Luftfahrzeuges aufgespannt wird

Claims

Ein Luftfahrzeug – mit einer im Wesentlichen starr angebundenen Tragflügelanordnung (TF) zur Erzeugung eines das Luftfahrzeug im Fluge tragenden Auftriebs – mit einem Massenschwerpunkt (SP) – mit einer Ebene (YZ), die den Massenschwerpunkt (SP) des Luftfahrzeuges beinhaltet, und die durch die Querachse (Q) und die Hochachse (H) des Luftfahrzeuges im Raum aufgespannt wird – mit einer innerhalb dieser Ebene (YZ) durch den Massenschwerpunkt (SP) des Luftfahrzeuges verlaufenden und sowie parallel zur Bodenebene (BO) verlaufenden Boden-Rollachse (A) – mit mindestens einer aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung (VE) zum bedarfsweisen Antrieb des Luftfahrzeuges – mit einer Fahrwerksanordnung (F), bestehend mindestens aus einer Hauptfahrwerksanordnung (HF), mit mindestens einem drehbar gelagerten Rad (R) zur Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene (BO) im bodenbündigen Betrieb des Luftfahrzeuges – mindestens einer Radmotoreinrichtung (MO) zur bedarfsweisen Aufbringung eines Momentes (ME) auf mindestens ein Rad (R) der Hauptfahrwerksanordnung (HF) – dadurch gekennzeichnet, dass im bodenbündigen Betrieb des Luftfahrzeuges zur Bodenebene (BO), ein Moment (MA) um die Achse (A), das durch den Betrieb der aerodynamischen Vortriebseinrichtung (VE) entsteht, zumindest abgeschwächt werden kann durch ein in der Richtung entgegengesetztes Reaktionsmoment (MR), welches sich auf das Luftfahrzeug beim Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung (MO) an der Hauptfahrwerksanordnung (HF) ergibt, und, dass das auf mindestens ein Rad (R) der Hauptfahrwerksanordnung (HF) im Betrieb der Radmotoreinrichtung (MO) aufgebrachte Moment (ME) dem Radwiderstandsmoment (RWM) an diesem Rad (R) richtungsmäßig entgegen gerichtet ist, so, dass die an der Hauptfahrwerksanordnung (HF) auf das Luftfahrzeug bremsend wirkende Radreibungskraft (WHF) gleichzeitig zumindest abgeschwächt werden kann.
Ein Luftfahrzeug – mit einer im Wesentlichen starr an das Luftfahrzeug angebundenen Tragflügelanordnung (TF) zur Erzeugung eines das Luftfahrzeug im Fluge tragenden Auftriebs – mit einem Massenschwerpunkt (SP) – mit einer Ebene (YZ), die den Massenschwerpunkt (SP) des Luftfahrzeuges beinhaltet, und die durch die Querachse (Q) und die Hochachse (H) des Luftfahrzeuges im Raum aufgespannt wird – mit einer innerhalb dieser Ebene (YZ) durch den Massenschwerpunkt (SP) des Luftfahrzeuges verlaufenden und sowie parallel zur Bodenebene (BO) verlaufenden Boden-Rollachse (A) – mit mindestens einer aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung (VE) zum bedarfsweisen Antrieb des Luftfahrzeuges – mit einer Fahrwerksanordnung (F), bestehend aus einer Hauptfahrwerksanordnung (HF) und einer Bugfahrwerksanordnung (HBF), mit mehreren drehbar gelagerten Rädern (R), zur Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene (BO) im bodenbündigen Betrieb des Flugzeuges – mindestens einer Radmotoreinrichtung (MO) zur bedarfsweisen Aufbringung eines Momentes (ME) auf mindestens ein Rad (R) des Hauptfahrwerkes (HF) – dadurch gekennzeichnet, dass im bodenbündigen Betrieb des Luftfahrzeuges zur Bodenebene (BO), ein Moment (MA) um die Achse (A), dass durch den Betrieb der aerodynamisch wirkenden Vortriebseinrichtung (VE) entsteht zumindest abgeschwächt werden kann durch ein in der Richtung entgegengesetztes Moment (MR), ebenfalls um die Achse (A), welches sich als Reaktionsmoment auf das Flugzeug beim Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung (MO) an der Hauptfahrwerksanordnung (HF) ergibt, und, dass durch die Abschwächung des Momentes (MA) der aerodynamischen Vortriebseinrichtung (VE) um die Achse (A) gleichfalls die an der Bugfahrwerksanordnung (HBF) zur Bodenebene (BO) wirkende Normalkraft (N) und somit die hier an mindestens einem Rad (R) der Bugfahrwerksanordnung (HBF) auf das Luftfahrzeug wirksame Radreibungskraft (WHFA) vermindert wird und, dass durch das auf mindestens ein Rad (R) der Hauptfahrwerksanordnung (HF) im Betrieb mindestens einer Radmotoreinrichtung (MO) aufgebrachte Moment (ME) dem Radwiderstandsmoment (RWM) an eben diesem Rad (R) richtungsmäßig entgegen gerichtet ist so, dass auch die an der Hauptfahrwerksanordnung (HF) auf das Flugzeug bremsend wirkende Radreibungskraft (WHF) gleichzeitig zumindest abgeschwächt werden kann.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–2, wobei die Fahrwerksanordnung (F) konstruktiv so ausgeführt ist, dass sie eine statisch bestimmte Abstützung des Flugzeuges entgegen der Bodenebene (BO) zulässt.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–3, wobei mindestens eine Radmotoreinrichtung (MO) leistungsmäßig so ausgelegt ist, dass sie an mindestens einem Rad (R) das Radwiderstandmoment (RWM) in zumindest einem ausgezeichneten bodenbündigen Betriebszustand des Luftfahrzeuges betragsmäßig übertreffen kann.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–4, wobei mindestens eine Radmotoreinrichtung (MO) zur Leistungsversorgung mit mindestens einer bordeigenen Energiequelle (BE), welche im oder am Flugzeug angebracht ist, bedarfsweise verbunden werden kann.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–5, wobei die Tragflächenanordnung (TF) am Luftfahrzeug von der Bodenebene (BO) aus betrachtet unterhalb des Massenschwerpunktes (SP) des Luftfahrzeuges angeordnet ist.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–6, wobei die Tragflächenanordnung (TF) am Luftfahrzeug von der Bodenebene (BO) aus betrachtet oberhalb des Massenschwerpunktes (SP) des Luftfahrzeuges angeordnet ist.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–7, wobei die aerodynamisch wirkende Vortriebseinrichtung (VE) durch mindestens eine Motor-Luftschraubenkombination gebildet wird, wobei diese in Flugrichtung (FR) vor dem Massenschwerpunkt (SP) des Luftfahrzeuges angeordnet ist.
Luftfahrzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1–8, wobei mindestens eine Vortriebseinrichtung (VE) in Flugrichtung (FR) hinter dem Massenschwerpunkt (SP) des Luftfahrzeuges positioniert ist.
Verwendung eines Luftfahrzeuges nach mindestens einem der Ansprüche 1–9.