-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fallschirmrettungseinrichtung für einen Tragschrauber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Tragschrauber mit einer solchen Fallschirmrettungseinrichtung.
-
Tragschrauber (häufig auch als Gyrokopter bezeichnet) sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen seit langem bekannt. Ein Tragschrauber ist ein so genannter Drehflügler mit einem an einem Rotormast angebrachten, drehbar gelagerten Rotor und einer Propellervorrichtung, die zumeist in einem Heckbereich des Tragschraubers angeordnet ist und für einen Vortrieb des Tragschraubers sorgt. Im Gegensatz zu einem Helikopter, bei dem der Rotor zwingend mittels einer Antriebsvorrichtung in Rotation versetzt wird, wird die Rotation des Rotors eines Tragschraubers durch den auftretenden Fahrtwind bewirkt (so genannte Autorotation). Wenngleich es auch möglich ist, den Rotor zusätzlich mit Hilfe eines optionalen Prerotators anzutreiben, ist der konstruktive Aufbau eines Tragschraubers erheblich einfacher als der Aufbau eines Helikopters. So werden bei einem Tragschrauber im Gegensatz zu einem Helikopter zum Beispiel weder eine Taumelscheibe, noch eine komplizierte Getriebeanordnung, die auf den Heckrotor des Helikopters wirkt, benötigt.
-
Tragschrauber gelten grundsätzlich als vergleichsweise sichere Fluggeräte, da selbst bei einem Ausfall der den Vortrieb erzeugenden Propellervorrichtung der Rotor auf Grund der Autorotation weiter in Drehung versetzt bleibt. Dennoch kann es auch bei einem Tragschrauber unter Umständen zu kritischen Flugsituationen kommen, die insbesondere von einem mechanischen Defekt des Rotors herrühren können. So ist es zum Beispiel denkbar, dass der Rotor auf Grund äußerer Einwirkungen beschädigt wird oder dass sich ein Rotorblatt des Rotors aus seiner Verankerung löst. Solche kritischen Flugsituationen können von einem Piloten nur sehr schwer, unter Umständen sogar überhaupt nicht fliegerisch bewältigt werden, so dass es schlimmstenfalls zu einem Absturz des Tragschraubers kommen kann.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Fallschirmrettungseinrichtung für einen Tragschrauber zur Verfügung zu stellen, die bei Funktionsstörungen und Notfallsituationen eine höhere Absturzsicherheit bietet und die unempfindlich gegen Störungen oder Beschädigungen ist und eine höhere Versagenssicherheit aufweist.
-
Die Lösung dieser Aufgabe sieht eine Fallschirmrettungseinrichtung für einen einen stehenden Rotormast aufweisenden Tragschrauber vor, wobei eine Fallschirmrettungseinrichtung zumindest einen Fallschirm (oder mehrere Fallschirme) aufweist und eine Umhüllung für den zusammengelegten Fallschirms umfasst, die beim Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung zusammen mit dem Fallschirm aus einer Fallschirmaufnahme herausgetrieben wird und anschließend den Fallschirm freizugeben vermag. Das Material der Umhüllung ist bevorzugt thermisch und/oder mechanisch widerstandsfähiger als der Fallschirmstoff. Vorteilhaft ist die Umhüllung von einer Hartkapsel gebildet, also einer Kapsel aus weitgehend struktursteifen und abriebfesten Material.
-
Eine erfindungsgemäße Fallschirmrettungseinrichtung zeichnet sich demnach insbesondere dadurch aus, dass der Fallschirm von einer Hartkapsel umhüllt ist, die den Fallschirm nach dem Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung bei seinem Weg aus der Aufnahme heraus zumindest abschnittsweise begleitet und vor äußeren Einwirkungen schützt. Der Fallschirmstoff eines Fallschirms, der üblicherweise in flexiblen Nylontaschen aufbewahrt wird, ist zwar in sich sehr reißfest, jedoch können thermische und abrupte mechanische Belastungen zu Beschädigungen wie Brandlöchern oder Rissen führen, die es aus Gründen der Sicherheit zu vermeiden gilt. Wird ein Fallschirm beispielsweise bei Auslösen einer Fallschirmrettungseinrichtung abrupt aus seiner Aufnahme herausgetrieben, etwa durch Gasdruck, besteht die Gefahr, dass der Fallschirm aufgrund der Reibung mit der Wandung der Fallschirmaufnahme (Hitze oder Scheuern), der Temperatur des treibenden Gases oder scharfen und/oder spitzen Unebenheiten in der Aufnahmewandung beschädigt wird. Die Umhüllung bzw. die Hartkapsel bildet eine Schutzhülle, die den Fallschirmstoff wirksam vor derartigen Einflüssen bewahrt, in dem die Umhüllung bzw. Hartkapsel die genannten Belastungen aufnimmt.
-
Ein weiterer Vorteil der Ausgestaltung ist es, dass die Umhüllung das geordnete und besonders Platz sparende Zusammenlegen des Fallschirmstoffs außerhalb des Tragschraubers ermöglicht, so dass der Fallschirm nicht aufwendig in die am Tragschrauber vorgesehene Aufnahme „gestopft“ werden muss, sondern lediglich die an die Fallschirmaufnahme größenmäßig angepasste Umhüllung in die Fallschirmaufnahme eingeführt zu werden braucht. Die Gefahr eines „Verhedderns“ der Fallschirmleinen oder des Fallschirmstoffs mit Teilen des Tragschraubers ist minimiert.
-
Außerdem ermöglicht das gezielt gesteuerte Herauskatapultieren des Fallschirms aus der Fallschirmaufnahme ein sehr schnelles Steigen des noch nicht vollständig geöffneten Fallschirms bis auf die maximale Höhe. Dadurch, dass der Fallschirm sich in der Umhüllung befindet, ist man in der Lage, den Fallschirm vollständig und in einem noch vollständig zusammengelegten Zustand aus dem Rohr herauszuschießen, ohne das der Fallschirm vor seinem Austritt aus der Fallschirmaufnahme großflächig vom „Fahrtwind“ erfasst werden würde. Der Fallschirm kann sich also zunächst sicher vom Fluggerät entfernen bevor er sich entfaltet, was zusätzliche Sicherheit bietet.
-
Das Material der Umhüllung und insbesondere der Hartkapsel ist bevorzugt Kunststoff, vorteilhaft faserverstärkter Kunststoff, gegebenenfalls im Materialverbund mit Leichtmetallwerkstoffen. Es kommen grundsätzlich aber auch andere Materialien in Frage, die ausreichend leicht sowie mechanisch und thermisch ausreichen widerstandfähig sind.
-
Die Umhüllung, insbesondere also die Hartkapsel, weist eine Mittellängsachse und einen um die Mittelachse herum erstreckenden Umfang auf, der so bemessen ist, dass die Umhüllung in einen Aufnahmeraum aufgenommen werden kann, der vom stehenden, obenseitig offenen und innen hohlen Rotormast selbst und/oder von einem auf den Rotormast aufgesetzten Aufnahmekörper gebildet ist. Die Umhüllung ist also derart auf den Tragschrauber abgestimmt, dass diese zusammen mit dem Fallschirm ähnlich einer Patrone in die Fallschirmaufnahme am Tragschrauber eingesetzt werden kann.
-
Vorteilhaft ist die Umhüllung, insbesondere also die Hartkapsel, von mehreren Schalensegmenten gebildet. Diese segmentieren die Umhüllung bevorzugt in Längsrichtung, also weitgehend parallel zur Mittellängsachse. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders sichere Freigabe des Fallschirms nach Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung.
-
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Schalensegmente sich randseitig gegenseitig insbesondere derartig überlappen, dass die Umhüllung, insbesondere wenn diese als Hartkapsel ausgebildet ist, nach Einlegen des Fallschirms unter Verringerung des Umfangs weiter zusammengedrückt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Umhüllung sich bei eingelegtem Fallschirm auf einen Umfang reduzieren lässt, der ein spielbehaftetes und damit besonders einfaches Einführen der Umhüllung in die Fallschirmaufnahme ermöglicht, gleichzeitig aber gewährleistet, dass die Umhüllung sich innerhalb der Aufnahme aufgrund des innerhalb der Umhüllung nach außen drängenden Fallschirmstoffs etwas ausdehnen kann. In der Folge kommt die Umhüllung, insbesondere die Schalensegmente der Hartschale, nach dem Einführen in die Fallschirmaufnahme mit der Innenwandung der Fallschirmaufnahme in Anlage. Dies gewährleistet einen sicheren Halt des Fallschirms innerhalb der Aufnahme und gleichzeitig einen klemmsicheren Ausstoß der Umhüllung samt Fallschirm.
-
Die Schalensegmente sind vorderseitig bevorzugt über eine über ein Verbindungsglied derart gelenkig miteinander verbunden, dass sich die Hartkapsel nach Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung zur Freigabe des Fallschirms öffnen kann. Das Verbindungsglied ist kann insbesondere ein Scharnier oder ein flexibles Band sein.
-
An der dem Verbindungsglied abgewandten Seite der Umhüllung kann eine Öffnungssicherung vorgesehen sein, die die Schalensegmente zusammenhält und die derart ausgestaltet ist, dass die Öffnungssicherung nach Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung selbsttätig gelöst wird, um die Freigabe des Fallschirms zu ermöglichen. Eine derartige Öffnungssicherung kann zum Beispiel von einem Sicherungsstift gebildet sein, der über die Halteleinen, die den Fallschirm mit dem Tragschrauber verbinden, oder anderweitig mit dem Tragschrauber, insbesondere mit der Fallschirmaufnahme, gekoppelt ist. Die Straffung der Halteleinen bzw. das sich Entfernen der Hartkapsel von der Fallschirmaufnahme nach dem Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung führt dann dazu, dass die Sicherung aufgehoben wird.
-
Die Fallschirmrettungseinrichtung umfasst vorzugsweise einen Gasgenerator. Hiermit sind Einrichtungen gemeint, die in kurzer Zeit ein großes, sich rasch ausdehnendes Gasvolumen zur Verfügung stellen können. Derartige Vorrichtungen sind zum Beispiel von Kraftfahrzeugairbags als frei erhältliche Massenware bekannt. Mit Hilfe des Gasgenerators bzw. des mit diesem erzeugten Gasdrucks kann die Umhüllung, insbesondere also die Hartkapsel, samt Fallschirm und Fallschirmleinen aus der Fallschirmaufnahme herausgetrieben werden. Die Stärke des Gasgenerators wird der gewünschten Auswurfhöhe entsprechend ausgelegt. Zur Justierung des Systems können Druckentlastungsöffnungen in der Wandung des Rotormastes vorgesehen sein.
-
Für den Fall, dass die Fallschirmaufnahme im Rotormast oder ein auf dem Rotormast aufgesetzter zusätzlicher Aufnahmekörper keinen ausreichenden Platz für Halteleinen bietet, mit denen der Fallschirm am Tragschrauber verbunden ist, kann vorgesehen sein, dass die Fallschirmrettungseinrichtung Leinenspeicher aufweist, die außenseitig am stehenden Rotormast angeordnet sein können und die nach einem Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung die Halteleinen abzugeben vermögen. Derartige Leinenspeicher können insbesondere von Rollen gebildet sein, auf die die Halteleinen aufgewickelt sind.
-
Die Fallschirmrettungseinrichtung ermöglicht eine Fallschirmrettung über zumindest einen Fallschirm und umfasst ferner Auslösemittel zum Austreiben des mindestens einen Fallschirms, der bevorzugt innerhalb des stehenden, das heißt nicht rotierenden Rotormastes aufgenommen ist. Bei Auftreten einer Funktionsstörung, bei der der Rotor des Tragschraubers nicht mehr oder aber nur eingeschränkt funktionsfähig ist, kann der Fallschirm der Fallschirmrettungseinrichtung aktiviert werden, so dass der Tragschrauber am aufgespannten Fallschirm sicher zum Erdboden gleiten kann. Auch bei kritischen Situationen kann dadurch eine Absturzsicherheit erreicht werden.
-
Damit die Rotorblätter die Funktion der Fallschirmrettungseinrichtung nicht gefährden können, erstreckt sich der Rotormast bevorzugt durch die Rotorlagerung hindurch und überragt diese mit seinem oberen Mastende.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der Rotormast an einem oberen Ende einen hohlen Aufnahmeraum, innerhalb dessen die Fallschirmrettungseinrichtung untergebracht ist, mit einer Fallschirmaustrittsöffnung für den mindestens einen Fallschirm umfasst. Dadurch kann die Fallschirmrettungseinrichtung Platz sparend im Inneren des ohnehin vorhandenen Rotormastes untergebracht werden. Eine zusätzlich vorzusehende und das Fluggewicht des Tragschraubers erhöhende Aufnahmevorrichtung für die Fallschirmrettungseinrichtung ist somit in vorteilhafter Weise nicht erforderlich. Sollte das im Inneren des Rotormastes für die Fallschirmrettungseinrichtung zur Verfügung stehende Volumen nicht ausreichend sein, kann an dem die Rotorlagerung durchdringenden Ende des Rotormastes ein zusätzlicher Aufnahmekörper aufgesetzt sein, die die Fallschirmrettungseinrichtung vollständig oder zum Teil, also insbesondere ergänzend zum vom Rotormast zur Verfügung gestellten Aufnahmeraum, aufnimmt. Dies ermöglicht die Anwendung der Erfindung auch für besonders große oder mehrere Fallschirme oder für Rotormasten mit kleinem Durchmesser.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Rotorhalterung eine zentrale Öffnung umfassen, durch die sich der Rotormast hindurch erstreckt. Dadurch wird eine kompakte Bauweise erreicht, die darüber hinaus ein sicheres Auslösen des mindestens einen Fallschirms in einer Notfallsituation ermöglicht. Die Gefahr, dass sich der mindestens eine Fallschirm am Rotor und/oder an einem Teil des Rotorkopfes verfangen könnte, kann durch diese Maßnahme vorteilhaft verringert werden.
-
Um eine variable Einstellung der Lage des Rotorkopfes relativ zum Rotormast zu ermöglichen und dabei einen entsprechend großen Freiraum für die Aktivierung des mindestens einen Fallschirms der Fallschirmrettungseinrichtung zu schaffen, besteht in einer besonders bevorzugten Ausführungsform die Möglichkeit, dass der Rotorkopf kardanisch am Rotormast angebracht ist. Vorzugsweise kann der Rotorkopf einen ersten Kardanring umfassen, der in axialer Richtung von der Fallschirmaustrittsöffnung beabstandet am Rotormast angelenkt ist und um eine erste Schwenkachse schwenkbar ist. An diesem ersten Kardanring kann ein zweiter Kardanring angelenkt sein, der um eine zweite Schwenkachse, die orthogonal zur ersten Schwenkachse orientiert ist, schwenkbar ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein Verschwenken des Rotorkopfes um die beiden orthogonal zueinander orientierten Schwenkachsen in Längs- und in Querrichtung ermöglicht.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die zentrale Öffnung der Rotorhalterung derart geformt ist, dass sie die Fallschirmaustrittsöffnung unabhängig von der Winkelstellung der Rotorhalterung und/oder des Rotorkopfs freigeben kann. Dadurch wird erreicht, dass der mindestens eine Fallschirm der Fallschirmrettungseinrichtung in einer Notfallsituation stets sicher ausgelöst werden kann. Die zentrale Öffnung der Rotorhalterung kann in vorteilhafter Weise länglich oval, insbesondere elliptisch, geformt sein.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die zentralen Ringöffnungen der Kardanringe länglich oval, insbesondere elliptisch, geformt sind. Dadurch kann ebenfalls ein sicheres Auslösen des mindestens einen Fallschirms der Fallschirmrettungseinrichtung bei gleichzeitig großem Freiraum für das Verschwenken des Rotorkopfes sichergestellt werden.
-
Die Fallschirmrettungseinrichtung kann bei Auftreten einer Gefahrensituation insbesondere manuell durch einen entsprechenden Bedieneingriff seitens des Piloten aktiviert werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Tragschrauber Mittel zum automatischen Aktivieren der Auslösemittel umfasst. In einer Notfallsituation kann die Fallschirmrettungseinrichtung – beispielsweise von einer zentralen Steuerungseinrichtung des Tragschraubers – aktiviert werden.
-
Um eine zuverlässige Aktivierung der Fallschirmrettungseinrichtung und damit ein zuverlässiges und sicheres Auslösen des mindestens einen Fallschirms zu ermöglichen, können die Auslösemittel als Gasgeneratoren ausgebildet sein. In Frage kommen neben aus dem Automobilbau bekannten Airbagauslöseeinrichtungen insbesondere im Rotormast oder in dem den Rotormast erweiternden Aufnahmekörper vorgesehene Sprengsätze oder Gasdruckpatronen, die den Fallschirm aus seiner Aufnahme heraus und insbesondere nach oben vom Fluggerät weg katapultieren.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
-
1 eine Seitenansicht eines Tragschraubers, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, mit aktivierter Fallschirmrettungseinrichtung;
-
2 eine Seitenansicht eines Rotormastes des Tragschraubers mit einem kardanisch daran angebrachten Rotorkopf;
-
3 eine perspektivische Ansicht des Rotormastes mit dem Rotorkopf;
-
4 eine Draufsicht auf den Rotormast mit dem Rotorkopf, wobei ein Teil des Grundkörpers des Rotorkopfes weggelassen wurde;
-
5 eine weitere Möglichkeit der Unterbringung der Fallschirmrettungseinrichtung am Rotormast,
-
6 die Abfolge, wie ein Fallschirm mit zusammen mit einer Umhüllung aus der Fallschirmaufnahme herausgetrieben wird.
-
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Tragschrauber 1 (Gyrokopter), der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, eine Trägerstruktur 2 mit einer geschlossenen Kabine 20, einem Fahrwerk 21 an einer Unterseite der Trägerstruktur 2 sowie einem Rotormast 3, an dem ein Rotorkopf 4 mit einem Rotor 5 angebracht ist. In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, die Trägerstruktur 2 ohne Kabine 20 oder mit einer offenen Kabine 20 auszuführen. Das Fahrwerk 21 ist in der Regel starr ausgeführt, wenngleich ein bedarfsweise ein- und ausfahrbar ausgebildetes Fahrwerk 21 prinzipiell auch möglich ist.
-
Der sich nach oben von der Kabine 20 weg erstreckende Rotormast 3 ist zylindrisch geformt und zumindest im Bereich eines oberen, freien Endes hohl ausgebildet. In der Nähe des oberen Endes ist der Rotorkopf 4 angeordnet, dessen Aufbau weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Am Rotorkopf 4 ist der Rotor 5, der in diesem Ausführungsbeispiel zwei Rotorblätter 50, 51 aufweist, angebracht. Prinzipiell ist es auch möglich, dass der Tragschrauber 1 einen Rotor 5 mit mehr als zwei Rotorblättern 50, 51 aufweist.
-
Heckseitig ist an einem hinteren Ende der Kabine 20 eine Propellervorrichtung 6 angebracht, mittels derer der Tragschrauber 1 angetrieben werden kann. Die Propellervorrichtung 6 wird vorzugsweise von einem Kolbenmotor angetrieben. Ferner weist der Tragschrauber 1 ein Heckleitwerk 8 mit einem Seitenruder 9 auf, das – in Längsrichtung betrachtet – hinter der Propellervorrichtung 6 angeordnet ist. Darüber hinaus weist der Tragschrauber 1 zwei seitliche Tragflächen 10 auf, die beidseitig links und rechts an der Trägerstruktur 2 angebracht sind. Es ist grundsätzlich auch möglich, den Tragschrauber 1 ohne die beiden Tragflächen 10 auszuführen.
-
Anders als bei einem herkömmlichen Helikopter erfolgt bei dem Tragschrauber 1 der Antrieb des Rotors 5 nicht zwingend mittels einer dafür vorgesehenen Antriebsvorrichtung. Vielmehr erzeugt die Propellervorrichtung 6 während des Betriebs des Tragschraubers 1 einen Vortrieb. Der Rotor 5 des Tragschraubers 1 wird dann auf Grund des Fahrtwindes in Rotation versetzt. Dieses Verhalten des Rotors 5 wird auch als Autorotation bezeichnet. Der sich auf Grund der Autorotation drehende Rotor 5 erzeugt bei nach hinten geneigter Rotorfläche einen Auftrieb. Wegen der Autorotation des Rotors 5 ist ein Ausfall der Propellervorrichtung 6 in den allermeisten Fällen unkritisch, da sich der Rotor 5 auf Grund des Luftstroms weiterdrehen kann. Ein Defekt beziehungsweise vollständiger Ausfall des Rotors 5 führt allerdings zu kritischen Flugzuständen, die von einem Piloten nur sehr schwer, unter Umständen sogar überhaupt nicht beherrscht werden können, so dass es unter Umständen zu einem Absturz des Tragschraubers 1 kommen kann.
-
Um diesem Problem abzuhelfen, weist der Tragschrauber 1 eine Fallschirmrettungseinrichtung 7 mit einem in einer Notfallsituation aktivierbaren Fallschirm 70 auf. Die Fallschirmrettungseinrichtung 7 ist im Nichtverwendungszustand in einem Aufnahmeraum 31 im oberen hohlen Ende des Rotormastes 3 untergebracht. Die Fallschirmrettungseinrichtung 7 umfasst als Auslösemittel pyrotechnische Mittel, die so ausgebildet sind, dass sie bei Auftreten einer Notfallsituation gezündet werden können und den Fallschirm 70 auslösen, so dass dieser aus der Fallschirmaustrittsöffnung 30 am oberen Ende des Rotormastes 3 heraustreten und sich – wie in 1 dargestellt – aufspannen kann. Mit aktiviertem Fallschirm 70 kann der Tragschrauber 1 dann sicher zum Erdboden gleiten.
-
Die Aktivierung der Fallschirmrettungseinrichtung 7 kann durch den Piloten über ein geeignetes, insbesondere manuell betätigbares Aktivierungsmittel (zum Beispiel über einen Aktivierungshebel oder Aktivierungsschalter) vorgenommen werden. Es besteht alternativ oder zusätzlich auch die Möglichkeit, dass die Fallschirmrettungseinrichtung 7 an eine zentrale Steuerungseinrichtung des Tragschraubers 1 angeschlossen ist, die so ausgebildet ist, dass sie die pyrotechnischen Mittel der Fallschirmrettungseinrichtung 7 zur Aktivierung des Fallschirms 70 in einer Notfallsituation automatisch auslösen kann. Optional können zusätzliche pyrotechnische Mittel vorgesehen sein, mittels derer die Rotorblätter 50, 51 in einer Notfallsituation vom Rotorkopf 4 weggesprengt werden können, bevor die Fallschirmrettungseinrichtung 7 ihrerseits aktiviert wird.
-
Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 soll nachfolgend der konstruktive Aufbau des Rotorkopfs 4 näher erläutert werden, der für eine Verwendung bei einer im Aufnahmeraum 31 des Rotormastes 3 untergebrachten Fallschirmrettungseinrichtung 7 ausgebildet ist. Der Rotorkopf 4 muss so ausgeführt sein, dass er eine ungehinderte Aktivierung des Fallschirms 70 der Fallschirmrettungseinrichtung 7 ermöglicht und umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Grundkörper 400 mit zwei Rotorschlaggelenkmitteln 410, 411, an denen eine Rotorhalterung 420 mit zwei um 180° zueinander versetzten Rotoraufnahmen 421, 422 schwenkbar gelagert ist. In jeder dieser beiden Rotoraufnahmen 421, 422 kann ein Rotorblatt 50, 51 befestigt werden.
-
Die beiden Rotorschlaggelenkmittel 410, 411 bilden eine Schwenkachse, die ein Verschwenken der Rotorhalterung 420 und damit auch des Rotors 5 mit seinen beiden Rotorblättern 50, 51 in vertikaler Richtung ermöglicht. Bei der Autorotation des Rotors 5 bewegt sich das in Drehrichtung und in Bezug auf die Anströmrichtung des Windes vorauseilende Rotorblatt 50, 51 bezüglich der Rotationsebene des Rotors 5 kurzzeitig nach oben aus der Rotationsebene heraus, wohingegen sich das diesbezüglich nacheilende Rotorblatt 50, 51 kurzzeitig nach unten aus der Rotationsebene heraus bewegt. Die Rotorschlaggelenkmittel 410, 411, die den Rotorblättern 50, 51 des Rotors 5 ihre Beweglichkeit in vertikaler Richtung ermöglichen, gleichen die dabei auftretenden Kräfte aus. Jedem der beiden Rotorblätter 50, 51 ist ein Puffermittel 10, 11 zugeordnet, welches dazu ausgebildet ist, eine Schwenkbewegung des Rotors 5 um die durch die beiden Rotorschlaggelenkmittel 410, 411 gebildete Schwenkachse in Richtung des Grundkörpers 400 zu begrenzen und dadurch zu verhindern, dass die Rotorblätter 50, 51 bei einem Kontakt mit dem Grundkörper 400 beschädigt werden. Die Puffermittel 10, 11 sind zu diesem Zweck aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere aus Gummi, hergestellt und sind jeweils in einem, dem betreffenden Rotorblatt 50, 51 zugewandten Abschnitt des Grundkörpers 400 angebracht. Von oben betrachtet sind die beiden Puffermittel 10, 11 in Umfangsrichtung einander gegenüberliegend zwischen den beiden Rotorschlaggelenkmitteln 410, 411 angeordnet. Typischerweise ermöglichen die Rotorschlaggelenkmittel 410, 411 ein Verschwenken der Rotorhalterung 420 um etwa ± 8°. Sowohl der Grundkörper 400 als auch die Rotorhalterung 420 weisen jeweils eine zentrale Öffnung 401, 423 auf, durch die der Rotormast 3 bei der Montage hindurchgeführt wird, bevor er am Rotormast 3 befestigt wird.
-
Der Rotorkopf 4 des Tragschraubers 4, der den Grundkörper 400 mit der Rotorhalterung 420 umfasst, ist kardanisch mit dem Rotormast 3 gekoppelt. Wie insbesondere in 4 zu erkennen, ist zu diesem Zweck ein erster Kardanring 8 vorgesehen, der mit Hilfe eines Paars erster Kardangelenkmittel 80, 81, die um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, schwenkbar am Rotormast 3 angelenkt ist. Der erste Kardanring 8 weist eine länglich oval geformte (vorzugsweise elliptische) Ringöffnung 82 auf, die in einer Verbindungslinie zwischen den beiden Kardangelenkmitteln 80, 81 einen kleineren Durchmesser aufweist als orthogonal dazu. Ein zweiter Kardanring 9, der ebenfalls eine länglich oval geformte (vorzugsweise elliptische) Ringöffnung 92 aufweist, ist mittels eines Paars zweiter Kardangelenkmittel 90, 91, die um 180° zueinander versetzt angeordnet sind, schwenkbar am ersten Kardanring 8 angelenkt. Die länglich oval geformte Ringöffnung 92 des zweiten Kardanrings 90 weist in einer Verbindungslinie zwischen den zweiten Kardangelenkmitteln 90, 91 ebenfalls einen kleineren Durchmesser auf als orthogonal dazu. Die ersten Kardangelenkmittel 80, 81 bilden somit eine erste Schwenkachse, die orthogonal zu einer zweiten Schwenkachse, die durch die zweiten Kardangelenkmittel 90, 91 gebildet wird, orientiert ist. Mittels der ersten und der zweiten Schwenkachse kann der Rotorkopf 4 vom Piloten des Tragschraubers 1 über mit dem Rotorkopf gekoppelte Lenkgestänge 12 – der Flugsituation entsprechend – in Längsrichtung und in Querrichtung verschwenkt werden.
-
Die zentrale Öffnung 423 der Rotorhalterung 420 ist derart geformt, dass sie sich sowohl bei maximaler Winkelauslenkung der Rotorhalterung 420, als auch bei maximaler Winkelauslenkung des Rotorkopfs 4 nicht über die Fallschirmaustrittsöffnung 30 am oberen Ende des Rotormastes 3 hinaus erstrecken kann. Dadurch wird erreicht, dass sich der Fallschirm 70 der Fallschirmrettungseinrichtung 7 nach der Aktivierung ungehindert öffnen und aufspannen kann. Vorliegend ist die zentrale Öffnung 423 der Rotorhalterung 420 länglich oval (vorzugsweise im Wesentlichen elliptisch) geformt und zwischen den beiden Rotorschlaggelenkmitteln 410, 411 schmaler als zwischen den um 180° zueinander versetzten Rotoraufnahmen 421, 422. Zur drehbaren Lagerung des Grundkörpers 400 mit der daran angebrachten Rotorhalterung 420 ist in diesem Ausführungsbeispiel am Grundkörper 400 ein Ringlagermittel 430 vorgesehen, welches so ausgebildet ist, dass der Grundkörper 400 relativ zu dem kardanisch aufgehängten Teil des Rotorkopfes 4 rotieren kann. Andere konstruktive Ausgestaltungen, die im Ergebnis eine Drehung des Rotors 5 bewirken können, sind ebenfalls möglich.
-
Wie in 4 zu erkennen, weist der Tragschrauber 1 in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich einen motorisch antreibbaren, drehbar gelagerten Prerotator 13 auf, der entlang seines Außenumfangs gezähnt ausgebildet ist. Die Zähne 130 des Prerotators 13 können in damit korrespondierende Zähne 402, die entlang des Außenumfangs des Ringlagermittels 430 ausgebildet sind, eingreifen und diese kämmen. Dadurch kann der Rotor 5 des Tragschraubers 1 zusätzlich in Rotation versetzt werden. Andere Kopplungsmittel für die mechanische Kopplung des Prerotators 13 mit dem Grundkörper 400 sind ebenfalls möglich. Beispielhaft soll in diesem Zusammenhang die Kopplung über einen Riemen, eine Kette oder dergleichen genannt werden. Ein derartiger motorisch angetriebener Prerotator 13 muss bei dem Tragschrauber 1 nicht zwingend vorhanden sein, sondern ist optional.
-
5 zeigt eine alternative oder ergänzende Ausgestaltung zu der in 1 dargestellten Ausgestaltung. Sollte das im Inneren des Rotormastes für die Fallschirmrettungseinrichtung zur Verfügung stehende Volumen nicht dafür ausreichend sein, die Fallschirmrettungseinrichtung vollständig aufzunehmen, etwa weil aus konstruktiven Gesichtspunkten ein eher kleiner Rotormastdurchmesser bevorzugt wird, kann an dem die Rotorlagerung durchdringenden Ende des Rotormastes ein zusätzlicher Aufnahmekörper 33 aufgesetzt sein, der die Fallschirmrettungseinrichtung vollständig oder zum Teil, also insbesondere ergänzend zum vom Rotormast zur Verfügung gestellten Aufnahmeraum, aufnimmt. Der Aufnahmekörper ist bevorzugt lösbar am nicht rotierenden Rotormast befestigt. Das innere des Rotormastes und das innere des Aufnahmekörpers 33 sind bevorzugt durch eine am Boden des Aufnahmekörpers 33 vorgesehene Öffnung (nicht gezeigt) miteinander verbunden, so dass die Fallschirmrettungseinrichtung sich sowohl im Rotormast als auch im Aufnahmekörper 33 befinden kann. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Auslösemittel im Rotormast und der Fallschirm in dem Aufnahmekörper 33 untergebracht sind. In diesem Fall wäre es möglich, den Aufnahmekörper 33 als Einwegaufnahmekörper auszubilden, der von den im und/oder am Rotormast vorgesehen im Bedarfsfall abgesprengt werden kann und dann verloren ginge. Lediglich die Fallschirmleinen müssten sicher mit dem Rotormast über geeignet belastbare Mittel verbunden sein. Der Aufnahmekörper selbst könnte als einfaches, wenig belastbares Bauteil, zum Beispiel von einem Kunststoffkörper ausgebildet sein, der leicht wäre und mit geringem Aufwand auf den Rotormast aufgesteckt werden könnte. Dies würde die Wartung sowohl der Rotorlagerung als auch des Fallschirms erleichtern.
-
6 verdeutlicht schematisch die Abfolge, wie ein Fallschirm 70 mit zusammen mit einer Umhüllung 101 aus der runden Fallschirmaufnahme 102, die von einem oberen Teil des Rotormastes selbst oder von dem in 5 gezeigten Aufnahmekörper gebildet sein kann, herauskatapultiert wird. Die Umhüllung ist als außen runde, sich zum Kopfende hin verjüngende Hartkapsel aus einem struktursteifen, insbesondere faserverstärkten Kunststoff, aus Leichtmetall oder einem Materialverbund aus diesen Materialien. Die äußeren Maße der Hartkapsel sind an den jeweiligen Anwendungsfall, insbesondere an den Durchmesser der Fallschirmaufnahme und deren Höhe anzupassen.
-
Vor dem Auslösen der Fallschirmrettungseinrichtung (6a) sitzt die Hartkapsel in der Fallschirmaufnahme oberhalb eines Gasgenerators 106. Durch Auslösen des Gasgenerators 106 wird die Umhüllung samt Fallschirm und Fallschirmleinen mittels des Gasdrucks aus der Fallschirmaufnahme herausgetrieben (6b). Durch die Bewegung und die sich straffenden Halteleinen 105 und Fallschirmleinen sowie unterstützt durch die sich radial öffnende Umhüllung gleitet der Fallschirm nach unten aus der Umhüllung heraus und kann sich schließlich vollständig öffnen (6c).
-
Die Umhüllung 101 ist in Längsrichtung, also im Wesentlichen parallel zu ihrer Mittelachse M, hälftig segmentiert und weist zwei halbrunde, nach oben schmal zulaufende Halbschalensegmente 101‘ und 101‘‘ auf, die sich an den einander zugewandten Rändern überlappen, wobei in 6a beispielhaft das rechte Schalensegment 101‘ das linke Schalensegment 101‘‘ randseitig übergreift.
-
Die beiden Schalensegmente 101‘, 101‘‘ sind bevorzugt vollflächig, können aber auch mit Öffnungen versehen oder gar gitterförmig ausgebildet sein, solange die mit der Innenwandung der Fallschirmaufnahme 102 in Kontakt kommende Außenfläche der Umhüllung 101 einen ausreichenden Schutz des in der Umhüllung platzierten Fallschirms gewährleistet.
-
Am Kopfende der Umhüllung 102 ist ein Verbindungsglied 103 in Form eines Scharniers angeordnet, dass, wie 6c verdeutlicht, ermöglicht, dass sich die beiden Schalensegmente 101‘ und 101‘‘ voneinander separieren können, um den Fallschirm freizugeben.
-
Am Fußende der Umhüllung 101 ist eine Sicherung 104 in Form eines Sicherungsstifts vorgesehen, der über einen Rückhaltering 108 mit den Halteleinen 105 verbunden ist. Innerhalb der Fallschirmaufnahme und unterhalb der Umhüllung 101 ist ein Gasgenerator 106 angeordnet, der bei Auslösen der Rettungseinrichtung das Volumen unterhalb der Umhüllung 101 schlagartig unter Druck setzt, wodurch die Umhüllung mit dem Fallschirm nach oben aus der Fallschirmaufnahme herausgetrieben wird.
-
Wird der Fallschirm mit der Umhüllung 101 aus der Fallschirmaufnahme herausgetrieben, entfernt sich die Umhüllung 101 von der Fallschirmaufnahme und damit vom Tragschrauber. Der über den Rückhaltering 108 mit den Halteleinen verbundene Sicherungsstift wird in Folge dieser Bewegung aus der Umhüllung herausgerissen oder anderweitig aus der Sicherung gelöst (Vorgang in den Figuren nicht gezeigt), ein sich Öffnen der Umhüllung ist ermöglicht.
-
Außenseitig an der Fallschirmaufnahme, insbesondere also außenseitig am Rotormast, können Leinenspeicher 107 vorgesehen sein, die in 6 beispielhaft von Rollen gebildet sind, auf die die zweit Halteleinen aufgewickelt sind. Derartige Leinenspeicher sind nur dann vonnöten, wenn der Raum unterhalb der Umhüllung nicht ausreicht, die Halteleinen aufzunehmen. Reicht dieser Raum hingegen zur Aufnahme der Halteleinen aus, so können diese selbstverständlich auch innenseitig in der Fallschirmaufnahme verankert sein.
-
Die Halteleinen 105 werden durch Öffnungen in der Wandung der Fallschirmaufnahme geführt, die gleichzeitig auch als Druckentlastungsöffnungen dienen können, um den Gasdruckanstieg abzumildern und die Umhüllung mit dem darin angeordneten Fallschirm und Fallschirmleinen nicht zu stark zu belasten.
-
In 6c ist erkennbar, dass die Umhüllung sich nach unten hin vollständig öffnen kann. Durch dieses Aufklappen ist eine sichere Entfaltung des Fallschirms gewährleistet. Eine mit dem Fallschirm oder dem Tragschrauber verbundene Leine 110 kann sicherstellen, dass die Umhüllung nicht verloren geht und gegebenenfalls wiederverwendet werden kann.
