-
Die Erfindung betrifft zuvorderst ein Tragflächenflugzeug, nämlich ein Tragflächenflugzeug mit einer Rumpfsektion und einem ersten und einem zweiten Tragflächenabschnitt beidseitig der Rumpfsektion, sowie mit einer Antriebseinheit, welche zumindest einen Elektromotor und eine mittels des Elektromotors angetriebene Luftschaufeleinheit, also zum Beispiel einen Propeller oder ein Turbinenrad, umfasst. Im Weiteren betrifft die Erfindung auch eine besondere Verwendung eines sogenannten Doppelspulenaktormotors. Im Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines Tragflächenflugzeugs.
-
Ein Tragflächenflugzeug umfasst zumindest eine Tragfläche oberhalb einer Rumpfsektion (Hochdecker), wobei sich die Tragfläche symmetrisch auf beiden Seiten der Rumpfsektion erstreckt. Bei als Mitteldecker oder Tiefdecker bezeichneten Bauformen eines Tragflächenflugzeugs werden die Tragflächen bereits optisch üblicherweise als zwei einzelne Tragflächen auf beiden Seiten der Rumpfsektion wahrgenommen. Des Weiteren ist auch eine als Nurflügler bezeichnete Bauform eines Tragflächenflugzeugs bekannt, bei welcher die Rumpfsektion aerodynamisch in die Tragfläche integriert ist und insofern – ohne eine prominente Rumpfsektion, die als funktionale Trennstelle zweier Tragflächen wahrgenommen werden könnte – eher von einer einzelnen Tragfläche zu sprechen wäre, was sich auch bereits in der Bezeichnung der Bauform niederschlägt. Die hier vorgeschlagene Neuerung kommt für alle diese Bauformen in Betracht und soweit die Notwendigkeit besteht, sich bei der weiteren Beschreibung auf die jeweilige Tragfläche oder die jeweiligen Tragflächen zu beziehen, wird im Interesse einer besseren Lesbarkeit und zur Vermeidung von Unsicherheiten bei der Benennung im Folgenden von Tragflächenabschnitten gesprochen, wobei sich beidseitig eines Rumpfabschnitts des Tragflächenflugzeugs jeweils ein Tragflächenabschnitt erstreckt. Dies gilt für einen Hochdecker, aber auch für Mittel- und Tiefdecker. Bei einem Nurflügler wird ein Bereich um dessen Symmetrie- oder Rollachse als Rumpfabschnitt aufgefasst. Ausgehend davon erstreckt sich beidseitig jeweils ein Tragflächenabschnitt des Nurflüglers.
-
Ein Tragflächenflugzeug der eingangs genannten Art mit einer mittels eines Elektromotors angetriebenen Antriebseinheit ist bekannt.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Tragflächenflugzeug mit einer neuartigen und besonders effizienten Antriebseinheit sowie einer besonders günstigen Anordnung einer solchen Antriebseinheit anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Tragflächenflugzeugs, welches eine Rumpfsektion und einen ersten und einen zweiten Tragflächenabschnitt beidseitig der Rumpfsektion umfasst, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem derartigen Tragflächenflugzeug vorgesehen, dass unterhalb und/oder oberhalb des ersten und des zweiten Tragflächenabschnitts jeweils zumindest eine Antriebseinheit angeordnet ist, dass die Antriebseinheit zumindest einen Elektromotor und eine mittels des Elektromotors angetriebene Luftschaufeleinheit, also zum Beispiel einen Propeller oder ein Turbinenrad, umfasst und dass es sich bei dem Elektromotor um einen Elektromotor in Form eines Doppelspulenaktormotors handelt.
-
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es sich bei dem Doppelspulenaktormotor um einen Elektromotor handelt, der sich aufgrund seines vergleichsweise geringen Gewichts und seines guten Wirkungsgrads hervorragend für die Verwendung in einer für ein Tragflächenflugzeug bestimmten Antriebseinheit eignet.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
-
Bei einer Ausführungsform des Tragflächenflugzeugs ist jeweils zumindest eine Antriebseinheit in jeweils einem dem ersten Tragflächenabschnitt und dem zweiten Tragflächenabschnitt zugeordneten Gehäuse platziert. Das Gehäuse kann sich jeweils auf einer Unterseite des ersten und des zweiten Tragflächenabschnitts befinden, zum Beispiel indem es in die Unterseite des jeweiligen Tragflächenprofils integriert ist. Das Gehäuse kann sich auch oberhalb des jeweiligen Tragflächenprofils befinden.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform des Tragflächenflugzeugs sind in dem Gehäuse jeweils zwei Antriebseinheiten in Strömungsrichtung des resultierenden Luftstroms hintereinander angeordnet. Die Querschnitte der hintereinander angeordneten Antriebseinheiten nehmen dabei in Strömungsrichtung ab. Auf diese Weise wird der mittels der Luftschaufeleinheit erzeugte Volumenstrom erhöht. Bei einer optionalen Ergänzung dieser Ausführungsform wird mit jeder einer Antriebseinheit nachfolgenden Antriebseinheit eine zusätzliche Verdichtung des Volumenstroms erreicht, indem die Antriebseinheiten mit in Strömungsrichtung jeweils zunehmenden Drehzahlen betrieben werden. Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Tragflächenflugzeugs mit in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Antriebseinheiten wird demnach bei jeweils zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Antriebseinheiten, die zur Unterscheidung als vorangehende Antriebseinheit und nachfolgende Antriebseinheit bezeichnet werden, die nachfolgende Antriebseinheit mit einer im Vergleich zu der vorangehenden Antriebseinheit höheren Drehzahl betrieben.
-
Bei einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform des Tragflächenflugzeugs sind in dem Gehäuse zumindest zwei Antriebseinheiten quer zur Strömungsrichtung des resultierenden Luftstroms nebeneinander angeordnet. Durch nebeneinander angeordnete Antriebseinheiten ergibt sich gewissermaßen eine Parallelschaltung mit einer entsprechend der Anzahl der parallel geschalteten Antriebseinheiten erreichten Verdoppelung, Verdreifachung usw. des im Betrieb generierten Luftvolumenstroms und damit der Antriebsleistung. Eine Anordnung zweier oder mehrerer Antriebseinheiten nebeneinander wird aufgrund des zum Antrieb genutzten Doppelspulenaktormotors erleichtert, denn aufgrund eines vergleichsweise flachen Ständers können viele Motoren, zum Beispiel zehn Doppelspulenaktormotoren und bis zu einhundert Doppelspulenaktormotoren, mit einem Durchmesser von zum Beispiel jeweils 10–20 cm nebeneinander angeordnet werden. Die Antriebseinheiten können demnach über die gesamte Länge oder zumindest im Wesentlichen die gesamte Länge des jeweiligen Tragflächenabschnitts verteilt werden. Eine konkrete Anzahl der Doppelspulenaktormotoren (zum Beispiel zehn bis einhundert oder mehr) ergibt sich dabei zum Beispiel je nach Anwendungsfall und je nach der nutzbaren Länge der Tragflächenabschnitte.
-
Bei einer optionalen Ergänzung dieser Ausführungsform sind die in Strömungsrichtung nebeneinander angeordneten Antriebseinheiten innerhalb des Gehäuses mittels einer Trennfläche voneinander getrennt. Auf diese Weise wird vermieden, dass zwischen jeweils zwei Antriebseinheiten und deren Luftschaufeleinheiten Luftwirbel entstehen, die den generierten Volumenstrom stören.
-
Bei einer optionalen Variante dieser Ausführungsform sind die in Strömungsrichtung nebeneinander angeordneten Antriebseinheiten innerhalb des Gehäuses jeweils in einem Rohr oder dergleichen angeordnet, wobei dieses als Trennfläche zu einer benachbarten Antriebseinheit fungiert. Mit dem die Antriebseinheit, zumindest dessen Luftschaufeleinheit, umgebenden Rohr wird diese zu einem sogenannten Impeller mit den damit verbundenen Vorteilen, wie einer Senkung des induzierten Luftwiderstandes an den radial ausgerichteten Blättern der Luftschaufeleinheit, einer Erhöhung des Wirkungsgrads der Luftschaufeleinheit und einer axial zur Drehachse der Luftschaufeleinheit gerichteten Luftströmung. Der Doppelspulenaktormotor kann jeweils außerhalb des Rohrs und der Kreisform des Rohrs folgend angeordnet sein.
-
Bei einer Verwendung solcher Rohre besteht eine weitere Ausführungsform in einer Bündelung mehrerer Rohre. Bei einer solchen Bündelung werden von den bei einer im Betrieb resultierenden Luftströmung als Auslass der Luftströmung fungierenden Enden der Rohre mehrere zusammengeführt, so dass sich ein gemeinsames Endstück ergibt. Aus dem so gebildeten Endstück tritt die kombinierte Luftströmung der von der Zusammenfassung/Bündelung erfassten Antriebseinheiten aus. Die Bündelung erlaubt eine Generierung hoher Volumenströme und ermöglicht deren bedarfsgemäße Ausrichtung durch eine entsprechende Geometrie und/oder Justierung, ggf. eine verstellbare Justierung, des Endstücks.
-
Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Tragflächenflugzeugs mit jeweils zumindest einer Antriebseinheit unterhalb und/oder oberhalb des ersten und des zweiten Tragflächenabschnitts wird beim Kurvenfliegen, wenn also einer der Tragflächenabschnitte zum kurvenäußeren Tragflächenabschnitt und der andere Tragflächenabschnitt zum kurveninneren Tragflächenabschnitt wird, durch eine Vorgabe unterschiedlicher Drehzahlen für die oder jede Antriebseinheit jedes Tragflächenabschnitts eine Steuerfunktion des Tragflächenflugzeugs unterstützt. Dabei wird der oder jeder Antriebseinheit des kurvenäußeren Tragflächenabschnitts eine relativ erhöhte Drehzahl und der oder jeder Antriebseinheit des kurveninneren Tragflächenabschnitts eine relativ reduzierte Drehzahl vorgegeben. Die Formulierungen „relativ erhöht“ und „relativ reduziert“ beziehen sich dabei auf die Drehzahl der korrespondierenden Antriebseinheit auf dem jeweils anderen Tragflächenabschnitt. Wenn eine Vielzahl von über die gesamte Länge oder zumindest im Wesentlichen die gesamte Länge des jeweiligen Tragflächenabschnitts verteilte Antriebseinheiten verwendet werden, kann diese Drehzahlvorgabe auch feingranular bezogen auf die einzelnen Antriebseinheiten jedes Tragflächenabschnitts erfolgen, etwa derart, dass die äußere Antriebseinheit des kurvenäußeren Tragflächenabschnitts mit der höchsten Drehzahl betrieben wird und die Drehzahlen bis zur äußeren Antriebseinheit des kurveninneren Tragflächenabschnitts abnehmen, zum Beispiel gemäß einer vorgegebenen oder vorgebbaren mathematischen Funktion, also zum Beispiel linear, quadratisch und so weiter, abnehmen.
-
Der Vorteil der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen resultiert vor allem aus den Vorteilen des Doppelspulenaktormotors. Der Doppelspulenaktormotor ist ein eisenloser Motor und zeichnet sich damit durch eine vergleichsweise geringe Gesamtmasse aus. Eine damit im Vergleich zu einer Verwendung eines Elektromotors anderer Bauart mögliche Massenreduktion ermöglicht eine deutliche Einsparung von Treibstoff und führt damit zu entsprechenden Kostenvorteilen beim Betreiber des jeweiligen Tragflächenflugzeugs. Die für eine eisenlose Maschine hohe Flussverkettung des Doppelspulenaktormotors führt zu einer optimalen Ausnutzung des Ständerstroms. Des Weiteren hat der Doppelspulenaktormotor im Vergleich zu anderen Elektromotoren keine Eisenverluste.
-
Darüber hinaus zeichnet sich der Doppelspulenaktormotor durch einen sehr guten Wirkungsgrad bei Volllast und bei Teillast sowie im gesamten Drehzahlbereich aus. Dieser gute Wirkungsgrad gilt demgemäß für jede zum Vortrieb des Tragflächenflugzeugs vorgesehene Antriebseinheit mit zumindest einem Doppelspulenaktormotor.
-
Weitere Vorteile des hier vorgeschlagenen Ansatzes ergeben sich bei einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Antriebseinheiten in Form einer über eine bestimmte Länge der Tragflächenabschnitte, zum Beispiel im Wesentlichen die gesamte Länge der Tragflächenabschnitte, verteilten Antriebsleistung. Dies führt zu einer besseren Gewichtsverteilung und weil jeder Doppelspulenaktormotor jeder Antriebseinheit einzeln gekühlt werden kann, auch zu einer insgesamt besseren Kühlung.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Es zeigen
-
1 ein Tragflächenflugzeug in einer Ansicht von vorn,
-
2 eine Seitenansicht eines Tragflächenabschnitts eines Tragflächenflugzeugs,
-
3 einen Querschnitt des Tragflächenabschnitts gemäß 2,
-
4 eine Ansicht des Tragflächenabschnitts gemäß 2 von vorn,
-
5 eine Antriebseinheit für ein Tragflächenflugzeug und
-
6 ein Tragflächenflugzeug mit mit unterschiedlichen Drehzahlen betriebenen Antriebseinheiten.
-
Die Darstellung in 1 zeigt am Beispiel eines Düsenflugzeugs ein Tragflächenflugzeug 10, das in an sich bekannter Art und Weise beidseitig einer Rumpfsektion 12 jeweils einen Tragflächenabschnitt 14, 16 – erster Tragflächenabschnitt 14, zweiter Tragflächenabschnitt 16 – aufweist. Gezeigt ist ebenfalls ein übliches Heckleitwerk mit einem davon umfassten Seitenleitwerk 18 sowie einem Höhenleitwerk 20, 22. Bei dem gezeigten Tragflächenflugzeug 10 befindet sich jeweils ein als Antriebseinheit 24 fungierendes Düsentriebwerk an jedem Tragflächenabschnitt 14, 16. Grundsätzlich kommen auch die beiden Abschnitte des Höhenleitwerks 20, 22 zur Anbringung einer solchen Antriebseinheit 24 in Betracht. Die Abschnitte des Höhenleitwerks 20, 22 können als hintere Tragflächenabschnitte aufgefasst werden. Die nachfolgende Beschreibung wird im Interesse einer besseren Lesbarkeit am Beispiel von an den bereits erwähnten (vorderen) Tragflächenabschnitten 14, 16 angebrachten oder diesen zugeordneten Antriebseinheiten 24 fortgesetzt. Die Abschnitte des Höhenleitwerks 20, 22 sind dabei als weitere Tragflächenabschnitte stets mitzulesen.
-
Die Darstellung in 2 zeigt eine schematisch vereinfachte Seitenansicht eines Tragflächenabschnitts 14, 16 bei einer Blickrichtung quer zu einer hier nicht gezeigten Rumpfsektion 12 (1). Unterhalb des hier nur in Form eines schematisch vereinfachten Tragflächenprofils 26 gezeigten Tragflächenabschnitts 14, 16 umfasst dieser ein Gehäuse 28. Das Tragflächenprofil 26 beginnt – bei einer Betrachtung in Richtung der sich beim Flug ergebenden Luftströmung – mit der sogenannten Tragflächennase 30. Ausgehend von der Tragflächennase 30 nimmt die Profildicke des Tragflächenprofils 26 zunächst zu und verjüngt sich ab einem Punkt maximaler Profildicke kontinuierlich bis zur Profilhinterkante 32.
-
Die Darstellung in 3 zeigt – aus derselben Perspektive wie die Darstellung in 2 – einen ebenfalls schematisch vereinfachten Schnitt durch einen Tragflächenabschnitt 14, 16 gemäß 1. Erkennbar befinden sich in dem hier noch in Form von dessen Randlinie erkennbaren Gehäuse 28 eine Mehrzahl – hier zwei – von in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Antriebseinheiten 24. Jede Antriebseinheit 24 umfasst zumindest einen Elektromotor 34 und jeder Elektromotor 34 treibt zumindest einen Propeller oder ein Turbinenrad an. Ein Propeller und ein Turbinenrad werden hier und im Folgenden zusammenfassend als Luftschaufeleinheit 36 bezeichnet.
-
Die Darstellung in 4 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Tragflächenabschnitts 14, 16 gemäß 1 bei einer Blickrichtung längs zu einer hier nicht gezeigten Rumpfsektion 12 (1) und in Form einer Draufsicht auf die Tragflächennase 30. Gezeigt ist bei dieser Frontalansicht des Tragflächenabschnitts 14, 16, dass sich in dem in Strömungsrichtung vorne und hinten offenen Gehäuse 28 auch eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Antriebseinheiten 24 befindet. Jede Antriebseinheit 24 umfasst dabei (siehe 3) zumindest einen Elektromotor 34 und zumindest eine mittels des Elektromotors 34 angetriebene Luftschaufeleinheit 36. In der Darstellung in 4 sind die Elektromotoren 34 durch die dort in Form von Turbinenrädern gezeigten Luftschaufeleinheiten 36 verdeckt.
-
Bezogen auf die sich beim Flug des Tragflächenflugzeugs 10 ergebende Strömungsrichtung des Luftstroms sind die Antriebseinheiten 24 quer zur Strömungsrichtung nebeneinander platziert. Gemäß der Darstellung in 3 befindet sich bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform des Tragflächenflugzeugs 10 hinter jeder der in 4 gezeigten Antriebseinheiten 24 jeweils noch eine weitere Antriebseinheit 24.
-
Eine Anordnung von Antriebseinheiten 24 hintereinander, wie dies in 3 gezeigt ist, und eine Anordnung von Antriebseinheiten 24 nebeneinander, wie dies in 4 gezeigt ist, sind voneinander unabhängige Ausführungsformen. Es können sich also in einem Gehäuse 28 eine einzelne Antriebseinheit 24, zwei oder mehr hintereinander angeordnete Antriebseinheiten 24, zwei oder mehr nebeneinander angeordnete Antriebseinheiten 24 und beliebige weitere derartige Konfigurationen befinden. Daneben können sich alle einem Tragflächenabschnitt 14, 16 zugeordneten Antriebseinheiten 24 in einem gemeinsamen Gehäuse 28 oder in mehreren entlang des Tragflächenabschnitts 14, 16 angeordneten Gehäusen 28 befinden.
-
Die Elektromotoren 34 der Antriebseinheiten 24 sind als Elektromotoren 34 nach dem Prinzip des Doppelspulenaktors ausgeführt. Bei den Elektromotoren 34 handelt es sich demgemäß um Doppelspulenaktormotoren 34. Die Darstellung in 2 bis 4, speziell die Darstellung in 3, ist stark vereinfacht. Die Darstellung in 3 zeigt, dass jede Antriebseinheit 24 zwei Doppelspulenaktormotoren 34 umfasst und jeder Doppelspulenaktormotor 34 eine Luftschaufeleinheit 36 antreibt. Grundsätzlich kann jeder Doppelspulenaktormotor 34 auch mehrere Luftschaufeleinheiten 36 antreiben und jede Antriebseinheit 24 kann anstelle von zwei Doppelspulenaktormotoren 34 genauso nur einen Doppelspulenaktormotor 34 oder mehr als zwei Doppelspulenaktormotoren 34 umfassen.
-
Die Darstellung in
5 zeigt in schematisch vereinfachter Form eine Prinzipdarstellung einer hier vorgeschlagenen Antriebseinheit
24. Dabei wird eine hier als Propeller gezeigte Luftschaufeleinheit
36 mittels eines Elektromotors
34 angetrieben, der auf dem Doppelspulenaktor-Motorkonzept basiert (Doppelspulenaktormotor
34). Die Luftschaufeleinheit
36 ist von einer Mehrzahl von auf einer Kreisbahn angeordneten Permanentmagneten
38 sowie von Doppelspulen
40, welche die Permanentmagnete
38 umfassen, umgeben. Das Doppelspulenaktor-Motorkonzept ist zum Beispiel in der
EP 1 858 142 A1 beschrieben, auf die für weitere Details verwiesen wird und die, soweit das Motorkonzept und ein nach diesem Konzept realisierter Elektromotor
34 betroffen sind, hiermit vollumfänglich in die hier vorgelegte Beschreibung einbezogen wird.
-
Wie dies bei dem Doppelspulenaktor-Motorkonzept vorgesehen ist, können die radial oder tangential magnetisierten Permanentmagnete 38 durch die Doppelspulen 40 hindurchgeführt werden. Korrespondierend mit dem entgegengesetzten Wicklungssinn der beiden Seiten jeder Doppelspule 40 sind auch die Permanentmagnete 38 entgegengesetzt magnetisiert und die Nord- und Südpole eines Permanentmagneten 38 sind jeweils einem Nord- bzw. Südpol eines in Bewegungsrichtung benachbarten Permanentmagneten 38 zugewandt.
-
Die Permanentmagnete 38 sind an einer kreisförmigen Tragstruktur 42 angebracht. Diese ist relativ zu den ringförmig angeordneten Doppelspulen 40 drehbar. Die Permanentmagnete 38 mit ihrer Tragstruktur 42 und die Doppelspulen 40 bilden zusammen den Elektromotor / Doppelspulenaktormotor 34. Die radialen Enden der Luftschaufeleinheit 36 sind mit der Tragstruktur 42 drehfest verbunden. Eine Drehung aufgrund eines mittels eines Stromflusses durch die Doppelspulen 40 erzeugten wandernden Magnetfelds, einer resultierenden Bewegung der Permanentmagnete 38 und eine wiederum dadurch hervorgerufene Drehung der Tragstruktur 42 führen zu einer Drehung der Luftschaufeleinheit 36.
-
Die Luftschaufeleinheit 36 ist in einem Rohr 44 angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Rohr 44 die Innenwand eines Hohlzylinders 46. Das Rohr 44 oder der Hohlzylinder 46 fungiert als Trennfläche 48 zu benachbarten Antriebseinheiten 24. Die Trennfläche 48 vermeidet bei nebeneinander angeordneten Antriebseinheiten 24, wie dies in der Darstellung in 4 gezeigt ist, dass von einer Antriebseinheit 24 erzeugte Luftwirbel den von einer anderen Antriebseinheit 24 erzeugten Luftstrom stören.
-
Bei der gezeigten Ausführungsform mit dem Hohlzylinder 46 ist der Doppelspulenaktormotor 34 in diesem angeordnet und der Hohlzylinder 46 ist in axialer Richtung strömungsgünstig geformt (Impeller). Die Doppelspulen 40, also der Stator des Doppelspulenaktormotors 34, sind im Innern des Hohlzylinders 46 – oder anstelle eines Hohlzylinders 46 an einem die Luftschaufeleinheiten 36 umgebenden Rohr 44 – drehfest angebracht. Die Permanentmagnete 38 und die Tragstruktur 42 rotieren innerhalb des Hohlzylinders 46. Anstelle eines Hohlzylinders 46 kommen auch andere Geometrien in Betracht, solange sich ein zylindrisches Innenvolumen ergibt.
-
Die Darstellung in 6 zeigt in schematisch stark vereinfachter Form eine Ansicht eines Tragflächenflugzeugs 10 von unten. Die Darstellung des Gehäuses 28 (2 bis 4) ist aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Erkennbar ist entlang der sich beidseitig der Rumpfsektion 12 erstreckenden Tragflächenabschnitte 14, 16 eine Mehrzahl von Antriebseinheiten 24 mit Elektromotoren 34 in Form von Doppelspulenaktormotoren 34 angeordnet. Zur Verdeutlichung eines besonderen Vorteils nebeneinander angeordneter derartiger Antriebseinheiten 24 ist im unteren Bereich der Darstellung ein Graph gezeigt, der entsprechend der vertikalen und zu jeweils einer Antriebseinheit 24 weisenden Linien die Drehzahlen n der einzelnen Antriebseinheiten 24, also die Drehzahlen von deren Luftschaufeleinheiten 36, illustrieren soll. Der Graph zeigt, dass ausgehend von einer mittleren Drehzahl n* die dem in der Darstellung links gezeigten Tragflächenabschnitt 14 zugeordneten Antriebseinheiten 24 mit einer im Vergleich zu der mittleren Drehzahl n* höheren Drehzahl betrieben werden und dass die dem in der Darstellung rechts gezeigten Tragflächenabschnitt 16 zugeordneten Antriebseinheiten 24 mit einer im Vergleich zu der mittleren Drehzahl n* niedrigeren Drehzahl betrieben werden. Die mit der jeweiligen Drehzahl korrelierte unterschiedliche Schubleistung der einzelnen Antriebseinheiten 24 führt zunächst zu einer Drehung des Tragflächenflugzeugs 10 um die Hochachse, wie dies durch den vor der Rumpfsektion 12 gezeigten Blockpfeil angedeutet ist (sogenanntes Gieren). Mittels mehrerer nebeneinander angeordneter Antriebseinheiten 24 und einer selektiven Ansteuerung derselben kann demnach die Steuerfunktion des Tragflächenflugzeugs 10, also die Steuerfunktion des Seitenruders des Seitenleitwerks 18, unterstützt werden. Das Seitenruder kann demnach kleiner ausgeführt werden, so dass der oder jeder zu dessen Auslenkung vorgesehene Antrieb ebenfalls kleiner dimensioniert werden kann, wodurch sich eine Gewichtseinsparung und eine Kostenreduktion ergibt. Im Extremfall kann das Seitenruder sogar entfallen, und die nebeneinander angeordneten Antriebseinheiten 24 übernehmen mit einer entsprechenden Ansteuerung dessen Funktion. Eine aufgrund einer entsprechenden Ansteuerung der Antriebseinheiten 24 resultierende Steigung des nur zur Veranschaulichung gezeigten Graphen, konkret also eher ein Unterschied zwischen einer maximalen und einer minimalen Drehzahl der Antriebseinheiten 24, ermöglicht eine Beeinflussung des Kurvenradius. Der gezeigte lineare Graph ist ausdrücklich nur als beispielhafte Illustration zu verstehen. Zum Beispiel können beim Kurvenfliegen die Drehzahlen einzelner oder aller Antriebseinheiten 24 des kurveninneren Tragflächenabschnitts 16 auf eine insbesondere vorgegebene oder vorgebbare Minimaldrehzahl reduziert werden.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das oder die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
-
Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier eingereichten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein Tragflächenflugzeug 10 mit einer Rumpfsektion 12 und einem ersten und zweiten Tragflächenabschnitt 14, 16 beidseitig der Rumpfsektion 12, wobei unterhalb und/oder oberhalb des ersten und zweiten Tragflächenabschnitts 14, 16 jeweils zumindest eine Antriebseinheit 24 angeordnet ist, welche zumindest einen Elektromotor in Form eines Doppelspulenaktormotors 34 und eine mittels des Doppelspulenaktormotors 34 angetriebene Luftschaufeleinheit 36 umfasst, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Tragflächenflugzeugs 10 mit zumindest zwei derartigen Antriebseinheiten 24.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Tragflächenflugzeug
- 12
- Rumpfsektion
- 14
- Tragflächenabschnitt
- 16
- Tragflächenabschnitt
- 18
- Seitenleitwerk
- 20
- Höhenleitwerk
- 22
- Höhenleitwerk
- 24
- Antriebseinheit
- 26
- Tragflächenprofil
- 28
- Gehäuse
- 30
- Tragflächennase
- 32
- Profilhinterkante
- 34
- Elektromotor, Doppelspulenaktormotor
- 36
- Luftschaufeleinheit
- 38
- Permanentmagnet
- 40
- Doppelspule
- 42
- Tragstruktur
- 44
- Rohr
- 46
- Hohlzylinder
- 48
- Trennfläche
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
