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Die Erfindung betrifft ein Transportsystem mit zumindest zwei Luftfahrzeugen, die jeweils zumindest eine Befestigungsvorrichtung aufweisen, und mit mindestens einem Schlauch zur Förderung eines flüssigen, gasförmigen und/oder festen Mediums, wobei der Schlauch an den Befestigungsvorrichtungen befestigt/befestigbar ist.
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Stand der Technik
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Transportsysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
WO 2014/080385 A2 . Dort wird ein Schlauch von zwei oder mehr insbesondere unbemannten Luftfahrzeugen für eine Ausbringung von Löschwasser getragen. Dazu weisen die Luftfahrzeuge jeweils eine Befestigungsvorrichtung, insbesondere einen Trägerring, auf, durch welche der Schlauch geführt oder gehalten ist. Dabei ist ein erstes Ende des Schlauches mit einer bodennahen Vorrichtung, beispielsweise einem Löschfahrzeug, verbunden. Ein zweites Ende des Schlauches ist an dem Trägerring eines der Luftfahrzeuge befestigt, welches gezielt den Schlauch von einem Ort zu einem anderen Ort trägt. Um ein Durchhängen des Schlauchs zu verhindern und ein Tragen des Schlauchs zu unterstützen, trägt das andere der Luftfahrzeuge zusätzlich den Schlauch mit. In der Offenlegungsschrift
WO 2009/054015 A1 wird offenbart, dass zumindest zwei Luftfahrzeuge einen Schlauch tragen, insbesondere zur Brandbekämpfung. Der Schlauch ist hierbei an einem Ende mit einem erdbodennahen Vorrichtung, beispielsweise einem Tankwagen, und an einem anderen Ende mit einem der Luftfahrzeuge verbunden. Das andere der Luftfahrzeuge trägt den Schlauch zusätzlich mit.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein längliches Tragelement vorgesehen, das einendig an einem ersten der Luftfahrzeuge und anderendig an einem zweiten der Luftfahrzeuge befestigt/befestigbar ist, mit wenigstens einer zwischen den Luftfahrzeugen an dem Tragelement angeordneten Stützvorrichtung, an welcher der Schlauch zusätzlich befestigt/befestigbar ist. Der Begriff „länglich“ bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung, dass die Länge des Tragelements um ein Vielfaches größer ist als die Breite und Höhe des Tragelements. Die Form des Tragelements kann alternativ auch stab-, seil- oder rohrförmig ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Transportsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Durchbiegen des von den Luftfahrzeugen getragenen Schlauches in den Abschnitten, in denen er befestigt ist, also zwischen zwei Befestigungsvorrichtungen, vermindert wird. Der Schlauch ist dabei beispielsweise so an der Stützvorrichtung befestigt, dass er in ihr einliegt oder von ihr getragen wird. Durch das Transportsystem wird ein Transportieren des Schlauchs über ein schwer zugängliches Gebiet, beispielsweise ein Brandgebiet, besser durchführbar, weil der Schlauch durch die zusätzliche Befestigung an der Stützvorrichtung und die damit geringere Durchbiegung gefahrloser über Hindernisse, wie beispielsweise Bäume oder Gebäude, getragen wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das längliche Tragelement als flexibles Zugseil ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass somit die zwei Luftfahrzeuge einen beliebigen, von der Länge des Zugseiles abhängigen Abstand zueinander einnehmen können. Am Erdboden ist der beliebige Abstand von Vorteil, um auf geringem Raum die Luftfahrzeuge anzuordnen und an ihnen den Schlauch zu befestigen. In der Luft ist der beliebige Abstand von Vorteil, da hierbei die Luftfahrzeuge den Schlauch in loser Flugformation von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort transportieren und bei Ankunft an dem zweiten Ort zur Straffung des Schlauches bevorzugt einen maximalen Abstand, vorgegeben durch die Länge des Zugseils, zueinander einnehmen, so dass die Stützvorrichtung ihre optimale, den Schlauch tragende Funktion erhält. Gestrafft wird das Zugseil insbesondere dann, wenn die durch das Zugseil verbundenen Luftfahrzeuge mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen fliegen, sodass deren resultierende Geschwindigkeit gleich null ist. Die Luftfahrzeuge stehen demnach in der Luft. Dadurch wird es beispielsweise möglich, den Schlauch auch während eines Lufteinsatzes an der Stützvorrichtung zu befestigen, insbesondere dadurch, dass die Durchbiegung des Schlauches mit einer Straffung des Schlauches abnimmt, so dass der Schlauch ab einer bestimmten Straffung in der Stützvorrichtung zum Einliegen kommt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das längliche Trageelement als steifes Stabelement ausgebildet ist. „Steif“ bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung, dass das Stabelement zumindest in Durchbiegerichtung starr ausgebildet ist. Der Vorteil hierbei ist, dass eine Straffung des länglichen Tragelements unabhängig von den Flugrichtungen der Luftfahrzeuge vorliegt. Dadurch wird insbesondere Treibstoff gespart, welcher aufzubringen wäre, wenn die Luftfahrzeuge wie oben beschrieben, in entgegengesetzte Richtungen fliegen müssen, um das Zugseil zu straffen. Das Stabelement ist insbesondere an beiden Enden verschwenkbar an den Luftfahrzeugen befestigt. Somit kann beispielsweise das eine Luftfahrzeug, welches das Schlauchende trägt, flexibel seine Position wechseln, während das andere Luftfahrzeug in der Luft steht. Das Stabelement ist bevorzugt in Längsrichtung gleichmäßig oder stufenweise in der Länge teleskopierbar ausgebildet.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung mittig zwischen den Luftfahrzeugen an dem länglichen Tragelement angeordnet ist. Dadurch wirkt die Stützvorrichtung an dem Punkt, an dem der Schlauch die größte Durchbiegung aufweist, welche üblicherweise mittig zwischen den Befestigungsvorrichtungen am größten ist. Zudem ist durch die mittige Anordnung eine Verteilung des zu tragenden Gewichts des Schlauches gleichmäßig auf die Luftfahrzeuge verteilt. Die Stützvorrichtung ist insbesondere als ein Halteelement, beispielsweise als ein Tragring, durch welchen der Schlauch gezogen, oder in Form eines Hakens, in welchem der Schlauch eingehängt wird, ausgebildet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Stützvorrichtungen an dem länglichen Tragelement angeordnet sind. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist, dass der Schlauch damit im Wesentlichen in einer gestreckten Form in der Luft getragen wird. Zwischen zwei Befestigungsvorrichtungen oder zwischen der Stützvorrichtung und einer Befestigungsvorrichtung durchhängende Bereiche des Schlauches werden damit minimiert.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eines der Luftfahrzeuge eine Pumpenvorrichtung zur Förderung des flüssigen, gasförmigen und/oder festen Mediums aufweist. Dadurch wird eine Förderung des flüssigen, gasförmigen und/oder festen Mediums an jedem Ort möglich, unabhängig von einer Förderung des Mediums durch eine am Erdboden angebrachte Pumpenvorrichtung. Damit wird beispielsweise ein Einsatzbereich der Luftfahrzeuge, insbesondere für die Brandbekämpfung, nahezu überall möglich, wo eine Flüssigkeitsquelle vorhanden ist. Dadurch, dass der Schlauch nahezu gerade in der Luft liegt, wird ein Fließen der Flüssigkeit durch den Schlauch erleichtert, weil es nur zu geringen Reibungsverlusten innerhalb des Schlauches kommt, was die Förderung der Flüssigkeit erleichtert. Die Pumpenvorrichtung ist bevorzugt elektromotorisch betrieben, zusätzlich oder alternativ auch batteriebetrieben.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Pumpenvorrichtung die Befestigungsvorrichtung bildet. Dadurch wird insbesondere dafür gesorgt, dass die Pumpenvorrichtung dort angebracht ist, wo auch der Schlauch getragen wird. Somit bedarf es keiner zusätzlichen Pumpenvorrichtung, die an dem Luftfahrzeug angebracht wird. Dadurch wird im Wesentlichen Platz gespart. Zudem werden die Flugeigenschafen des Luftfahrzeugs nur gering gestört, weil dessen Schwerpunkt im Wesentlichen derselbe bleibt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlauch durchgehend ausgebildet ist, wobei der durchgehende Schlauch einen Anschluss für eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung an der Befestigungsvorrichtung aufweist. Dadurch wird ein einfaches Anbringen und Lösen des Schlauches ermöglicht. Die formschlüssige Befestigung erfolgt beispielsweise mittels einer Ausformung für ein Eingreifen oder Einrasten des Schlauchendes in die Befestigungsvorrichtung. Die kraftschlüssige Befestigung erfolgt beispielsweise durch eine Verschraubung. Für eine zusätzliche Stabilisierung der Befestigung erfolgt bevorzugt die formschlüssige Befestigung in Kombination mit der kraftschlüssigen Befestigung oder umgekehrt.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schlauch segmentiert ausgebildet ist, wobei der segmentierte Schlauch zumindest einen Anschluss für eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung an der Befestigungsvorrichtung aufweist. „Segmentiert“ bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung, dass der Schlauch nunmehr in einzelnen, im Vergleich zu dem durchgehenden Schlauch kürzeren Abschnitten vorliegt. Der Vorteil hierbei ist, dass somit das flüssige, gasförmige und/oder feste Medium von mehr als nur einem Luftfahrzeug gefördert wird. Beispielsweise werden in Abhängigkeit einer Höhe, in der ein Brand bekämpft wird, mehrere Luftfahrzeuge in der Höhe stufenweise zueinander versetzt angeordnet. Indem die Luftfahrzeuge in stufenweise versetzten Höhen zueinander fliegen, wird eine stufenweise Förderung der Flüssigkeit ermöglicht. Dadurch wird eine Pumpleistung der jeweils an einem Luftfahrzeug angebrachten Pumpenvorrichtung minimiert, weil sie die Flüssigkeit nur bis zu der Höhe fördern muss, in der sich das betreffende Luftfahrzeug befindet. Weiterhin vorteilhaft ist, dass einzelne Schlauchsegmente leicht ausgetauscht werden können.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das längliche Tragelement und/oder der segmentierte Schlauch an einem Ende nachführbar an jeweils einer Wickelvorrichtung an oder in dem Luftfahrzeug und/oder an der Befestigungsvorrichtung gelagert sind. Der Vorteil hierbei ist, dass damit die Länge des länglichen Tragelements und/oder des Schlauches und somit der Abstand zweier Luftfahrzeuge zueinander variierbar wird. Somit wird beispielsweise die Länge des länglichen Tragelements reduziert, wenn die Straffung des länglichen Tragelements mit einem geringeren Leistungsaufwand der Luftfahrzeuge durchgeführt werden soll. Weiterhin vorteilhaft ist, dass der segmentierte Schlauch nachführbar an dem Luftfahrzeug angebracht ist, sodass bei Bedarf die Reichweite des Luftfahrzeugs vergrößert wird. Bevorzugt weist ein Luftfahrzeug eine Aufnahmevorrichtung für das von der Wickelvorrichtung eines anderen Luftfahrzeugs kommende Ende des länglichen Tragelements auf. Dazu weisen beispielsweise das Ende des länglichen Tragelements und die Aufnahmevorrichtung einen Magneten auf. Damit wird es möglich, dass die Anbringung des länglichen Tragelements an einem der Luftfahrzeuge auch in der Luft erfolgen kann.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
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1 ein vorteilhaftes Transportsystem zum Tragen eines Schlauchs in einer vereinfachten Seitenansicht und
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2 ein Luftfahrzeug in einer vereinfachten Seitenansicht.
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1 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht ein Transportsystem 1 mit einem ersten Luftfahrzeug 2, einem zweiten Luftfahrzeug 3, wobei die Luftfahrzeuge 2, 3 insbesondere Drohnen oder Quadrocopter sind, und mit einem Schlauch 4, der von dem ersten Luftfahrzeug 2 und dem zweiten Luftfahrzeug 3 getragen wird. Zum Tragen des Schlauches 4 ist dieser an einer Befestigungsvorrichtung 5 des ersten Luftfahrzeugs 2 und an einer Befestigungsvorrichtung 6 des zweiten Luftfahrzeugs 3 befestigt.
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An den Luftfahrzeugen 2, 3 ist jeweils ein Ende eines längliche Tragelements 7, insbesondere eines Zugseiles 16, angeordnet. Dabei ist das Zugseil 16 einendig an dem ersten Luftfahrzeug 2, vorliegend an der Befestigungsvorrichtung 5 in einem Befestigungspunkt 8, und anderendig an der Befestigungsvorrichtung 6 des zweiten Luftfahrzeugs 3 in einem zweiten Befestigungspunkt 9 befestigt.
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An dem Zugseil 16 sind vorliegend die Stützvorrichtungen 10, 11, 12, angeordnet, welche beispielsweise als Tragringe, durch welche der Schlauch 4 hindurchgeführt wird, oder in Form eines Hakens ausgebildet sind, in welchem der Schlauch 4 eingehängt werden kann. Die Stützvorrichtungen 10, 11, 12 sind bevorzugt unverschiebbar und gleichmäßig verteilt an dem Zugseil 16 angeordnet. Dies gewährleistet feste Abstände zwischen den Stützvorrichtungen 10, 11, 12, sodass gleichmäßig lange Abschnitte des Schlauches 4 zwischen den Stützvorrichtungen 10, 11, 12 vorliegen.
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Das Zugseil 16 ist vorliegend gestrafft dargestellt. Die Straffung des Zugseiles 16 wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Luftfahrzeuge 2, 3 mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen fliegen, wie durch Pfeile dargestellt, so dass deren resultierende Geschwindigkeit Null ist.
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Durch das gestraffte Zugseil 16 und dem in den Stützvorrichtungen 10, 11, 12 befestigten Schlauch 4 wird die Auslenkung des Schlauches 4 beziehungsweise das Durchhängen des Schlauchs 4, wie mit gestrichelten Linien 13 gezeigt, vermindert. Während der Schlauch 4 ohne die Stützvorrichtungen 10, 11, 12 zwischen den Befestigungsvorrichtungen 5, 6 durchhängen würde, wird er nunmehr in nahezu gestreckter Form von den Luftfahrzeugen 2, 3 getragen.
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Damit wird beispielsweise ein Transportieren des Schlauches 4 über ein schwer zugängliches Gebiet, beispielsweise ein Brandgebiet, besser durchführbar. Die Gefahr an Hindernissen, wie beispielsweise Bäumen oder Gebäuden, hängenzubleiben, wird reduziert, weil die Durchbiegung des Schlauches 4 zwischen den Befestigungsvorrichtungen 5, 6 minimiert ist.
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Alternativ ist das längliche Tragelement 7 als hier nicht dargestelltes Stabelement, beispielsweise in Form eines Teleskoprohres, ausgebildet. Dieses ist insbesondere in Durchbiegerichtung starr und in der Länge bevorzugt gleichmäßig oder stufenweise variierbar. Dadurch wird es möglich, dass die Luftfahrzeuge 2, 3 einen variablen Abstand zueinander einnehmen können, sodass beispielsweise bei einem Löscheinsatz die Reichweite eines der Luftfahrzeuge 2, 3, insbesondere des Luftfahrzeugs 2, 3, welches das Ende des Schlauches 4 zur Ausbringung einer Löschflüssigkeit trägt, erhöht werden kann.
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Das längliche Tragelement 7 wird bevorzugt so an die Luftfahrzeuge befestigt, dass eine Verbindungslinie zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungspunkt 8, 9, oder alternativ wie gestrichelt dargestellt 8‘, 9‘, eine größtmögliche Flexibilität in den Flughöhen zueinander erlaubt. Andererseits soll gewährleistet sein, dass das längliche Tragelement 7 nicht mit den Rotoren 26, 27, 28, 29 in Berührung kommt. Dazu kann als Schutzbarriere beispielsweise die Unterseite 30, 31 des Luftfahrzeuges 2, 3 dienen und/oder eine Sicherheitsvorrichtung in Form eines radial umlaufenden Vorsprungs 32, 33, welcher auch bei großen Höhenunterschieden der Luftfahrzeuge 2, 3 zueinander verhindert, dass das längliche Tragelement die Rotoren 26, 27, 28, 29 berührt. Die Länge L des Vorsprungs 32, 33 entspricht dabei bevorzugt der Länge d, die der Rotor 26, 27, 28, 29 von einer Außenseite 34, 35 des Luftfahrzeuges 2, 3 absteht.
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2 zeigt das Luftfahrzeug 2 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels in einer vereinfachten Seitenansicht. Das Luftfahrzeug 2 weist die Befestigungsvorrichtung 5 auf, welche vorliegend als eine Pumpenvorrichtung 17 ausgebildet ist. Die Pumpenvorrichtung 17 weist eine Pumpe 20 zur Förderung eines gasförmigen, flüssigen und/oder festen Mediums auf, wobei das feste Medium beispielsweise Nahrungsmittel, insbesondere fein- und/oder grobkörnige Nahrungsmittel, umschließt. Die Pumpenvorrichtung 17 weist zudem zwei Anschlüsse 21, 22 zur Befestigung des Schlauches 4 auf, welcher vorliegend in Form von zwei Schlauchsegmenten 23, 24 vorliegt. Zusätzlich weist die Pumpenvorrichtung 17 eine optionale Wickelvorrichtung 19 auf, durch welche das längliche Tragelement 7, vorliegend als Zugseil 16 ausgebildet, nachführbar befestigt ist, insbesondere um die Länge des Zugseils 16 zu verändern und damit den Abstand zwischen zwei Luftfahrzeugen 2, 3 zu variieren.
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An die Pumpenvorrichtung 17 wird vorliegend das Schlauchsegment 24 durch den Anschluss 22 befestigt. Das Schlauchsegment 24 wird insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Anschluss 22 befestigt. Dabei erfolgt die formschlüssige Befestigung beispielsweise mittels einer Ausformung für ein Eingreifen oder Einrasten eines Schlauchsegmentendes 25 in den Anschluss 22. Die kraftschlüssige Befestigung erfolgt beispielsweise durch eine Verschraubung des Schlauchsegmentendes 25 an dem Anschluss 22. Dabei ist beispielsweise das Schlauchsegmentende 25 in Form eines hier nicht gezeigten Flansches ausgebildet, welcher Schraublöcher zur Verschraubung aufweist.
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Durch die Pumpenvorrichtung 17 wird insbesondere erreicht, dass beispielsweise die Förderung des flüssigen Mediums an jedem Ort möglich wird, unabhängig von einer Förderung der Flüssigkeit durch eine am Erdboden angebrachte Pumpenvorrichtung. Ein Einsatzbereich des Luftfahrzeugs 2 wird nunmehr allein dadurch bestimmt, dass eine Flüssigkeitsquelle vorliegt und dass die Länge des Schlauchs 4 oder die Summe der Längen der einzelnen Schlauchsegmente 23, 24 der Distanz zu dem Einsatzbereich entspricht.
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Durch eine Segmentierung des Schlauchs 4 wird es möglich, zumindest zwei Luftfahrzeuge 2, 3 mit eigenen Pumpen 20 und einer eigenen Pumpenvorrichtung 17 auszustatten, so dass ein Fördern der Flüssigkeit von der Flüssigkeitsquelle zu dem Luftfahrzeug 2 und ein weiteres Fördern der Flüssigkeit von Luftfahrzeug 2 zu Luftfahrzeug 3 durchgeführt wird. Dadurch können insbesondere zumindest zwei Luftfahrzeuge 2, 3 in der Höhe stufenweise zueinander versetzt angeordnet sein. Dadurch wird eine stufenweise Förderung der Flüssigkeit ermöglicht, was eine Pumpleistung der jeweils an einem Luftfahrzeug 2, 3 angebrachten Pumpe 20 minimiert, weil sie die Flüssigkeit nur bis zu der Höhe fördern muss, in der sich das betreffende Luftfahrzeug 2, 3 befindet.
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Die Pumpe 20 der Pumpenvorrichtung 17 wird bevorzugt elektromotorisch durch einen hier nicht dargestellten Elektromotor betrieben. Besonders bevorzugt weist das jeweilige Luftfahrzeug 2, 3 außerdem einen wiederaufladbaren und/oder austauschbaren Energiespeicher auf, mittels dessen der Elektromotor betreibbar ist. Alternativ ist vorgesehen, dass zumindest eines der Luftfahrzeuge 2, 3 einen Netzanschluss aufweist, um dieses elektrisch mit einem lokalen Stromnetz(-anschluss) zu verbinden. Insbesondere ist dieses Luftfahrzeug 2, 3 dann mit dem anderen Luftfahrzeug 2, 3 durch eine Stromleitung verbunden, um auch das andere Luftfahrzeug 2, 3 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Stromleitung verläuft bevorzugt separat von Tragelement 7 und Schlauch 4. Alternativ ist die Stromleitung in eines der Schlauchsegmente 23, 24 oder in das Tragelement 7 integriert.
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Optional ist eine hier nicht gezeigte Wickelvorrichtung für den segmentieren Schlauch 4 vorgesehen. Dieser ist bevorzugt in der Pumpenvorrichtung 17 angeordnet, sodass bei Bedarf die Reichweite des Luftfahrzeugs 2 vergrößert wird, indem ein weiterer Schlauchabschnitt von der Wickelvorrichtung freigegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/080385 A2 [0002]
- WO 2009/054015 A1 [0002]
