DE102016015461A1

DE102016015461A1 - Flugzeug

Info

Publication number: DE102016015461A1
Application number: DE102016015461.6A
Authority: DE
Inventors: Tilo Deichl; Thomas Ziegler; Michael Lebert
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2017-06-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug (10), mit einem Rumpf (12), mit wenigstens zwei in Vorwärtsflugrichtung des Flugzeugs (10) hintereinander angeordneten und an dem Rumpf (12) gehaltenen Tragflächeneinrichtungen (14, 16), an welchen jeweils wenigstens zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete und um eine jeweilige Drehachse relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) drehbare Propeller (22, 24, 28, 30) gehalten sind, wobei die jeweilige Tragflächeneinrichtung (14, 16) zusammen mit den an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) gehaltenen Propellern (22, 24, 28, 30) um eine jeweilige in Querrichtung verlaufende Schwenkachse relativ zu dem Rumpf (12) verschwenkbar ist, und wobei die jeweiligen, an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) gehaltenen Propeller (22, 24, 28, 30) gegensinnig zueinander drehbar sind, um dadurch einen Flug des Flugzeugs (10) zu bewirken, wobei die Propeller (22, 24, 28, 30) bezüglich ihrer jeweiligen Drehrichtungen, in welche die Propeller (22, 24, 28, 30) drehbar sind, um einen Flug des Flugzeugs (10) zu bewirken, über Kreuz angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches, auch als Fluggerät bezeichnetes Flugzeug ist beispielsweise bereits der EP 0 356 514 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Flugzeug weist einen Rumpf sowie wenigstens zwei in Vorwärtsflugrichtung beziehungsweise Längsrichtung des Flugzeugs hintereinander angeordnete und an dem Rumpf gehaltene Tragflächeneinrichtungen auf, welche beispielsweise zumindest in jeweiligen Teilbereichen tragflächenförmig ausgebildet sind. An den Tragflächeneinrichtungen sind jeweils wenigstens zwei in Querrichtung des Flugzeugs nebeneinander angeordnete Propeller gehalten, welche um jeweilige Drehachsen relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung drehbar sind. Die Propeller dienen beispielsweise dazu, einen Vortrieb des Flugzeugs zu bewirken.
Die jeweilige Tragflächeneinrichtung ist zusammen mit den an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propellern um eine jeweilige in Querrichtung verlaufende Schwenkachse relativ zu dem Rumpf verschwenkbar. Die Querrichtung verläuft dabei senkrecht zur Vorwärtsflugrichtung beziehungsweise zur Längsrichtung des Flugzeugs beziehungsweise des Rumpfs. Da die Propeller an den jeweiligen Tragflächeneinrichtungen gehalten sind, sind die jeweiligen Propeller mit den jeweiligen Tragflächeneinrichtungen um die jeweilige Schwenkachse mitverschwenkbar. Ferner sind die jeweiligen, an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propeller gegensinnig zueinander drehbar, um dadurch einen Flug des Flugzeugs, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken. Mit anderen Worten bilden beispielsweise die wenigstens zwei an der vorderen Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propeller ein erstes Propellerpaar, wobei die wenigstens zwei an der hinteren Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propeller ein zweites Propellerpaar bilden. Dabei sind die Propeller des jeweiligen Propellerpaars gegensinnig zueinander drehbar beziehungsweise werden gegensinnig zueinander gedreht, um dadurch beispielsweise einen Flug des Flugzeugs, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flugzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass besonders vorteilhafte Flugeigenschaften des Flugzeugs realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Flugzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Flugzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass besonders vorteilhafte Flugeigenschaften, insbesondere eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit, des Flugzeugs realisierbar sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Propeller bezüglich ihrer jeweiligen Drehrichtungen, in welche die Propeller drehbar sind, um einen Flug des Flugzeugs, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken, über Kreuz beziehungsweise diagonal zueinander angeordnet sind.
Beispielsweise bilden die wenigstens zwei an der vorderen Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propeller ein erstes Propellerpaar, wobei die wenigstens zwei an der hinteren Tragflächeneinrichtung angeordneten beziehungsweise gehaltenen Propeller ein zweites Propellerpaar bilden. Die Propeller des jeweiligen Propellerpaars sind dabei in Querrichtung des Flugzeugs beziehungsweise des Rumpfs nebeneinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet, sodass bezogen auf die Vorwärtsflugrichtung einer der Propeller des jeweiligen Propellerpaares ein linker Propeller beziehungsweise auf der linken Seite angeordnet ist und der jeweils andere Propeller des jeweiligen Propellerpaars ein rechter Propeller beziehungsweise auf der rechten Seite angeordnet ist. Ist nun beispielsweise der linke Propeller des an der vorderen Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propellerpaares in eine erste Drehrichtung drehbar, um einen Flug des Flugzeugs insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken, so ist der rechte Propeller des an der vorderen Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propellerpaares um eine in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung drehbar, um einen Flug, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, des Flugzeugs zu bewirken.
Da nun die Propeller bezogen auf ihre jeweiligen Drehrichtungen über Kreuz angeordnet sind, ist der linke Propeller des an der hinteren Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propellers in die zweite Drehrichtung drehbar, um dadurch einen Flug des Flugzeugs, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken, wobei der rechte Propeller des an der hinteren Tragflächeneinrichtung gehaltenen Propellerpaares in die erste Drehrichtung drehbar ist, um dadurch einen Flug des Flugzeugs, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken. Durch diese diagonale Anordnung der auch als Rotoren bezeichneten Propeller ist eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit des Flugzeugs darstellbar, welches beispielsweise durch entsprechende Höhen- und/oder Querruder beziehungsweise durch entsprechende Höhen- und/oder Querruderstellungen zusätzlich stabilisiert werden kann.
Da die Tragflächeneinrichtungen auch als Flügel bezeichnet werden und um die Schwenkachsen verschwenkbar beziehungsweise drehbar sind, ist das erfindungsgemäße Flugzeug als Drehflügler mit anstellbaren Tragflächen zur unterstützenden Anströmung ausgebildet. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Flugzeug als hybrides Tragschrauber-Flugzeug ausgebildet, das die vorteilhaften Eigenschaften eines Tragschraubers hinsichtlich der Realisierung eines vorteilhaften Vertikalflugs mit den vorteilhaften Eigenschaften eines konventionellen Flugzeugs im Hinblick auf einen effizienten Horizontalflug vereinigt. Durch die Möglichkeit, die Tragflächeneinrichtungen und mit diesen die Propeller zu verschwenken, welche genutzt werden, um einen Vortrieb des Flugzeugs zu bewirken, kann beispielsweise ein bei einem Flug des Flugzeugs durch die Tragflächeneinrichtungen bewirkter Auftrieb mithilfe der Propeller unterstützt werden, da diese durch Verschwenken beziehungsweise Anstellen der Tragflächeneinrichtungen derart verschwenkt beziehungsweise angestellt werden können, dass die Propeller nicht nur zum Bewirken eines Vortriebs des Flugzeugs in horizontaler Richtung, sondern alternativ oder zusätzlich auch zum Bewirken eines Vortriebs des Flugzeugs in vertikaler Richtung genutzt werden können.
Die Tragflächeneinrichtungen sind beispielsweise zumindest in jeweiligen Teilbereichen als biomorphe Tragflächen ausgebildet, welche beispielsweise bei einem Flug des Flugzeugs von Luft angeströmt werden. Dabei sind die Tragflächeneinrichtungen zumindest in jeweiligen Teilbereichen tragflächenförmig ausgebildet, sodass auf hinlänglich bekannte Weise infolge der Anströmung der Tragflächen mit Luft ein Auftrieb erzeugt wird. Beispielsweise sind die Tragflächeneinrichtungen miteinander gekoppelt oder koppelbar, sodass das Flugzeug beispielsweise als Drehflügler mit koppelbaren Flügeln ausgebildet ist, wodurch der durch die Tragflächeneinrichtung bewirkte Auftrieb, insbesondere mithilfe der Propeller, unterstützt werden kann. Mittels der Propeller und mittels der relativ zu dem Rumpf verschwenkbaren Tragflächeneinrichtungen sind ein besonders effektiver und effizienter Vertikalflug und Horizontalflug sowie Mischformen daraus darstellbar, die eine Koppelbarkeit von Flugkörpern zulassen und energieeffiziente Tragflächenkonzepte vereinen.
Insbesondere ist es möglich, einen Senkrechtstart des Flugzeugs zu realisieren und somit das erfindungsgemäße Flugzeug als Senkrechtstarter auszugestalten, welcher mit einem besonders energieeffizienten Horizontalflug kombiniert werden kann. Durch die Möglichkeit, die Tragflächeneinrichtungen und mit diesen die Propeller zu verschwenken beziehungsweise anzustellen, ist es möglich, das Flugzeug besonders energieeffizient zu betreiben, sodass eine besonders lange Flugzeit, während welcher das Flugzeug geflogen werden kann, realisierbar ist. Dies ist insbesondere durch Nutzung der Umströmung durch Eigengeschwindigkeit realisierbar. Durch die Koppelbarkeit der Flugkörper sind aerodynamische Vorteile hinsichtlich des thermischen Auftriebs und der Ausnutzung von Wirbelschleppen nutzbar. Darüber hinaus kann eine biomorphe Konstruktion der Tragflächeneinrichtungen realisiert werden, wobei diese biomorphe Konstruktion eine besonders starke gerichtete Luftführung unterstützt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische und perspektivische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Flugzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine weitere schematische und perspektivische Draufsicht des Flugzeugs gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht des Flugzeugs gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Seitenansicht des Flugzeugs gemäß der ersten Ausführungsform;
5 eine schematische und perspektivische Draufsicht eines Fluggeräts, welches mehrere Flugzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst;
6 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Vorderansicht des Flugzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform;
7 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Rückansicht des Flugzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform;
8 jeweils ausschnittsweise schematische und geschnittene Seitenansichten von zwei Flugzeugen gemäß der zweiten Ausführungsform, welche voneinander entkoppelt sind; und
9 jeweils ausschnittsweise schematische und geschnittene Seitenansichten der Flugzeuge gemäß 8, welche jedoch gemäß 9 miteinander gekoppelt sind.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Draufsicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Flugzeug, welches beispielsweise als Drohne beziehungsweise Flugdrohne ausgebildet ist. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das Flugzeug 10 als Drehflügler ausgebildet, welcher die vorteilhaften Eigenschaften eines Tragschraubers hinsichtlich dessen Vertikalflugs und die vorteilhaften Eigenschaften eines konventionellen Flugzeugs hinsichtlich dessen effizienten Horizontalflugs vereinigt.
Das Flugzeug 10 weist einen Rumpf 12 auf. Ferner umfasst das Flugzeug 10 zwei in Vorwärtsflugrichtung des Flugzeugs 10 hintereinander angeordnete und an dem Rumpf 12 gehaltene Tragflächeneinrichtungen 14 und 16, wobei bezogen auf die in 1 durch einen Pfeil 18 veranschaulichte Vorwärtsflugrichtung des Flugzeugs 10 die Tragflächeneinrichtung 14 vor der Tragflächeneinrichtung 16 beziehungsweise die Tragflächeneinrichtung 16 hinter der Tragflächeneinrichtung 14 angeordnet ist. Somit ist die Tragflächeneinrichtung 14 eine vordere Tragflächeneinrichtung, wobei die Tragflächeneinrichtung 16 eine hintere Tragflächeneinrichtung des Flugzeugs 10 ist. Die jeweilige Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 wird auch als Tragfläche oder Flügel bezeichnet, wobei die jeweilige Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 zumindest in einem jeweiligen Teilbereich tragflächenförmig ausgebildet ist beziehungsweise ein Tragflächenprofil aufweist. Durch dieses hinlänglich bekannte Tragflächenprofil entstehen durch den hinlänglich bekannten Effekt Druckverhältnisse, wenn das Tragflächenprofil von Luft umströmt wird, wobei durch die Druckverhältnisse ein zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der das Tragflächenprofil anströmenden Luft verlaufender Auftrieb bewirkt wird. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform des Flugzeugs 10, welches bei der ersten Ausführungsform eine Längsrichtung aufweist, die mit einer Längsrichtung des Rumpfs 12 und der Vorwärtsflugrichtung zusammenfällt.
An der vorderen Tragflächeneinrichtung 14 ist ein erstes Propellerpaar 20 gehalten, welches zwei in Querrichtung des Flugzeugs 10 nebeneinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnete Propeller 22 und 24 umfasst. Bezogen auf die Vorwärtsflugrichtung ist der Propeller 22 ein linker Propeller, wobei der Propeller 24 ein rechter Propeller des ersten Propellerpaares 20 ist. An der hinteren Tragflächeneinrichtung 16 ist ein zweites Propellerpaar 26 gehalten, welches zwei in Querrichtung nebeneinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnete Propeller 28 und 30 umfasst. Bezogen auf die Vorwärtsrichtung ist der Propeller 28 ein linker Propeller, während der Propeller 30 ein rechter Propeller des Propellerpaares 26 ist. Die Querrichtung verläuft zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Vorwärtsflugrichtung und somit senkrecht zur Längsrichtung, wobei die Querrichtung in 1 durch einen Doppelpfeil 32 veranschaulicht ist. Die Querrichtung fällt dabei zusammen mit einer jeweiligen Längserstreckungsrichtung der jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16. Der jeweilige Propeller 22, 24, 28 beziehungsweise 30 ist um eine jeweilige Drehachse relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 drehbar, um dadurch beispielsweise einen Flug des Flugzeugs 10 in Vorwärtsflugrichtung, das heißt einen Vorwärtsflug zu bewirken.
In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass dem jeweiligen Propeller 22, 24, 28 beziehungsweise 30 jeweils ein Antrieb 34 zugeordnet ist, mittels welchem der jeweilige Propeller 22, 24, 28 beziehungsweise 30 antreibbar und dadurch um die jeweilige Drehachse relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 drehbar ist. Der jeweilige Propeller 22, 24, 28 beziehungsweise 30 wird mittels des jeweiligen Antriebs 34 angetrieben, um dadurch beispielsweise einen Vortrieb des Flugzeugs 10 zu bewirken beziehungsweise um das Flugzeug 10 zu bewegen, insbesondere zu fliegen. Je nach Ausrichtung des jeweiligen Propellers 22, 24, 28 beziehungsweise 30, das heißt je nach Verlauf der jeweiligen Drehachse, können beispielsweise mittels der Propeller 22, 24, 28 und 30 ein Horizontalflug und somit ein Flug in Vorwärtsflugrichtung oder ein Vertikalflug oder Mischformen daraus realisiert werden.
Aus einer Zusammenschau von 1 und 2 ist erkennbar, dass die jeweilige Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 zusammen mit den an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 gehaltenen Propellern 22 und 24 beziehungsweise 28 und 30 um eine jeweilige in Querrichtung verlaufende Schwenkachse relativ zu dem Rumpf 12 verschwenkbar ist. Somit können beispielsweise die jeweiligen Drehachsen relativ zur Längsrichtung verschwenkt werden, um dadurch beispielsweise einen Flug in Längsrichtung, schräg zur Längsrichtung oder senkrecht zur Längsrichtung realisieren zu können.
Darüber hinaus sind die jeweiligen, an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 gehaltenen Propeller 22 und 24 beziehungsweise 28 und 30 gegensinnig zueinander verdrehbar, um dadurch einen Flug des Flugzeugs, insbesondere in Vorwärtsflugrichtung, zu bewirken. Mit anderen Worten werden die Propeller 22 und 24 beziehungsweise 28 und 30 mittels der jeweiligen Antriebe 34 gegensinnig zueinander gedreht, um dadurch einen Vortrieb und somit einen Flug des Flugzeugs 10, insbesondere in Längsrichtung oder schräg oder senkrecht dazu, zu bewirken.
Um nun besonders vorteilhafte Flugeigenschaften und insbesondere eine besonders vorteilhafte Manövrierbarkeit des Flugzeugs 10 realisieren zu können, sind die Propeller 22, 24, 28 und 30 bezüglich ihrer jeweiligen Drehrichtungen, in welche die Propeller drehbar sind, um einen Flug des Flugzeugs zu bewirken, über Kreuz angeordnet. Wird beispielsweise zum Bewirken eines Flugs des Flugzeugs 10 der linke Propeller 22 des an der vorderen Tragflächeneinrichtung 14 gehaltenen, vorderen Propellerpaares 20 mittels des zugehörigen Antriebs 34 in eine erste Drehrichtung um die zugehörige Drehachse gedreht, so wird währenddessen der rechte Propeller 24 des an der vorderen Tragflächeneinrichtung 14 gehaltenen Propellerpaares 20 mittels des zugehörigen Antriebs 34 in eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung um die zugehörige Drehachse gedreht.
Da nun die Propeller 22, 24, 28 und 30 bezüglich ihrer jeweiligen Drehrichtungen über Kreuz beziehungsweise diagonal angeordnet sind, wird, insbesondere während die Propeller 22, 24, 28 und 30 mittels der jeweiligen Antriebe 34 gedreht werden, der linke Propeller 28 des an der hinteren Tragflächeneinrichtung 16 gehaltenen Propellerpaares 26 in die zweite Drehrichtung um die zugehörige Drehachse gedreht, während der rechte Propeller 30 des an der hinteren Tragflächeneinrichtung 16 gehaltenen Propellerpaares 26 in die erste Drehrichtung um die zugehörige Drehachse gedreht wird. Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass das Flugzeug 10 darüber hinaus jeweilige Tragflächenaufnahmen 36 umfasst, an denen die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 verschwenkbar gehalten sind. Über die Tragflächenaufnahmen 36 sind die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 an dem Rumpf 12 gehalten.
Es kann vorgesehen sein, dass das Flugzeug 10 ohne Höhen- beziehungsweise Querruder ausgestaltet ist. Bei der in 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform jedoch ist ein mit 38 bezeichnetes Höhen- beziehungsweise Querruder geschaffen, welches durch die hintere Tragflächeneinrichtung 16 dargestellt ist. Hierzu umfasst die hintere Tragflächeneinrichtung 16 wenigstens zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete und relativ zueinander und relativ zu dem Rumpf 12 um die Schwenkachse verschwenkbare Tragflächenteile 40 und 42, welche jeweils für sich betrachtet zumindest in einem jeweiligen Teilbereich als Tragflächen beziehungsweise tragflächenförmig ausgebildet sind. Wird beispielsweise das Tragflächenteil 40 um die Schwenkachse in eine erste Schwenkrichtung aus einer Neutralstellung verschwenkt, während das Tragflächenteil 42 in seiner Neutral- beziehungsweise Ausgangsstellung verbleibt oder aber um die Schwenkachse in eine der ersten Schwenkrichtung entgegengesetzte zweite Schwenkrichtung verschwenkt ist, so wird das Flugzeug 10, insbesondere bei einem Flug in Vorwärtsflugrichtung, um seine Längsachse geneigt beziehungsweise gekippt, sodass das Flugzeug 10 um die Längsachse rollt. Ferner kann beispielsweise durch gemeinsames Verschwenken der Tragflächenteile 40 und 42 um die Schwenkachse in die gleiche Schwenkrichtung eine Drehung des Flugzeugs 10 um dessen Querrichtung beziehungsweise Querachse realisiert werden, um dadurch beispielsweise ein Nicken des Flugzeugs 10 zu bewirken.
Das Prinzip des als Drehflügler ausgebildeten Flugzeugs 10 beruht auf der Anströmung der auch als Tragflächen bezeichneten Tragflächeneinrichtung 14 und 16, welche dadurch, dass die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 um die genannten, in Querrichtung verlaufenden Schwenkachsen relativ zu dem Rumpf 12 verschwenkbar sind, angestellt werden können und somit anstellbar sind. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die jeweiligen Propeller 22, 24, 28 und 30 beziehungsweise ihre Drehachsen relativ zu den jeweiligen Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 fix oder drehbar sind, sodass beispielsweise der jeweilige Propeller 22, 24, 28 beziehungsweise 30 um eine von der jeweiligen Drehachse unterschiedliche, schräg oder senkrecht zu der Drehachse verlaufende Schwenkachse relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 verschwenkbar ist. Dabei ist beispielsweise der jeweilige Antrieb 34 mit den jeweiligen Propellern 22, 24, 28 beziehungsweise 30 um die jeweilige Schwenkachse relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 mitverschwenkbar. Durch die Verschwenkbarkeit der Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 kann das auch als Flugkörper oder Flugobjekt bezeichnete Flugzeug 10 eine Auftriebsunterstützung erfahren, die die Eigenschaften eines Tragschraubers hinsichtlich der Realisierung eines vorteilhaften Vertikalflugs mit den Eigenschaften eines Flugzeugs hinsichtlich der Realisierung eines vorteilhaften Horizontalflugs vereint. Dadurch kann das Flugzeug 10 besonders energieeffizient betrieben werden, sodass eine besonders lange Flugzeit, während welcher das Flugzeug 10 mittels der Propeller 22, 24, 28 und 30 angetrieben beziehungsweise geflogen werden kann, realisiert werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Antriebe 34 als elektrische, insbesondere als batterieelektrische, Antriebe ausgebildet sind und mit elektrischer Energie versorgt werden, um das Flugzeug 10 zu fliegen.
3 zeigt ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht des Flugzeugs 10 gemäß 1 und 2, das heißt gemäß der ersten Ausführungsform. In 3 ist durch einen Pfeil 44 eine Flugrichtung veranschaulicht, in die das Flugzeug 10 mittels der Propeller 22, 24, 28 und 30 durch entsprechendes Anstellen der Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 geflogen beziehungsweise bewegt wird. Dabei veranschaulichen Kraftpfeile F1, F2 und G auf die jeweilige Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16 bei dem Flug wirkende Kräfte, wobei ein Kraftpfeil F3 eine aus den durch die Kraftpfeile F1, F2 und G veranschaulichten Kräften resultierende Kraft veranschaulicht. Ferner veranschaulicht in 3 ein Pfeil 46 die Drehrichtung des in 3 gezeigten Propellers 22. Während sich bei herkömmlichen Tragschraubern die Auftriebskraft F_Auftrieb ergibt zu: F_Auftrieb = F1 – G, ergibt sich die Auftriebskraft bei dem Flugzeug 10 zu: F_Auftrieb = F3 – G.
Dabei ist die durch den Kraftpfeil F1 veranschaulichte Kraft eine durch den auch als Rotor bezeichneten Propeller 22 bewirkte Vortriebskraft, wobei die durch den Kraftpfeil F2 veranschaulichte Kraft eine durch die Tragflächeneinrichtung 14 beziehungsweise 16, insbesondere durch deren Anstellen, bewirkte Auftriebskraft ist. Die durch den Kraftpfeil F3 veranschaulichte, resultierende Kraft ist somit eine Auftriebskraft insgesamt, die der durch den Kraftpfeil G veranschaulichten und in Richtung des Bodens wirkenden Kraft entgegensteht beziehungsweise entgegenwirkt.
Werden die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 wie in 3 veranschaulicht angestellt, so kann beispielsweise ein Vertikalflug realisiert werden. Dabei kann das Flugzeug 10 als Senkrechtstarter betrieben werden, da das Flugzeug 10 beispielsweise senkrecht und somit vertikal gestartet und gelandet werden kann. Somit kann beispielsweise dadurch, dass die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16, wie in 3 veranschaulicht ist, angestellt werden, ein Start beziehungsweise Landeflug des Flugzeugs 10 realisiert werden.
4 zeigt ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Seitenansicht des Flugzeugs 10. Werden die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 beispielsweise wie in 4 gezeigt angestellt, so kann ein Horizontalflug des Flugzeugs 10 in eine durch einen Pfeil 48 veranschaulichte Flugrichtung realisiert werden. Dabei ist beispielsweise die durch den Kraftpfeil F3 veranschaulichte, resultierende Kraft eine Vortriebskraft, mittels welcher das Flugzeug 10 entlang der durch den Pfeil 48 veranschaulichten Flugrichtung vorangetrieben beziehungsweise bewegt oder geflogen wird. Somit ist die resultierende Kraft eine Vortriebskraft F_Vortrieb, welche sich beispielsweise bei konventionellen Tragschraubern ergibt zu: F_Vortrieb = F1 – G.
Bei dem Flugzeug 10 ergibt sich die Vortriebskraft F_Vortrieb zu: F_Vortrieb = F1 + F2 – G.
1 veranschaulicht die Tragflächeneinrichtung 14 und 16 in deren Nominalposition beziehungsweise in der zuvor genannten Ausgangs- beziehungsweise Neutralstellung, um einen Horizontalflug zu realisieren. Um beispielsweise das Flugzeug 10 zu rollen beziehungsweise eine Kurve zu fliegen, werden die Tragflächenteile 40 und 42 insbesondere gemeinsam oder gegensinnig verschwenkt und somit in eine Lenkposition gebracht.
4 zeigt ein im Ganzen mit 50 bezeichnetes Fluggerät, welches mehrere Flugzeuge 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst. Das Flugzeug 10 wird auch als Flugkörper bezeichnet, wobei die Flugzeuge 10 gemäß der zweiten Ausführungsform miteinander koppelbar sind, um dadurch aerodynamische Vorteile insbesondere hinsichtlich eines thermischen Auftriebs und der Ausnutzung von Wirbelschleppen nutzen zu können. Ferner weisen die Tragflächeneinrichtungen 14 und 16 bei der zweiten Ausführungsform eine biomorphe Konstruktion auf, die eine stärker gerichtete Luftführung unterstützt. Damit lassen sich zusätzliche Reichweitenvorteile erzielen.
6 zeigt das jeweilige Flugzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer perspektivischen Vorderansicht. Dabei ist an der jeweiligen Front 52 des jeweiligen Flugzeugs 10 eine erste Koppeleinrichtung 54 angeordnet. Aus 7 ist erkennbar, dass am jeweiligen Heck 56 des jeweiligen Flugzeugs 10 eine zweite Koppeleinrichtung 58 vorgesehen ist, welche mit der jeweiligen, vorderseitigen Koppeleinrichtung 54 reversibel lösbar und dabei insbesondere formschlüssig koppelbar ist.
8 zeigt zwei der Flugzeuge 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einem entkoppelten Zustand. 9 zeigt die Flugzeuge 10 gemäß 8 in einem gekoppelten Zustand. Um die Flugzeuge 10 über die Koppeleinrichtungen 54 und 58, insbesondere formschlüssig, miteinander zu koppeln, werden die Koppeleinrichtungen 54 und 58 in, insbesondere formschlüssiges, Zusammenwirken gebracht. Dabei greift beispielsweise die Koppeleinrichtung 54 in eine korrespondierende, beispielsweise als Durchgangsöffnung ausgebildete Öffnung 60 der Koppeleinrichtung 58 ein, um die Koppeleinrichtungen 54 und 58 formschlüssig miteinander koppeln zu können. In diesem miteinander gekoppelten Zustand der Koppeleinrichtungen 54 und 58 hintergreift beispielsweise die Koppeleinrichtung 54 wenigstens einen die Öffnung 60 zumindest teilweise begrenzenden Wandungsbereich der Koppeleinrichtung 58. Ferner umfasst die Koppeleinrichtung 58 eine Einführhilfe 62, welche sich beispielsweise zu der Öffnung 60 hin verjüngt. Dadurch kann die Koppeleinrichtung 54 auf besonders einfache Weise mittels der Einführhilfe 62 zu der und in die Öffnung 60 geführt werden, um dadurch die Flugzeuge 10 auf besonders einfache Weise miteinander koppeln zu können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0356514 A1 [0002]

Claims

Flugzeug (10), mit einem Rumpf (12), mit wenigstens zwei in Vorwärtsflugrichtung des Flugzeugs (10) hintereinander angeordneten und an dem Rumpf (12) gehaltenen Tragflächeneinrichtungen (14, 16), an welchen jeweils wenigstens zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete und um eine jeweilige Drehachse relativ zur jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) drehbare Propeller (22, 24, 28, 30) gehalten sind, wobei die jeweilige Tragflächeneinrichtung (14, 16) zusammen mit den an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) gehaltenen Propellern (22, 24, 28, 30) um eine jeweilige in Querrichtung verlaufende Schwenkachse relativ zu dem Rumpf (12) verschwenkbar ist, und wobei die jeweiligen, an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) gehaltenen Propeller (22, 24, 28, 30) gegensinnig zueinander drehbar sind, um dadurch einen Flug des Flugzeugs (10) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Propeller (22, 24, 28, 30) bezüglich ihrer jeweiligen Drehrichtungen, in welche die Propeller (22, 24, 28, 30) drehbar sind, um einen Flug des Flugzeugs (10) zu bewirken, über Kreuz angeordnet sind.
Flugzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem jeweiligen Propeller (22, 24, 28, 30) zugeordneter Antrieb (34), mittels welchem der jeweils zugeordnete Propeller (22, 24, 28, 30) antreibbar und dadurch um die jeweilige Drehachse drehbar ist, an der jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) gehalten und mit dieser mitverschwenkbar ist.
Flugzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Propeller (22, 24, 28, 30) um wenigstens eine von der Drehachse unterschiedliche Schwenkachse relativ zu der jeweiligen Tragflächeneinrichtung (14, 16) verschwenkbar ist.
Flugzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Tragflächeneinrichtungen (14, 16) wenigstens zwei in Querrichtung nebeneinander angeordnete und relativ zueinander und relativ zu dem Rumpf (12) um die in Querrichtung verlaufende Schwenkachse verschwenkbare Tragflächenteile (40, 42) umfasst.