DE102016123254A1

DE102016123254A1 - Drehflügel-Fluggerät sowie eine Start- und Landevorrichtung für ein solches Drehflügel-Fluggerät

Info

Publication number: DE102016123254A1
Application number: DE102016123254.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2017-06-29
Also published as: CN107054632A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein auch als Tragschrauber bzw. Autogyro, Gyrokopter oder Gyrocopter bezeichnetes Drehflügel-Fluggerät (2) mit einem Rotor und einem Propeller. Eine Start- und Landevorrichtung (1) für das Drehflügel-Fluggerät (2) hat einen ortsfesten Träger (3), an dem eine Führung (4) um eine horizontale Achse zwischen einer Startposition und einer Landeposition schwenkbeweglich ist. An seinem äußeren Endbereich ist ein Antrieb (5) zur Übertragung einer Beschleunigungskraft auf das Drehflügel-Fluggerät (2) angeordnet, die dadurch unabhängig von einem bordeigenen Antrieb des Drehflügel-Fluggerätes (2) erzeugt werden kann. Eine Kupplung hat hierzu eine umfangsseitige Kontaktfläche, welche einen Pluspol einer elektrischen Kontaktierung bildet, und eine weitere stirnseitige Kontaktfläche, die den Minuspol bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein auch als Tragschrauber bzw. Autogyro, Gyrokopter oder Gyrocopter bezeichnetes Drehflügel-Fluggerät mit einem Rotor und einem mittels eines Antriebes zur Erzeugung des erforderlichen Vortriebes in Rotation versetzbaren Propeller. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Start- und Landevorrichtung für ein solches Drehflügel-Fluggerät.
Ein Tragschrauber, auch Autogyro, Gyrokopter oder Gyrocopter genannt, ist ein Drehflügler, bei dem der Rotor während des Flugbetriebes durch den Fahrtwind in Rotation versetzt wird (Autorotation). Die durch die Rotation entstehende Auftriebskraft entsteht dabei durch den Widerstand des sich drehenden Rotorblattes in Abhängigkeit des Anstellwinkels der Rotorfläche.
Hierzu wird der Rotor an einem Mast befestigt, der mit einem Schlaggelenk verbunden ist, das eine Winkeländerung des Rotorblattes zulässt. Zur Steuerung wird der komplette Rotor geschwenkt. Zusätzlich wird ein herkömmliches Seitenruder zur Steuerung benötigt.
Die Autorotation kommt dadurch zustande, dass das Rotorblatt im inneren Bereich der Rotorebene einen so hohen Anstellwinkel hat, dass eine das Blatt beschleunigende Kraft resultiert. Im äußeren Durchmesser hingegen bremst die Resultierende das Blatt. Diese Kräfte sind im stationären Flug im Gleichgewicht. Erhöht man den Anstellwinkel der Rotorebene, verschiebt sich die Grenze zwischen beschleunigendem und abbremsendem Bereich nach außen, es entsteht ein Ungleichgewicht zugunsten der Beschleunigung, sodass die Drehzahl des Rotors steigt.
Da der Rotor nur durch den Luftstrom angetrieben wird, ist er mechanisch gering belastet und es ist kein kompliziertes Getriebe notwendig. Der Antriebsausfall ist ebenfalls unkritisch.
Tragschrauber haben keine Mindestgeschwindigkeit und können somit nicht in einen überzogenen Flugzustand geraten.
Der Vortrieb erfolgt allein durch den Antrieb, dem sogenannten Propellertriebwerk. Zur Verkürzung der erforderlichen Startstrecke kann der Rotor vor dem Start durch einen weiteren Motor oder eine Getriebeeinheit, welche die Antriebsleistung vorübergehend auf den Rotor überträgt, auf die Startdrehzahl beschleunigt werden.
Obwohl grundsätzlich für den Betrieb eines Drehflügel-Fluggerätes keine besonderen Anforderungen an die Start- und Landebahn bestehen, sind auch bereits Start- und Landevorrichtung vorgesehen, die den Start des Tragschraubers vereinfachen bzw. überhaupt erst ermöglichen. So wurde beispielsweise der Kleintragschrauber der Firma Focke-Achgelis Fa 330 für den Einsatz auf U-Booten und Schiffen konzipiert. Der motorlose Kleintragschrauber konnte bei einer Geschwindigkeit des Schiffes von 30 km/h starten, wurde allein durch den Fahrtwind angetrieben und konnte so durch die Autorotation an einem etwa 300 m langen Schleppseil bis zu einer Höhe von ca. 120 m aufsteigen. Als Start- und Landevorrichtung diente ein sogenannter Starttisch.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Drehflügel-Fluggerät der eingangs genannten Art so auszuführen, dass dieses einerseits einen besonders effizienten Flugbetrieb ermöglicht und andererseits mit einem vergleichsweise geringen Aufwand herstellbar ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Start- und Landevorrichtung für ein solches Drehflügel-Fluggerät zu schaffen, welches den Start- und Landevorgang angetriebener Drehflügel-Fluggeräte wesentlich vereinfacht.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Drehflügel-Fluggerät gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist also ein Drehflügel-Fluggerät vorgesehen, bei dem der Antrieb einen Elektromotor für einen rein elektromotorischen oder hybriden Betrieb umfasst und einen zur Energieversorgung des Antriebes bestimmten Energiespeicher aufweist. Entgegen dem Vorurteil in der Fachwelt hat sich überraschend herausgestellt, dass sich das Flugprinzip des Drehflüglers in hervorragender Weise für den Betrieb mittels eines Elektromotors eignet. Dabei macht sich die Erfindung zunutze, dass der Energiebedarf lediglich während der Startphase besonders hoch ist, die beispielsweise mittels einer alternativen oder parallel betreibbaren Brennkraftmaschine unterstützt werden kann. Indem der Flugbetrieb somit insgesamt einen vergleichsweise geringen Energieaufwand erfordert und zudem der Flugbetrieb mit geringen Emissionen, insbesondere Geräuschentwicklungen verbunden ist, eignet sich das erfindungsgemäße Drehflügel-Fluggerät bevorzugt auch für den Flugbetrieb im innerstädtischen Verkehr, wobei die Erfindung sich vor allem die kurze Start- und Landephase zunutze macht. In der Praxis hat sich bereits gezeigt, dass die Versorgung mit einem geladenen Energiespeicher schneller als das herkömmliche Betanken mit Kraftstoff erfolgen kann. Aber selbst wenn es zu einem Ausfall des elektrischen Antriebes und zusätzlich auch der gegebenenfalls mitgeführten Brennkraftmaschine kommt, ist ein Absturz des Drehflügel-Fluggerätes dennoch nahezu ausgeschlossen, weil in diesem Fall das Drehflügel-Fluggerät in den kontrollierten Sinkflug übergeht und sicher gelandet werden kann.
Der bei der Beschleunigung während der Startphase erhöhte Energiebedarf kann dadurch wesentlich reduziert werden, dass eine mechanische Antriebsleistung durch eine stationäre Starthilfeeinrichtung bereitgestellt wird und mittels einer entsprechenden Kupplung von außen während der Startphase eingeleitet wird. Eine solche Starthilfeeinrichtung kann einerseits in der translatorischen Beschleunigung des gesamten Drehflügel-Fluggerätes ähnlich einem Katapult bestehen. Andererseits kann dabei zugleich auch der Rotor auf die gewünschte Drehzahl durch Übertragung eines Drehmomentes beschleunigt werden. Die hierzu erforderliche Einrichtung kann beispielsweise während der Startphase mit dem beschleunigenden Drehflügel-Fluggerät mitbewegt werden.
Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Antriebsleistung des Antriebes bedarfsweise entweder auf den Propeller oder den Rotor und den Propeller übertragbar ist, sodass also die Antriebsleistung auf den Rotor und den Propeller verteilt werden kann und somit zugleich ein optimaler Betriebspunkt eingestellt werden kann. Hierzu kann beispielsweise mittels einer Kupplung eine kraftgesteuerte Übertragung der Antriebsleistung erfolgen.
Die Versorgung des Antriebes erfolgt im Flugbetrieb aus dem mitgeführten Energiespeicher. Besonders praxisgerecht ist es hingegen, wenn das Drehflügel-Fluggerät mit einer trennbaren elektrischen Verbindung, insbesondere einer Steckverbindung, ausgestattet ist, durch die das Drehflügel-Fluggerät vorübergehend mit einer ortsfesten oder stationären elektrischen Energieversorgung verbunden wird. Indem also das Drehflügel-Fluggerät mit einer lösbaren elektrischen Kontaktierung ausgestattet ist, wird die Entnahme aus dem mitgeführten Energiespeicher entsprechend reduziert. Hierdurch kann die Kapazität des Energiespeichers und dadurch zugleich dessen Eigengewicht vermindert werden.
Bei einer anderen, ebenfalls besonders sinnvollen Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehflügel-Fluggerät mit einer mechanischen Kupplung zur Übertragung von insbesondere translatorischen Beschleunigungskräften zur Unterstützung der Startphase ausgestattet, um so beispielsweise mittels eines Schlittens oder eines Rollwagens eine zuverlässige Übertragung der Beschleunigungskräfte zu gewährleisten. Zugleich kann die mechanische Kupplung aber auch als Fangvorrichtung zum sicheren und kontrollierten Abbremsen des Drehflügel-Fluggerätes während der Landephase genutzt werden.
Dabei erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn in die mechanische Kupplung eine elektrische Kontaktierung zur Übertragung der elektrischen Energie auf den Antrieb integriert ist. Somit kann also auch während der Startphase, in der das Drehflügel-Fluggerät bereits beschleunigt, die Versorgung desselben mit elektrischer Energie fortgesetzt werden, bis die Startgeschwindigkeit erreicht ist. Somit bleibt die elektrische Verbindung während der energieintensiven Startphase erhalten und der bordeigene Energiespeicher wird entsprechend entlastet.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass der Tragschrauber einen Generator hat oder der Elektromotor im Generatorbetrieb betreibbar ist, sodass die Rotation des Rotors und/oder des Propellers zur Erzeugung elektrischer Energie nutzbar ist. Es hat sich nämlich überraschend herausgestellt, dass der von dem Rotor erzeugte Auftrieb nicht nur durch einen reduzierten Anstellwinkel des Rotors, sondern auch durch gezieltes Abbremsen vermindert werden kann, indem der elektrische Antrieb in einen Rekuperationsmodus geschaltet wird. Somit kann Energie zurückgewonnen und der elektrische Energiespeicher geladen werden. Zudem kann so auch eine elektrische Notversorgung realisiert werden, die bei einem Totalausfall des Energiespeichers die wichtigsten Funktionen durch die erzeugte elektrische Energie aufrechterhält.
Gemäß einer weiteren, ebenfalls besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehflügel-Fluggerät aus einer Rahmenstruktur mit daran fixierten Funktionsmodulen aufgebaut und gestattet so nicht nur eine vergleichsweise kostenreduzierte Herstellung bei einem zugleich geringen Gewicht, sondern auch eine schnelle Anpassung an unterschiedliche Einsatzzwecke. Insbesondere können so beispielsweise alternativ zu einem Passagiertransport auch Funktionsmodule zu Arbeits- oder Rettungszwecken ergänzt werden.
Vorzugsweise haben die Funktionsmodule ein den Antrieb tragendes Antriebsmodul, ein den Energiespeicher tragendes Speichermodul, ein eine Fahrgastzelle aufweisendes Passagiermodul und/oder ein Fahrwerkmodul. Dabei sind zumindest einzelne Module, insbesondere das Speichermodul, austauschbar an dem Drehflügel-Fluggerät angeordnet, wobei eine Schnellkupplung einen problemlosen Austausch innerhalb kürzester Zeit erlaubt. So kann also nicht nur der elektrische Energiespeicher zusammen mit dem ihn aufnehmenden Speichermodul getauscht werden, sondern beispielsweise auch ein Antriebsmodul, um so eine Wartung des Antriebes vornehmen zu können, ohne dass das Drehflügel-Fluggerät insgesamt außer Betrieb gesetzt werden muss. Ein derartiges Wechselsystem kann beispielsweise auch weitgehend automatisiert werden. Darüber hinaus kann das Speichermodul austauschbar in das Drehflügel-Fluggerät, beispielsweise in einen doppelten Boden, integriert werden.
Das Drehflügel-Fluggerät besteht dabei vorzugsweise aus mehreren Funktionsmodulen, die austauschbar sind und dadurch einen schnellen Passagier- und Batteriewechsel erlauben. Hierzu dient ein Schnellwechselsystem für ein als Passagier- oder Ladungscontainer ausgeführtes Funktionsmodul sowie für ein als Energiespeicher ausgeführtes Funktionsmodul.
In der Praxis erfolgt der Flugbetrieb beginnend mit dem Einstieg in einen für die gewählte Flugverbindung bereitgestellten Passagiercontainer, der mit dem nächsten verfügbaren Drehflügel-Fluggerät gekoppelt wird. Da problemlos eine Vielzahl von geeigneten Passagiercontainern bereitgestellt werden kann, kommt es in der Praxis nicht zu unerwünschten Verzögerungen bei der Ein- und Ausstiegsdauer und somit zugleich zu einer optimalen Auslastung des Drehflügel-Fluggerätes, welches nicht an einen bestimmten Passagiercontainer gebunden ist.
Der Container sowie die Batterie werden seitlich in einen für diesen Zweck vorgesehenen durchgehenden Hohlraum im Gyrovan eingeschoben. Container und Batterie haben hierzu Rollen. Befinden sich Container und Batterie an ihrem Platz, werden die Befestigungsbolzen in im Container vorgesehene Befestigungsbohrungen eingefahren und mit einem Sperrriegel gegen unbeabsichtigtes Öffnen verriegelt. Sowohl die Position des Bolzens als auch die Position des Riegels werden abgefragt bzw. überprüft. Eine Betätigung der Elemente kann sowohl mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch als auch elektrisch erfolgen.
Die Bolzen sind beispielsweise federbelastet und in ihrer Ruhestellung im ausgefahrenen Zustand. Durch Beaufschlagung mit Pressluft von außen wird der Bolzen eingefahren. Wird die Pressluftzufuhr unterbrochen oder kommt es zu einem unbeabsichtigten Druckabfall, schließt der Bolzen automatisch. Dabei können die Bolzen zugleich zur elektrischen Kontaktierung verwendet werden.
Per Schienensystem wird das Drehflügel-Fluggerät zu der Startvorrichtung transportiert und gestartet. Nach der Landung wird der Passagiercontainer zunächst von dem Drehflügel-Fluggerät getrennt, sodass dieses gegebenenfalls nach dem Austausch eines Energiecontainers mit dem elektrischen Energiespeicher sofort wieder einsatzbereit ist.
Bei einem weiterentwickelten Containersystem zum Transport von Personen oder zur Aufnahme von Ladung wird dieser von einem Zugmittel, beispielsweise ein Draht- oder Faserseil, umschlungen. Zusätzlich schließt das Zugmittel auch den Pilotensicherheitskäfig ein, welcher den Pilotensitz umfasst. Das Zugmittel ist einerseits mit dem Hauptrotor, andererseits mit einem Fallschirm verbunden.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, dass die Rahmenstruktur aus durch Profile verbundenen vorgefertigten Flächenelementen, beispielsweise Platten, aufgebaut ist, die industriell mit den gewünschten Eigenschaften vorgefertigt werden und schnell zu der gewünschten Rahmenstruktur verbunden werden können. Eine Anpassung an veränderte Anforderungen kann daher während der Herstellung problemlos durch den Einsatz verschiedener Profile und Flächenelemente realisiert werden. In der Praxis eignen sich hierzu Profile und Flächenelemente, die als einen wesentlichen Materialbestandteil Aluminium oder Kohlefaser aufweisen und die als Verbundwerkstoffe ausgeführt sein können. Weiterhin können auch nachwachsende Rohstoffe eingesetzt werden, wie beispielsweise Balsaholz, wobei die Struktur mittels CNC-Frästechnik sowie gegebenenfalls durch Kleben hergestellt wird und mechanische Verbindungsstellen in Form von Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffaufnahmen(CFK) oder Metall-Aufnahmen integriert werden. Die Struktur erhält einen Überzug aus einem faserverstärkten Kunststoff, wobei ergänzend auch Teile, beispielsweise Knotenpunkte, laminiert werden können.
Die zweitgenannte Aufgabe, eine Start- und Landevorrichtung für ein solches Drehflügel-Fluggerät zu schaffen wird dadurch gelöst, dass die Start- und Landevorrichtung einen ortsfesten oder stationären Träger und einen Antrieb zur Übertragung einer Beschleunigungskraft auf das Drehflügel-Fluggerät aufweist. Somit wird die während der Startphase des Drehflügel-Fluggerätes erforderliche Beschleunigungskraft nicht durch das Drehflügel-Fluggerät, sondern durch die Start- und Landevorrichtung erzeugt. Der bei der Beschleunigung des Drehflügel-Fluggerätes während der Startphase erhöhte Energiebedarf kann dadurch unabhängig von einem bordeigenen Energiespeicher des Drehflügel-Fluggerätes durch eine externe, ortsfeste Energiequelle bereitgestellt und der bordeigene Energiespeicher entsprechend entlastet werden.
Hierzu weist die Start- und Landevorrichtung eine Kupplung mit einem ersten Koppelelement und ein mit dem Drehflügel-Fluggerät verbundenes zweites Koppelelement auf, sodass die zur Beschleunigung erforderliche mechanische Antriebsleistung durch die Start- und Landevorrichtung zur unterstützenden oder ausschließlichen Einleitung der Beschleunigung bereitgestellt und mittels der Kupplung während der Startphase übertragen wird.
Obwohl die Kupplung in Abhängigkeit der jeweiligen Anforderungen in unterschiedlichen Bauformen realisiert werden kann, lässt sich eine besonders bevorzugte Variante dadurch realisieren, dass das zweite Koppelelement einen rotationssymmetrischen Vorsprung aufweist und das erste Koppelelement eine Aufnahme für den Vorsprung mit einer ersten Kontaktfläche zumindest abschnittsweise an einem Umfang und einer zweiten Kontaktfläche an einer Stirnfläche des Vorsprunges aufweist. Hierdurch wird eine zuverlässige mechanische Kopplung erreicht, die in einem weiten Winkelbereich unabhängig von der relativen Winkelstellung der beiden Koppelelemente ist, was sich insbesondere bei der Landephase als ein wesentlicher Vorteil herausgestellt hat.
Weiterhin ist es besonders praxisgerecht, wenn zumindest eine Kontaktfläche gegenüber dem Vorsprung mittels eines Federelementes vorgespannt ist, wobei auf diese Weise zugleich eine Rastverbindung realisiert werden kann. Das Lösen der Rastverbindung erfordert dann beispielsweise eine Freigabe durch den Führer des Drehflügel-Fluggerätes, sodass das Drehflügel-Fluggerät insbesondere nicht unbeabsichtigt getrennt werden kann.
Dabei gestattet die Kupplung die Übertragung auch großer Kräfte, wenn das Koppelelement zur Übertragung von Beschleunigungs- und/oder Verzögerungskräften, insbesondere durch eine formschlüssige Verbindung ausgeführt ist und zu diesem Zweck beispielsweise eine Hinterschneidung für den Vorsprung bildet.
Die Versorgung des Antriebes erfolgt im Flugbetrieb aus dem mitgeführten Energiespeicher. Besonders praxisgerecht ist es hingegen, wenn das Drehflügel-Fluggerät mit einer trennbaren elektrischen Verbindung, insbesondere einer Steckverbindung, ausgestattet ist, durch die das Drehflügel-Fluggerät vorübergehend mit einer ortsfesten oder stationären elektrischen Energieversorgung verbunden wird. Indem also das Drehflügel-Fluggerät mit einer lösbaren elektrischen Kontaktierung ausgestattet ist, wird die Entnahme aus dem mitgeführten Energiespeicher entsprechend reduziert. Hierdurch kann die Kapazität des Energiespeichers und dadurch zugleich dessen Eigengewicht vermindert werden.
Die beiden Abschnitte der Kupplung sind elektrisch gegeneinander isoliert, sodass diese bei der elektrischen Kontaktierung die beiden Pole zur Übertragung der elektrischen Energie auf den bordeigenen Antrieb bilden. Somit kann also auch während der Startphase, in der das Drehflügel-Fluggerät bereits beschleunigt, die Versorgung desselben mit elektrischer Energie fortgesetzt werden, bis die Startgeschwindigkeit erreicht ist. Somit bleibt die elektrische Verbindung während der energieintensiven Startphase erhalten und der bordeigene Energiespeicher wird entsprechend entlastet.
Eine solche Starthilfeeinrichtung kann einerseits in der translatorischen Beschleunigung des gesamten Drehflügel-Fluggerätes ähnlich einem Katapult bestehen. Andererseits kann dabei zugleich auch der Rotor auf die gewünschte Drehzahl durch Übertragung eines Drehmomentes beschleunigt werden.
Ein hierzu geeigneter Schlitten kann beispielsweise während der Startphase mit dem beschleunigenden Drehflügel-Fluggerät mitbewegt werden
Bei einer anderen, ebenfalls besonders sinnvollen Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehflügel-Fluggerät mit einer mechanischen Kupplung zur Übertragung von insbesondere translatorischen Beschleunigungskräften zur Unterstützung der Startphase ausgestattet, um so beispielsweise mittels eines Schlittens oder eines Rollwagens eine zuverlässige Übertragung der Beschleunigungskräfte zu gewährleisten.
Zugleich kann die mechanische Kupplung aber auch als Fangvorrichtung zum sicheren und kontrollierten Abbremsen des Drehflügel-Fluggerätes während der Landephase genutzt werden. Hierzu kann das Koppelelement mit einem an der Führung beweglichen Schlitten verbunden sein, sodass die Antriebsleistung insbesondere mittels eines Zugmittels auf den Schlitten übertragbar ist.
Eine weitere, ebenfalls besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass die Führung um eine im wesentlichen horizontale Achse schwenkbeweglich angeordnet ist, sodass in einer Startphase des Drehflügel-Fluggerätes eine in Richtung der Beschleunigung nach oben geneigte Orientierung und bei einer Landephase in Richtung einer Verzögerung nach unten geneigte Orientierung einstellbar ist. Der Antrieb der Start- und Landevorrichtung kann dabei gemeinsam mit der Führung beweglich oder ortsfest angeordnet sein.
Bei einer anderen, besonders platzsparenden Variante der Start- und Landevorrichtung hat der Träger zumindest zwei durch ein Gelenk verbundene Tragarme, insbesondere in der Bauform als Vertikal-Knickarm, wobei der erste Tragarm schwenkbeweglich mit dem Träger und der zweite Tragarm mit dem Koppelelement verbunden ist. Somit kann auf eine Landebahn verzichtet werden, wenn die Tragarme durch eine Schwenkbewegung die für die Start- oder Landephase sinnvolle Bewegungsbahn nachführen. Eine zusätzliche Plattform dient dabei der Stabilisierung des Drehflügel-Fluggerätes, welches mit einem Fahrwerk auf der Plattform steht.
Weiterhin hat es sich bereits als besonders sinnvoll erweisen, wenn der Antrieb während einer Landephase des Drehflügel-Fluggerätes als Generator betreibbar ist und in diesem Rekuperationsmodus die kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt und einem Energiespeicher zugeführt werden kann.
Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipdarstellung in
1 eine Start- und Landevorrichtung mit einer Führung für das Drehflügel-Fluggerät während einer Startphase;
2 die in 1 gezeigte Start- und Landevorrichtung während einer Landephase;
3 eine Variante einer Start- und Landevorrichtung mit zwei schwenkbeweglich verbundenen Tragarmen;
4 eine Kupplung der in den 1 bis 3 gezeigten Start- und Landevorrichtungen in einer geschnittenen Seitenansicht;
5 eine Draufsicht auf die in 4 gezeigte Kupplung.
Eine erste Variante einer Start- und Landevorrichtung 1 für ein Drehflügel-Fluggerät 2 wird nachstehend anhand der 1 und 2 näher erläutert. Die Start- und Landevorrichtung 1 hat einen ortsfesten oder stationären Träger 3, an dem eine Führung 4 um eine horizontale Achse zwischen einer in 1 gezeigten Startposition in eine in 2 gezeigte Landeposition schwenkbeweglich ist. An seinem äußeren Endbereich ist ein Antrieb 5 zur Übertragung einer Beschleunigungskraft auf das Drehflügel-Fluggerät 2 mittels eines Zugmittels 6 angeordnet, die dadurch unabhängig von einem bordeigenen Antrieb des Drehflügel-Fluggerätes 2 erzeugt werden kann.
Zur Kraftübertragung hat die Start- und Landevorrichtung 1 eine in den 4 und 5 dargestellte Kupplung 7 mit einem einen rotationssymmetrischen Vorsprung 8 aufweisenden Koppelelement 9, welches mit dem Drehflügel-Fluggerät 2 verbunden ist, und ein weiteres, mit einem nicht weiter dargestellten Schlitten verbundenes, entlang der Führung 4 bewegliches Koppelelement 10. Dieses Koppelelement 10 bildet eine Aufnahme für den Vorsprung 8 und hat hierzu eine umfangsseitige, mittels eines Federelementes 11 vorgespannte Kontaktfläche 12, welche einen Pluspol einer elektrischen Kontaktierung bildet und eine weitere, den Minuspol bildende Kontaktfläche 13 mit einer Stirnfläche 14 des Vorsprunges 8.
Die Kupplung 7 ist auch Bestandteil einer weiteren, in 5 gezeigten Variante der Start- und Landevorrichtung 15, bei welcher der Träger 3 einen ersten, durch ein Gelenk 16 mit dem Träger 3 verbundenen Tragarm 17, sowie einen mit dem ersten Tragarm 17 durch ein weiteres Gelenk 18 verbundenen zweiten Tragarm 19 aufweist. Dieser zweite Tragarm 19 ist seinerseits mittels eines weiteren Gelenkes 20 mit einer Plattform 21 für das Drehflügel-Fluggerät 2 verbunden, an welcher die Kupplung 7 angeordnet ist. Durch die so realisierte Knickarm-Bauform wird eine nahezu beliebig einstellbare Bewegungsbahn während der durch eine Richtungspfeil 22 verdeutlichten Startphase und während der durch einen weiteren Richtungspfeil 23 verdeutlichten Landephase ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1: Start- und Landevorrichtung
2: Drehflügel-Fluggerät
3: Träger
4: Führung
5: Antrieb
6: Zugmittel
7: Kupplung
8: Vorsprung
9: Koppelelement
10: Koppelelement
11: Federelement
12: Kontaktfläche
13: Kontaktfläche
14: Stirnfläche
15: Start- und Landevorrichtung
16: Gelenk
17: Tragarm
18: Gelenk
19: Tragarm
20: Gelenk
21: Plattform
22: Richtungspfeil
23: Richtungspfeil

Claims

Ein auch als Tragschrauber, Autogyro oder Gyrokopter bezeichnetes Drehflügel-Fluggerät (2) mit einem Rotor und einem mittels eines Antriebes zur Erzeugung des erforderlichen Vortriebes in Rotation versetzbaren Propeller, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen Elektromotor und einen zur Energieversorgung des Antriebes bestimmten Energiespeicher aufweist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistung des Antriebes bedarfsweise auf den Propeller oder den Rotor und den Propeller übertragbar ist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehflügel-Fluggerät (2) mit einer trennbaren elektrischen Verbindung, insbesondere einer Steckverbindung ausgestattet ist, durch die das Drehflügel-Fluggerät (2) an eine ortsfeste oder stationäre elektrische Energieversorgung anschließbar ist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehflügel-Fluggerät (2) eine mechanische Kupplung zur Übertragung von Beschleunigungskräften zur Unterstützung der Startphase des Drehflügel-Fluggerätes (2) aufweist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die mechanische Kupplung eine elektrische Kontaktierung zur Übertragung der elektrischen Energie auf den Antrieb integriert ist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehflügel-Fluggerät (2) einen Generator hat oder der Elektromotor im Generatorbetrieb betreibbar ist, sodass die Rotation des Rotors und/oder des Propellers zur Erzeugung elektrischer Energie nutzbar ist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehflügel-Fluggerät (2) aus einer Rahmenstruktur mit daran fixierten Funktionsmodulen aufgebaut ist.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsmodule ein den Antrieb tragendes Antriebsmodul, ein den Energiespeicher tragendes Speichermodul, ein eine Fahrgastzelle aufweisendes Passagiermodul und/oder ein Fahrwerkmodul umfassen.
Drehflügel-Fluggerät (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenstruktur aus durch Profile verbundenen vorgefertigten Flächenelementen, beispielsweise Platten, aufgebaut ist.
Start- und Landevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Start- und Landevorrichtung (1) einen ortsfesten oder stationären Träger (3) und einen Antrieb (5) zur Übertragung einer Beschleunigungskraft auf das Drehflügel-Fluggerät (2) aufweist.
Start- und Landevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Start- und Landevorrichtung (1) eine Kupplung (7) mit einem ersten Koppelelement (10) und ein mit dem Drehflügel-Fluggerät (2) verbundenes zweites Koppelelement (9) aufweist.
Start- und Landevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Koppelelement (9) einen rotationssymmetrischen Vorsprung (8) aufweist und das erste Koppelelement (10) eine Aufnahme für den Vorsprung (8) mit einer ersten Kontaktfläche (12) zumindest abschnittsweise an einem Umfang und einer zweiten Kontaktfläche (13) an einer Stirnfläche (14) des Vorsprunges (8) aufweist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kontaktfläche (12, 13) gegenüber dem Vorsprung (8) mittels eines Federelementes (11) vorgespannt ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) zur Übertragung von Beschleunigungs- und/oder Verzögerungskräften, insbesondere durch eine formschlüssige Verbindung ausgeführt ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) zur elektrischen Kontaktierung des Drehflügel-Fluggerätes (2) ausgeführt ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) mit einer Führung (4) verbunden ist, entlang welcher das Koppelelement (9, 10) und/oder das Drehflügel-Fluggerät (2) translatorisch beweglich ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (9, 10) mit einem an der Führung (4) beweglichen Schlitten verbunden ist und dass die Antriebsleistung insbesondere mittels eines Zugmittels (6) auf den Schlitten übertragbar ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (4) um eine im Wesentlichen horizontale Achse schwenkbeweglich angeordnet ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) zumindest zwei durch ein Gelenk (18) verbundene Tragarme (17, 19), insbesondere in der Bauform als Vertikal-Knickarm, aufweist, wobei der erste Tragarm (17) schwenkbeweglich mit dem Träger (3) und der zweite Tragarm (19) mit der Kupplung (7) verbunden ist.
Start- und Landevorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) während einer Landephase des Drehflügel-Fluggerätes (2) als Generator betreibbar ist.