DE102017009158A1

DE102017009158A1 - Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017009158A1
Application number: DE102017009158.7A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Kühnl; Christopher Speth; Cornelius Toussaint
Original assignee: Pass Medientechnik GmbH
Current assignee: Pass Medientechnik GmbH
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2019-04-04

Abstract

Es wird eine selbstfliegende Beschallungsvorrichtung aus einer mit mehreren Rotoren betriebenen Drohne (1) und einem Lautsprechersystem (2) mit einer Signalannahme- und -verarbeitungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die eine hervorragende Sprachverständlichkeit liefert, ebenso sie wie eine einfache Ausrichtung des Schallfeldes im Flugbetrieb ermöglicht, was dadurch erzielt wird, dass das Lautsprechersystem (2) einen Hornlautsprecher aufweist, der in eine Hauptflugrichtung nach vorne und nach unten abgewinkelt unter der Drohne (1) ausgerichtet ist und dessen Horntrichter (3) mit einer trapezoidartigen Schalläustrittsfläche (4) ausgestattet ist, mit schmaler Oberkante (5), breiter Unterkante (6) und sich von oben nach unten erweiternden Seitenkanten (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstfliegende Beschallungsvorrichtung aus einer mit mehreren Rotoren betriebenen Drohne und einem Lautsprechersystem mit einer Signalannahme- und -verarbeitungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruches.
Es ist eine Drohne mit Zielverfolgung und Signalausgabe bekannt, DE 20 2017 101 730 U1 , bei deren Signalausgabe es sich um akustische Signale, wie etwa Warntöne oder Sprachbotschaften, handeln kann.
Ein Nachteil solcher bekannter Drohnen mit akustischen Signalausgebern besteht im Wesentlichen darin, dass durch die Rotorströmungen Laufzeitverschiebungen, Intermodulationen und Verzerrungen des akustischen Signals auftreten können, die die Sprachverständlichkeit erheblich vermindern.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbstfliegende Beschallungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine hervorragende Sprachverständlichkeit liefert, ebenso wie eine einfache Ausrichtung des Schallfeldes im Flugbetrieb ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des ersten Anspruches im Zusammenhang mit dessen kennzeichnenden Merkmalen dadurch, dass das Lautsprechersystem einen Hornlautsprecher aufweist, der in eine Hauptflugrichtung nach vorne und nach unten abgewinkelt unter der Drohne ausgerichtet ist und dessen Horntrichter mit einer trapezoidartigen Schallaustrittsfläche ausgestattet ist, mit schmaler Oberkante, breiter Unterkante und sich von oben nach unten erweiternden Seitenkanten.
Solche Hornlautsprecher weisen in der Regel hyperbolische Formen ihrer Horntrichter auf und sind in der Regel in ihrer Frequenzcharakteristik zur Wiedergabe von Sprache optimiert, wobei die hier trapezoidartige Schallaustrittsfläche zu einer asymmetrischen Abstrahlcharakteristik führt, sodass sich für den Nutzer eine rechteckige Beschallungsfläche auf der Bodenebene ergibt, die durch die im Winkel von oben erfolgende Projektion des Schallfeldes verursacht wird. Dies ermöglicht eine einfache Ausrichtung des Schallfeldes aus dem Flugbetrieb und liefert eine optimale Sprachverständlichkeit.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schallaustrittsfläche des Horntrichters außerhalb von Austrittssäulen der von den Rotoren erzeugten Rotorströmungen angeordnet, bzw. zwischen zwei solcher Austrittssäulen. Hierdurch wird erreicht, dass die durch Rotorströmungen verursachten Laufzeitverschiebungen, Intermodulationen und Verzerrungen weitestgehend vermieden bzw. minimiert werden können, da es die asymmetrische Abstrahlcharakteristik ermöglicht, die Schallenergie exakt zu konzentrieren, ohne dass sie von den Austrittsäulen der von den Rotoren erzeugten Rotorströmungen beeinflusst wird.
Vorteilhafterweise ist das Lautsprechersystem mit seinem Schwerpunkt im Bereich unterhalb des Schwerpunktes der Drohne angeordnet, sodass ein einfacher und sicherer Flugbetrieb möglich ist.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die trapezoidartige Form der Schallaustrittsfläche des Horntrichters und die dadurch erzeugte asymmetrische Abstrahlcharakteristik sowie durch den nach unten abgewinkelten Abstrahlwinkel des Lautsprechersystem und die von oben aus der Luft erfolgende Projektion des Schallfeldes eine rechteckige Beschallungsfläche auf einer Bodenebene erzeugt, sodass sich dort eine optimale Sprachverständlichkeit bei weitgehender Verzerrungsfreiheit der akustischen Signale einstellt.
Bevorzugter weise sind im Lautsprechersystem alle für seinen Betrieb erforderlichen Komponenten integriert, insbesondere ein Magnetsystem, ein Schwingspulensystem, eine Druckkammer, ein druckoptimierter Hornhals, ein Verstärker, eine Kühlung, eine Energieversorgung und eine Ansteuerelektronik, die im Lautsprechersystem zu einer integrierten Funktionseinheit zusammengefasst sind. Hierdurch wird eine radikale Gewichtsoptimierung erzielt, wodurch die nutzbare Flugzeit weiter optimiert und gleichzeitig eine extrem robuste Konstruktion zur Verfügung gestellt wird.
Um weitere Gewichtsoptimierung zu erzielen, ist der Horntrichter vorteilhafterweise aus einem extrem leichten und extrem bruchfesten Kohlefasermaterial gefertigt. Er kann natürlich auch aus anderen leichten, bruchfesten und dabei dennoch flexiblen Materialien bestehen.
Die Drohne ist zur besseren Integration des Lautsprechersystems mit Standelementen ausgestattet, zwischen denen das Lautsprechersystem der selbstfliegenden Beschallungsvorrichtung montiert ist, wobei dies zumindest in einer Ruheposition zutrifft, da Standelement von bekannten Drohnen nicht nur starr sondern auch nach oben hochfahrbar ausgebildet sein können. Bevorzugt ist die Drohne mit zwei schräg nach hinten unten abgespreizten und ggf. teleskopierbaren Standbeinen mit horizontalen Standkufen ausgestattet, zwischen denen das Lautsprechersystem im Stand stets berührungsfrei zum Boden angeordnet ist.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

1 eine räumliche Seitenansicht einer selbstfliegenden Beschallungsvorrichtung,
2 eine Draufsicht von oben auf die selbstfliegende Beschallungsvorrichtung gemäß 1,
3 eine Vorderansicht auf die Vorrichtung gemäß den 1 und 2, und
4 eine Draufsicht von unten auf die Vorrichtung gemäß den vorgenannten 1 bis 3.

Die selbstfliegende Beschallungsvorrichtung besteht aus einer mit mehreren Rotoren betriebenen Drohne 1 und einem Laufsprechersystem 2, welches mit seinem Schwerpunkt unter dem Schwerpunkt der Drohne 1 angeordnet ist und mit seinem Horntrichter 3 in eine Hauptbewegungsrichtung nach vorne und nach unten abgewinkelt ausgerichtet ist. Die Drohne 1 weist zwei schräg nach hinten unten abgespreizte Standbeine 10 mit horizontalen Standkufen 11 auf, zwischen denen das Lautsprechersystem 2 so angeordnet ist, dass es im Stand in jedem vorgesehenen Betriebswinkel noch berührungsfrei zum Boden bleibt. Vorteilhafterweise können die Standbeine 10 hierzu auch ergänzend teleskopierbar ausgebildet sein. Des Weiteren könnten die als Standelemente verwendeten Standbeine, wie zeichnerisch nicht dargestellt, auch im Flug nach oben fahrbar ausgebildet sein, etwa um einer zusätzlich mitgeführten Kamera eine ungestörte 360° Rundumsicht zu ermöglichen.
Die zeichnerisch nicht dargestellten Rotoren erzeugen im Betrieb Rotorströmungen in Form von Austrittssäulen 8, wie eine in 2 skizziert dargestellt ist, wobei die Austrittsfläche 4 des Horntrichters 3 außerhalb dieser Austrittssäulen 8 angeordnet ist, was dadurch erreicht wird, dass die Austrittsfläche 4 des Horntrichters 3 trapezoidartig ausgebildet ist, mit einer schmaler Oberkante 5, einer breiten Unterkante 6 und sich von oben nach unten erweiternden Seitenkanten 7, die zwischen zwei benachbarten Austrittssäulen 8 enden.
Das Lautsprechersystem 2 weist in seinem hinteren Bereich eine Funktionseinheit 9 auf, in der ein Magnetsystem, ein Schwingspulensystem, eine Druckkammer, ein druckoptimierter Hornhals, ein Verstärker, eine Kühlung, eine Energieversorgung und eine Steuerelektronik zusammengefasst sind.
Der Horntrichter 3 kann aus einem extrem festen und leichten Kohlefasermaterial gefertigt sein oder auch aus einem anderen leichten, bruchfesten, aber dennoch flexiblen Material, wie beispielsweise aus einem robustem Kunststoffmaterial.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202017101730 U1 [0002]

Claims

Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung aus einer mit mehreren Rotoren betriebenen Drohne (1) und einem Lautsprechersystem (2) mit einer Signalannahme- und -verarbeitungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Lautsprechersystem (2) einen Hornlautsprecher aufweist, der in eine Hauptflugrichtung nach vorne und nach unten abgewinkelt unter der Drohne (1) ausgerichtet ist und dessen Horntrichter (3) mit einer trapezoidartigen Schallaustrittsfläche (4) ausgestattet ist, mit schmaler Oberkante (5), breiter Unterkante (6) und sich von oben nach unten erweiternden Seitenkanten (7).
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallaustrittsfläche (4) des Horntrichters (3) außerhalb von Austrittsäulen (8) der von den Rotoren erzeugten Rotorströmungen angeordnet ist.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lautsprechersystem (2) mit seinem Schwerpunkt im Bereich unterhalb des Schwerpunktes der Dohne (1) festgelegt ist.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die trapezoidartige Form der Schallaustrittsfläche (4) des Horntrichters (3) und die dadurch erzeugte asymmetrische Abstrahlcharakteristik sowie durch den nach unten abgewinkelten Abstrahlwinkel und die von oben aus der Luft erfolgte Projektion des Schallfeldes eine rechteckige Beschallungsfläche auf einer Bodenebene erzeugbar ist.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Lautsprechersystem (2) alle für seinen Betrieb erforderlichen Komponenten integriert sind.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Lautsprechersystem (2) ein Magnetsystem, ein Schwingspulensystem, eine Druckkammer, ein druckoptimierter Hornhals, ein Verstärker, eine Kühlung eine Energieversorgung und eine Ansteuerelektronik zu einer integrierten Funktionseinheit (9) zusammengefasst sind.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Horntrichter (3) aus Kohlefasermaterial gefertigt ist.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohne (1) Standelemente aufweist und dass das Lautsprechersystem (2) mindestens in einer Ruheposition der selbstfliegenden Beschallungsvorrichtung zwischen den Standelementen montiert ist.
Selbstfliegende Beschallungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drohne (1) zwei schräg nach hinten unten abgespreizte Standbeine (10) mit horizontalen Standkufen (11) als Standelemente aufweist und dass das Lautsprechersystem (2) dazwischen angeordnet ist.