DE102017118965A1 - Vertically launching aircraft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein senkrecht startendes Luftfahrzeug (1), vorzugsweise unbemanntes Fluggerät (UAV), Drohne und/oder unbemanntes Flugsystem (UAS), umfassend:
einen starren Tragflügel (5), welcher sowohl im Schwebeflug als auch im Horizontalflug im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist und einen aerodynamischen Horizontalflug ermöglicht, und
in Bezug auf den Masseschwerpunkt (20) des Luftfahrzeugs (1) mindestens einen in Horizontalflugrichtung gesehen hinteren regelbaren Antrieb (11), umfassend einen hinteren Motor (12) und einen vom hinteren Motor (12) angetriebenen hinteren Propeller (13), sowie mindestens einen in Horizontalflugrichtung gesehen vorderen regelbaren Antrieb (16), umfassend einen vorderen Motor (17) und einen vom vorderen Motor (17) angetriebenen Propeller (18), wobei die Motoren (12, 17) vorzugsweise Elektromotoren sind, und wobei zumindest ein Teil der Antriebe (11, 16) mittels jeweils eines Schwenkmechanismus zwischen einer Senkrechtstartposition für den Schwebeflug und eine Horizontalflugposition für den Horizontal- bzw. Reiseflug verschwenkbar sind.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine hintere oder vordere Antrieb (11, 16) derart angeordnet und ausgelegt ist, dass er mehr als 50% der zum Schweben des Luftfahrzeugs (1) notwendigen Schwebeflugschubkraft und weniger als 50% der Vortriebskraft im Horizontalflug aufbringt, während der mindestens eine vordere bzw. hintere Antrieb (16, 11) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er weniger als 50% der zum Schweben des Luftfahrzeugs (1) notwendigen Schwebeflugschubkraft und mehr als 50% der Vortriebskraft im Horizontalflug aufbringt.
The invention relates to a vertically-launched aircraft (1), preferably unmanned aerial vehicle (UAV), drone and / or unmanned aerial vehicle (UAS), comprising:
a rigid wing (5), which is oriented substantially horizontally both in hover and in horizontal flight and allows aerodynamic horizontal flight, and
with respect to the center of mass (20) of the aircraft (1), at least one horizontal rear-view controllable drive (11) comprising a rear engine (12) and a rear propeller (13) driven by the rear engine (12) and at least one seen in horizontal flight direction front controllable drive (16), comprising a front motor (17) and a front motor (17) driven propeller (18), wherein the motors (12, 17) are preferably electric motors, and wherein at least a part of the drives (11, 16) are pivotable by means of a respective pivoting mechanism between a vertical start position for the hover and a horizontal flight position for the horizontal or cruise.
The invention is characterized in that the at least one rear or front drive (11, 16) is arranged and designed so that it more than 50% of hovering force required to levitate the aircraft (1) and less than 50% of the propulsion force in horizontal flight while the at least one front or rear drive (16, 11) is arranged and designed such that it applies less than 50% of the hovering thrust force necessary to levitate the aircraft (1) and more than 50% of the propulsive force in horizontal flight.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein senkrecht startendes Luftfahrzeug, vorzugsweise unbemanntes Fluggerät (UAV), Drohne und/oder unbemanntes Flugsystem (UAS), nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das Luftfahrzeug startet hierbei mit im Wesentlichen horizontal ausgerichtetem starrem Tragflügel; nach Erreichen der vorgesehenen Flughöhe fliegt es ohne Drehen, Kippen oder Schwenken des Luftfahrzeugrumpfes in Horizontalrichtung.The present invention relates to a vertically-launched aircraft, preferably unmanned aerial vehicle (UAV), drone and / or unmanned aerial vehicle (UAS), according to the preamble of
Ein derartiges Luftfahrzeug ist aus der
Der Massenschwerpunkt des bekannten Luftfahrzeugs fällt sowohl beim Starten als auch beim Landen sowie in Schwebeflug-nahen Zuständen mit dem Auftriebsschwerpunkt des Schubes der vier Propeller zusammen. Hierbei sind die Abstände der Motor- bzw. Propellerachsen gleichmäßig zum Schwerpunkt verteilt, sodass alle Antriebe etwa die gleiche Last tragen.The center of gravity of the known aircraft coincides both at take-off and during landing and in hover-near conditions with the lift center of gravity of the four propellers. Here, the distances of the motor or propeller axes are evenly distributed to the center of gravity, so that all drives carry about the same load.
Ein Nachteil des bekannten Luftfahrzeugs besteht darin, dass seine Leistungsausbeute und damit insbesondere seine Reichweite noch Optimierungspotential aufweisen.A disadvantage of the known aircraft is that its power output and thus in particular its range still have potential for optimization.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Luftfahrzeug mit verbesserten Flug- und Leistungseigenschaften zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention to provide an aircraft with improved flight and performance characteristics.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die hinteren oder die vorderen Antriebe zur Erbringung von mehr als 50% der Schwebeflugschubkraft und weniger als 50% der Vortriebskraft im Horizontalflug angeordnet und ausgelegt sind. Demgegenüber sind die vorderen bzw. die hinteren Antriebe zur Erbringung von weniger als 50% der Schwebeflugschubkraft und mehr als 50% der Vortriebskraft im Horizontalflug angeordnet und ausgelegt. Der Kern der Erfindung liegt hierbei in der asymmetrischen Aufgabenverteilung der vorderen und der hinteren Antriebe. Die beiden Antriebsgruppen - einerseits der oder die vorderen und andererseits der oder die hinteren Antriebe - übernehmen jeweils unterschiedliche Hauptaufgaben, nämlich zum einen den Schwebemodus und zum anderen den Reise- bzw. Horizontalflugmodus. Durch diese Aufgabenfokussierung kann jede der beiden Antriebsgruppen - einerseits die hinteren Antriebe und andererseits die vorderen Antriebe - hinsichtlich ihrer jeweiligen primären Aufgabe angeordnet und ausgelegt werden.According to the invention it is provided that the rear or the front drives are arranged and designed to provide more than 50% of the hover thrust and less than 50% of the propulsive force in horizontal flight. In contrast, the front and the rear drives to provide less than 50% of the hover thrust and more than 50% of the driving force in horizontal flight are arranged and designed. The core of the invention lies in the asymmetric task distribution of the front and rear drives. The two drive groups - on the one hand the front or the other and / or the rear drives - take respectively different main tasks, namely on the one hand, the hover mode and on the other the travel or horizontal flight mode. As a result of this task focusing, each of the two drive groups-on the one hand the rear drives and on the other hand the front drives-can be arranged and designed with regard to their respective primary task.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Beschreibung die Rede ist von den „vorderen Antrieben“ bzw. den „hinteren Antrieben“ sollen damit auch jeweils Ausführungsformen mit nur einem vorderen Antrieb bzw. einem hinteren Antrieb mitumfasst sein.If, in the context of the present description, the term "front drives" or "rear drives" is intended to encompass embodiments with only one front drive or one rear drive.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt demnach darin, dass die vorderen und die hinteren Antriebe jeweils optimal auf ihre eigentlichen Aufgaben ausgelegt werden können. Die einen - entweder die hinteren oder die vorderen - Antriebe sind überwiegend für das Schweben, also insbesondere das Starten und Landen, zuständig, während die anderen - also entweder die vorderen oder die hinteren Antriebe - überwiegend für den Vortrieb sorgen. Durch diese Spezialisierung kann sowohl ein besseres Schweben als auch ein schnellerer und/oder effizienterer Reiseflug in Horizontalrichtung realisiert werden.The advantage of the embodiment according to the invention is therefore that the front and the rear drives can each be optimally designed for their actual tasks. The one - either the rear or the front - drives are predominantly responsible for hovering, so in particular the takeoff and landing, while the other - so either the front or the rear drives - predominantly provide for propulsion. This specialization allows both better hovering and faster and / or more efficient cruise in the horizontal direction.
Die Auslegung der Antriebe wird besonders bevorzugt durch den Durchmesser der zughörigen Propeller und/oder durch deren Steigung bestimmt. Ein Luftfahrzeug braucht im Horizontalflug nur relativ wenig Schub, um die Flughöhe zu halten. Der Schub wird hierbei bei hoher Anströmgeschwindigkeit am Propeller erzeugt. Beim Schweben hingegen, d.h. insbesondere beim Starten und Landen, wird eine um ein Vielfaches höhere Schubkraft benötigt. Die Schubkraft liegt beispielsweise um den Faktor
Insbesondere eine Ausgestaltung mit zwei hinteren und zwei vorderen Antrieben hat sich als vorteilhaft erwiesen, da mit diesen vier Antrieben die gewünschten optimierten Flugeigenschaften bei günstigem Preis, einfacher Handhabung und geringer Störungsanfälligkeit erreicht werden können.In particular, an embodiment with two rear and two front drives has proved to be advantageous because with these four drives the desired optimized flight characteristics at a low price, ease of use and low susceptibility to failure can be achieved.
Gemäß zweier Alternativen sind zwei hintere Antriebe und ein vorderer Antrieb, oder ein hinterer Antrieb und zwei vordere Antriebe vorgesehen. Auch mit solchen Konstellationen ist es prinzipiell möglich, die erfindungsgemäße asymmetrische Verteilung des Aufbringens der Schwebeflugschubkraft und der Vortriebskraft im Horizontalflug zu realisieren.According to two alternatives, two rear drives and one front drive, or one rear drive and two front drives are provided. Even with such constellations, it is in principle possible to realize the inventive asymmetric distribution of applying the hover thrust and the propulsion force in horizontal flight.
Besonders bevorzugt ist der Massenschwerpunkt des Luftfahrzeugs außermittig in Bezug auf die vorderen und die hinteren Propeller angeordnet. Hiermit können die verschiedenen Hauptfunktionen der vorderen und der hinteren Antriebe, also einerseits das Schweben (insbesondere das Starten und Landen) und andererseits der Reiseflug, weiter optimiert werden.More preferably, the center of mass of the aircraft is located off-center with respect to the front and rear propellers. Hereby, the various main functions of the front and rear drives, ie on the one hand the hovering (in particular the takeoff and landing) and on the other hand the cruising, can be further optimized.
Bei einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung ist der Massenschwerpunkt des Luftfahrzeugs näher an denjenigen Antrieben angeordnet, welche die höhere Schwebeflugschubkraft aufbringen. Vorzugsweise sind die entsprechenden Hebelarme um mindestens 5% und besonders bevorzugt um mindestens 10%, beispielsweise um mehr als 15% oder 20% oder sogar um mehr als 25% oder 30%, kürzer als die Hebelarme derjenigen Antriebe, welche die geringere (bis gar keine) Schwebeflugkraft aufbringen. Aufgrund des kürzeren Hebelarms in Bezug auf die hauptsächlich für den Schwebeflug zuständigen Antriebe können diese einen größeren Massenanteil anheben. Sind dies beispielsweise die hinteren Antriebe, ist der Massenschwerpunkt näher an den hinteren Antrieben als den vorderen Antrieben angeordnet. Durch die Verlagerung des Massenschwerpunkts zu den hinteren Propellern wird mehr als 50% der Masse von den hinteren Antrieben angehoben, wobei die vorderen Antriebe entlastet werden. Diese können daher besser für ihre Aufgabe, nämlich den Vortrieb im Horizontalflug, ausgelegt werden. Somit kann die Schwebeflugschubkraft auf die hinteren Antriebe konzentriert werden, da die vorderen Antriebe hierzu lediglich einen relativ kleineren Teil beitragen. Entsprechendes gilt für den entgegengesetzten Fall, nämlich wenn die vorderen Antriebe den Hauptanteil der Masse des Luftfahrzeugs anheben, während die hinteren Antriebe überwiegend (oder vollständig) den Hauptanteil des Vortriebs übernehmen.In an embodiment which is advantageous in this respect, the center of mass of the aircraft is arranged closer to those drives which apply the higher hovering thrust. Preferably, the corresponding lever arms are at least 5%, and more preferably at least 10%, for example more than 15% or 20% or even more than 25% or 30%, shorter than the lever arms of those drives, which the lower (to no) hovering force. Due to the shorter lever arm in relation to the main responsible for the hover drives they can raise a larger mass fraction. For example, if these are the rear drives, the center of gravity is located closer to the rear drives than the front drives. Shifting the center of mass to the rear propellers raises more than 50% of the mass from the rear drives, relieving the front drives. These can therefore be better for their task, namely the propulsion in horizontal flight, designed. Thus, the hover thrust force can be concentrated on the rear drives, since the front drives contribute to this only a relatively smaller part. The same applies to the opposite case, namely when the front drives lift the majority of the mass of the aircraft, while the rear drives predominantly (or completely) take over the majority of the propulsion.
Je größer die Verschiebung des Massenschwerpunktes zu dem Hauptanteil der Schwebeflugschubkraft übernehmenden Antriebe ist, desto mehr Masse kann auf diese Antriebe verschoben werden und desto weiter können die anderen Antriebe für den Horizontalflug optimiert werden. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die für den Hauptanteil der Vortriebskraft verantwortlichen Antriebe nur zu einem kleinen Teil zum Schweben beitragen, beispielsweise zwischen 10% und 20%.The greater the shift of the center of mass to the majority of the hover thrust load-absorbing drives, the more mass can be moved to these drives and the further the other drives can be optimized for horizontal flight. In this case, it is particularly preferred if the drives responsible for the majority of the driving force only contribute to hovering to a small extent, for example between 10% and 20%.
Es ist zu erwähnen, dass es grundsätzlich auch möglich ist, ohne die vorbeschriebene Verschiebung des Massenschwerpunktes die vorderen (bzw. die hinteren) Antriebe auf den Horizontalflug auszulegen und die hinteren (bzw. die vorderen) auf das Schweben. In diesem Fall müssten die hinteren und die vorderen Antrieben unterschiedlich hinsichtlich ihrer jeweiligen Hauptaufgabe (Schweben bzw. Horizontalflug) ausgelegt sein. Jedoch bleibt in diesem Fall der Nachteil bestehen, dass der für den Horizontalflug optimierte Antrieb auch weiterhin einen großen Anteil der Schwebeflugschubkraft erzeugen muss und so die Effizienz beim Schwebeflug leidet. Es würde also ein Kompromiss bei der Auslegung der Antriebe eingegangen werden müssen.It should be noted that it is also possible in principle to design the front (or the rear) drives for horizontal flight without the above-described displacement of the center of mass, and the rear (or the front) for hovering. In this case, the rear and front drives would have to be designed differently with respect to their respective main task (hovering or level flight). However, in this case, the disadvantage remains that the drive optimized for horizontal flight must continue to generate a large proportion of the hovering thrust and thus suffers the hovering efficiency. So it would have to be compromised in the design of the drives.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die hinteren oder die vorderen Antriebe zur Erbringung von mehr als 55%, vorzugsweise von mehr als 60%, der Schwebeflugschubkraft ausgelegt sind, während die vorderen bzw. die hinteren Antriebe zur Erbringung von weniger als 45%, vorzugsweise weniger als 40%, der Schwebeflugschubkraft ausgelegt sind. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die hinteren bzw. die vorderen Antriebe mehr als 55%, vorzugsweise mehr als 60% der Masse, und die vorderen bzw. die hinteren Antriebe weniger als 45%, vorzugsweise weniger als 40% der Masse, anheben. Bei bestimmten Ausführungsformen ist demnach eine größere Asymmetrie hinsichtlich der Verteilung der Schwebeflugschubkräfte vorteilhaft.It has been found to be advantageous if the rear or front drives are designed to provide more than 55%, preferably more than 60% of the hover thrust, while the front and rear drives provide less than 45%, preferably less than 40%, the hover thrust force are designed. This is equivalent to the rear or front drives lifting more than 55%, preferably more than 60% of the mass, and the front and rear drives less than 45%, preferably less than 40% of the mass. Accordingly, in certain embodiments, greater asymmetry in the distribution of hovering traction forces is advantageous.
Diese Asymmetrie kann auch so weit ausgebaut werden, dass die hinteren oder die vorderen Antriebe zur Erbringung von mehr als 65%, vorzugsweise von mehr als 70%, der Schwebeflugschubkraft (d.h. Anheben von mehr 65% bzw. 70% der Masse) ausgelegt sind, während die vorderen bzw. die hinteren Antriebe zur Erbringung von weniger als 35%, vorzugsweise weniger als 30%, der Schwebeflugschubkraft (d.h. Anheben von weniger als 35% bzw. 30% der Masse) ausgelegt sind.This asymmetry may also be increased to such an extent that the rear or front drives are designed to provide more than 65%, preferably more than 70% of the hover thrust (ie lifting more than 65% or 70% of the mass), while the front and rear drives are designed to provide less than 35%, preferably less than 30% of hovering thrust (ie, lifting less than 35% and 30% of the mass, respectively).
Auch sind Ausführungen des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs möglich, bei denen der oder die besagten hinteren oder vorderen Antriebe zur Erbringung von mehr als 80%, beispielsweise von mehr als 90%, der Schwebeflugschubkraft ausgelegt sind, während der oder die besagten vorderen bzw. hinteren Antriebe zur Erbringung von weniger als 20%, beispielsweise weniger als 10%, der Schwebeflugschubkraft ausgelegt sind. Im Extremfall kann sogar die gesamte Schwebeflugleistung durch z.B. die hinteren oder die vorderen Antriebe erbracht werden, während dann die vorderen bzw. hinteren Antriebe lediglich zur Stabilisierung dienen.Embodiments of the aircraft according to the invention are also possible in which the one or more of the rear or front drives are designed to provide more than 80%, for example more than 90%, of the hover thrust while the one or more front or rear drives are providing it less than 20%, for example less than 10%, of hovering thrust. In extreme cases, even the entire hovering performance can be reduced by e.g. the rear or the front drives are provided, while then serve the front and rear drives only for stabilization.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs tragen die vorderen und die hinteren Antriebe sowohl zur Erbringung der zum Schweben des Luftfahrzeugs notwendigen Schwebeflugschubkraft als auch zur Erbringung der Vortriebskraft im Horizontalflug bei. According to a preferred embodiment of the aircraft according to the invention, the front and rear drives contribute both to providing the hovering thrust force necessary for hovering the aircraft and to providing propulsive force in horizontal flight.
Bei einer Alternative des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs tragen ebenfalls die vorderen und die hinteren Antriebe zur Erbringung der zum Schweben des Luftfahrzeugs notwendigen Schwebeflugschubkraft bei. Allerdings übernimmt dann lediglich ein Teil dieser Antriebe die Vortriebskraft im Horizontalflug, während der andere Teil der Antriebe abgeschaltet ist.In an alternative to the aircraft according to the invention, the front and rear drives also contribute to providing the hovering thrust necessary for hovering the aircraft. However, then only a part of these drives takes the propulsive force in horizontal flight, while the other part of the drives is switched off.
Vorzugsweise sind alle Antriebe mittels jeweils eines Schwenkmechanismus zwischen einer Senkrechtstartposition für den Schwebeflug und eine Horizontalflugposition für den Reiseflug verschwenkbar. Somit können alle Antriebe einerseits zum Starten und Landen, allgemein dem Schweben, eingesetzt werden (wenn auch unterschiedlich ausgelegt), andererseits sind sie für den Vortrieb im Reiseflug einsetzbar bzw., wenn sie nicht zu diesem Zweck eingesetzt werden, in eine aerodynamische Position verschwenkt werden. Preferably, all drives are pivotable by means of a respective pivoting mechanism between a vertical start position for the hover and a horizontal flight position for the cruise. Thus, all drives on the one hand for launching and landing, in general levitation, can be used (albeit differently designed), on the other hand, they are used for propulsion in cruise or, if they are not used for this purpose, be pivoted into an aerodynamic position ,
Gemäß einer Alternative sind nur diejenigen Antriebe mittels jeweils eines Schwenkmechanismus zwischen einer Senkrechtstartposition für den Schwebeflug und eine Horizontalflugposition für den Reise- bzw. Horizontalflug verschwenkbar, welche zum Vortrieb im Horizontalflug beitragen.According to an alternative, only those drives are pivotable by means of a respective pivoting mechanism between a vertical start position for the hover and a horizontal flight position for the travel or horizontal flight, which contribute to propulsion in horizontal flight.
Vorzugsweise sind alle Antriebe an dem Tragflügel angeordnet. Diese Anordnung ist relativ einfach zu realisieren. Zudem können mehrere hintere und mehrere vordere Antriebe günstig in Querrichtung des Luftfahrzeugs verteilt werden. Bei vier Antrieben bietet sich eine X- oder H-förmige Anordnung an.Preferably, all drives are arranged on the wing. This arrangement is relatively easy to implement. In addition, several rear and several front drives can be distributed favorably in the transverse direction of the aircraft. Four drives offer an X- or H-shaped arrangement.
Bevorzugt weisen die hinteren Propeller im Schwebeflug nach unten und schwenken für den Horizontalflug nach hinten gegen die Flugrichtung, vorzugsweise um 75° bis 105°, besonders bevorzugt um 85° bis 95°. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die vorderen Propeller im Schwebeflug nach oben weisen und für den Horizontalflug um 90° nach vorne in Flugrichtung schwenken, vorzugsweise um 75° bis 105°, besonders bevorzugt um 85° bis 95°. Auch ist die Konstellation möglich, dass im Schwebeflug sowohl die vorderen als auch die hinteren Propeller nach oben geschwenkt sind, während die hinteren im Horizontalflug nach hinten und die vorderen nach vorne geschwenkt werden.Preferably, the rear propeller in the hover down and pivot for the horizontal flight backwards against the flight direction, preferably by 75 ° to 105 °, more preferably by 85 ° to 95 °. Furthermore, it is advantageous if the front propeller in hovering upward and pivot for horizontal flight by 90 ° forward in the direction of flight, preferably by 75 ° to 105 °, more preferably by 85 ° to 95 °. The constellation is also possible that in hover both the front and the rear propeller are pivoted upwards, while the rear in horizontal flight are pivoted to the rear and the front to the front.
Besonders bevorzugt sind die hinteren oder vorderen Propeller für den Horizontalflug anklappbar bzw. zusammenklappbar ausgebildet. Diese Ausgestaltung verhilft zu einer verbesserten Aerodynamik und Akustik im Reiseflug. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit und Reichweite des Luftfahrzeugs erhöht bei gleichzeitig geringerer Geräuschentwicklung.Particularly preferably, the rear or front propeller for horizontal flight are hinged or collapsible. This design helps to improve aerodynamics and acoustics in cruising. In this way, the speed and range of the aircraft is increased with less noise.
Vorzugsweise sind diejenigen Propeller anklappbar ausgebildet, deren zugehörigen Antriebe so angeordnet und ausgelegt sind, dass sie mehr als 50% der Schwebeflugschubkraft erbringen.Preferably, those propellers are hinged, the associated drives are arranged and designed so that they provide more than 50% of the hover thrust.
Bei einer dementsprechenden Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn die hinteren Propeller im Horizontalflug entgegen der Flugrichtung anklappbar ausgebildet sind, vorzugsweise aufgrund der Einwirkung der Windkräfte bzw. des Fahrtwindes.In a corresponding embodiment, it is particularly advantageous if the rear propeller are formed hinged against the direction of flight in horizontal flight, preferably due to the action of wind forces or the wind.
Besonders bevorzugt ist eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Motoren dergestalt vorgesehen, dass das Luftfahrzeug automatisch in einem stabilen Schwebeflug haltbar ist. Die Steuerung für die Antriebe, die Propeller, die Querruder usw. mittels der Steuereinrichtung kann manuell, halbautomatisch oder automatisch erfolgen. Insbesondere der Übergang zwischen den beiden Flugzugzuständen (vorzugsweise Schweben mit eingeschalteten vorderen und hinteren Antrieben - Horizontalfliegen nur mit vorzugsweise den vorderen Antrieben) kann entweder manuell oder automatisiert realisiert werden. Dann werden vorzugsweise insbesondere die Propellerdrehzahlen angepasst.Particularly preferably, a control device for controlling the motors is provided in such a way that the aircraft is automatically stable in a stable hovering flight. The control for the drives, the propeller, the ailerons, etc. by means of the control device can be done manually, semi-automatically or automatically. In particular, the transition between the two Flugzugzuständen (preferably floating with front and rear drives - horizontal flies only with preferably the front drives) can be realized either manually or automatically. Then, in particular, the propeller speeds are preferably adapted.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Luftfahrzeug im Schwebezustand; -
2 das Luftfahrzeug gemäß der1 im Schwebezustand, von der Seite gesehen; -
3 eine perspektivische Draufsicht auf das Luftfahrzeug gemäß der1 und 2 , nun im Horizontalflug; -
4 das Luftfahrzeug gemäß der3 im Horizontalflug, von der Seite gesehen; -
5-7 Seitenansichten nur des Tragflügels und der daran befestigten Gondeln des Luftfahrzeugs gemäß der1 -4 mit jeweils verschiedenen Schwenkpositionen der Antriebe; -
8 eine Draufsicht auf das Luftfahrzeug der1 -7 mit eingezeichnetem Massenschwerpunkt, und -
9 eine Draufsicht auf einen vorderen und einen hinteren Antrieb, verbunden durch die jeweils zugehörigen Gondeln, mit eingezeichneter Schwerachse.
-
1 a perspective top view of an inventive aircraft in limbo; -
2 the aircraft according to the1 in limbo, seen from the side; -
3 a perspective top view of the aircraft according to the1 and2 , now in level flight; -
4 the aircraft according to the3 in horizontal flight, seen from the side; -
5-7 Side views of only the wing and the attached gondolas of the aircraft according to the1 -4 each with different pivot positions of the drives; -
8th a plan view of the aircraft of the1 -7 with marked center of mass, and -
9 a plan view of a front and a rear drive, connected by the respective associated gondolas, with marked axis of gravity.
In den
Im vorderen Bereich des Luftfahrzeugs
An dem Tragflügel
Am freien Ende jeder hinteren Gondel
Gleichfalls ist am freien Ende jeder vorderen Gondel
Die zum Betreiben der Antriebe
Die Motoren
Die beiden hinteren Propeller
Wie aus den
In den
Es ist nicht zwingend, dass das Luftfahrzeug
In den
In den
Erfindungsgemäß übernehmen die hinteren Antriebe
Die oben genannte Aufgabenverteilung der hinteren und vorderen Antriebe
Die Steuerung der Antriebe
Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.The invention has been described in more detail with reference to an embodiment, but is not limited to this. Variations within the scope of the claims are also possible as a combination of features, even if they are shown and described in different embodiments.
Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße Luftfahrzeug auch von Menschen steuern und/oder zum Befördern von einem oder mehreren Menschen einsetzen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Luftfahrzeug als Drohne für den Warentransport, zur Kontrolle und Sicherung des Flugraums oder Gegenden am Boden, zu Forschungszwecken, zur Bilderzeugung usw. geeignet.In particular, the aircraft according to the invention can also be controlled by humans and / or used to carry one or more people. In particular, the aircraft according to the invention is suitable as a drone for transporting goods, for controlling and securing the airspace or areas on the ground, for research purposes, for imaging, etc.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Luftfahrzeugaircraft
- 22
- LuftfahrzeugrumpfAircraft fuselage
- 33
- HeckRear
- 44
- Nasenose
- 5 5
- TragflügelHydrofoil
- 66
- Leitwerksträgertail boom
- 77
- V-LeitwerkV-tail
- 7a7a
- Höhenruderelevator
- 8a8a
- erstes Querruderfirst aileron
- 8b8b
- zweites Querrudersecond aileron
- 9a9a
- StandkufeStandkufe
- 9b9b
- Standkufe Standkufe
- 1010
- Gondeln für hintere AntriebeGondolas for rear drives
- 1111
- hintere Antrieberear drives
- 1212
- hintere Motorenrear engines
- 12a12a
- Motorachsemotor axis
- 1313
- hintere Propellerrear propellers
- 1414
- Schwenkgelenk pivot
- 1515
- Gondeln für vordere AntriebeGondolas for front drives
- 1616
- vordere Antriebefront drives
- 1717
- vordere Motorenfront engines
- 17a17a
- Motorachsemotor axis
- 1818
- vordere Propellerfront propellers
- 1919
- Schwenkgelenk pivot
- 2020
- Massenschwerpunkt des LuftfahrzeugsMass center of gravity of the aircraft
- 2121
- Schwerachsegravity axis
- 2222
- Längsachse des Luftfahrzeugs Longitudinal axis of the aircraft
- SS
- Startrichtungstart direction
- LL
- Landerichtunglanding direction
- HH
- HorizontalflugrichtungHorizontal flight direction
- d1d1
-
Abstand der Motorachse 12a zur Schwerachse 21Distance of the
motor shaft 12a to the heavy axis 21st - d2d2
-
Abstand der Motorachse 17a zur Schwerachse 21
Distance of the
motor shaft 17a to the heavy axis 21st - f1-f5f1-f5
- Schwenkrichtungenpivotal directions
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2776315 B1 [0002]EP 2776315 B1 [0002]
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-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE CANZLER & BERGMEIER PARTNERSCHA, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: WINGCOPTER GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHREIBER, PAUL, 32108 BAD SALZUFLEN, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: WINGCOPTER GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: QLEX GMBH, 26123 OLDENBURG, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HABERMANN INTELLECTUAL PROPERTY PARTNERSCHAFT , DE |