DE102017211370A1 - Method for operating an aircraft and aircraft - Google Patents

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Abstract

Zur Ermöglichung einer besonders Komfortablen Reise eines Nutzers betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs (1), bei welchem das Luftfahrzeug (1) während einer Flugphase (6) entlang einer Oberleitung (2) bewegt und hierbei eine Energiespeichereinrichtung (4) des Luftfahrzeugs (1) mittels einer Kopplungseinrichtung (3) über die Oberleitung (2) mit Energie versorgt wird. Während einer Bewegungsphase (7) ist das Luftfahrzeug (1) von der Oberleitung (2) entkoppelt und wird mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung (4) versorgt. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Luftfahrzeug (1).In order to allow a particularly comfortable journey of a user, the invention relates to a method for operating an aircraft (1), wherein the aircraft (1) during a flight phase (6) along a catenary (2) moves and in this case an energy storage device (4) of the aircraft (1) is powered by means of a coupling device (3) via the overhead line (2) with energy. During a movement phase (7), the aircraft (1) is decoupled from the overhead line (2) and is supplied with energy from the energy storage device (4). Furthermore, the invention relates to an aircraft (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs sowie ein Luftfahrzeug gemäß der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method for operating an aircraft and an aircraft according to the preambles of the independent claims.

Aus der DE 697 16 964 T2 ist ein computergesteuertes Transportsystem mit derartigen kabelgeführten Luftfahrzeugen bekannt. Beim Betreiben wenigstens eines der Luftfahrzeuge wird dieses während einer Flugphase entlang einer Oberleitung bewegt und hierbei eine Energiespeichereinrichtung des Luftfahrzeugs mittels einer Kopplungseinrichtung über die Oberleitung mit Energie versorgt.From the DE 697 16 964 T2 is a computerized transport system with such cable-guided aircraft known. When operating at least one of the aircraft this is moved during a flight phase along a catenary and in this case an energy storage device of the aircraft by means of a coupling device via the overhead line with energy.

Darüber hinaus ist aus der US 7714536 B1 ein Verfahren zum elektrischen Laden einer Batterie einer unbemannten Drohne bekannt. Hierbei wird die Batterie während einer Kopplung der Drohne mittels einer elektrischen Oberleitung geladen.In addition, from the US 7714536 B1 a method for electrically charging a battery of an unmanned drone known. Here, the battery is charged during a coupling of the drone by means of an electrical overhead line.

Aus der US 7318564 B1 ist ein System zum elektrischen Laden eines Energiespeichers einer Drohne bekannt. Die Drohne ist unbemannt und wird induktiv mittels Kopplung mit einer elektrischen Oberleitung geladen.From the US 7318564 B1 is a system for electrically charging an energy storage of a drone known. The drone is unmanned and is inductively charged by means of coupling with an electrical overhead line.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs sowie ein Luftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen ein besonders schneller Transport von Insassen oder Ladegut erfolgen kann.Object of the present invention is to provide a method for operating an aircraft and an aircraft, by means of which a particularly fast transport of passengers or cargo can be done.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs sowie durch ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.This object is achieved by a method for operating an aircraft and by an aircraft with the features of the independent claims. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the respective dependent claims and in the following description.

Um ein Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchem ein besonders schneller Transport von Insassen oder Ladegut erfolgen kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Luftfahrzeug während einer Bewegungsphase von der Oberleitung entkoppelt ist und mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung versorgt wird. Das bedeutet, dass das den Nutzer oder anderes Ladegut transportierende Luftfahrzeug während der Flugphase entlang der Oberleitung bewegt wird und dabei über die Oberleitung mit Energie versorgt wird und während der Bewegungsphase nach Entkopplung von der Oberleitung mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung versorgt wird. Während der Flugphase wird das Luftfahrzeug entlang der Oberleitung einem Zielort des Transports angenähert. Ist das Luftfahrzeug beziehungsweise die Energiespeichereinrichtung ausreichend mit Energie versorgt, so wird das Luftfahrzeug von der Oberleitung entkoppelt und bewegt sich mittels Energie aus der Energiespeichereinrichtung in der Bewegungsphase weiter auf den Zielort des Luftfahrzeugs zu. Insbesondere führt das Luftfahrzeug die Flugphase entlang der Oberleitung lediglich bei entsprechendem Energiebedarf des Luftfahrzeugs beziehungsweise bei Unterschreiten eines Grenzwerts eines Ladezustands der Energiespeichereinrichtung durch. Vorteilhafterweise kann das Luftfahrzeug hierdurch durchgängig betrieben werden und der Nutzer oder anderes Ladegut kann während eines Ladevorgangs des Luftfahrzeugs beziehungsweise der Energiespeichereinrichtung des Luftfahrzeugs weiterhin auf seinen Zielort zubewegt werden. Vorteilhafterweise ergibt sich somit eine besonders kurze Transportzeit beziehungsweise Reisezeit für den Nutzer bis zum Zielort.In order to provide a method for operating an aircraft of the aforementioned type, by means of which a particularly fast transport of occupants or cargo can take place, it is provided according to the invention that the aircraft is decoupled from the overhead line during a movement phase and supplied with energy from the energy storage device becomes. This means that the aircraft carrying the user or other load is moved along the overhead line during the flight phase and is supplied with energy via the overhead line and is supplied with energy from the energy storage device during the movement phase after decoupling from the overhead line. During the flight phase, the aircraft is approached along the overhead line to a destination of transportation. If the aircraft or the energy storage device is sufficiently supplied with energy, the aircraft is decoupled from the overhead line and moves by means of energy from the energy storage device in the movement phase on to the destination of the aircraft. In particular, the aircraft carries out the flight phase along the overhead line only with the corresponding energy requirement of the aircraft or falls below a limit value of a state of charge of the energy storage device. Advantageously, the aircraft can thereby be operated continuously and the user or other cargo can continue to be moved to its destination during a loading operation of the aircraft or the energy storage device of the aircraft. Advantageously, this results in a particularly short transport time or travel time for the user to the destination.

In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Luftfahrzeug die Bewegungsphase beabstandet von der Oberleitung durchführt. Das bedeutet, dass das Luftfahrzeug während der Flugphase entlang der Oberleitung bewegt wird und nach dessen Abkopplung in der Bewegungsphase sich beabstandet von der Oberleitung bewegt. Beispielsweise bildet die Oberleitung mit weiteren Oberleitungen Verkehrshauptadern zur Verkehrsführung des Luftfahrzeugs. Mittels dieser Verkehrshauptadern kann das Luftfahrzeug während des Ladevorgangs in eine Nähe des Zielorts des Nutzers bewegt werden. Ist das Luftfahrzeug entlang der Oberleitung nahe genug an den Zielort heran bewegt worden, so dass der Ladezustand der Energiespeichereinheit ausreicht, um das Luftfahrzeug während der Bewegungsphase zum Zielort zu bewegen, so wird das Luftfahrzeug von der Oberleitung abgekoppelt und bewegt sich in der Bewegungsphase mit Energie aus der Energiespeichereinheit zum Zielort des Nutzers. Folglich handelt es sich um ein autarkes Luftfahrzeug, da sich dieses in der Bewegungsphase beabstandet von der Oberleitung mittels Energie aus der Energiespeichereinrichtung fortbewegen kann. Mittels des Luftfahrzeugs kann ein sogenanntes Energiespringen, auch als Energy Hopping bezeichnet, durchgeführt werden. Beim Energiespringen kann eine Langstreckenmobilität mittels eines Oberleitungsnetzes aus mehreren Oberleitungen ermöglicht werden. Hierbei bewegt sich das Luftfahrzeug in einer ersten Flugphase entlang einer ersten Oberleitung, bewegt sich während der Bewegungsphase von der ersten Oberleitung entkoppelt mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung von der ersten Oberleitung weg und zu einer zweiten Oberleitung hin. Anschließend wird das Luftfahrzeug mit der zweiten Oberleitung gekoppelt und bewegt sich in einer zweiten Flugphase entlang der zweiten Oberleitung. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden, so dass das Luftfahrzeug Langstrecken durchführen kann, um den Nutzer weite Strecken zu seinem Zielort zu transportieren. Dies hat den Vorteil, dass eine Reichweite des Luftfahrzeugs besonders hoch ist und der Nutzer mittels des Luftfahrzeugs besonders viele verschiedene Zielorte erreichen kann.In this context, it has proven to be advantageous if the aircraft carries out the movement phase at a distance from the overhead line. This means that the aircraft is moved during the flight phase along the overhead line and moves after its decoupling in the movement phase spaced from the overhead line. For example, the overhead line with other overhead lines traffic main veins forms the traffic guidance of the aircraft. By means of these traffic main lines, the aircraft can be moved during the charging process to a vicinity of the destination of the user. If the aircraft has been moved along the overhead line close enough to the destination so that the state of charge of the energy storage unit is sufficient to move the aircraft to its destination during the movement phase, the aircraft is decoupled from the overhead line and moves with energy during the movement phase from the energy storage unit to the destination of the user. Consequently, it is a self-sufficient aircraft because it can move in the movement phase spaced from the overhead line by means of energy from the energy storage device. By means of the aircraft, so-called energy jumping, also referred to as energy hopping, can be performed. In energy jumping long-distance mobility can be made possible by means of a trolley network of several overhead lines. In this case, the aircraft moves in a first phase of flight along a first overhead line, moves during the movement phase of the first overhead line decoupled with energy from the energy storage device away from the first overhead line and to a second overhead line. Subsequently, the aircraft is coupled to the second overhead line and moves in a second phase of flight along the second overhead line. This process can be repeated any number of times, leaving the aircraft Long distances to transport the user long distances to his destination. This has the advantage that a range of the aircraft is particularly high and the user can reach very many different destinations by means of the aircraft.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Luftfahrzeug während der Flugphase mit einem Flugantrieb gekoppelt ist und während der Bewegungsphase mit dem Flugantrieb oder mit einem Fahrmodul oder mit einem Schwimmmodul gekoppelt ist. Mit anderen Worten ist das Luftfahrzeug während der Flugphase mit dem Flugantrieb gekoppelt, so dass das Luftfahrzeug während der Flugphase entlang der Oberleitung fliegt. Während der Bewegungsphase kann das Luftfahrzeug mittels des Flugantriebs fliegen, mittels des Fahrmoduls auf einem Boden fahren und/oder mittels des Schwimmmoduls auf einem Gewässer schwimmen. Somit kann sich das Luftfahrzeug während der Bewegungsphase besonders vorteilhaft zu Luft, zu Wasser und/oder zu Land fortbewegen. Vorteilhafterweise sind somit verschiedene Zielorte für den Nutzer besonders komfortabel erreichbar. Der Nutzer kann im Luftfahrzeug, insbesondere in einem als Fahrgastzelle ausgebildeten Grundkörper bleiben und sich zusammen mit dem Luftfahrzeug zu Luft, zu Wasser und/oder zu Land fortbewegen. Es besteht somit vorteilhafterweise für den Nutzer keine Notwendigkeit, von dem Luftfahrzeug in ein weiteres Transportmittel zu wechseln.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the aircraft is coupled during the flight phase with a flight drive and is coupled during the movement phase with the aircraft propulsion or with a driving module or with a swimming module. In other words, the aircraft is coupled with the flight drive during the flight phase, so that the aircraft flies during the flight phase along the overhead line. During the movement phase, the aircraft can fly by means of the aircraft drive, drive on a ground by means of the driving module and / or float on a body of water by means of the swimming module. Thus, during the movement phase the aircraft can move particularly advantageously to air, to water and / or to land. Advantageously, thus different destinations for the user are particularly easy to reach. The user can remain in the aircraft, in particular in a body designed as a passenger compartment and move together with the aircraft to air, water and / or land. There is thus advantageously no need for the user to change from the aircraft to another means of transport.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass während der Flugphase eine Information zwischen dem Luftfahrzeug und der Oberleitung ausgetauscht wird. Das bedeutet, dass die Oberleitung in der Lage ist, die Information weiterzuleiten, welche mittels der Kopplungseinrichtung an eine Recheneinrichtung des Luftfahrzeugs weiterleitbar ist. Bei der Information kann es sich beispielsweise um eine für eine Fortbewegung des Luftfahrzeugs relevante Information, wie beispielsweise eine Wetterinformation, handeln. Vorteilhafterweise kann somit das Luftfahrzeug seine Bewegungsplanung in Abhängigkeit von der Information durchführen. Beispielsweise erstellt die Recheneinrichtung anhand der Information eine Bewegungsroute des Luftfahrzeugs zum Zielort beziehungsweise ändert die Bewegungsroute zum Zielort in Abhängigkeit von der Information ab. Somit kann infolge des Austauschs von der Information zwischen dem Luftfahrzeug und der Oberleitung eine Bewegungsroute für das Luftfahrzeug geschaffen werden, welche besonders schnell und sicher zum Zielort führt.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that information is exchanged between the aircraft and the overhead line during the flight phase. This means that the overhead line is able to forward the information which can be forwarded by means of the coupling device to a computing device of the aircraft. The information may be, for example, information relevant to locomotion of the aircraft, such as weather information. Advantageously, the aircraft can thus carry out its movement planning as a function of the information. For example, the computing device uses the information to create a movement route of the aircraft to the destination or changes the route of travel to the destination as a function of the information. Thus, as a result of the exchange of information between the aircraft and the overhead line, a movement route for the aircraft can be created which leads to the destination particularly quickly and safely.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Luftfahrzeug die Flugphase und/oder die Bewegungsphase autonom durchführt. Das bedeutet, dass die Recheneinrichtung des Luftfahrzeugs die Bewegungsplanung durchführt und das Luftfahrzeug entsprechend der im Rahmen der Bewegungsplanung ermittelten Bewegungsroute in der Flugphase und/oder in der Bewegungsphase autonom bewegt. Der Nutzer kann folglich bei einem Starten des Luftfahrzeugs den Zielort an das Luftfahrzeug übermitteln und wird anschließend besonders komfortabel von dem Luftfahrzeug zu dem Zielort transportiert.In a further embodiment of the invention, it is provided that the aircraft carries out the flight phase and / or the movement phase autonomously. This means that the computing device of the aircraft carries out the movement planning and moves the aircraft autonomously in the flight phase and / or in the movement phase in accordance with the movement route determined during the movement planning. The user can consequently transmit the destination to the aircraft when starting the aircraft and is then transported in a particularly comfortable manner from the aircraft to the destination.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Luftfahrzeug den Ladezustand der Energiespeichereinrichtung während der Bewegungsphase ermittelt und bei Unterschreiten eines Grenzladezustands der Energiespeichereinrichtung die Oberleitung zur Durchführung des Ladevorgangs der Energiespeichereinrichtung mit Energie über die Oberleitung ansteuert. Das bedeutet, dass der Ladezustand der Energiespeichereinrichtung beispielsweise mittels der Recheneinrichtung des Luftfahrzeugs überwacht wird und die Recheneinrichtung den Ladezustand der Energiespeichereinrichtung in die Bewegungsplanung mit einbezieht. Hierdurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass das Luftfahrzeug zu jedem Zeitpunkt mit ausreichend Energie versorgt ist.In a further embodiment of the invention, it has proven to be advantageous if the aircraft determines the state of charge of the energy storage device during the movement phase and drives the overhead line for carrying out the charging of the energy storage device with energy on the overhead line falls below a limit state of charge of the energy storage device. This means that the state of charge of the energy storage device is monitored, for example, by means of the computing device of the aircraft, and the computing device incorporates the state of charge of the energy storage device into the movement planning. This can advantageously be ensured that the aircraft is supplied with sufficient energy at any time.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, welches während einer Flugphase entlang einer Oberleitung bewegbar ist. Das Luftfahrzeug umfasst eine Kopplungseinrichtung, mittels welcher das Luftfahrzeug mit der Oberleitung koppelbar ist. Darüber hinaus umfasst das Luftfahrzeug eine über die Oberleitung mit Energie versorgbare Energiespeichereinrichtung. Um eine besonders komfortable Reise für einen Nutzer des Luftfahrzeugs zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Luftfahrzeug während einer Bewegungsphase von der Oberleitung entkoppelbar ist und mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung versorgbar ist.Another aspect of the invention relates to an aircraft which is movable during a flight phase along a catenary. The aircraft comprises a coupling device by means of which the aircraft can be coupled to the overhead line. In addition, the aircraft comprises an energy storage device which can be supplied with energy via the overhead line. In order to ensure a particularly comfortable journey for a user of the aircraft, the invention provides that the aircraft can be decoupled from the overhead line during a movement phase and can be supplied with energy from the energy storage device.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs, welche Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the aircraft according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the aircraft according to the invention are not described here again.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Flugantrieb vorgesehen, welcher mit Energie von der Oberleitung und von der Energiespeichereinrichtung antreibbar ist und mittels welchem das Luftfahrzeug fliegen kann. Mittels dieses Flugantriebs kann das Luftfahrzeug während der Flugphase entlang der Oberleitung fliegen und während der Bewegungsphase beabstandet von der Oberleitung fliegen. Somit kann das Luftfahrzeug vorteilhafterweise während eines Ladevorgangs der Energiespeichereinrichtung entlang der Oberleitung geführt werden und sich entlang der Oberleitung auf einen durch einen Nutzer des Luftfahrzeugs gewünschten Zielort zu bewegen. Hierdurch kann der Nutzer vorteilhafterweise die gesamte Strecke bis zum Zielort fliegen und diese besonders schnell zurücklegen.In an advantageous embodiment of the invention, a flight drive is provided, which is driven by energy from the overhead line and the energy storage device and by means of which the aircraft can fly. By means of this aircraft propulsion system, the aircraft can fly along the overhead line during the flight phase and fly away from the overhead line during the movement phase. Thus, the aircraft can advantageously during a charging of the Energy storage device are guided along the catenary and to move along the overhead line to a desired by a user of the aircraft destination. As a result, the user can advantageously fly the entire route to the destination and cover this particularly fast.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Fahrmodul und/oder ein Schwimmmodul vorgesehen, welches jeweils mit Energie von der Energiespeichereinrichtung antreibbar ist. Das bedeutet, dass das Luftfahrzeug das Fahrmodul und/oder das Schwimmmodul zumindest zeitweise umfasst und dass das Luftfahrzeug während der Bewegungsphase mittels des Fahrmoduls und/oder des Schwimmmoduls bewegbar ist. Da das Fahrmodul und das Schwimmmodul jeweils mit Energie von der Energiespeichereinrichtung antreibbar sind, kann die jeweilige Bewegung des Luftfahrzeugs mittels des Fahrmoduls und/oder des Schwimmmoduls beabstandet von der Oberleitung durchgeführt werden. Beispielsweise umfasst das Luftfahrzeug einen Grundkörper, welcher mit dem Flugantrieb und/oder dem Fahrmodul und/oder dem Schwimmmodul koppelbar ist. Vorteilhafterweise kann das Luftfahrzeug sich somit mittels des Fahrmoduls auf einem Boden fahrend oder mittels des Schwimmmoduls auf einem Gewässer schwimmend in der Bewegungsphase beabstandet von der Oberleitung fortbewegen.In a further advantageous embodiment of the invention, a driving module and / or a floating module is provided which is each driven by energy from the energy storage device. This means that the aircraft comprises the driving module and / or the swimming module at least temporarily and that the aircraft is movable during the movement phase by means of the driving module and / or the swimming module. Since the driving module and the floating module can each be driven by energy from the energy storage device, the respective movement of the aircraft can be carried out by means of the driving module and / or the swimming module at a distance from the overhead line. For example, the aircraft comprises a base body, which can be coupled to the aircraft drive and / or the travel module and / or the swimming module. Advantageously, the aircraft can thus travel by means of the driving module on a ground or by means of the swimming module on a body of water floating in the movement phase spaced from the overhead line move.

Vorzugsweise ist das Luftfahrzeug dazu eingerichtet, ein Verfahren, wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden ist, durchzuführen.The aircraft is preferably set up to carry out a method as has already been described in connection with the method according to the invention.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as they have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Kopplungsvorgangs eines Luftfahrzeugs mit einer Oberleitung;
  • 2 eine schematische Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform des Luftfahrzeugs in einer Flugphase, wobei sich das Luftfahrzeug entlang einer Oberleitung bewegt;
  • 3 eine Perspektivansicht des Luftfahrzeugs, wobei von einem Grundkörper des Luftfahrzeugs ein Flugantrieb und ein Fahrmodul abgekoppelt sind.
In the following, embodiments of the invention are described. This shows:
  • 1 a schematic representation of a coupling operation of an aircraft with a catenary;
  • 2 a schematic perspective view of an alternative embodiment of the aircraft in a phase of flight, wherein the aircraft moves along a catenary;
  • 3 a perspective view of the aircraft, wherein from a main body of the aircraft, a flight drive and a driving module are disconnected.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

In 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein Kopplungsvorgang eines Luftfahrzeugs 1 mit einer Oberleitung 2 dargestellt. Das Luftfahrzeug 1 ist während einer Flugphase 6 entlang der Oberleitung 2 bewegbar. Während der Flugphase 6 ist eine Energiespeichereinrichtung 4 des Luftfahrzeugs 1 mittels einer Kopplungseinrichtung 3 über die Oberleitung 2 mit Energie versorgbar. Die Kopplungseinrichtung 3 umfasst wenigstens ein Koppelelement 5, welches mit der Oberleitung 2 koppelbar ist und über welches vorliegend mittels Induktion Energie von der Oberleitung 2 auf das Luftfahrzeug 1 übertragbar ist. Bei dem Luftfahrzeug 1 handelt es sich vorliegend um ein Transportmittel für einen Nutzer, mittels welchem der Nutzer zu einem Zielort transportiert werden kann.In 1 is a schematic side view of a coupling process of an aircraft 1 with a catenary 2 shown. The aircraft 1 is during a flight phase 6 along the catenary 2 movable. During the flight phase 6 is an energy storage device 4 of the aircraft 1 by means of a coupling device 3 over the overhead line 2 be supplied with energy. The coupling device 3 comprises at least one coupling element 5 , which with the overhead line 2 can be coupled and on which present by induction energy from the overhead line 2 on the aircraft 1 is transferable. At the aircraft 1 In the present case, this is a means of transport for a user by means of which the user can be transported to a destination.

Um eine möglichst komfortable Reise des Nutzers zu dem Zielort zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass das Luftfahrzeug 1 während einer Bewegungsphase 7 von der Oberleitung 2 entkoppelt ist und mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung 4 versorgt wird. Während der Bewegungsphase 7 wird das Luftfahrzeug 1 vorliegend mittels Energie aus der Energiespeichereinrichtung 4 zu dem Zielort bewegt. Dabei erfolgt die Bewegungsphase 7 beabstandet von der Oberleitung 2. Unterschreitet ein Ladezustand der Energiespeichereinrichtung 4 einen definierten Grenzwert, so kann sich das Luftfahrzeug 1, wie in 1 dargestellt ist, während der Bewegungsphase 7 auf die Oberleitung 2 zu bewegen, sich mittels der Kopplungseinrichtung 3 mit der Oberleitung 2 koppeln und die Flugphase 6 durchführen.In order to allow the most comfortable journey of the user to the destination, it is provided that the aircraft 1 during a movement phase 7 from the catenary 2 is decoupled and with energy from the energy storage device 4 is supplied. During the movement phase 7 becomes the aircraft 1 in the present case by means of energy from the energy storage device 4 moved to the destination. The movement phase takes place 7 spaced from the overhead line 2 , Below a state of charge of the energy storage device 4 a defined limit, so the aircraft can 1 , as in 1 is shown during the movement phase 7 on the overhead line 2 to move, by means of the coupling device 3 with the overhead line 2 pair and the flight phase 6 carry out.

In 2 ist in einer schematischen Perspektivansicht das Luftfahrzeug 1 während der Flugphase 6 gezeigt, wobei die Kopplungseinrichtung 3 in der in 2 gezeigten, alternativen Ausführungsform des Luftfahrzeugs 1 zwei Koppelelemente 5 aufweist, welche jeweils mit einem von zwei Einzelsträngen 8 der Oberleitung 2 gekoppelt sind.In 2 is a schematic perspective view of the aircraft 1 during the flight phase 6 shown, wherein the coupling device 3 in the in 2 shown, alternative embodiment of the aircraft 1 two coupling elements 5 each having one of two single strands 8th the overhead line 2 are coupled.

In 3 ist das Luftfahrzeug 1 in einer Perspektivansicht dargestellt. In dieser Darstellung kann erkannt werden, dass das Luftfahrzeug 1 einen Grundkörper 9, ein abkoppelbares Fahrmodul 10 sowie einen abkoppelbaren Flugantrieb 11 umfasst. Der Grundkörper 9 kann mit dem Flugantrieb 11 und/oder mit dem Fahrmodul 10 gekoppelt werden, um die Bewegungsphase 7 durchzuführen. Während der Flugphase 6 ist der Grundkörper 9 lediglich mit dem Flugantrieb 11 gekoppelt. Das wenigstens eine Koppelelements 5, bei welchem es sich um einen Stromabnehmer beziehungsweise um einen Datenabnehmer handeln kann, kann in seiner Bauart sowie in seiner Position relativ zum Grundkörper 9 variieren. Darüber hinaus ist eine Form, Bauart und Ausführung des Luftfahrzeugs 1 variabel. In 3 is the aircraft 1 shown in a perspective view. In this illustration, it can be seen that the aircraft 1 a basic body 9 , a decoupled driving module 10 and a decoupled flight drive 11 includes. The main body 9 can with the air drive 11 and / or with the driving module 10 be coupled to the movement phase 7 perform. During the flight phase 6 is the main body 9 only with the aircraft propulsion 11 coupled. The at least one coupling element 5 in which it may be a current collector or a data collector, may be in its design and in its position relative to the main body 9 vary. In addition, a shape, design and execution of the aircraft 1 variable.

Dem im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen Luftfahrzeug 1 liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Drohnen, worunter ein unbemanntes Luftfahrzeug zu verstehen ist, derzeit im Flugverkehr vorrangig für Luftaufnahmen verwendet werden. Darüber hinaus wird zunehmend im Bereich von Personenluftverkehr geforscht und entwickelt. In einer Testphase befinden sich bereits sogenannte Multicopter, welche mit Sitzplätzen für Nutzer und Steuereinheiten ausgestattet sind und fliegen können. Diese Multicopter können manuell von einem Benutzer gesteuert werden oder sich autonom fortbewegen. Mittels Multicoptern soll zukünftig eine Mobilität von einzelnen Nutzern gesteigert werden und Verkehr, besonders in urbanen Bereichen von Straßen auf einen Luftraum ausgeweitet werden. Hierdurch kann ein Verkehrsaufkommen auf den Straßen entlastet werden. Bei den beschriebenen Multicoptern wird einen Verbindung, insbesondere ein Umsteigen, zwischen Verkehrsmitteln wie beispielsweise von einem Kraftfahrzeug in einen Multicopter und anschließend in ein anderes Kraftfahrzeug, in sogenannten Hubs hergestellt. Darüber hinaus findet bei den Multicoptern, wie im Personenverkehr der Automobilbranche, eine Elektrifizierung statt. Auch bei den Multicoptern ist jedoch eine Reichweite von derzeitigen Energiespeichereinrichtungen problematisch. Des Weiteren gibt es auf einem bisherigen Markt wenige bis keine Multicopter, welche für den Personenluftverkehr eingesetzt werden können. Überdies entstehen beim Umsteigen zwischen den Verkehrsmitteln für den Nutzer Zeitverluste und Komfortverluste.In connection with the 1 to 3 described aircraft 1 is based on the recognition that drones, which means an unmanned aerial vehicle, are currently used primarily in air traffic for aerial photography. In addition, research and development is increasingly being conducted in the area of passenger air traffic. In a test phase are already so-called multicopters, which are equipped with seats for users and control units and can fly. These multicopters can be manually controlled by a user or move autonomously. In the future, multicopters will increase the mobility of individual users and will expand traffic, especially in urban areas, from roads to airspace. As a result, traffic on the roads can be relieved. In the described multicopters, a connection, in particular a change, between means of transport, for example from a motor vehicle to a multicopter and subsequently to another motor vehicle, is produced in so-called hubs. In addition, the multicopters, such as in the passenger transport of the automotive industry, electrification takes place. Even with the multicopters, however, a range of current energy storage devices is problematic. Furthermore, there are on a recent market few to no multicopter, which can be used for passenger air transport. Moreover, when changing between the means of transport for the user time losses and loss of comfort.

Diese Nachteile können mittels des im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen Luftfahrzeugs 1 umgangen werden. Mit Hilfe der Oberleitung 2, mit welcher das Luftfahrzeug 1 bei Bedarf physischen Kontakt herstellen kann, kann das Luftfahrzeug 1 geladen und geführt werden. Die Oberleitung 2 kann so auch für Ordnung in dem Luftraum sorgen, der durch die Oberleitung 2, insbesondere durch mehrere Oberleitungen 2, in einzelne Korridore eingeteilt wird. Das Luftfahrzeug 1 wird mittels der durch die Oberleitung 2 vorgegebenen Korridore gelenkt. Zudem könnte eine Problematik der Reichweite der Energiespeichereinrichtung 4 gelöst werden. Die mittels mehrerer Oberleitungen 2 vorgegebenen Korridore befinden sich idealerweise entlang bestehender Mobilitätstrassen. Der Nutzer wird mittels des Luftfahrzeugs 1 von seinem momentanen Standort abgeholt. Das Luftfahrzeug 1 kann anschließend bei Bedarf einen der vorgegebenen Korridore anfliegen und sich mittels der Kopplungseinrichtung 3 mit der Oberleitung 2 verbinden. Die Kopplungseinrichtung 3 umfasst vorliegend ein Kabel 12 sowie das Koppelelement 5, bei welchem es sich vorliegend um einen Abnehmer handelt. Das Luftfahrzeug 1 wird mittels der Oberleitung 2 durch den physischen Kontakt oder mittels Induktion geladen und bewegt sich entlang der Oberleitung 2 durch den vorgegebenen Korridor in Richtung des gewünschten Zielorts. In der Oberleitung 2 fließt Strom, mittels welchem das Luftfahrzeug 1 aufladbar ist. Zudem können über die Oberleitung 2 Daten und/oder Informationen übertragen werden.These disadvantages can be remedied by means of the 1 to 3 described aircraft 1 to be bypassed. With the help of the overhead line 2 with which the aircraft 1 If necessary, the aircraft can make physical contact 1 be loaded and guided. The overhead line 2 can thus also ensure order in the airspace through the overhead line 2 , in particular by several overhead lines 2 , divided into individual corridors. The aircraft 1 is by means of the overhead line 2 guided corridors. In addition, a problem of the range of the energy storage device could 4 be solved. The by means of several overhead lines 2 given corridors are ideally located along existing mobility routes. The user is using the aircraft 1 picked up from his current location. The aircraft 1 can then approach one of the predetermined corridors if necessary and by means of the coupling device 3 with the overhead line 2 connect. The coupling device 3 in the present case comprises a cable 12 and the coupling element 5 , which in this case is a customer. The aircraft 1 is by means of the overhead line 2 charged by physical contact or by induction and moves along the catenary 2 through the given corridor towards the desired destination. In the catenary 2 current flows, by means of which the aircraft 1 is rechargeable. In addition, over the overhead line 2 Data and / or information to be transmitted.

Bei Erreichen einer bestimmten Nähe zum Zielort beziehungsweise bei Unterschreiten eines definierten Höchstabstands zum Zielort, wird die Verbindung des Luftfahrzeugs 1 mit der Oberleitung 2 getrennt, das bedeutet das Luftfahrzeug 1 wird von der Oberleitung 2 entkoppelt. Anschließend kann das Luftfahrzeug 1 in der Bewegungsphase 7 direkt zum Zielort des Nutzers fliegen. Vorliegend ist der definierte Höchstabstand so festgelegt, dass in der Energiespeichereinrichtung 4 genügend Energie vorhanden ist, um eine Bewegung des Luftfahrzeugs 1 von der Oberleitung 2 zu dem Zielort und von dem erreichten Zielort des Nutzers zu einem nächstgelegenen Korridor für ein Wiederaufladen der Energiespeichereinrichtung 4 zu gewährleisten.When a certain proximity to the destination or when falling below a defined maximum distance to the destination, the connection of the aircraft 1 with the overhead line 2 disconnected, that means the aircraft 1 is from the catenary 2 decoupled. Subsequently, the aircraft can 1 in the movement phase 7 Fly directly to the user's destination. In the present case, the defined maximum distance is set such that in the energy storage device 4 enough energy is available to move the aircraft 1 from the catenary 2 to the destination and from the destination of the user to a nearest corridor for recharging the energy storage device 4 to ensure.

Eine Fortbewegung von Kurzstreckenverkehr würde durch das Luftfahrzeug 1 in eine dritte Dimension verlagert werden, wodurch neue Geschäftsfelder erschlossen werden können. Hinzu kommt, dass für das Erreichen des Zielorts die kürzeste Strecke, das bedeutet Luftlinie, gewählt werden kann. Darüber hinaus hängt eine Fortbewegungszeit des Luftfahrzeugs 1 zum Zielort insbesondere während der Bewegungsphase 7 nicht von einem Verkehrsaufkommen ab. Mit entsprechenden Modulen kann sich das Luftfahrzeug 1 an Land und im Wasser fortbewegen. Das bedeutet, dass ein Wechsel und eine damit verbundene Verknüpfung von verschiedenen Verkehrsmitteln für den Nutzer nicht notwendig ist.A movement of short-distance traffic would be through the aircraft 1 into a third dimension, which opens up new business opportunities. In addition, for reaching the destination the shortest route, that is, as the crow flies, can be selected. In addition, a travel time of the aircraft depends 1 to the destination especially during the movement phase 7 not from a traffic volume. With appropriate modules, the aircraft can 1 on land and in the water. This means that it is not necessary for the user to change and connect different modes of transport.

Durch das Luftfahrzeug 1 können besonders große Reichweiten sowie individuelle Premiummobilität für den Nutzer ohne Zeiteinschränkungen und Komforteinschränkungen ermöglicht werden.By the aircraft 1 particularly large ranges and individual Premiummobilität for the user without time restrictions and comfort restrictions are made possible.

Dies kann erreicht werden, indem sich das Luftfahrzeug 1 in der Bewegungsphase 7 mittels Energie aus der Energiespeichereinrichtung 4 fortbewegt. Bei Erreichen der Oberleitung 2 koppelt sich das Luftfahrzeug 1 mit dieser. Vorliegend umfasst die Oberleitung 2 in der in 2 gezeigten Ausführungsform zwei Einzelstränge 5. Das wenigstens eine Koppelelement 5 des Luftfahrzeugs 1 besteht vorliegend aus einem elektrisch leitenden Material, wodurch der Strom in der in 2 dargestellten Ausführungsform des Luftfahrzeugs 1 von einem Einzelstrang 5 zu dem jeweils anderen Einzelstrang 5 der Oberleitung 2 fließen kann. Dabei wird Strom zur Energiespeichereinrichtung 4 des Luftfahrzeugs 1 geleitet und die Energiespeichereinrichtung 4 hierdurch aufgeladen. Alternativ kann die Energiespeichereinrichtung 4 induktiv geladen werden. This can be achieved by getting the aircraft 1 in the movement phase 7 by means of energy from the energy storage device 4 moves. Upon reaching the overhead line 2 The aircraft is coupled 1 with this. In the present case, the overhead line includes 2 in the in 2 embodiment shown two single strands 5 , The at least one coupling element 5 of the aircraft 1 consists in the present case of an electrically conductive material, whereby the current in the in 2 illustrated embodiment of the aircraft 1 from a single strand 5 to the other single strand 5 the overhead line 2 can flow. In this case, electricity is the energy storage device 4 of the aircraft 1 passed and the energy storage device 4 charged by it. Alternatively, the energy storage device 4 inductively charged.

Für ein Fahren an Land beziehungsweise auf Wasser kann der Flugantrieb 11, welcher vorliegend Rotoren umfasst, abgekoppelt werden. Der Grundkörper 9, bei welchem es sich vorliegend um eine Fahrgastzelle handelt, kann anschließend auf das Fahrmodul 10 und/oder ein Schwimmmodul aufgesetzt werden, um sich analog zu einem Automobil oder zu einem Wasserfahrzeug zu bewegen.For driving on land or on water, the aircraft propulsion 11 , which in this case comprises rotors, are decoupled. The main body 9 , Which is in the present case a passenger compartment, can then on the driving module 10 and / or a swimming module can be placed to move in a manner similar to an automobile or a watercraft.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine bemannte Drohne, vorliegend das Luftfahrzeug 1, im Flugverkehr durch Stromleitungen, vorliegend die Oberleitung 2, teilweise geführt und geladen werden kann sowie ein Wechsel eines Verkehrsträgers unter Beibehaltung der Fahrgastzelle durchgeführt werden kann.Overall, the examples show, as by the invention, a manned drone, in this case the aircraft 1 , in air traffic by power lines, in this case the overhead line 2 , Partially managed and can be loaded and a change of a mode of transport can be carried out while maintaining the passenger compartment.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs (1), bei welchem das Luftfahrzeug (1) während einer Flugphase (6) entlang einer Oberleitung (2) bewegt und hierbei eine Energiespeichereinrichtung (4) des Luftfahrzeugs (1) mittels einer Kopplungseinrichtung (3) über die Oberleitung (2) mit Energie versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug (1) während einer Bewegungsphase (7) von der Oberleitung (2) entkoppelt ist und mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung (4) versorgt wird.Method for operating an aircraft (1), in which the aircraft (1) moves along an overhead line (2) during a flight phase (6) and in this case an energy storage device (4) of the aircraft (1) via a coupling device (3) via the overhead line (2) is supplied with energy, characterized in that the aircraft (1) during a movement phase (7) is decoupled from the overhead line (2) and is supplied with energy from the energy storage device (4). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Luftfahrzeug (1) die Bewegungsphase (7) beabstandet von der Oberleitung (2) durchführt.Method according to Claim 1 in which the aircraft (1) performs the movement phase (7) at a distance from the overhead line (2). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Luftfahrzeug (1) während der Flugphase (6) mit einem Flugantrieb (11) gekoppelt ist und während der Bewegungsphase (7) mit dem Flugantrieb (11) oder mit einem Fahrmodul (10) oder mit einem Schwimmmodul gekoppelt ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the aircraft (1) during the flight phase (6) with a flight drive (11) is coupled and during the movement phase (7) with the aircraft propulsion (11) or with a driving module (10) or with a Floating module is coupled. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem während der Flugphase (6) eine Information zwischen dem Luftfahrzeug (1) und der Oberleitung (2) ausgetauscht wird.Method according to one of the preceding claims, in which information is exchanged between the aircraft (1) and the overhead line (2) during the flight phase (6). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Luftfahrzeug (1) die Flugphase (6) und/oder die Bewegungsphase (7) autonom durchführt.Method according to one of the preceding claims, wherein the aircraft (1) autonomously performs the flight phase (6) and / or the movement phase (7). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Luftfahrzeug (1) einen Ladezustand der Energiespeichereinrichtung (4) während der Bewegungsphase (7) ermittelt und bei Unterschreiten eines Grenzladezustands der Energiespeichereinrichtung (4) die Oberleitung (2) zur Durchführung eines Ladevorgangs der Energiespeichereinrichtung (4) über die Oberleitung (2) mit Energie ansteuert.Method according to one of the preceding claims, wherein the aircraft (1) determines a charge state of the energy storage device (4) during the movement phase (7) and falls below a limit state of charge of the energy storage device (4) the overhead line (2) for performing a charging of the energy storage device (4 ) via the overhead line (2) with energy. Luftfahrzeug (1), welches während einer Flugphase (6) entlang einer Oberleitung (2) bewegbar ist, mit einer Kopplungseinrichtung (3), mittels welcher das Luftfahrzeug (1) mit der Oberleitung (2) koppelbar ist, und mit einer über die Oberleitung (2) mit Energie versorgbaren Energiespeichereinrichtung (4), dadurch gekennzeichnet dass, das Luftfahrzeug (1) während einer Bewegungsphase (7) von der Oberleitung (2) entkoppelbar ist und mit Energie aus der Energiespeichereinrichtung (4) versorgbar ist.Aircraft (1) which is movable along a catenary (2) during a flight phase (6), with a coupling device (3) by means of which the aircraft (1) can be coupled to the overhead line (2), and with one via the overhead line (2) energy-storable energy storage device (4), characterized in that the aircraft (1) during a movement phase (7) of the overhead line (2) is decoupled and can be supplied with energy from the energy storage device (4). Luftfahrzeug (1) nach Anspruch 7, wobei ein Flugantrieb (11) vorgesehen ist, welcher mit Energie von der Oberleitung (2) und von der Energiespeichereinrichtung (4) antreibbar ist und mittels welchem das Luftfahrzeug (1) fliegen kann.Aircraft (1) to Claim 7 in which an aircraft drive (11) is provided, which can be driven by energy from the overhead line (2) and from the energy storage device (4) and by means of which the aircraft (1) can fly. Luftfahrzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein Fahrmodul (10) und/oder ein Schwimmmodul vorgesehen ist, welches jeweils mit Energie von der Energiespeichereinrichtung (4) antreibbar ist.Aircraft (1) to Claim 7 or 8th , wherein a driving module (10) and / or a floating module is provided which is each driven by energy from the energy storage device (4). Luftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.Aircraft (1) according to one of Claims 7 to 9 , which is adapted to a method according to one of Claims 1 to 6 perform.
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