-
Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein solches Luftfahrzeug ist beispielsweise bereits der
WO 2017/076499 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Luftfahrzeug weist eine Rumpfeinheit und wenigstens eine einrollbare und ausrollbare Tragflächeneinheit auf, welche wenigstens zwei Tragflächenelemente umfasst. Die Tragflächenelemente sind während des Ausrollens über jeweilige Verzahnungen miteinander verbindbar. Außerdem sind die Tragflächenelemente während des Einrollens unter Trennen der Verzahnungen voneinander lösbar. Außerdem offenbart die
US 3 184 187 A ein Luftfahrzeug.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Luftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Bauraumbedarf zur Realisierung der einrollbaren und ausrollbaren Tragflächeneinheit in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um ein Luftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Bauraumbedarf zur Realisierung der einrollbaren und ausrollbaren Tragflächeneinheit in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Tragflächenelemente während des Einrollens konzentrisch zueinander aufwickelbar sind. Hierzu weist beispielsweise das Luftfahrzeug eine den Tragflächenelementen gemeinsame, auch als Wickelrolle oder Wickelwelle bezeichnete Rolle auf, auf welche die Tragflächenelemente während des Einrollens konzentrisch zueinander aufwickelbar sind. Die Rolle ist beispielsweise eine separat von den Tragflächenelementen ausgebildete, zusätzlich zu den Tragflächenelementen vorgesehene und den Tragflächenelementen gemeinsame Rolle, auf welche die Tragflächenelemente während des Einrollens aufgewickelt werden beziehungsweise aufwickelbar sind.
-
Somit werden die beispielsweise zunächst konzentrisch zueinander auf die Rolle aufgewickelten und somit eingerollten Tragflächenelementen während des Ausrollens von der den Tragflächenelementen gemeinsamen Rolle abgewickelt und somit ausgerollt. Gegenüber jeweiligen, einzelnen Rollen zum einzelnen beziehungsweise separaten Aufwickeln der Tragflächenelemente kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden, sodass beispielsweise ein besonders großes Nutzvolumen der Rumpfeinheit realisiert werden kann. Ferner können das Gewicht, die Teileanzahl und die Kosten des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
-
Bei der Erfindung ist eine besonders kompakte und somit bauraumgünstige Unterbringung der auch als Tragfläche bezeichneten, aufrollbaren Tragflächeneinheit realisierbar, insbesondere durch Einsatz einer einfach gestalteten Verrastmechanik, mittels welcher die Tragflächenelemente, insbesondere formschlüssig, miteinander verbunden werden können. Die Verrastmechanik umfasst beispielsweise die Verzahnungen.
-
Ferner hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn zumindest eines der Tragflächenelemente, beispielsweise durch eine Bombierung, vorgeformt ist und dadurch zumindest in eingerolltem Zustand eine Vorspannung aufweist, mittels welcher die Verzahnungen und über diese die Tragflächenelemente während des Ausrollens besonders vorteilhaft miteinander verbunden werden können. Die zumindest in eingerolltem Zustand vorgesehene Vorspannung kann sich beispielsweise während des Ausrollens zumindest teilweise lösen, wodurch die Verzahnungen nun, insbesondere formschlüssig, zusammenwirkend miteinander bewegt werden. Hierdurch können die Tragflächenelemente besonders einfach und insbesondere ohne zusätzlichen Aktor miteinander verbunden werden. Bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug kann durch die konzentrische Aufwicklung der auch als Tragflügel bezeichneten Tragflächenelemente geometriebedingt die vorgeformte und somit vorgespannte Bombierung des wenigstens einen Tragflächenelements genutzt werden, um eine sehr einfache und steife Verrastung der Tragflächenelemente miteinander zu generieren. Bei dem wenigstens einen vorgespannten und vorzugsweise bombierten Tragflächenelement handelt es sich vorzugsweise um das in ausgerolltem Zustand obere Tragflächenelement, welches beispielsweise eine Flügeloberseite der Tragflächeneinheit bildet.
-
Insgesamt kann mittels des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen eine Verlängerung der Flugzeit durch Beitrag einer variablen Auftriebstragfläche geschaffen werden, sodass das Luftfahrzeug besonders energieeffizient angetrieben werden kann, insbesondere ohne die Nachteile von Starrflüglern wie zum Beispiel eine große Spannweite in Kauf nehmen zu müssen. Somit kann beispielsweise die Fläche der Tragflächeneinheit besonders gering gehalten werden, wobei gleichzeitig eine besonders kompakte Unterbringung der eine variable Tragfläche darstellenden Tragflächeneinheit realisiert werden kann. Dies ist möglich, da nicht etwa zwei separate, einzelne Rollen zum Aufwickeln der Tragflächenelemente zum Einsatz kommen, sondern erfindungsgemäß kommt eine den Tragflächenelementen gemeinsame Rolle zum Einsatz, auf welcher die Tragflächenelemente konzentrisch aufgewickelt und von welcher die Tragflächenelemente abgewickelt werden können.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs;
- 2 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs;
- 3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht des Luftfahrzeugs;
- 4 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Vorderansicht des Luftfahrzeugs;
- 5 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines unteren Tragflächenelements einer Tragflächeneinheit des Luftfahrzeugs;
- 6 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht eines oberen Tragflächenelements der Tragflächeneinheit;
- 7 eine schematische und geschnittene Perspektivansicht der Tragflächeneinheit; und
- 8 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Ansicht der Tragflächeneinheit.
-
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 und 2 zeigen jeweils ausschnittsweise in einer schematischen Perspektivansicht ein Luftfahrzeug 10, mit einer einfach auch als Rumpf bezeichneten Rumpfeinheit 12. Die Rumpfeinheit 12 bildet beispielsweise zumindest einen Teil einer Außenhaut 14 des Luftfahrzeugs 10. Das Luftfahrzeug 10 umfasst darüber hinaus zumindest eine Tragfläche 16, wobei das Luftfahrzeug 10 vorzugsweise wenigstens zwei auf in Querrichtung des Luftfahrzeugs 10 gegenüberliegenden Seiten angeordnete Tragflächen 16 aufweist. Die Tragfläche 16 ist dabei an der Rumpfeinheit 12 gehalten.
-
Wie in Zusammenschau mit 2 bis 8 erkennbar ist, umfasst die Tragfläche 16 wenigstens eine einrollbare und ausrollbare Tragflächeneinheit 18 und eine sich daran anschließende, eigensteife und starre weitere Tragflächeneinheit 20. Unter dem Merkmal, dass die Tragflächeneinheit 20 eigensteif und starr ist, ist zu verstehen, dass die Tragflächeneinheit 20 nicht einrollbar und nicht ausrollbar, sondern fix ist. Dabei ist an der starren Tragflächeneinheit 20 wenigstens oder genau ein vorliegend als Propellerantrieb ausgebildetes Triebwerk 22 zum Antreiben des Luftfahrzeugs 10 gehalten. Die jeweilige Tragflächeneinheit 18 und 20 weist im Querschnitt ein Tragflächenprofil auf, sodass dann, wenn das Luftfahrzeug 10 mittels des Triebwerks 22, insbesondere nach vorne, angetrieben wird, ein Auftrieb bewirkt wird, wodurch das Luftfahrzeug 10 fliegt.
-
Die Tragfläche 16 weist ferner einen Führungsbereich 24 auf, mittels welchem beispielsweise die einrollbare und ausrollbare Tragflächeneinheit 18 während ihres Einrollens und während ihres Ausrollens geführt wird. Besonders gut aus 7 ist erkennbar, dass die Tragflächeneinheit 18 ein oberes, erstes Tragflächenelement 26 und ein unteres, zweites Tragflächenelement 28 aufweist. Somit bildet das Tragflächenelement 26 einen oberen Flügelteil, wobei das Tragflächenelement 28 einen unteren Flügelteil bildet. Aus 5 und 6 ist erkennbar, dass das Tragflächenelement 26 auf gegenüberliegenden Seiten erste Verzahnungen 30 aufweist. Ferner weist das Tragflächenelement 28 auf gegenüberliegenden Seiten zweite, mit den Verzahnungen 30 korrespondierende Verzahnungen 32 auf. Die Verzahnungen 30 und 32 können formschlüssig reversibel lösbar miteinander verbunden werden, sodass die beispielsweise zunächst miteinander verbundenen Verzahnungen 30 und 32 wieder voneinander gelöst werden können, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Tragflächeneinheit 18 kommt. Die Tragflächenelemente 26 und 28 sind somit separat voneinander ausgebildete Komponenten, die während des Ausrollens der Tragflächeneinheit 18 über die Verzahnungen 30 und 32 formschlüssig miteinander verbindbar sind beziehungsweise miteinander verbunden werden. Während des Einrollens sind beziehungsweise werden die Tragflächenelemente 26 und 28 unter Trennen der Verzahnungen 30 und 32 voneinander lösbar beziehungsweise voneinander gelöst.
-
Um nun die einrollbare und ausrollbare Tragflächeneinheit 18 besonders bauraumgünstig realisieren zu können, sind die Tragflächenelemente 26 und 28 während des Einrollens konzentrisch zueinander und aufeinander aufwickelbar. Hierzu umfasst beispielsweise das Luftfahrzeug 10 eine den Tragflächenelementen 26 und 28 gemeinsame Rolle 34, auf welche die Tragflächenelemente 26 und 28 während des Einrollens konzentrisch zueinander aufwickelbar sind beziehungsweise aufgewickelt werden, oder aber die Tragflächenelemente 26 und 28 werden während des Einrollens konzentrisch zueinander zu der Rolle 34 aufgewickelt. Mit anderen Worten ist es bei dem Luftfahrzeug 10 vorgesehen, dass die Tragflächenelemente 26 und 28 während ihres Einrollens konzentrisch zueinander aufgewickelt und somit aufgerollt beziehungsweise eingerollt werden, insbesondere in die Rumpfeinheit 12. Während des Ausrollens werden die zunächst konzentrisch zueinander aufgerollten beziehungsweise aufgewickelten Tragflächenelementen 26 und 28, insbesondere von der Rolle 34 und/oder voneinander, abgerollt und dabei beispielsweise aus der Rumpfeinheit 12 ausgerollt. Ein aufgewickelter Tragflächenbereich der Tragflächeneinheit 18 ist in 3 mit 36 bezeichnet. Außerdem sind aus 4 Führungsrollen 38 für die Tragflächeneinheit 18 erkennbar, die einen aufrollbaren Flügel des Luftfahrzeugs 10 darstellen. Des Weiteren ist beispielsweise aus 3 ein Antrieb 40 für den aufrollbaren Flügel erkennbar. Mittels des Antriebs 40 kann die Tragflächeneinheit 18 eingerollt und ausgerollt werden.
-
Aus 5 ist erkennbar, dass beispielsweise das Tragflächenelement 28 eine zwischen den Verzahnungen 32 angeordnete weitere Verzahnung 42 aufweist, welche beispielsweise als Transportritzel ausgebildet sein kann. In die Verzahnung 42 greift beispielsweise ein korrespondierendes Zahnrad des Antriebs 40 ein, sodass der Antrieb 40 formschlüssig mit der Verzahnung 42 und somit mit dem Tragflächenelement 28 zusammenwirken kann. Über das Tragflächenelement 28 kann beispielsweise der Antrieb 40 mit dem Tragflächenelement 26 zusammenwirken. Auf diese Weise können die Tragflächenelemente 26 und 28 abgewickelt und dabei ausgerollt sowie aufgewickelt und dabei eingerollt werden. Besonders gut aus 7 sind die auf den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Führungsrollen 38 für die Tragflächenelemente 26 und 28 erkennbar.
-
Schließlich ist aus 8 besonders gut erkennbar, dass die Verzahnungen 30 und 32 in ausgerolltem Zustand der Tragflächeneinheit 18 ineinander greifen und dadurch formschlüssig zusammenwirken, wodurch die an sich separaten Tragflächenelemente 26 und 28 miteinander verbunden sind.
-
Außerdem ist beispielsweise zumindest oder genau eines der Tragflächenelemente 26 und 28 vorgeformt. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise das obere Tragflächenelement 26 vorgeformt und dadurch zumindest in eingerolltem Zustand der Tragflächeneinheit 18 vorgespannt, sodass das obere Tragflächenelement 26 zumindest in eingerolltem Zustand der Tragflächeneinheit 18 eine Vorspannung aufweist. Diese Vorspannung kann sich beispielsweise beim Ausrollen der Tragflächeneinheit 18 zumindest teilweise entspannen beziehungsweise lösen, wodurch die Tragflächenelemente 26 und 28 während des Ausrollens miteinander verbindbar sind beziehungsweise miteinander verbunden werden. Insbesondere ist das obere Tragflächenelement 26 beispielsweise durch eine Bombierung vorgeformt und dadurch vorgespannt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Luftfahrzeug
- 12
- Rumpfeinheit
- 14
- Außenhaut
- 16
- Tragfläche
- 18
- Tragflächeneinheit
- 20
- Tragflächeneinheit
- 22
- Triebwerk
- 24
- Führungsbereich
- 26
- Tragflächenelement
- 28
- Tragflächenelement
- 30
- Verzahnung
- 32
- Verzahnung
- 34
- Rolle
- 36
- Tragflächenbereich
- 28
- Führungsrollen
- 40
- Antrieb
- 42
- Verzahnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2017/076499 A1 [0002]
- US 3184187 A [0002]
