DE102018116169A1 - Luftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung stellt ein Luftfahrzeug (10) mit den folgenden Merkmalen bereit: Das Luftfahrzeug (10) umfasst eine erste Batterie (11); das Luftfahrzeug (10) umfasst ein Transportmittel (13) für Kurzstrecken mit einer zweiten Batterie (14); und das Luftfahrzeug (10) umfasst ein Managementsystem zum Übertragen von Energie zwischen der ersten Batterie (11) und der zweiten Batterie (14).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, insbesondere ein vollelektrisches, senkrecht start- und landefähiges (vertical take-off and landing, VTOL) Luftfahrzeug.
  • Als VTOL wird in der Luft- und Raumfahrttechnik sprachübergreifend jedwede Art von Flugzeug, Drohne oder Rakete bezeichnet, welche die Fähigkeit besitzt, im Wesentlichen senkrecht und ohne Start- und Landebahn abzuheben und wieder aufzusetzen. Dieser Sammelbegriff wird nachfolgend in einem weiten Sinne verwendet, der nicht nur Starrflügelflugzeuge mit Tragflächen, sondern ebenso Drehflügler wie Hub-, Trag-, Flugschrauber und Hybride wie Verbundhub- oder Kombinationsschrauber sowie Wandelflugzeuge einschließt. Erfasst seien des Weiteren Luftfahrzeuge mit der Fähigkeit, auf besonders kurzen Strecken zu starten und zu landen (short take-off and landing, STOL), auf kurzen Strecken zu starten, aber senkrecht zu landen (short take-off and vertical landing, STOVL) oder senkrecht zu starten, aber horizontal zu landen (vertical take-off and horizontal landing, VTHL).
  • CN1288843A offenbart eine Rettungskapsel ohne eigenen Energiespeicher für senkrechtstartfähige Flugzeuge.
  • Eine Rettungskapsel für VTOL mit Fallschirmen beschreibt CN1772561A (siehe 11 auf S. 14).
  • US3113747A betrifft eine Kombination aus VTOL-Luftfahrzeug und unabhängig landefähigem Schlepper, wobei letzterer allerdings keine Transportmöglichkeit für den Fluggast bietet.
  • DE102010003760A1 betrifft ein Verfahren zum Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb basierend auf einem Energieverbrauchsmodell, der zur Verfügung stehenden Energiemenge und einer Straßendatenbasis.
  • DE10252292A1 gibt ein Verfahren zur Steuerung der Energieverteilung in einem Verkehrsmittel an mit den Schritten: Aufstellen von Wertigkeit-Mengen-Funktionen für Energiequellen, Aufstellen von Wertigkeit-Mengen-Funktionen für Energiesenken, Übermittlung der Wertigkeit-Mengen-Funktion der Energiequellen und der Energiesenken an eine Berechnungsvorrichtung, Berechnung einer aktuellen Wertigkeit aus den Wertigkeit-Mengen-Funktionen und Übermittlung der aktuellen Wertigkeit an die Energiesenken und -quellen. Die Wertigkeit-Mengen-Funktion gibt bezüglich einer Energiesenke an, wie der Bezug einer bestimmten Leistung ist, während die Wertigkeit-Mengen-Funktion bezüglich einer Energiequelle angibt, wie groß eine definierte Bereitschaft zur Abgabe einer bestimmten Leistung ist und wobei die berechnete Wertigkeit ein Maß für das Angebot und die Nachfrage an Leistung innerhalb des Verkehrsmittels ist unter Berücksichtigung der Bereitschaft zur Abgabe und der Wichtigkeit des Bezugs von Leistung.
  • Die Erfindung stellt ein Luftfahrzeug, insbesondere ein vollelektrisches, im obigen Sinne senkrecht start- und landefähiges Luftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit.
  • Vorzüge dieser Lösung liegen in der gesteigerten Individualreichweite eines erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs sowie der zum Nutzen des Kunden integrierten Mobilität. Der erfindungsgemäße Ansatz ist hierbei im Wesentlichen auf jedwedes integrierte Transportsystem übertragbar, das ein Haupttransportsystem mit einem oder mehreren zugeordneten Sub- oder Ergänzungssystemen umfasst und erlaubt hier eine effiziente Verteilung von Energie auf unterschiedliche Transportmittel auf einer Gesamtstrecke.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann das Luftfahrzeug etwa mit abgeknickten oder gar wahlweise abknickbaren Tragflächen ausgestattet sein. Eine entsprechende Variante vergrößert die im Horizontalflug wirksame Flügelfläche, ohne aber die Standfläche des Luftfahrzeuges auszudehnen.
  • Ferner mag das Luftfahrzeug über ein schnell ladbares Batteriesystem verfügen, welches die Antriebsenergie für Senkrechtstart und -landung sowie Horizontalflug bereitstellt und eine kurzfristige Aufladung des Luftfahrzeuges im Stand ermöglicht.
  • Zum Antrieb des Luftfahrzeuges können hierbei anstelle freifahrender Rotoren mehrere Mantelpropeller (ducted fans) auch unterschiedlicher Größe zum Einsatz kommen, wie sie abseits der Luftfahrttechnik etwa von Luftkissenfahrzeugen oder Sumpfbooten bekannt sind. Das den Propeller umgebende zylindrische Gehäuse vermag in einer derartigen Ausführungsform die Schubverluste infolge von Verwirbelungen an den Blattspitzen beträchtlich zu reduzieren. Geeignete Mantelpropeller mögen horizontal oder vertikal ausgerichtet, zwischen beiden Stellungen schwenkbar ausgeführt oder aus aerodynamischen Gründen im Horizontalflug durch Lamellen (louvers) abgedeckt sein. Zudem ist eine reine Horizontalschuberzeugung mittels feststehender Mantelpropeller denkbar.
  • Schließlich kommt - neben einem vorzugsweise vollautonomen Betrieb des Luftfahrzeuges - bei hinreichender Qualifikation auch die Einräumung einer manuellen Kontrolle an den menschlichen Piloten in Betracht, was der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine größtmögliche Flexibilität in der Handhabung verleiht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Die Figur zeigt ein Luftfahrzeug gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
  • Die einzige Figur illustriert die konstruktiven Merkmale einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeuges (10).
  • Wie die Abbildung unschwer erkennen lässt, ist im VTOL-Luftfahrzeug (10) ein Bauraum (12) zur platzsparenden Unterbringung zumindest eines kurzstreckengeeigneten Ein-Personen-Transportmittels (13) vorhanden. Hierbei ist eine elektrische/elektronische Schnittstelle integriert. Auf diese Weise wird ein Hauptbeförderungssystem und ein zweites Hilfsbeförderungssystem geschaffen, mit welchem ein Nutzer sein Ziel erreicht. Beide Systeme bilden eine virtuelle Einheit, welche über ein rechnergestütztes System koordiniert wird.
  • Möchte ein Nutzer mit beispielsweise eine bekannte Strecke mittels dieses elektrischen Fortbewegungsmittels (10) zurücklegen, so ist hierfür eine bestimmte Energiemenge erforderlich. Ein Energiemanagementsystem bestimmt hierzu die jeweilige Energiemenge, die für unterschiedliche Beförderungsmittel für die jeweilige Reichweite erforderlich ist. Mit dieser Energiemenge werden die jeweiligen Beförderungsmittel aufgeladen bzw. die Energie kann während des Betriebes umverteilt werden. Unter Kenntnis der Gesamtreichweite verteilt das besagte Energie- oder Reichweitenmanagementsystem zu diesem Zweck auf dasjenige System (10, 13), welches den Hauptanteil der Strecke bewältigt, den größeren Anteil der Energie, auf das andere jeweils System (13, 10) hingegen den kleineren Anteil.
  • Auf diesem Wege ist es möglich, Energie zwischen dem primären Luftfahrzeug (10) und untergeordneten Transportmittel (13) bedarfsgerecht - beispielsweise abhängig von den Reichweiten beider Fahrzeuge - gleichsam zu „verschieben“. Insbesondere im Notfall kann das VTOL-Luftfahrzeug (10) zusätzliche Energie aus dem Akkumulator des Kurzstrecken-Transportmittels (13) beziehen.
  • Der Nutzer (15) kann auf diese Weise mit dem VTOL-Luftfahrzeug (10) nahe an seinen Bestimmungsort (17) gelangen und die verbleibende Strecke (16) mit dem weiteren Transportmittel (13) zurücklegen. Selbst ein autonomes Navigieren auf dieser sinnbildlichen „letzten Meile“ ist denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • 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
    • CN 1288843 A [0003]
    • CN 1772561 A [0004]
    • US 3113747 A [0005]
    • DE 102010003760 A1 [0006]
    • DE 10252292 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Luftfahrzeug (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Luftfahrzeug (10) umfasst eine erste Batterie (11), - das Luftfahrzeug (10) umfasst mindestens ein Transportmittel (13) für Kurzstrecken mit einer zweiten Batterie (14) und - das Luftfahrzeug (10) umfasst ein Managementsystem zum Übertragen von Energie zwischen der ersten Batterie (11) und der zweiten Batterie (14).
  2. Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) umfasst eine elektrisch-elektronische Verbindung zwischen der ersten Batterie (11) und der zweiten Batterie (14).
  3. Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Managementsystem ist eingerichtet, die Energie auf dem Weg zu einem vorgegebenen Ziel abhängig von einer Entfernung zum Ziel zwischen den Batterien (11, 14) umzuverteilen.
  4. Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) weist einen vollelektrischen Antrieb auf.
  5. Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) umfasst abgeknickte oder abknickbare Tragflächen.
  6. Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) umfasst ein schnell ladbares Batteriesystem.
  7. Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) umfasst waagerecht feststehende Mantelpropeller für Start und Landung.
  8. Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Luftfahrzeug (10) weist Lamellen auf und - die waagerechten Mantelpropeller sind mittels der Lamellen wahlweise abdeckbar.
  9. Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) umfasst senkrecht feststehende Mantelpropeller zum Erzeugen eines Vortriebes.
  10. Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) ist wahlweise vollautonom steuerbar.
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