DE102019001017A1

DE102019001017A1 - Schutzsystem für Flugsysteme

Info

Publication number: DE102019001017A1
Application number: DE102019001017.5A
Authority: DE
Inventors: Dr. Danz Christian; Wolfgang Hiller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2019-08-22
Also published as: DE202018000856U1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schutzsystem für ein Flugsystem, mit einer oder mehreren elektronischen Steuergeräten (4) mit Mikroprozessoren mit mindestens einem Signaleingang und ein oder mehreren Aktivierungsmitteln, wobei sich die Aktivierungsmittel (2, 3, 5) mit dem Signaleingang des elektronischen Steuergerätes mit Mikroprozessoren verbinden lassen und bei entsprechender Auswertung der Sensorsignale ein Schutzsystem (2, 3, 5) für ein Flugsystem ausgelöst wird, wobei die elektronische Recheneinheit (4) eine automatische Auslösung des Schutzsystems (2, 3, 5) auslöst.
Dieses aktive Schutzsystem ist dazu geeignet, im Fehlerfall des Flugsystems einen Schutzmantel aus Luftsäcken ohne Öffnungen (3) um den Fluginsassen oder die Ladung und/oder von Luftsäcken (5) mit Öffnungen (6) um das Flugsystem formen, wobei die Luftsäcke die Funktion haben die Wucht des Aufpralls zu verringern und in einer Ausführungsform Öffnungen in den Luftsäcken die Funktion haben vor dem Aufprall auf den Boden oder auf einen Gegenstand einen Rückstoß zu erzeugen und so ebenfalls die Wucht des Aufpralls und die Auswirkungen des Absturzes des Flugsystems zu verringern. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Schutzsystems und ein Flugsystem mit mindestens einem erfindungsgemäßen Schutzsystem.

Description

Problem
Es werden aktuell verstärkt Personen-Flugsysteme (auch Passagier-Drohnen genannt) und elektrisch betriebene Flugsysteme zur Ladungs- oder Warenbeförderung, die mit 4, 8, 16, 32 oder n Rotoren betrieben werden, entwickelt (1, Rotor (1)). Beispiele für autonom fliegende Personen-Flugsysteme sind z.B. EHANG 184 (8 oder 16 Rotoren, elektrisch, 30km Reichweite, 130km/h max. Geschwindigkeit des Flugsystems), Hoversurf Skorpion 3 (Design ähnlich einem fliegenden Motorrad mit 4 Rotoren, nach oben offen), IFO (Rotoren um Insassenkapsel, 8 Rotoren nebeneinander), Project Zero (2 Rotoren, rein elektrisch, Firma Augusta Westland), Lilium (Design ähnlich wie ein Auto mit Flügeln und in die Flügel integrierte Rotoren) oder Intel Volocopter VC200 (18 Rotoren, nebeneinander, nach oben offen, maximal 2 Personen, 30 min. Flugzeit, voll elektrisch), Surefly (8 Rotoren in Quadrokopteranordnung, Energieerzeugung durch Antrieb eines Generators durch einen Benzin verbrennenden Motor), Airbus Popup (Flugzeug und Auto Modul-System aus 3 Modulen aufgebaut: Flugmodul, Kabinemodul, Chassismodul - Kombination Flugmodul und Kabinemodul für Flugeinsatz, Kombination Kabinemodul und Chassismodul für die Autofahrt, rein elektrisch, max. 2 Personen). Die Steuerung der Flugsysteme erfolgt entweder vollautomatisch (Gesetzeslage noch zu klären) oder durch den Piloten (Pilotenschein notwendig). Das Problem ist nun, dass Flugsysteme im Fehlerfall abstürzen können, z.B. wenn mechanische Teile, wie die Rotoren oder elektromechanische Teile wie die Rotor-Motoren oder die Batterie oder die Steuergeräte ausfallen (durch System, Hardware- oder Software-Fehler). Die daraus resultierenden Gefahren sind bekannt: Flugzeugabstürze können schwere Verletzungen bis hin zum Tode der Flugzeuginsassen zur Folge haben und/oder eine Schädigung der Ladung des Flugsystems. Fallschirme könnten hier eingesetzt werden, haben jedoch den Nachteil, dass sie eine gewisse Fallhöhe brauchen, um sich ausreichend entfalten und somit die Wucht des Aufpralls verringern zu können. Bei Flugsystemen, die nahe über dem Boden fliegen, bieten Fallschirme keinen ausreichenden Schutz im Falle des Absturzes.
Lösung
Die Erfindung besteht in dem hier beschriebenen Airbagsystem zum Schutz der Insassen, der Flugsysteme bzw. der Ladung der Flugsysteme, derart, dass auf Basis der Rundumsichtsensoren (z.B. Video, Radar, Ultraschall, Lidar) und/oder weiteren Sensoren (z.B. Höhenmesser, GPS, ...) (2, Abstandssensoren (4), Höhenmesser, GPS (4)) im Falle eines Absturzes, der Absturz erkannt wird und das die Schutzsysteme (2, Airbagsystem (2, 3, 5) entsprechend ausgelöst werden, wobei die Airbags um den Fluginsassen, so angeordnet sind, dass der Fluginsasse oder die Ladung geschützt wird und die Luftsäcke um das Flugsystem so angeordnet sind (3, 4, 5), dass das Flugsystem entsprechend geschützt wird und in einer Ausführungsform die Airbags mit entsprechenden Öffnungen versehen sind, durch die die Luft bei der Zündung der Airbags über diese Öffnungen entweichen kann und somit zusätzlich zum dem Schutzeffekt des Airbags beim Aufprall ein Rückstoß erzeugt wird, der die Wucht des Aufpralls verringert.
Somit können schwere Verletzungen oder Todesfolgen oder eine Beschädigung der Ladung des Flugsystems bestmöglich verhindert und/oder verringert werden, insbesondere wenn das Flugsystem in einer Höhe unter 30m fliegt. Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Systems ist, dass im Fall, dass das Flugsystem auf eine Person oder einen Gegenstand fallen würde, eine Verletzung der Person oder eine Beschädigung des Gegenstandes verringert oder verhindert werden kann, d.h. es wird nicht nur der Insasse oder die Ladung des Flugsystems geschützt, sondern auch Personen oder Gegenstände, auf die das abstürzende Flugsystem fallen könnte.
Systembeschreibung
Die Erfindung betrifft ein Schutzsystem für ein Flugsystem, mit einer oder mehreren elektronischen Steuergeräten (4) mit Mikroprozessoren mit mindestens einem Signaleingang und ein oder mehreren Aktivierungsmitteln, wobei sich die Aktivierungsmittel (2, 3, 5) mit dem Signaleingang des elektronischen Steuergerätes mit Mikroprozessoren verbinden lassen und bei entsprechender Auswertung der Sensorsignale ein Schutzsystem (2, 3, 5) für ein Flugsystem ausgelöst wird, wobei die elektronische Recheneinheit (4) eine automatische Auslösung des Schutzsystems (2, 3, 5) auslöst.
Dieses aktive Schutzsystem ist dazu geeignet, im Fehlerfall des Flugsystems einen Schutzmantel aus Luftsäcken ohne Öffnungen (3) um den Fluginsassen oder die Ladung und/oder in einer Ausführungsform von Luftsäcken (5) mit Öffnungen (6) um das Flugsystem zu formen, wobei die Luftsäcke die Funktion haben die Wucht des Aufpralls zu verringern und die Öffnungen in den Luftsäcken die Funktion haben vor dem Aufprall auf den Boden oder auf einen Gegenstand einen Rückstoß zu erzeugen und so ebenfalls die Wucht des Aufpralls und die Auswirkungen des Absturzes des Flugsystems ebenfalls zu verringern. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Schutzsystems und ein Flugsystem mit mindestens einem erfindungsgemäßen Schutzsystem.
Das Schutzsystem für Flugsysteme ist derart aufgebaut, dass im Falle eines Ausfalls des Auftrieb gebenden Flugsystems, z.B. Düsen oder Rotoren - elektrisch oder mit Verbrennungsmotor angetrieben - oder Helium/Wasserstoffgefüllte bzw. leichter als Luft-Gase-Ballons oder weitere Auftrieb erzeugende Flugsysteme, der Absturz über entsprechende Sensoren erkannt wird, z.B. ein elektronisches Steuergerät (4) mit Höhenmesser oder abstandsmessenden Sensoren, z.B. Radarsensoren, die den Abstand zum Boden messen und über die Beschleunigung bzw. Annäherung an den Boden einen Absturz erkennen können und beim Unterschreiten eines festgelegten Abstandswertes und Überschreiten eines festgelegten Fallbeschleunigungswertes das Schutzsystem (Airbagsystem (2,3)) auslösen. Beim Auslösen des Schutzsystems wird der Flugzeuginsasse oder die Ladung des Flugsystems vollständig von Airbags (3), in einer Ausführungsform das Flugsystem von Airbags mit Öffnungen umgeben, die einen Rückstoß erzeugen, um die Wucht des Aufpralls zusätzlich zur Airbag-Wirkung zu erzeugen und beim Aufprall des Flugzeugs auf den Boden oder auf einen Gegenstand die nachteiligen Folgen des Absturzes verringert.
In einer weiteren Ausführungsform wird nach Absturz des Flugsystems und Auslösen der Airbags ein Notsignal an die Flugleitstelle mit Informationen zum Absturzort (GPS-Daten,(4)) gesendet, so dass anschließend eine schnelle Bergung des Flugsystems und/oder der Insassen erfolgen kann.
Installation des Systems
Das System wird derart im Flugsystem installiert, dass es im Falle der Auslösung beim Absturz den Fluginsassen oder die Ladung derartig umgibt, dass der Fluginsasse oder die Ladung beim Absturz derartig geschützt wird, dass es zu einer Verringerung der Wucht des Absturzes kommt was wiederum zu keinen/geringen Verletzungen oder zur Bewahrung der Ladung bzw. des Flugsystems selbst führt.
Es wird kontinuierlich mit Abstandssensoren (4) der Abstand zum Boden gemessen und die Fallbeschleunigung ermittelt und im Falle einer plötzlichen Erhöhung der Fallbeschleunigung und schnellen Verringerung des Abstandes zum Boden ein möglicher Absturz erkannt. Die Abstandsensoren sind mit einer Recheneinheit (4) verbunden, die wiederum einen Kondensator enthält, damit im Falle eines Stromausfalls die Airbag-Funktion gewährleistet ist. Die Recheneinheit (4) berechnet aufgrund der Abstandsensoren den genauen Zündzeitpunkt des den Flugzeuginsassen einhüllenden Airbags (3) bzw. in einer Ausführungsform der das Fluggerät umgebenden Airbags (5) mit entsprechenden rückstoßerzeugenden Öffnungen (6) und zündet die Airbags entsprechend zeitlich kurz vor dem Aufprall auf den Boden, so dass die Wucht des Aufprall entsprechend durch den Airbag und die den Rückstoß erzeugenden Öffnungen in den Airbags verringert wird.
Vorteile des Systems
Vorteile des Systems sind, dass die Folgen der Wucht des Aufpralls wie z,.B. Verletzungen und Todesfolgen von Flugsystemabstürzen vermindert bzw. verringert werden können und/oder dass entsprechende Ladung des Flugsystems beim Absturz vor Zerstörung bewahrt wird und dass Gegenstände und Personen auf die das abstürzende Flugsystem fällt, vor Beschädigungen geschützt werden.
Bezugszeichenliste

1: Rotoren
2: Airbaggehäuse
3: Airbag im aufgeblasenen Zustand
4: Steuergerät mit Abstandssensoren
5: Airbag mit Öffnungen
6: Öffnungen im Airbag

Claims

Schutzsystem für Flugsysteme, dadurch gekennzeichnet, dass es aus zwei Modulen besteht, einem Absturz-Sensierungs-Modul, das ein Schutzsystem-Auslöse-Signal im Falle eines Absturzes berechnet aus Sensordaten und einem Schutzsystem-Modul, dass vor dem Aufprall auf dem Boden oder auf einen Gegenstand das Schutzsystem-Auslöse-Signal nutzt, um das Schutzsystem auszulösen, d.h. um die Sprengstoffladungen der Airbags zu zünden, die die Fluginsassen und/oder die Ladung und/oder das Fluggerät einhüllen, wobei die Airbags durch die Sprengstoffzündung mit Luft gefüllt werden.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbag-Modul aus einem Gehäuse besteht, in dem sich der zusammengefaltete Luftsack befindet, sowie aus einem elektronischen Steuergerät, das die Sprengstoffzündung mit der der Luftsack mit Luft gefüllt wird, auslöst, sowie aus der Zündpille aus Sprengstoff.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Zündung der Airbags ein automatischer Notruf per Mobilfunk-Signal an eine Zentrale geschickt wird inklusive GPS-Signal mit Informationen über den Ort des abgestürzten Flugsystems.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Airbags um das Flugsystem Öffnungen haben, durch die die Luft nach Aufblasen der Airbags entweichen kann und so einen Rückstoßeffekt erzeugen, der die Wucht des Aufpralls auf den Boden oder auf Gegenstände verringert.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absturz-Sensierungs-Modul, mit einer oder mehreren elektronischen Steuergeräten (4) mit Mikroprozessoren mit mindestens einem Signaleingang und ein oder mehreren Aktivierungsmitteln, wobei sich die Aktivierungsmittel (2, 3, 5) mit dem Signaleingang des elektronischen Steuergerätes mit Mikroprozessoren verbinden lassen und bei entsprechender Auswertung der Sensorsignale ein Schutzsystem (2, 3, 5) für ein Flugsystem ausgelöst wird, wobei die elektronische Recheneinheit (4) eine automatische Auslösung des Schutzsystems (2, 3, 5) auslöst.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Abstandsmessung mit Radarsensoren, Video-Sensoren, Lidar-Sensoren, UltraschallSensoren und/oder Höhenmessungssensoren und/oder GPS-Sensoren durchgeführt wird.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Flughöhe des Flugsystems 30 m beträgt.
Schutzsystem für Flugsysteme nach Anspruch 1, Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Airbags Röhren enthalten, durch die ein Teil der durch die Sprengstoffzündung erzeugte Luft geleitet wird und so einen Rückstoß vor dem Aufprall auf den Boden erzeugt und ein weiterer Teil der durch die Sprengstoffzündung erzeugte Luft in die Airbags geleitet wird.