DE102019004550A9 - Mehrzweckflügelkörper - Google Patents

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Abstract

Dargestellt werden Mehrzweckflügelkörper, welche als Basismodule für modular aufgebaute Flugkörper zum Transport von Personen und Gütern Anwendung finden. Sie sind geometrisch und konstruktiv so ausgelegt, daß durch Ein- und Anbau weiterer Bauteile, Baugruppen und Module komplette flugfähige Einzelflugkörper entstehen oder mehrere Basismodule unter Verwendung von Verbindungselementen zu einem Verbundflugkörper zusammengefügt werden können. Als Antriebsenergie wird Elektroenergie verwendet, welche vorzugsweise mittels Brennstoffzellen und / oder Batterien bereitgestellt wird.Die Basismodule 1 verfügen über eine bzw. zwei Einbauöffnung(en) 20 zur Aufnahme von starr eingebauten Vertikalrotoren. Ein längs in Flugrichtung eingebautes Klappensystems, welches im Start- und Landevorgang geöffnet ist, wird während des Fluges geschlossen, wodurch die Mehrzweckflügelkörper auf Grund ihres auftriebserzeugenden Längsprofils zur Tragfläche werden.Der Vortrieb der Flugkörper wird mittels drehbarer Antriebseinheiten an seitlichen Flügelstummeln 6 bzw. an Heckpylonen 23 erzeugt, welche beim Starten und Landen in die senkrechte Position gedreht werden und somit für zusätzlichen Auftrieb sorgen.Auf den seitlichen Flügelstummeln 6 sitzen Tragflächenhalterungen 3 zur Aufnahme ein- oder zweiteiliger Tragflächen, welche im Parkzustend eingeklappt und auf den Schließklappen der Oberseite abgelegt werden können.Die auf den Basismodulen aufbauenden Flugkörper sind in allen sechs Freiheitsgraden steuerbar und können mit Notfallschirmen ausgerüstet werden. Die Mehrzweckflügelkörper bilden somit die Basiselemente eines vielseitigen, sicheren und zuverlässigen Lufttransportsystems.

Description

  • Nachfolgend dargestellt und beschrieben wird eine Erfindung auf dem Gebiet der Luftfahrt.
  • Die Erfindung betrifft Mehrzweckflügelkörper als zentrales Hauptelement modular aufgebauter und elektrisch angetriebene Flugkörper mit Senkrechtstart- und landeeigenschaften (hierfür wird nachfolgend das Akronym VTOL für Vertival Take Off & Landing verwendet).
  • Die Mehrzweckflügelkörper sind geometrisch und konstruktiv so ausgelegt, daß sie die Basismodule eines modular aufgebauten Lufttransportsystems bilden. Durch Ein- und Anbau standardisierter Bauteile und Baugruppen entstehen den verschiedenen Anforderungen des Lufttransports angepasste Flugkörper. Darüber hinaus sind die Basismodule so gestaltet, daß sie in verschiedenen Anordnungen miteinander verbunden werden können. Die derart gebildeten Verbundflugkörper erweitern das herkömmliche Einsatzspektrum von Flugkörpern mit VTOL-Eigenschaften erheblich, insbesondere in den Bereichen des Industriebaus, der Brandbekämpfung und der Katastrophenhilfe.
  • Flugkörper mit VTOL-Eigenschaften sind sind in zwei Kategorien bekannt: Flugkörper „Leichter als Luft“ (Ballone sowie halbstarre und starre Luftschiffe, welche nachfolgend außer Betracht bleiben) und Flugkörper schwerer als Luft. In dieser Kategorie werden seit ca. 80 Jahren überwiegend kolbenmotor- und gasturbinengetriebene Hubschrauber sowohl kommerziell als auch militärisch eingesetzt. Nachteile von Hubschraubern sind neben hohen Systemkosten, Lärm und Störanfälligkeit latente Gefahren im Bereich des Start und Landeplatzes, verursacht durch offene Rotoren. Im militärischen Bereich wurden Kampfflugzeuge mit Schubumlenkung (sogenannte Senkrechtstarter) entwickelt und in geringen Stückzahlen gebaut. Derzeit verfügen nur die US-amerikanische Kampfflugzeuge F35 über VTOL-Eigenschaften.
  • Eine Alternative zu Hubschraubern und Senkrechtstartern bilden elektrisch angetriebene Flugkörper mit VTOL-Eigenschaften in verschiedenen Konfigurationen. Die US-amerikanische Organisation „Vertical Flight Society“ (ehemals „American Helicopter Society; https://vtol.org/) listet derzeit ca. 100 verschiedene Projekte im diesem Bereich auf. Erste Flüge mit Passagieren werden im kommenden Jahrzehnt erwartet. Der Fahrdienstleister Uber aus den USA, welcher mit verschiedenen Herstellern von VTOL-Flugkörpern im Gespräch ist, als auch der Entwickler und Hersteller Lilium aus Deutschland planen den Aufbau kommerzieller Netzwerke in Ballungsgebieten, vorwiegend in Form von online gebuchten Taxiflügen und streben hierbei auch vergleichbare Preise zu bodengebundenen Taxidiensten an.
  • Bisher wurden Flugkörper mit VTOL-Eigenschaften in folgenden Grundkonfigurationen entwickelt und als Modell oder in Originalgröße getestet:
    • • Kippflügel (Tilt-Wing) mit offenen Propellern (z. B. „Vahana“ von Airbus)
    • • Kipprotor (Tilt-Rotor) mit schwenkbaren Rotoren, Propellern oder Turbofans z. B. „Project Zero“ von Agusta Westland
    • • starre Anordung mehrerer Vertikalrotoren mit oder ohne Schubpropeller (z. B. „Volocopter“ vom gleichnamigen Unternehmen)
    • • gemischte Anordungen von starren Vertikalrotoren und drehbar gelagerten Mantelpropellern (z. B. „Phantom Swift“ von Boeing)
    • • Starrflügel mit starr angeordneten Vertikalpropellern und Schub- oder Zugpropeller (z. B. „Cora“ von Kitty Hawk Aero)
  • Unter US20150274289A1 wurde durch die US-merikanische Firma Boeing ein Flugkörper mit zwei verschließbaren Vertikalrotoren im Rumpf und drehbar gelagerten Mantelpropellern an den äußeren Enden der beiden Starrflügel patentiert (Projektname „Phantom Swift“). Auf- und Vortriebsaggregate sind getrennt. Die um mindestens 90° drehbar gelagerten Mantelpropeller liefern bei Start, Landung und Schwebeflug zusätzlichen Auftrieb. Die beiden Vertikalrotoren sind in Flugrichtung längs in den Rumpf eingebaut, zwischen ihnen befindet sich die Frachtkabine. Erste Flugtests mit einem Modell wurden ausgeführt.
  • Ebenfalls erste Flugtests hat die Firma Lilium ( US20160023754A1 und DE102014213215A1 ) mit einem Modell in Originalgröße ihres Lilium-Jet für vier Passagiere durchgeführt. In einer Kipprotor-Konfiguration werden 24 elektrisch betriebene Turbofans je hälftig hinter den beiden Hauptflügeln in Reihe nebeneinander montiert und 12 Stück je hälftig hinter den beiden Vorflügeln. Die Turbofans sind um mindestens 90° schwenkbar, sodaß sie im Start- und - landevorgang den Auftrieb und im Horizontalflug den Vortrieb erzeugen. Als Energiequelle werden Batterien eingesetzt, die Fluggeschwindigkeit soll bis 300 km/ h betragen und die Reichweite bei ca. 300 km liegen.
  • In der Patentschrift DE102012202698A1 wird ein Multicopter beschrieben und und unter dem Projektnamen „Volocopter“ von der gleichnamigen Firma entwickelt und in Originalgröße mit einem Piloten getestet, welcher den Auftrieb über eine Vielzahl von starr montierten elektrisch angetriebenen Vertikalrotoren und den Vortrieb über einen Schubpropeller erzeugt. Als Reichweite werden 30 km, als maximale Reisegeschwindigkeit 100 km/h angegeben.
  • Ein modulares System stellen die Firmen Airbus und Audi (https://www.audi-mediacenter.com/de/pressemitteilungen/audi-airbus-und-italdesign-testen-flugtaxikonzept-11019) unter dem Projektnamen „Pop.Up“ vor. Es setzt sich aus einem elektrisch angetriebenen Flug-, einem Passagier- sowie einem Bodenmodul, ausgelegt als selbstfahrendes straßentaugliches Fahrgestell, zusammen. Flug- und Passagiermodul werden über einen Drehwarzenverschluss miteinander verbunden bzw. getrennt., das Flugmodul kann autonom fliegen. Das Passagiermodul dient somit sowohl als Passagierkabine im Flugbetrieb als auch als Fahrgastzelle im Fahrbetrieb.
  • Ebenfalls von der Firma Airbus entwickelt werden das Kippflügel-Konzept „Vahana“ mit je vier offenen Propellern am Vor- und Hauptflügel (https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2018/02/vahana--the-self-piloted--evtol-aircraft-from-a--by-airbus--succ.html) sowie der Quadcopter „City-Airbus“ (https://www.airbus.com/innovation/urban-air-mobility/vehicledemonstrators/cityairbus.html), welcher den Auftrieb mittels acht koaxial angetriebener Vertikalrotoren in vier Umhausungen erzeugt.
  • Die Firma Kitty Hawk hat einen elektrisch angetriebenen Flugkörper entwickelt, in Originalgröße gebaut und getestet, welcher starre Vertikalrotoren an zwei Starrflügeln mit einem Schubpropeller kombiniert (https://cora.aero/press/).
  • Die Firma Alakai aus den USA hat unter dem Projektnamen „Skai“ (https://skai.co/) einen sechsrotorigen Multicopter entwickelt, welcher die Elektroenergie für den Antrieb der Rotoren aus Brennstoffzellen bezieht. Die Fluggeschwindigkeit soll 190 km/h, die Nutzlast 500 kg und die Reichweite ca. 600 km betragen. Erste Tests sind für das Jahr 2020 geplant.
  • Alle derzeitigen Projekte für elektrisch angetriebene Flugkörper mit VTOL-Eigenschaften sind auf spezielle Einsatzzwecke ausgerichtet, vorzugsweise für den Personentransport im Ultra-Kurzstreckenbetrieb. Da diese Flugkörper überwiegend batteriebetrieben sind, ist bei der derzeit praktisch erzielbaren Energiedichte von Batterien eine Reichweite größer als 300 km mit wirtschaftlich vertretbaren Nutzlasten schwer erzielbar. Das „Skai“-Projekt zeigt jedoch das Potential des Einsatzes von Brennstoffzellen auf. Darüber hinaus sind (mit Ausnahme des Projekts „Pop.Up“) die Frachtkabinen nicht austauschbar, die Flugkörper können sich am Landeort nicht eigenständig oder nur eingeschränkt bewegen und sie können nicht in Hanglagen oder unter anderen schwierigen Geländebedingungen starten oder landen. Darüber hinaus lassen sie sich nicht miteinender zu einer größeren Transporteinheit verbinden. Daß man derartige Verbundflugkörper jedoch fliegen und steuern kann, wurde bereits im Laborstadium u. A. von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich in praktischen Versuchsreihen nachgewiesen.
  • Die o. a. Problemstellungen wurden mit der vorliegenden Erfindung dahingehend gelöst, daß die Basismodule den modularen Aufbau von den jeweiligen Einsatzanforderungen angepassten Flugkörpern sowie deren Verbindung zu Verbundflugkörpern ermöglicht, wodurch ein vielseitiges, sicheres und zuverlässiges Lufttransportsystem aufgebaut werden kann. Es stellt wesentlich geringere Anforderungen an die Infrastruktur als straßen- und schienengebundene Transportsysteme oder Flugzeuge. Durch die Nutzung von baulich angepassten Dachlandeplätzen und ebenerdig bereits vorhandenen Parkflächen, Industriebrachen oder Flugplätzen entsteht kein zusätzlicher Flächenverbrauch. Flachdächer, welche sich mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand in Dachlandeplätze umgestalten lassen, stehen auf Büro- und öffentlichen Gebäuden sowie Verkehrsknotenpunkten in den Innenstädten und an den Peripherien der Städte auf Gebäuden in Gewerbegebieten sowie Logistik- und Einkaufszentren zur Verfügung. Die Investitionskosten refinanzieren sich über Start- und Landegebühren. Das derart entstehende Transportsystem kann somit die bereits existierenden Systeme ökologisch nachhaltig und ökonomisch sinnvoll ergänzen.
  • Die Energieträger für die Brennstoffzellen, hier insbesondere Wasserstoff, können mittels regenerativer Energien wie Windkraft oder Solarenergie erzeugt werden, die hierzu notwendigen Speicherverfahren werden derzeit zur Industriereife geführt oder haben diese bereits erlangt. Beispiele hierfür sind die Verwendung von Dibenzyltoluol als Wasserstoffträger oder die Komprimierung bzw. Verflüssigung des Wasserstoffs am Ort seiner Herstellung. Ebenso werden Brennstoffzellen entwickelt, getestet und teils auch bereits in Serie gebaut, welche Methanol und höherkettige Alkohole als Energieträger nutzen. Gleiches trifft auf moderne Fertigungsmethoden (hier insbesondere den 3D-Druck) zu, welche die kostengünstige Fertigung kleinerer Serien als auch die Skalierbarkeit aller Komponenten des Systems ermöglichen. Das auf den Basismodulen aufgebaute Lufttransportsystem ist somit wirtschaftlich wesentlich anpassungsfähiger, effektiver und ökologisch nachhaltiger als die bisher existierenden Transportsysteme. Das System eignet sich somit neben dem individuellen Personentransport unter Anderem für dezentrale, 3D-druckbasierte Produktionseinheiten mit kurzen Lieferzeiten zum Endkunden, medizinische und Pflegedienste, sanften Tourismus, Brandbekämpfung, Katastrophenhilfe sowie Expressgut- und Frischedienste. Die Vielseitigkeit des Systems, seine Wirtschaftlichkeit und ökologische Nachhaltigkeit können darüber hinaus zu einer verbesserten Verbindung von Ballungsgebieten und dem ländlichen Raum und somit zu einer Entspannung der prekären Verkehrs- und Wohnraumsituation in Ballungsgebieten führen.
  • Sowohl das einrotorige Basismodul 1 nach Anspruch 1 (Z1 bis Z4) als auch das zweirotorige Basismodul 1 nach Anspruch 2 (Z5 bis Z7) sind strukturell und geometrisch so gestaltet, daß unter Verwendung standardisierter Ein- und Anbauteile, Baugruppen und Module sowohl komplette Einzelflugkörper für den individuellen Eisatz als auch Verbundflugkörper für den gekoppelten Einsatz erstellt werden können. Die Basismodule und die Anbauteile, Baugruppen und Module können im 3D-Druckverfahren in Kombination mit herkömmlichen Produktionsverfahren aus geeigneten Materialien, vorzugsweise kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen, kostengünstig gefertigt werden. Die Flugkörper sind für Flughöhen bis ca. 4.000 Meter ausgelegt, um auf einen Druckausgleich weitgehend verzichten zu können. Die Beheizung der Basis- und Transportmodule erfolgt elektrisch.
  • Die Basismodule und die darauf aufbauenden Flugkörper sind auf höchstmögliche Betriebs- und Havariesicherheit ausgelegt. Alle rotierenden Teile befinden sich in Umhausungen, was sowohl der Sicherheit der Passagiere beim Ein- und Aussteigen als auch der Sicherheit beim Starten und Landen in der Nähe von Drahthindernissen, Bäumen, Funkmasten, Ruinen und ähnlichen Gefahrenquellen dient. Alle Basismodule lassen sich mit vier kleineren Notfallschirmen ausstatten. Diese bieten bei niedrigerer Öffnungshöhe eine höhere Ausfallsicherheit als ein großer Notfallschirm. Darüber hinaus dienen die ausgefahrenen Standbeine in Kombination mit Airbags an der Unterseite der Personen- und Frachtmodule als Aufprallschutz bei Notlandungen.
  • Die Basismodule bilden das Grundelement der modular aufgebauten und elektromotorisch angetriebenen Flugkörper. Die für den Antrieb notwendige Elektroenergie wird durch Brennstoffzellen 71 bereitgestellt. Als Energieträger können Wasserstoff, Methan, Methanol oder andere geeignete Stoffe eingesetzt werden. Die Dimensionierung der Kraftstofftanks 2 ermöglicht Reichweiten bis ca. 1.000 km, die optimale Fluggeschwindigkeit der Einzelflugkörper liegt bei ca. 150 bis 250 km/h. Im Kranbetrieb kann diese Geschwindigkeit bis auf Schrittgeschwindigkeit reduziert werden. Bei Montage- und anderen Arbeiten können die Flugkörper in der Standschwebe gehalten und präzise gesteuert werden.
  • Die Basismodule nach Z1 bis Z7 sind so strukturiert und gestaltet, daß sie mindestens folgende Anbauteile, Baugruppen und Module aufnehmen können:
    • • Kraftstofftanks 2
    • • Brennstoffzellen 71
    • • schwenkbare Flügel 54 - 56 (Z12; 43 bis 48)
    • • drehbar gelagerte Antriebseinheiten 62; 63 (Z13; 49 bis 56)
    • • starr montierte Vertikalpropeller 72; 73
    • • Signal-, Sensor- und Steuereinheiten, Autopiloten 87
    • • Notfallschirme 86
    • • Schließklappen für die Öffnungen der Vertikalrotoren 57 - 60 (Z11; 35 bis 42)
    • • Höhenruder 75
    • • bewegliche Standbeine 78 - 85 (Z14; 57 und 58)
    Transportrahmen nach Z8 und Z10 sowie Verbindungs- und Stabilisierungseinheiten nach Z9 werden extern angebracht.
  • Die hängende Konfiguration der auf den Basismodulen beruhenden Flugkörper mit Transportmodulen unterhalb der tragenden Basismodule dient neben einer stabilen Fluglage auch der Abschirmung insbesondere der Passagierkabinen gegen Blitzschläge, wozu die Basismodule über ein integriertes Blitzschutzsystem 108 verfügen.
  • Der Auftrieb im Start- und -landevorgang (Z18; 83) wird von starr montierten Vertikalrotoren 72; 73 (Z14; 59) erzeugt, den Vortrieb im Horizontalflug erzeugen drehbar gelagerte Antriebseinheiten 62; 63; 64 (Z13; 49; 50). Die Vertikalrotoren 73 und deren elektromotorischer Antrieb 72 werden in einem Rahmen 69; 70 (Z14; 60) montiert und mit dem Basismodul 1 in Montageöffnungen 9 verbunden.
  • Die Basismodule 1 (Z1; 1 und 2; Z5; 10 und 11) weisen im Längsschnitt ein gutmütiges Tragflächenprofil auf (Z2; 4), wodurch im Horizontalflug bei Geschwindigkeiten von 150 bis 250 km/h hoher Auftrieb erzeugt wird und dessen Dicke den Einbau von Vertikalrotoren ermöglicht. Die Montageöffnungen 20 für die Vertikalrotoren 73 werden im Horizontalflug mittels eines längs in Flugrichtung eingebauten Klappensystems 111 geöffnet und gechlossen.
  • Die Lagerung des Energieträgers zur Versorgung der Brennstoffzellen erfolgt in fest verbauten Tanks 2 oder Wechseltanks 74. Diese sind beim einrotorigen Basismodul 1 separat oberhalb der Öffnung 20 für den Vertikalrotor 73, beim zweirotorigen Basismodul 1 im oberen Mittelteil zwischen den Vertikalrotor-öffnungen 20 angeordnet. Die Montageräume 21 für die Brennstoffzellenstapel 71 befinden sich beim einrotorigen Basismodul in den Flügelstummeln 6 (Z3; 7), beim zweirotorigen Basismodul im Mittelteil seitlich unterhalb des Tanks für den Energieträger 2 in den Flügelwurzeln (Z6; 13).
  • Zur Erhöhung des Auftriebs der Basismodule im Horizontalflug verfügen diese an den seitlichen Flügelstummeln 6 über Halterungen 3 für schwenkbare ein- oder mehrteilige Tragflächen 54 - 56 (Z12; 43 bis 48) mit Montageöffnungen 4 für die Schwenkachsen der Flügel und Montageöffnungen 5 für Arretierbolzen zum Fixieren der Tragflächen in der Flugposition. Das Schwenken der Flügel erfolgt mittels Stellmotoren in den Flügelhalterungen 3. An der Hinterseite der Basismodule sind Montageöffnungen 8; 19 für die Höhenruder eingearbeitet.
  • In der Start- und -landeposition (Z18; 83 und Z27; 92) werden die Schließklappen 57 - 60 (Z11; 35 bis 42) senkrecht gestellt, um die Vertikalrotoren 22; 73 freizugeben. Gleichzeitig werden die Tragflächen 54 - 56 (Z12; 43 bis 48) auf ca. 45° Außenposition geschwenkt, wodurch die seitlichen Antriebseinheiten 62 in die senkrechte Position gedreht werden können. Beim zweirotorigen Basismodul sowie beim paarweisen Verbund der einrotorigen Basismodule werden darüber hinaus die Heck-Mantelpropeller 63 in die Senkrechte gedreht. Weiterhin werden beim zweirotorigen Basismodul die Klappen 60 (Z11; 41 und 42) des starr eingebauten Front-Mantelpropellers 22 geöffnet. Dieser dient sowohl der Erhöhung der Startleistung als auch der Balance des Flugkörpers um die Querachse im Start- und -landevorgang sowie in der Standschwebe.
  • Im Startvorgang bleiben die Schließklappen geöffnet und die drehbaren seitlichen Antriebseinheiten 62; 63 werden nach dem Abheben zur Beschleunigung in Flugrichtung schrittweise in die horizontale Position gedreht. Gleichzeitig werden die Flügel gestreckt und in eine horizontale Position gebracht, wo sie in den Halterungen 3 mittels Schließbolzen 90 in den Arretieröffnungen 5 verriegelt werden. Nach Erreichen einer Fluggeschwindigkeit, welche für den stabilen Horizontalflug ausreichend ist, werden zuerst die oberen Schließklappen geschlossen und über Arretierbolzen 90 (Z15; 70) in den Arretieröffnungen 16 der Basismodule verriegelt. Danach werden die Vertikalrotoren abgeschaltet, die unteren Schließklappen in gleicher Weise geschlossen und die beweglichen Standbeine 103 in die waagerechte Flugposition gebracht.
  • Der Übergang vom Horizontalflug in die Landeposition beginnt mit dem Ausfahren der Standbeine 103. Anschließend werden zuerst die oberen Schließklappen geöffnet, danach die Vertikalrotoren eingeschalten und die unteren Schließklappen geöffnet. Erst nachdem die Vertikalrotoren auf volle Leistung gebracht wurden erfolgt die Entriegelung der Tragflächen und deren stufenweises Einklappen, wobei beim zweiteiligen Flügel der Außenflügel 56 in der waagerechten Position bleibt. Danach werden die drehbaren seitlichen Antriebseinheiten schrittweise in die senkrechte Position gedreht und der Flugkörper landet senkrecht. Die Reduzierung der Horizontalgeschwindigkeit auf nahe null km/h erfolgt anfangs über den Luftwiderstand und nach Erreichen der vollen Leistung der Vertikalrotoren über eine abgewinkelte Stellung der drehbaren seitlichen Antriebseinheiten gegen die Flugrichtung, wodurch ein Schubumkehr-Effekt in Kombination mit Auftrieb erzeugt wird.
  • In der Flugposition erfolgt die Steuerung der Flugkörper um die Querachse (Nicken) mittels der heckseitig angebrachten Höhenruder 75, die Steuerung um die Hochachse (Gieren) mittels der drehbar gelagerten Steuerklappen 66; 67 an den seitlichen und hinteren Antriebseinheiten 62; 63 und die Steuerung um die Längsachse (Rollen) mittels eines kombinierten Einsatzes beider Steuereinrichtungen. Die Steuerbarkeit des Flugkörpers in der Standschwebe (z. B. bei Montagearbeiten oder im Feuerlöscheinsatz) sowie im Start- und -landevorgang erfolgt mittels der drehbar gelagerten Steuerklappen 66; 67 an den seitlichen und hinteren Antriebseinheiten 62; 63. Deren Einsatz gestattet auch Vor-, Rück- und Seitwärtsbewegungen, wodurch präzise und sichere Landungen auch unter schwierigen Wetter- und Geländebedingungen möglich sind.
  • Zum Abstellen der Flugkörper für Wartungs-, Reparatur oder Montagearbeiten (z. B. Austauschen der Frachtkabinen) oder während Flugpausen werden die schwenkbaren Tragflächen (Z12; 43 bis 48) und Höhenruder 75 (Z15; 61 und 62) in die Parkstellung (Z17; 77 und 78; Z26; 91) gebracht, wodurch der Raumbedarf in der Parkposition gering gehalten wird und die Flugkörper eine geringere Angriffsfläche für Böen und Turbulenzen auf den Abstellflächen sowie den Start- und -landeplätzen bieten. Die Basismodule weisen darüber hinaus Montageöffnungen 17 (Z1; 2 und Z5; 11) für Anker 93 (Z15; 76) auf, welche die Flugkörper in der Parkposition an geeigneten Haltepunkten fixieren können.
  • Die Basismodule verfügen über Montagepunkte 27 für bewegliche Standbeine 103, wie sie aus der Robotik bekannt sind, um die Flugkörper am Boden in die Lage zu versetzen, eigenständig die Standposition zu wechseln und sich verschiedenen Bodenbedingungen anzupassen. Beim zweirotorigen Basismodul (Z5; 11) liegen diese Montagepunkte 27 direkt am Modulkörper 1. Beim einrotorigen Basismodul sind diese Montagepunkte 27 am Zentralrahmen (Z8; 16) in die Adapter 35 für die Flügelstummel 6 integriert. Die periphere Anordung dient der Erhöhung der Aufstandsfläche und somit der Stabilität am Boden. Höhenverstellbarkeit und Beweglichkeit ermöglichen die Anpassung an schwierige Bodenbedingungen am Landeplatz (z. B. Geröll, Trümmer, Überflutungen bis ca. einem Meter, Hanglagen bis ca. 30° Neigung, Buschland). Diese Eigenschaften sind insbesondere bei Rettungseinsätzen und in der Katastrophenhilfe, aber auch im Bereich des sanften Tourismus oder im militärischen Einsatz von Bedeutung.
  • Die Basismodule sowie die daraus gebildeten Flugkörper nehmen mehrere, voneinander unabhängige Sicherheitssysteme auf. Auf der Oberseite der Basismodule befinden sich vier Montageöffnungen 10 für Notfallschirme 86, welche im Fall einer Havarie während des Fluges einen unkontrollierten Absturz des Flugkörpers verhindern. Zusätzlich können Passagier- und Frachtmodule (Z16; 77) an der Unterseite mit Airbags 88 (Z15; 71) ausgerüstet werden, welche eine harte Landung trotz Notfallschirmen zusätzlich abdämpfen.
  • Da die Flugkörper überwiegend aus kunststoffbasierten Verbundwerkstoffen bestehen und die Flugkörper im unteren Luftraum bis ca. 4.000 Meter Höhe operieren, wird in die Basismodule ein Blitzschutzsystem 108, vorzugsweise in Form eines aus metallischen Leiterbahnen bestehenden Schleifenrahmens, integriert. Dieses Blitzschautzsstem 108 verläuft von den vier Spitzen der Tragflächen-halterungen 3 zu den Scheitellininien oberhalb der Bauräume für die Tanks oder Energiespeicher 2, beim zweirotorigen Basismodul weiter bis in die Spitzen der Heckpylone für die drehbare Heck-Antriebseinheit 63.
  • Der Sicherheit im Flugbetrieb dienen weiterhin die Schutzkörbe 68 (Z13; 51) für die drehbaren Antriebseinheiten 62 und 63.
  • Basismodule und darauf aufbauende Einzel- und Verbundflugkörper sind für den autonomen Flug ausgelegt. Entsprechende Flugleitsysteme befinden sich international in der Entwicklung und beruhen in der Regel auf einer Kombination verschiedener optischer und elektronischer Systeme zur Positionsbestimmung und Orientierung. Die Basismodule verfügen daher über Montageöffnungen 14; 15; 28 (Z1; 1 und 2 sowie Z5; 10 und 11) für alle notwendigen Signal-, Sensor- und Steuereinheiten 13; 87; 92 (Z15; 63 bis 66). Bis zur vollen Einsatzreife autonomer Systeme können auch Piloten und menschliche Assistenzsysteme zum Einsatz kommen, wie sie derzeit bei militärischen Drohnen gebräuchlich sind.
  • Für Transportaufgaben im Einzelbetrieb werden die einrotorigen Basismodule mit Rahmen (Z8; 16 bis 18) kombiniert, welche das Passagier- oder Frachtmodul (Z16; 77 und 78) aufnehmen. Hierbei wird die Last des Passagier- oder Frachtmoduls auf den Zentralholm 40 und über die schalenförmigen Adapter 35 auf die Flügelstummel 6 des Basismoduls übertragen. Zur Stabilisierung des Passagier- oder Frachtmoduls rastet der Querholm 41 in der Montagenut 18 des Modulchassis ein. Zusätzliche Stabilität und Sicherheit bringt der hintere Holm 42; 43; 44, welcher über den Montagezylinder 45 mit dem Gehäuse 51 am Modulchassis 49; 53 verbunden wird. In die Unterseite des Modulchassis ist eine Montageöffnung 52 eingearbeitet, welche sowohl den Zentralholm 40 als auch einen Radkasten 48 (Z15; 74) für ein Stützrad 46 (Z15; 75) aufnimmt. Dieses entlastet den Rahmen und die Standbeine im Bodenbetrieb. In den schalenförmigen Adaptern 35 befinden sich Montageöffnungen 7, durch welche die seitlichen drehbaren Antriebseinheiten 62 mit den Flügelstummeln verbunden werden.
  • Maximales Startgewicht und Nutzlast jedes auf den Basismodulen aufbauenden Flugkörpers sind ebenso begrenzt wie die Dimensionen der Nutzlast selbst. Zur Erweiterung des Einsatzspektrums ist es somit zweckmäßig, die Basismodule zu leistungsfähigeren Verbundflugkörpern zu verbinden. Die Basismodule sind daher so konstruiert, daß sie über Verbindungs- und Stabilisierungselemente (Z9; 19 bis 28; Z10; 29 bis 34) in verschiedenen geometrischen Anordungen miteinander zu Verbundflugkörpern verbunden werden können, was sowohl den Transport schwererer als auch größerer Nutzlasten ermöglicht als dies mit Einzelflugkörpern möglich wäre. Einsatzgebiete sind daher insbesondere der Industriebau (z. B. industriell vorgefertigte Baugruppen wie Rohrleitungs- oder Brückensegmente, Antennenmaste), die Katastrophenhilfe (z. B. Wohn- und Sanitärcontainer, Wasseraufbereitungsanlagen oder Behelfsbrücken) oder die Brandbekämpfung mittels spezieller Löschplattformen.
  • In der Tandemformation des einrotorigen Basismoduls (Z21; 86) entfallen der hintere Holm 44 und die beiden Höhenruder 75 am vorderen Basismodul sowie die Front-Signal-, Sensor- und Steuereinheit 87 am hinteren Basismodul. In die freien Montageöffnungen 8 der Höhenruder des vorderen Basismoduls wird ein hufeisenförmiger Horizontalrahmen 24 (Z9; 22) eingesetzt und über ein Passstück 32 mit dem hinteren Basismodul über die Montageöffnung 15 verbunden. Beide Zentralrahmen (Z8; 16) und der hintere Stützholm 44 werden montiert, wobei der vordere Querholm 41 durch eine darauf ausgelegte Öffnung im Frachtmodul geführt werden muss. Alternativ kann der Zentralholm so ausgelegt werden, daß der Querholm separat montierbar ist. In dieser Konfiguration können lange Frachtmodule für spezielle Einsatzzwecke wie Ambulanzeinsätze mit mehreren Krankentragen in Längsrichtung transportiert werden. Die Fluggeschwindigkeit der Tandemformation kann nahe der Fluggeschwindig-keit der Einzelflugkörper von 150 bis 250 km/h liegen, die Reichweite ebenso.
  • In der Paarformation (Z20; 85) werden die beiden einrotorigen Basismodule mittels eines Zwischenrahmens 100 (Z10; 30) mit zwei formschlüssigen Adaptern 35 über die innenliegenden Flügelstummel 6 verbunden. In den Rahmen ist eine Basis 25 zur Aufnahme von Halteklauen 37 (Z10; 34a) integriert, welche so dimensioniert sind, daß sie die Oberteile (Dome) 95 der Passagier- und Frachtmodule (Z16; 80) erfassen. Die Halteklauen werden durch Stellmotoren bewegt und über Schließbolzen verriegelt. Die Paarformation wird darüber hinaus durch einen Brückenrahmen 38 (Z9; 23) und einen Sattelrahmen 31 (Z9; 21) stabilisiert. Der Brückenrahmen 38 verbindet die paarweise angeordneten Tragflächenhalterungen 3 (Z1; 1) auf der Oberseite der Basismodule. Der Sattelrahmen 31 wird mittels Adaptern 30 mit den beiden Basismodulen über die freien Montageöffnungen 8 der beiden inneliegenden Höhenruder verbunden, die beiden äußeren Höhenruder werden zur Steuerung der Paarformation montiert. Ebenfalls an den Außenseiten der Formation wird je eine drehbare Antriebseinheit 62 (Z13; 53) und in die Montageöffnungen 7 des Sattelrahmens 31 (Z9; 21) eine drehbare Antriebseinheit 63 (Z13; 54) für die Heckmontage montiert. In dieser Konfiguration können kompakte und schwere Frachten wie Notstromaggregate oder Wasseraufbereitungsanlagen in Katastrophengebiete befördert werden. Reichweite und Fluggeschwindigkeit dieser Formation liegen im Bereich der Einzelflugkörper.
  • Die Verbindung von vier Basismodulen im Rechteckverbund (Z22; 87) erfolgt über einen längs in Flugrichtung eingebauten Zwischenrahmen 101 mit Halteklauenbasis 25, formschlüssigen Adaptern 35 und Verbindungspaneelen 98 (Z10; 31 bis 34). Analog zur Paarformation werden das vordere und das hintere Basismodulpaar mittels Brückenrahmen 38 über die Tragflächenhalterungen 3 verbunden. An den Außenseiten werden vier drehbare Antriebseinheiten 62 in formschlüssigen Schalenrahmen (Z9, 20) montiert, an welchen auch die beweglichen Standbeine andocken. Zur Erhöhung der Steifigkeit des Systems in der Längsrichtung können Rohrrahmen 99 (Z9; 19) in die Montageöffnungen 4 der Tragflächen-halterungen 3 eingebaut werden. Diese Konfiguration ermöglicht den Transport und / oder die Montage großer und sperriger Frachten wie z. B. Antennen- oder Starkstrommasten. Nachteile dieser Formation sind die niedrige Fluggeschwindigkeit und der hohe Treibstoffverbrauch.
  • Die Verbindung von vier einrotorigen Basismodulen zu einer Rhombusformation (Z23; 88) erfolgt mittels formschlüssiger Schalenrahmen (Z9; 20) in Kombination mit Rohrrahmen 99 (Z9; 19). Hierbei werden die Adapter 35 wechselseitig auf je drei Flügelstummel 6 aufgesetzt und die Rohrrahmen 99 in die Montageöffnungen 4 der Tragflächenhalterungen 3 eingebaut. In dieser Konfiguration können insgesamt acht drehbare Antriebseinheiten 62 montiert werden. Frachten, Fluggeschwindigkeit und Treibstoffverbrauch sind analog zur Rechteck-formation zu kalkulieren. Darüber hinaus kann diese Formation in Kombination mit einem Montagerahmen als fliegender Kran im Industriebau oder zum Transport von Spezialplattformen wie z. B. Feuerlöschplattformen eingesetzt werden.
  • Die Verbindung von sechs einrotorigen Basismodulen (Z24; 89) erfolgt mittig in Flugrichtung unter Verwendung eines Zwischenrahmens 101 (Z31 bis 34) und zweier Brückenrahmen 38 analog der Rechteckformation in Kombination mit zwei formschlüssigen Schalenrahmen nach Z9; 20 sowie zwei Rohrramen 99 analog zur Rhombusformation. Es können acht drehbare Antriebseinheiten mit und ohne Steuerklappen montiert werden. Auch diese Formation kann z. B. als fliegender Kran im Industriebau eingesetzt werden. Analog den Kraneinsätzen der Formationen mit vier einrotorigen Basismodulen ist die Fluggeschwindigkeit niedrig und der Treibstoffverbrauch hoch, was jedoch durch wirtschaftliche Vorteile gegenüber bodengestützten Systemen ausgeglichen wird.
  • Die zweirotorigen Basismodule (Z5 bis Z7; 10 bis 15) sind so aufgebaut, daß neben den beiden seitlichen drehbaren Antriebseinheiten 62 eine dritte drehbare Antriebseinheit 63 am Heck zwischen zwei Heckpylonen 23 montiert werden kann. Im Einzelbetrieb sind keine Rahmen zur Lastaufname (Z8; 16 bis 18) wie beim einrotorigen Basismodul notwendig, da hier die Last mittels Halteklauen 37 (Z10; 34a) erfasst wird. Diese Halteklauen 37 werden in der Halteklauenbasis 25 (Z5; 11) schwenkbar gelagert und in der Halte- und Transportposition mit dieser verriegelt. Die Dome 95 der Passagier- und Frachtmodule 53 (Z16; 80) sind so gestaltet, daß hoher Form- und Kraftschluß im verriegelten Zustand der Halteklauen 37 gewährleistet ist. Die vier Haltearme 96 werden passgenau in die Aufnahmeschächte 26 der Basismodule (Z5; 11) eingesetzt und mit dem Modulkörper 1 verriegelt.
  • Die Einnahme der Park- (Z26; 91) sowie der Start- und Landeposition (Z27; 92) und die Bewegung am Boden erfolgen in der gleichen Reihenfolge wie bei den Flugkörpern, welche auf dem einrotorigen Mehrzweckflügelkörper beruhen; ebenso der Start, die Landung sowie die Übergänge vom Vertikal- in den Horizontalflug und umgekehrt.
  • Auf Grund der Integration des Kraftstofftanks 2 in den Modulkörper 1 (Z6; 13) steht bei den zweirotorigen Mehrzweckflügelkörpern der gesamte Rotordurchmesser für das Einschwenken von schwenkbaren Traglächen (Z12; 43 bis 48) in die Parkposition zur Verfügung (Z26; 91), wodurch auch einteilige schwenkbare Tragflächen 54 (Z12; 43) zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften der Flugkörper eingesetzt werden können.
  • Die zweirotorigen Mehrzweckflügelkörper sind analog zu den einrotorigen Mehrzweckflügelkörpern geometrisch und konstruktiv so ausgelegt, daß sie mittels Verbindungs- und Stabilisierungseinheiten zu Verbundflugkörpern verbunden werden können.
  • In Abbildung Z28; 93 werden zwei zweirotorige Mehrzweckflügelkörper (Basismodule) in einer Tandemformation beim Transport eines Rohrleitungssegments 102 dargestellt. Die Kopplung der beiden Basismodule erfolgt hier mittels eines Verbindungselements (Z9; 25) mit zwei elastischen Verbindungskörben 34 aus gegenläufig verwundenen Faserbündeln. Das Rohrleitungssegment sorgt in diesem Anwendungsbeispiel für zusätzliche Stabilität des Systems beim Lastentransport. Die Tandemformation ermöglicht Fluggeschwindigkeiten von ca. 150 bis 200 km/h bei niedrigem Treibstoffverbrauch.
  • Der Verbund von drei zweirotorigen Basismodulen zu einer Dreieckformation ist in Abbildung Z29; 94 dargestellt. In dieser Formation werden die Basismodule über Verbindungsholme 36 (Z9; 26 und 27), Brücken-rahmen 38 (Z9; 23) und Doppelschalenrahmen 100 (Z10; 30) miteinander verbunden. Die Halteklauenbasis des Doppelschalenrahmens 100 liegt in Linie zur Halteklauenbasis 25 des vorderen Flugkörpers, wodurch lange Lasten transportiert werden können. Die optimale Fluggeschwindigkeit dieser Formation liegt bei ca. 150 bis 200 km/h bei niedrigem Treibstoffverbrauch.
  • Die Basismodule sowie die Verbindungs- und Stabilisierungselemente ermöglichen ebenso den Aufbau von Verbundflugkörpern, welche auf mehr als sechs Basismodulen beruhen.
  • Das oben beschriebene, modular aufgebaute Lufttransportsystem, welches auf den Mehrzweckflügelkörpern nach Anspruch 1 bis 3 beruht, entspricht den Erfordernissen der gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und klimatischen Entwicklungen der Gegenwart. Es ermöglicht schnelles Reagieren auf Folgen des Klimawandels ebenso wie effiziente und schnelle Transporte im Rahmen einer dezentralisierten und individualisierten Produktion von Gütern. Darüber hinaus dient es als komplementäres System zu den bestehenden Transportsystemen in sich zunehmend verdichtenden Ballungsgebieten. Herstellung und Betrieb des Systems können klimaneutral gestaltet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Mehrzweckflügelkörper, Basismodul, Modulkörper
    2
    bügelförmiger Holm mit Bauraum für Energiespeicher oder Tank für Energieträger
    3
    Tragflächenhalterung
    4
    Achslager für schwenkbare Tragfläche
    5
    Arretierung für schwenkbare Tragfläche
    6
    Flügelstummel
    7
    Montageöffnung für drehbaren Mantelpropeller
    8
    Montageöffnung für Höhenruder
    9
    Montageöffnung für Vertikalrotorrahmen
    10
    Montageöffnung für Notfallschirm (86)
    11
    Lager für Schließklappe
    12
    Sicherheitsgriff
    13
    Signal- und Sensoreinheit oben
    14
    Montageöffnung für obere Signal- und Sensoreinheit (13)
    15
    Montageöffnung für Front-Sensoreinheit
    16
    Öffnung für Arretierbolzen der Schließklappen
    17
    Montageöffnung für Start- und Landehilfsanker
    18
    Montagenut für Querholm 41
    19
    Achslager Höhenruder
    20
    Öffnung für Vertikalrotor
    21
    Montageraum für Brennstoffzelle
    22
    Front-Mantelpropeller, Montageschacht
    23
    Heckpylone für drehbare Heck-Antriebseinheit 63
    24
    hufeisenförmiger Horizontalrahmen
    25
    Basiselement für Halteklauen zum Fixieren der Passagier- und Frachtmodule am Mehrzweckflügelkörper
    26
    Aufnahmeschacht für die Haltearme der Passagier- und Frachtmodule
    27
    Adapter für Standbein
    28
    Montageöffnung Heck-Signal-, Sensor- und Serviceeinheit
    29
    Anschlüsse für Personen- und Frachtmodule
    30
    Adapter für Montageöffnung Höhenruder
    31
    Sattelrahmen, Verbindungssattel
    32
    Passstück zu Montageöffnung für Front-Sensoreinheit (87)
    33
    heckseitige Service-, Sensor- und Signaleinheit
    34
    elastischer Verbindungskorb
    35
    Adapter für Flügelstummel
    36
    Verbindungsholmholm (Z9; 26 bis 28)
    37
    Halteklaue
    38
    Brückenrahmen
    39
    Transport- und Montagerahmen
    40
    Zentralholm (Z8; 16)
    41
    Querholm
    42
    Stützholm, Oberteil, Adapter zu Flügelkörper (1)
    43
    Stützholm, Oberteil, Passstück zum Unterteil (44)
    44
    Stützholm, Unterteil
    45
    Stützholm, Montagezylinder zu Personen-/Frachtmodul (49, 53)
    46
    Stützrad
    47
    Öffnung für Stützrad (46)
    48
    Radkasten für Stützrad (46)
    49
    Chassis Personenmodul
    50
    Haube Personenmodul
    51
    Gehäuse zur Aufnahme des Montagezylinders hinterer Holm (45)
    52
    Montageöffnung für Radkasten (48) und Zentralholm (40)
    53
    Passagier- und Frachtmodul
    54
    klappbare Tragfläche, einteilig
    55
    klapp- und faltbare Tragfläche, zweiteilig, Innenteil
    56
    klapp- und faltbare Tragfläche, zweiteilig, Außenteil
    57
    Schließklappe, hälftig
    58
    Schließklappe, geviertelt, außen
    59
    Schließklappe, geviertelt, innen
    60
    Schließklappe, einteilig,
    61
    Verstärkungsrippen
    62
    Antriebseinheit, drehbar, für Seitenmontage
    63
    Antriebseinheit, drehbar, für Heckmontage
    64
    Montagezylinder für drehbare Antriebseinheit
    65
    Montagering für drehbare Aufhängung (66) einer Steuerklappe (67)
    66
    drehbare Aufhängung für Steuerklappe (67)
    67
    Steuerklappe
    68
    Schutzkorb für Antriebseinheiten
    69
    Aufnahme für Antrieb Vertikalrotor (72)
    70
    Strebe
    71
    Brennstoffzellenstapel
    72
    elektromotorischer Antrieb Vertikalrotor
    73
    Vertikalrotor, Rotorblatt
    74
    Wechseltank für Energieträger
    75
    Höhenruder
    76
    Schub- und Haltepaneel für Haube Passagiermodul (50)
    77
    Führungsrahmen für Schub- und Haltepaneel (76)
    78
    Drehteller zu Adapter für Standbein (27)
    79
    oberes Gelenk
    80
    Teleskoprohr
    81
    Teleskopstange
    82
    mittleres Gelenk
    83
    Unterschenkel
    84
    unteres Gelenk
    85
    Standfuß
    86
    Notfallschirm
    87
    Front-Signal-, Sensor- und Steuereinheit, Autopilot
    88
    Airbag
    89
    Achse
    90
    Arretierbolzen
    91
    Achse
    92
    Serviceeinheit
    93
    Start- und Landehilfsanker
    94
    Element zur Laststabilisierung
    95
    Oberteil Passagier- und Frachtmodul (Dom)
    96
    Haltearm für Passagier- und Frachtmodul
    97
    Radkasten mit Stützrad komplett montiert
    98
    Verbindungspaneel mit Anschlag
    99
    Rohrrahmen
    100
    Unterbaugruppe Doppel - Schalenrahmen mit Halteklauenbasis und zwei formschlüssigen Adaptern zur Verbindung von zwei Flügelstummeln (Z10; 30)
    101
    Unterbaugruppe Transport- und Verbindungsrahmen mit Halteklauenbasis, formschlüssigen Adaptern und Verbindungspaneelen zur Verbindung von vier Flügelstummeln (Z10; 31 bis 34)
    102
    freie Last; hier: industriell vorgefertigtes Rohrleitungssegment
    103
    Unterbaugruppe bewegliches Standbein (Z14; 57 und 58; Teile 78 bis 85)
    104
    Unterbaugruppe Klappflügel, komplett montiert
    105
    Unterbaugruppe Antriebseinheit, drehbar, komplett montiert (Z13; 49 bis 54; Teile 62 oder 63; 64 bis 68)
    106
    Unterbaugruppe elektrisch angetriebener Vertikalrotor mit Montagerahmen (Z14; 59 und 60; Teile 69; 70; 72; 73)
    107
    Unterbaugruppe dreischaliger Verbindungsrahmen (Z9; 20; Teile 35; 98)
    108
    Blitzschutzsystem
    109
    Einfachrahmen zur Heck-Frontverbindung von zwei zweirotorigen Basismodulen (Z9; 24; 26; 27; Teile 30; 33; 34; 36; 87)
    110
    Doppelrahmen zur Heck-Frontverbindung von zwei zweirotorigen Basismodulen (Z9; 25; 28; Teile 30; 33; 34; 36; 87)
    111
    mehrteiliges Klappensystem zum Öffnen und Schließen der Öffnungen für die Vertikalrotoren (Z11; 35 bis 42)
  • Auflistung Zeichnungsinhalte und Figuren
  • Zeichnung Inhalt Figuren Nummer
    Einrotoriges Basismodul
    Z1 Einrotoriges Basismodul, isometrische Ansicht 1; 2
    Z2 Einrotoriges Basismodul, teilmontiert, geschlossen, Front-, Seiten- und Draufsicht 3; 4; 5
    Z3 Einrotoriges Basismodul, Querschnitt 6; 7
    Z4 Einrotoriges Basismodul, Längsschnitt 8; 9
    Zweirotoriges Basismodul
    Z5 Zweirotoriges Basismodul, isometrische Ansicht 10; 11
    Z6 Zweirotoriges Basismodul, Querschnitt 12; 13
    Z7 Zweirotoriges Basismodul, Längsschnitt 14; 15
    Z8 Systemteile Rahmen für einrotoriges Basismodul in Soloformation 16; 17; 18
    Z9 Rahmen zur Verbindung und Stabilisierung von Basismodulen 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28
    Z10 Rahmen zur Verbindung und Lastenaufnahme 29; 30; 31; 32; 33; 34; 34a
    Z11 Schließklappen 35; 36; 37; 38; 39; 40; 41; 42
    Z12 Klapp- und Faltflügel 43; 44; 45; 46; 47; 48
    Z13 Drehbar gelagerte Antriebseinheiten mit Rahmen sowie Schutz- und Steuereinheiten 49; 50; 51; 52; 53; 54; 55; 56
    Z14 Weitere Systemteile (1) 57; 58; 59; 60
    Z15 Weitere Systemteile (2) 61; 62; 63; 64; 65; 66; 67; 68; 69; 70; 71; 72; 73; 74; 75; 76
    Z16 Passagier- und Frachtmodule 77; 78; 79; 80
    Anwendungsbeispiele für einrotoriges Basismodul
    Z17 Einrotoriger Flugkörper; komplett montiert; mit Passagierkabine; in Parkposition 81; 82
    Z18 Einrotoriger Flugkörper; komplett montiert; mit Passagierkabine; in Start- und Landeposition 83
    Z19 Einrotoriger Flugkörper; komplett montiert; mit Passagierkabine; in Flugposition 84
    Z20 Zwei teilmontierte einrotorige Flugkörper in Paarformation; mit Container; in Flugposition 85
    Z21 Zwei teilmontierte einrotorige Flugkörper in Tandemformation; mit Container; in Flugposition 86
    Z22 Vier teilmontierte einrotorige Flugkörper in Rechteckformation; mit Rohrleitungssegment; in Flugposition 87
    Z23 Vier teilmontierte einrotorige Flugkörper in Rhombusformation; mit Montagerahmen; in Start- und Landeposition 88
    Z24 Sechs teilmontierte einrotorige Flugkörper in Sechseckformation; in Parkposition 89
    Anwendungsbeispiele für zweirotoriges Basismodul
    Z25 Zweirotoriger Flugkörper; komplett montiert; mit Container; in Flugposition 90
    Z26 Zweirotoriger Flugkörper; komplett montiert; mit Container; in Parkposition 91
    Z27 Zweirotoriger Flugkörper; komplett montiert; mit Container; in Start- und Landeposition 92
    Z28 Zwei komplett montierte zweirotorige Flugkörper in Tandemformation; mit Rohrleitungssegment; in Flugposition 93
    Z29 Drei zweirotorige Basismodule in Dreieckformation 94
  • 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
    • US 20150274289 A1 [0007]
    • US 20160023754 A1 [0008]
    • DE 102014213215 A1 [0008]
    • DE 102012202698 A1 [0009]

Claims (3)

  1. Mehrzweckflügelkörper mit einer oder zwei vertikal durchgehenden, kreisförmigen Montageöffnung(en) für Vertikalrotoren, als Basismodule für ein modulares Lufttransportsystem mit Senkrechtstart- und -landeeigenschaften, welche geometrisch und konstruktiv so ausgelegt sind, dass durch Ein- und Anbau weiterer Komponenten sowohl komplette Einzelflugkörper als auch durch die Verbindung mehrerer Mehrzweckflügelkörper größere Verbundflugkörper gebildet werden können, dadurch gekennzeichnet, dass 1 der Mehrzweckflügelkörper 1 für die Ausstattung mit einem Vertikalrotor 1.1 über eine zentrale Öffnung 20 zur Aufnahme des Vertikalrotors verfügt, 1.2 mittig längs zur Flugrichtung oberhalb dieser Öffnung 20 über einen bügelförmiger Holm 2 verfügt, welcher den Tank für den Energieträger oder einen Energiespeicher aufnimmt, 1.3 über Lager 11 für die Aufnahme von Schließklappen verfügt, mit deren Hilfe die zentrale Öffnung 20 für den Vertikalrotor geschlossen werden kann, wodurch der Mehrzweckflügelkörper im geschlossenen Zustand im Längsschnitt das Profil einer Tragfläche aufweist, 1.4 an den Seiten in Flügelstummeln 6 ausläuft, 1.4.1 in welchen sich die Bauräume 21 für die Energiewandler oder die Energiespeicher befinden, 1.4.2 auf welchen Halterungen 3 für schwenkbare Tragflächen angebracht sind, 1.4.3 in welchen sich eine Montageöffnung 7 zur Aufnahme drehbar gelagerter Antriebseinheiten befindet, dadurch gekennzeichnet, dass
  2. der Mehrzweckflügelkörper 1 für die Ausstattung mit zwei Vertikalrotoren 2.1 über zwei symmetrisch zur Längsachse angeordnete Öffnungen 20 zur Aufnahme der Vertikalrotoren verfügt, 2.2 über Bauräume 2 und 21 für den Tank für den Energieträger oder Energiespeicher und die Energiewandler oder Energiespeicher mittig im Rumpf zwischen den Flügelwurzeln verfügt, 2.3 über Lager 11 für die Aufnahme von Schließklappen verfügt, mit deren Hilfe die beiden Öffnungen 20 für die Vertikalrotoren geschlossen werden können, wodurch die Flügel im geschlossenen Zustand im Längsschnitt das Profil einer Tragfläche aufweisen, 2.4 außen auf der Oberseite der Flügel über Halterungen 3 für schwenkbare Tragflächen verfügt, 2.5 an den Außenseiten der Flügel Montageöffnungen 7 zur Aufnahme drehbar gelagerter Antriebseinheiten aufweist, 2.6 am Heck über zwei Pylone 23 mit Montageöffnungen 7 verfügt, welche eine weitere drehbar gelagerte Antriebseinheit aufnehmen können, 2.7 an der Unterseite die Basiselemente 25 des Lastaufnahmesystems sowie die Andockelemente 27 für Standbeine aufweist, 2.8 am Heck über eine Montageöffnung 28 für eine Signal-, Sensor- und Serviceeinheit verfügt, 2.9 an der Unterseite über Aufnahmeschächte 26 für die Haltearme der Passagier- und Frachtmodule verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass
  3. die Mehrzweckflügelkörper nach Anspruch 1 und 2 3.1 auf der Oberseite über Montageöffnungen 10 für Notfallschirme verfügen, 3.2 an der Unterseite Montageöffnungen 17 für Ankersysteme aufweisen und 3.3 über ein integriertes Blitzschutzsystem 108 verfügen.
DE102019004550.5A 2019-06-28 2019-06-28 Mehrzweckflügelkörper Pending DE102019004550A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012202698A1 (de) 2012-02-22 2013-08-22 Syntern Gmbh Fluggerät
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