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Die Erfindung betrifft einen Notfall-Abschaltmechanismus für ein Fluggerät, vorzugsweise für einen personen- und/oder lastentragenden Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist. Der Notfall-Abschaltmechanismus umfasst gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Leitungsverbindung und eine an der Leitungsverbindung angeordnete mechanische Trennvorrichtung, die dazu ausgebildet und vorgesehen ist, die Leitungsverbindung in einem Notfall mechanisch zu durchtrennen.
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Die Erfindung betrifft auch eine Rettungsvorrichtung für ein Fluggerät, vorzugsweise für einen personen- und/oder lastentragenden Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fluggerät, vorzugsweise einen senkrecht startenden und landenden, personen- und/oder lastentragenden Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fluggeräts, vorzugsweise eines personen- und/oder lastentragenden Multikopters, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, bei Notfällen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Luftfahrzeuge bzw. Fluggeräte bekannt, bei welchen im Falle eines Notfalls das Luftfahrzeug durch Auslösen eines Fallschirms sicher zu Boden gleiten kann, vgl. z.B.
US 2016 / 0 318 615 A1 . Das dort beschriebene System löst bei Erkennung eines Notfalls einen Aktuator aus, welcher den Fallschirm aus seinem Aufbewahrungsbehälter befördert. Der Aktuator soll im Falle eines kritischen Flugzustands von einem oder mehreren (auch unterschiedlichen) Sensoren elektrisch aktiviert werden.
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Das beschriebene System vernachlässigt, dass sich der Fallschirm beim Auslösen und Entfalten in den drehenden Rotoren verheddern oder aufwickeln kann, was seine Rettungsfunktion zunichtemachen würde.
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Das elektronische Auslösen des Fallschirms birgt zudem eine weitere Fehlerquelle, weil bei einer fälschlichen Erkennung/Auslösung des Fallschirms ein katastrophales Ereignis für das Luftfahrzeug und mögliche Passagiere die Folge wäre.
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Darüber hinaus existieren Veröffentlichungen, wonach im Notfall ein Fallschirm ausgelöst wird und zusätzlich die Rotoren eines Luftfahrzeugs gestoppt werden, vgl. z.B.
GB 2 419 122 A. Das dort beschriebene System aktiviert aufgrund eines elektrischen Signals eine Motorbremse und bringt so das gesamte Antriebssystem des Luftfahrzeugs zum Stillstand. Die Aktivierung der Motorbremse geschieht hierbei vor dem Auslösen des Fallschirms.
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Das elektrische Auslösen der Motorbremse und insbesondere deren Aktivierung vor dem Auslösen des Fallschirms birgt ebenfalls die Gefahr einer neuen Fehlerquelle, da bei einer fälschlichen Erkennung/Auslösung der Motorbremse ein katastrophales Ereignis für das Luftfahrzeug und mögliche Passagiere die Folge wäre (z.B. kann es vorkommen, dass lediglich die Motoren gebremst werden, ohne jedoch den Fallschirm auszulösen).
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US 2018 / 0 134 379 A1 offenbart ein Fluggerät, bei dem eine Signalverbindung zwischen einem Notfallmodul und einem Hauptmodul beim Separieren der Module aufgrund der Gewichtskraft des Hauptmoduls getrennt wird.
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US 2018 / 0 345 518 A1 offenbart eine Seilwinde bei einem Hubschrauber mit einem Mechanismus zum Durchtrennen des Seils.
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Es besteht demnach Bedarf an einem Fluggerät oder Luftfahrzeug, das sich gegenüber dem Stand der Technik durch erhöhte Betriebssicherheit insbesondere in Notfall-Situationen auszeichnet. Eine Beeinträchtigung des Rettungsfallschirms oder anderer Rettungsmittel soll vermieden werden, und es soll nicht zu katastrophalen Ereignissen der oben beschriebenen Art durch ein fehlerhaftes Auslösen von Fallschirm- oder Motorbremssystemen kommen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Notfall-Abschaltmechanismus für ein Fluggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Rettungsvorrichtung für ein Fluggerät mit den Merkmalen des Anspruchs 12, durch ein Fluggerät, vorzugsweise für einen senkrecht startenden und landenden, personen- und/oder lastentragenden Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, mit den Merkmalen des Anspruchs 16 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Fluggeräts, vorzugsweise eines personen- und/oder lastentragenden Multikopters, bei Notfällen, mit den Merkmalen des Anspruchs 18.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die Begriffe „Fluggerät“ und „Luftfahrzeug“ werden im Folgenden als Synonyme verwendet. Gleiches gilt für die Begriffe „Leitung“ und „Leitungsverbindung“.
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Ein erfindungsgemäßer Notfall-Abschaltmechanismus für ein Fluggerät, vorzugsweise für einen personen- und/oder lastentragenden Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, umfasst einerseits die Leitungsverbindung und andererseits eine an der Leitungsverbindung angeordnete mechanische Trennvorrichtung, die dazu ausgebildet und vorgesehen ist, die Leitungsverbindung in einem Notfall mechanisch zu durchtrennen. Der erfindungsgemäße Notfall-Abschaltmechanismus ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Trennvorrichtung wenigstens ein Schneidelement, beispielsweise eine Klinge, zum Durchtrennen der Leitungsverbindung aufweist. Auf diese Weise lässt sich eine besonders einfache Ausgestaltung der Trennvorrichtung erreichen.
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Eine erfindungsgemäße Rettungsvorrichtung für ein Fluggerät, vorzugsweise für einen personen- und/oder lastentragenden Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, ist gekennzeichnet durch den erfindungsgemäßen Notfall-Abschaltmechanismus; und durch wenigstens ein aus einem ersten Ruhe-Zustand in einen zweiten Notfall-Zustand ausbringbares Rettungsmittel für das Fluggerät; bei dem die mechanische Trennvorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei einem Ausbringen des Rettungsmittels aktivierbar ist, um die Leitungsverbindung mechanisch zu durchtrennen.
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Ein erfindungsgemäßes Fluggerät, vorzugsweise ein senkrecht startender und landender, personen- und/oder lastentragender Multikopter, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, ist gekennzeichnet durch einen erfindungsgemäßen Notfall-Abschaltmechanismus; und/oder durch eine erfindungsgemäße Rettungsvorrichtung.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Fluggeräts bei Notfällen, vorzugsweise eines personen- und/oder lastentragenden Multikopters, insbesondere mit elektrisch angetriebenen Rotoren, welches Fluggerät wenigstens ein Antriebssystem mit einem Antriebsmotor und einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, welcher Antriebsmotor an eine Leitungsverbindung für Steuersignale und/oder Energieversorgung angeschlossen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Notfall die Leitungsverbindung mittels einer mechanischen Trennvorrichtung, welche Trennvorrichtung dazu ausgebildet und vorgesehen ist, die Leitungsverbindung in einem Notfall mechanisch zu durchtrennen, durch ein Schneidelement mechanisch durchtrennt wird, vorzugsweise mittels einer erfindungsgemäßen mechanischen Trennvorrichtung.
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Es wird demnach erfindungsgemäß ein Luftfahrzeug oder Fluggerät mit einem Notfall-Abschaltmechanismus und einer darauf basierenden Rettungsvorrichtung vorgeschlagen, bei welchem eine mechanische Durchtrennung von Leitungen bzw. Kabeln (insbesondere für eine Signal- und/oder Energieversorgung von Antriebssytemen) erfolgt, sodass auf diese Weise beim Auslösen eines Fallschirm-Systems oder eines anderen Rettungsmittels auf einfache und zuverlässige Weise ein Abschalten vorzugsweise aller Motor-Rotor-Antriebsysteme sichergestellt werden kann, um die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
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Im Folgenden soll der Begriff „Fallschirm-System“ neben einem klassischen Fallschirm immer auch ein anderes geeignetes Rettungsmittel für ein Fluggerät, wie ein Luftkissen, einen Airbag oder einen Gleitschirm, bezeichnen.
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Bei einer besonderes vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Rettungsvorrichtung kann demnach vorgesehen sein, dass das Rettungsmittel als Fallschirm, als Gleitschirm und/oder als Luftkissen oder in Form eines sonstigen ausbringbaren Rettungsmittels ausgebildet ist. Der Begriff „ausbringbares Rettungsmittel“ soll hier und im Folgenden alle Arten von zur Rettung des Fluggeräts geeigneten Vorrichtungen oder Mitteln umfassen, die aus einem (platzsparenden und/oder inaktiven) ersten Zustand in einen (vergrößerten und/oder aktiven) Zustand überführbar sind, z.B. durch Aufklappen, Auffalten, Aufblasen, Auffächern, Entfalten, Ausstülpen, Ausfahren, Ausziehen, Ausschwenken oder dgl.
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Eine entsprechende Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die mechanische Trennvorrichtung zum mechanischen Durchtrennen der Leitungsverbindung durch das Ausbringen wenigstens eines Rettungsmittels für das Fluggerät aktiviert wird, wenn das Rettungsmittel, insbesondere ein Fallschirm und/oder ein Luftkissen, aus einem ersten Ruhe-Zustand in einen zweiten Notfall-Zustand ausgebracht wird.
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Wenn das Fluggerät eine Mehrzahl an Antriebssystemen mit jeweils einem Antriebsmotor und jeweils einem mit dem Antriebsmotor wirkverbundenen Rotor aufweist, ist vorzugweise vorgesehen, dass der Notfall-Abschaltmechanismus zum Durchtrennen der Leitungsverbindung (oder Leitungsverbindungen) für mehrere, vorzugsweise für alle, Antriebssysteme mittels der mechanischen Trennvorrichtung ausgebildet ist, um jegliche Gefahr einer Schadeinwirkung auf das Fallschirm-System auszuschließen.
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Eine entsprechende Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass durch die mechanische Trennvorrichtung die Leitungsverbindung (oder die Leitungsverbindungen) zu einer Mehrzahl von Antriebssystemen des Fluggeräts, vorzugsweise allen Antriebssystemen des Fluggeräts, durchtrennt wird.
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Der Notfall-Abschaltmechanismus ist in derart mit dem Fallschirm-System oder einem anderen geeigneten Rettungsmittel, wie einem Luftkissen, Airbag oder Gleitschirm, verbunden, dass ein Auslösemechanismus für das Fallschirm-System (das Rettungsmittel) kein separates (elektrisches) Signal benötigt. Dadurch ist sichergestellt, dass der Notfall-Abschaltmechanismus nur dann betätigt wird, wenn auch das Fallschirm-System bzw. das Rettungsmittel ausgelöst und ausgebracht wird.
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Bei einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass die mechanische Trennvorrichtung mit einer Führungseinrichtung zum Führen des Schneidelements ausgestattet ist. Dies trägt zu einer sicheren und fehlerfreien Funktionsweise bei, weil es nicht zu Verkantungen oder dgl. des Schneidelements kommen kann, welche die sichere Funktion behindert könnten.
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Bei einer zweiten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass das Schneidelement zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar ist. Bevorzugt handelt es sich bei der ersten Stellung um eine Normal- oder Ruhestellung, während die zweite Stellung dann eingenommen wird, wenn das Schneidelement aktiviert bzw. der Mechanismus betätigt wurde.
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Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass das Schneidelement in der ersten Stellung benachbart der Leitungsverbindung angeordnet ist. Auf diese Weise kann es bei seiner Aktivierung unmittelbar und ohne Zeitverlust durchtrennend auf die Leitungsverbindung einwirken.
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Bei wieder einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass das Schneidelement bei seiner Bewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung mechanisch mit der Leitungsverbindung zusammenwirkt, um diese zu durchtrennen. Auf diese Weise ist ein sicherer und fehlerfreier Durchtrennvorgang gewährleistet.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass das Schneidelement eine Klinge oder einen Klingenabschnitt mit gekrümmtem Verlauf aufweist. Dies kann sich vorteilhaft auf den eigentlich Durchtrennvorgang auswirken.
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Bei einer äußerst bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass der Klingenabschnitt bezüglich der Leitungsverbindung konkav gekrümmt ist und eine Konkavität aufweist, in welcher die Leitungsverbindung aufgenommen ist. Somit ist sichergestellt, dass die Leitungsverbindung sicher durchtrennt wird und nicht etwa von dem Klingenabschnitt abrutschen kann.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass der Leitungsabschnitt in einem Bereich der Konkavität des Klingenabschnitts aufgenommen ist, insbesondere in der oben definierten ersten Stellung. Auch hierdurch ist sichergestellt, dass die Leitungsverbindung sicher durchtrennt wird und nicht etwa von dem Klingenabschnitt abrutschen kann.
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Bei einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass die Trennvorrichtung (rein) mechanisch betätigbar ausgebildet ist. Dies schließt potentielle Fehler durch ein Versagen elektrischer oder elektronischer Bauteile aus.
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Bei einer entsprechenden, besonderes vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Rettungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die mechanische Trennvorrichtung, vorzugsweise das o.g. Schneidelement, mechanisch mit dem Rettungsmittel gekoppelt ist.
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Bei einer anderen, besonderes vorteilhaften Weiterbildung einer solchen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rettungsvorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Kopplung zwischen der mechanischen Trennvorrichtung, vorzugsweise dem o.g. Schneidelement, und dem Rettungsmittel als ein biegeschlaffes Kopplungselement ausgebildet ist, vorzugsweise als Seil, höchst vorzugsweise Stahlseil. Dies ergibt eine besonders einfache und sichere, dennoch aber effiziente und funktionssichere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rettungsvorrichtung.
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Eine entsprechende Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die mechanische Trennvorrichtung mittels eines vorzugsweise biegeschlaffen Kopplungselements aktiviert wird, welches Kopplungselement die Trennvorrichtung und das Rettungsmittel verbindet und beim Ausbringen des Rettungsmittels gestrafft wird.
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Bei einer besonderes vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann vorgesehen sein, dass die Leitungsverbindung eine Leitung zum Zuführen von Steuersignalen zu dem wenigstens einen Antriebssystem umfasst, vorzugsweise in Form eines Lichtleiters. Ein Durchtrennen derartiger Steuerleitungen ist besonders vorteilhaft, weil sich dadurch Antriebssysteme des Fluggeräts effizient stilllegen lassen, ohne dass die Gefahr eines Funkenschlags oder Kurzschlusses besteht, wie dies bei einem Kappen von (elektrischen) Energieversorgungsleitungen der Fall sein könnte.
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Bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mechanismus kann dennoch zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass die Leitungsverbindung eine Leitung zum Zuführen von vorzugsweise elektrischer Energie zu dem wenigstens einen Antriebssystem umfasst, vorzugsweise in Form eines Stromleiters. Obwohl hiermit Nachteile verbunden sein können, lässt sich auch so der anstrebte Erfolg erreichen.
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Um bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sicherzustellen, dass bei einer Auslösung des Fallschirm-Systems alle Motor-Rotor-Antriebssysteme zum Stillstand kommen, können ein oder mehrere Schneidemesser (Schneidelement/e) in einer gemeinsamen oder jeweils einer Halterung gelagert und über (Stahl-)Seile mit dem Fallschirm-System verbunden sein. Bei vollständigem Ausziehen des Fallschirms werden diese Schneidmesser in einer Schiene oder einer vergleichbaren Führung bevorzugt nach oben bewegt. Bei der Bewegung wenigstens eines Schneidemessers werden eine Leitung oder mehrere Leitungen (z.B. für die Signal- und/oder Energieversorgung) durchtrennt, welche bevorzugt durch die Halterung hindurchgeführt sind.
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In der hier vorgeschlagenen Anwendung handelt es sich bei den Leitungen bevorzugt um Lichtwellenleiter, insbesondere um sogenannte POF-Kabel (polymeroptische Faser), die zur Datenübertragung innerhalb des Luftfahrzeugs genutzt werden, worauf bereits hingewiesen wurde. Sobald ein Antriebssystem des Fluggeräts bzw. der jeweilige Antriebsmotor oder der zugehörige Motorregler keine Daten mehr über diese Leitungen (speziell POF-Kabel) erhält, werden die Motoren zum Stillstand gebracht. Eine Durchtrennung von Datenleitungen ist zudem deutlich unkritischer als ein Durchtrennen z.B. von stromführenden, insbesondere hochvoltführenden, Leitungen, bei welchen es bei einem Durchtrennen eventuell zu einem Funkenschlag oder Kurzschluss kommen kann. Dennoch umfasst die Erfindung als mögliche Ausgestaltung auch ein Durchtrennen von Leitungen zur (elektrischen) Energieversorgung wenigstens eines Antriebssystems des Fluggeräts.
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Ein mechanisches Durchtrennen der genannten (Daten-)Leitungen erfolgt jedoch nur, wenn der Fallschirm bzw. das Rettungsmittel komplett ausgezogen oder ausgebracht ist. Bei einem Fehlzünden einer Rakete, welche für das Extrahieren des Fallschirms benötigt wird, oder eines vergleichbaren Ausbringmittels, würden die (Daten-)Leitungen nicht gekappt und damit die Motor-Rotor-Anordnungen nicht gestoppt, wenn die Rakete nicht mit dem Fallschirm verbunden ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Motor-Rotor-Anord-nungen im Notfall nur dann gestoppt werden, wenn der Fallschirm auch wirklich extrahiert und geöffnet wurde.
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Aufgrund der bevorzugt rein mechanischen Ausgestaltung dieses Schneidemechanismus bzw. der mechanischen Trennvorrichtung entfällt insbesondere im Vergleich zu einem elektronischen Abschaltsystem eine ansonsten erforderliche redundante Auslegung des Systems. Dadurch ist das hier vorgeschlagene System besonders einfach, kostengünstig, effektiv und sicher.
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Alternativ kann - abweichend von der vorliegenden Erfindung - ein elektronisches System verwendet werden, welches bei Erkennen eines Notfalls ein Stopp-Signal an die Motorcontroller (Motor-Steuereinheiten oder Motorregler) sendet, was jedoch mit den zuvor genannten Nachteilen verbunden wäre. Ein solches elektronisches System würde einen sogenannten „Single point of failure“ darstellen, welcher insbesondere in der Luftfahrt möglichst zu vermeiden ist.
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Der genannte „Single point of failure“ könnte durch ein redundantes elektronisches System vermieden werden. Dies hat jedoch wiederum in nachteiliger Weise eine gesteigerte Komplexität des verwendeten Systems zur Folge.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
- 1 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der Rettungsvorrichtung;
- 2 zeigt ein Detail einer Ausgestaltung des Notfall-Abschaltmechanismus;
- 3 zeigt ein weiteres Detail einer Ausgestaltung des Notfall-Abschaltmechanismus;
- 4 zeigt den Notfall-Abschaltmechanismus einschließlich Leitungsverbindung in einem ersten Betriebszustand;
- 5 zeigt den Notfall-Abschaltmechanismus einschließlich Leitungsverbindung in einem zweiten Betriebszustand;
- 6 zeigt den Notfall-Abschaltmechanismus einschließlich Leitungsverbindung in einem dritten Betriebszustand; und
- 7 zeigt ein Fluggerät mit Rettungsvorrichtung.
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1 zeigt schematisch eine Ausgestaltung der Rettungsvorrichtung, die als Ganze mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. Die Rettungsvorrichtung umfasst ein Rettungsmittel in Form eines Fallschirms 2, der in seinem ausgefalteten Zustand dargestellt ist. Der Fallschirm 2 ist an einem zu rettenden Gegenstand oder Objekt 3 befestigt, welches Objekt 3 nur rein symbolisch abgebildet ist, so dass das Objekt 3 (beispielsweise eine Nutzlast oder ein Fluggerät) in an sich bekannter Weise unten an dem Fallschirm 2 hängt. Zu diesem Zweck weist der Fallschirm Seile oder Gurte 2a auf, die an einem gemeinsamen Aufhängemittel 2b (hier ohne Beschränkung ein (Metall-)Ring) befestigt sind. Von dem Aufhängemittel 2b gehen weitere Seile oder Gurte 2c aus, die an dem Objekt 3 befestigt sind.
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Die Rettungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Notfall-Abschaltmechanismus, der bei Bezugszeichen 1a dargestellt ist. Der Notfall-Abschaltmechanismus 1a beinhaltet eine mechanische Trennvorrichtung 1b und eine Leitungsverbindung 1c, die derart an der mechanischen Trennvorrichtung 1b vorbeigeführt ist, dass mittels der mechanischen Trennvorrichtung 1b trennend auf die Leitungsverbindung 1c eingewirkt werden kann, wenn der Fallschirm 2 aus seinem (nicht gezeigten) eingefalteten Zustand in den ausgefalteten Zustand gemäß 1 überführt wird. Zu diesem Zweck ist der Fallschirm 2 bzw. das Aufhängemittel 2b über ein biegeschlaffes Element in Form eines (Stahl-)Seils 1d mit der mechanischen Trennvorrichtung 1b verbunden, um diese zu aktivieren, wenn sich der Fallschirm 2 entfaltet und über eine dadurch bewirkte Bewegung des Aufhängemittels 2b weg von dem Objekt 3 das Seil 1d gestrafft wird. Die Aktivierung der mechanischen Trennvorrichtung 1b bewirkt ein Durchtrennen der Leitungsverbindung 1c, wodurch auf einen Zustand des Objekts 3 eingewirkt werden kann. Dieses Einwirken geschieht automatisch synchron mit dem Entfalten des Fallschirms 2, was vorliegend gezielt ausgenutzt wird.
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Zum Beispiel kann im Falle eines Objekts 3 in Form eines Fluggeräts dieser Umstand dazu genutzt werden, synchron mit dem Öffnen des Fallschirms 2 Antriebsmittel oder Antriebssysteme (Motoren und Rotoren) des Fluggeräts abzuschalten, damit diese nicht mit dem Fallschirm 2 interferieren. Alternativ kann z.B. im Fall eines Objekts 3 in Form einer Nutzlast eine Signalleuchte, ein Notfallmelder oder dgl. aktiviert werden.
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Bei der Leitungsverbindung 1c handelt es sich vorzugsweise um eine Steuerleitung, höchst vorzugsweise einen Lichtwellenleiter, über die keine starken Ströme oder dgl. transportiert werden. Auf diese Weise ist das Durchtrennen der Leitungsverbindung 1c an sich mit keinen (physikalischen) Gefahren verbunden.
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2 zeigt detailliert die mechanische Trennvorrichtung 1b gemäß 1. Sie umfasst zwei Winkelteile (Winkelbleche) 1b1, 1b2, deren Schenkel jeweils einen rechten Winkel bilden und die derart gleichsinnig-parallel zueinander angeordnet sind, dass zwei der Schenkel 1 b11, 1b21 sich flächig berühren, während zwischen den beiden anderen Schenkel 1b12, 1b22 ein Abstand a verbleibt. Dieser Abstand wird definiert durch ein rechtwinkliges Abstandelement 1b3, dass in 3 zu erkennen ist (in 3 fehlt das Winkelteil 1b2). Im Bereich des Abstands a bzw. in einem dort geschaffenen Freiraum F zwischen den Winkelteilen 1b1, 1b2 ist ein Schneidelement 1b4 angeordnet, auf das weiter unten genauer eingegangen wird. Die Winkelteile weisen fluchtende Durchbrüche 1b5 auf, über die sie mittels Schrauben 1b6 oder dgl. (lösbar) miteinander verbunden sind. Die Schrauben 1b6 können auch zum Fixieren des Abstandelements 1b3 und/oder zum Befestigen der gesamten Trennvorrichtung 1b an dem Objekt 3 (1) dienen.
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Die beiden anderen Schenkel 1b12, 1b22 der Winkelteile 1b1, 1b2 weisen jeweils einen Einschnitt 1b13, 1b23 auf, dessen Innenkontur angenähert einem Vollkreis entspricht. Eine seitliche Öffnung 1b14, 1b24 dient zum Einführen der Leitungsverbindung 1c (vgl. 1). In dem Einschnitt 1b13, 1b23 ist jeweils ein hülsenförmiges Halteelement 1b15, 1b25 für die Leitungsverbindung angeordnet. Die Halteelemente 1b15, 1b25 weisen ebenfalls eine angenähert vollkreisförmige Innenkontur mit seitlicher Öffnung auf; der einseitige verbreiterte Rand 1b26 dient als Positionierungshilfe.
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Das ist 3 erkennbare Schneidelement 1b4 weist einen etwa V-förmigen Klingen- oder Schneidenabschnitt 1b41 auf, der eine Konkavität K definiert. Die Einschnitte 1b13, 1b23 und das Schneidelement 1b4 sind derart relativ zueinander angeordnet, dass sich der angenähert vollkreisförmige Bereich innerhalb der Konkavität K befindet. Das Schneidelement 1b4 umfasst weiterhin eine Befestigungslasche 1b42, welche die Konkavität K bis auf einen Spalt S verschließt. Der Spalt S dient zum Durchführen der Leitungsverbindung (vgl. 1), so dass sich auch diese anschließend innerhalb der Konkavität K befindet. Hierauf wird weiter unten genauer eingegangen. Die Befestigungslasche 1b42 weist einen Durchbruch 1b43 zum Befestigen des biegeschlaffen Elements 1d (Stahlseil) gemäß 1 auf.
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Die 4 bis 6 zeigen aufeinanderfolgende Betriebszustände der mechanischen Trennvorrichtung 1b gemäß 2 und 3 (ohne die Halteelemente 1b15, 1b25) zusammen mit einer Leitungsverbindung 1c. In 4 ist analog zu 3 nur ein Winkelteil 1b1 dargestellt. Man erkennt, dass eine Zugeinwirkung auf das Schneidelement 1b4 mittels des an der Befestigungslasche 1b42 bei Bezugszeichen 1b43 befestigten Stahlseils 1d für eine Bewegung des Schneidelements 1b4 zwischen einer ersten Stellung (4 und 5) und einer zweiten Stellung (6) in seiner Führung zwischen den Winkelteilen 1b1, 1b2 bzw. deren Schenkeln 1b11, 1b12 sorgt, bei der der Klingenabschnitt 1b41 die Leitungsverbindung 1c durchtrennt. Die Leitungsverbindung 1c kann aufgrund der V-Form der Schneide bzw. des Klingenabschnitts 1b41 nicht seitlich ausweichen.
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7 zeigt eine bevorzugte Verwendung der Trennvorrichtung 1b gemäß den 1 bis 6. Hierbei ist das Objekt 3 (1) als senkrecht startendes und landendes Fluggerät in Form eines Multikopters mit zahlreichen elektrisch angetriebenen Antriebssystemen mit Motoren 100 und Rotoren 101 ausgebildet. Nur ein Motor 100 und ein Rotor 101 ist explizit bezeichnet. Eine Antriebsteuereinheit 102 versorgt die Antriebssysteme mit Steuersignalen über eine exemplarisch eingezeichnete Leitungsverbindung 1c, die als Licht(wellen)leiter ausgebildet ist. Die Antriebsteuereinheit 102 ist Teil eine übergeordneten Fluggerät-Steuereinheit 103, die auch für ein Aktivieren der Rettungsvorrichtung 1, d.h. ein Auslösen des Fallschirms 2 (vgl. 1) zuständig ist, z.B. über das Zünden einer entsprechenden Rakete oder dgl. (symbolisiert durch eine vertikale gestrichelte Linie in 7) im Falle einer Notfall-Situation. Der Fallschirm 2 und die Rakete (nicht gezeigt) befinden sich im verpackten Zustand (einem ersten Ruhe-Zustand) in der Nähe des Schneidemechanismus (bei Bezugszeichen 1b). Dadurch kann das Stahlseil 1d kurz gehalten werden.
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Beim Öffnen des Fallschirmes 2 (d.h. seinem Ausbringen in einen zweiten Notfall-Zustand) spannt sich dann das Stahlseil 1d (vgl. 1 und 4 bis 6), welches mit dem unteren Ende des Fallschirmes 2 verbunden ist, und zieht die Klinge (Teil der Trennvorrichtung 1b) aus der Vorrichtung. Dabei wird der Lichtleiter 1c durchtrennt, wie oben beschrieben. Auf diese Weise wird zusammen mit dem Fallschirm 2 auch der Notfall-Abschaltmechanismus 1a aktiviert. Umgekehrt wird letzterer jedoch dann nicht aktiviert, wenn sich der Fallschirm 2 nicht (korrekt) entfaltet. Eine potentiell katastrophale mehrfache Fehlfunktion wird so vermieden.
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Vorzugsweise führt die Leitungsverbindung 1c bzw. führen entsprechende, zumindest am Ort der Trennvorrichtung 1b lokal beieinanderliegende Leitungsverbindungen zu allen Antriebssystemen (Motoren 100 und Rotoren 101) des Fluggeräts 3, so dass alle Antriebssysteme auf einmal abgeschaltet werden können. Alternativ können mehrere Trennvorrichtungen 1b vorgesehen sein.
