DE102019105906B4

DE102019105906B4 - Luftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019105906B4
Application number: DE102019105906.2A
Authority: DE
Inventors: Stephan Andreas Hübner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2023-08-24
Anticipated expiration: 2039-03-09
Also published as: DE102019105906A1

Abstract

Luftfahrzeug (10), mit folgenden Merkmalen:- das Luftfahrzeug (10) umfasst eine Sitzschale (11) und- die Sitzschale (11) ist längs zu einer Rollachse und zu einer Nickachse des Luftfahrzeuges (10) einstellbar ausgelegt, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:- das Luftfahrzeug (10) ist dazu eingerichtet, die Sitzschale (11) flugphasenabhängig derart einzustellen, dass darin platzierte Fluggäste (12) einen bezüglich des Luftfahrzeuges (10) günstigen Schwerpunkt aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, insbesondere ein vollelektrisches, senkrecht start- und landefähiges (vertical take-off and landing, VTOL) Luftfahrzeug.
Als VTOL wird in der Luft- und Raumfahrttechnik sprachübergreifend jedwede Art von Flugzeug, Drohne oder Rakete bezeichnet, welche die Fähigkeit besitzt, im Wesentlichen senkrecht und ohne Start- und Landebahn abzuheben und wieder aufzusetzen. Dieser Sammelbegriff wird nachfolgend in einem weiten Sinne verwendet, der nicht nur Starrflügelflugzeuge mit Tragflächen, sondern ebenso Drehflügler wie Hub-, Trag-, Flugschrauber und Hybride wie Verbundhub- oder Kombinationsschrauber sowie Wandelflugzeuge einschließt. Erfasst seien des Weiteren Luftfahrzeuge mit der Fähigkeit, auf besonders kurzen Strecken zu starten und zu landen (short take-off and landing, STOL), auf kurzen Strecken zu starten, aber senkrecht zu landen (short take-off and vertical landing, STOVL) oder senkrecht zu starten, aber horizontal zu landen (vertical take-off and horizontal landing, VTHL).
DE 20 2012 001 750 U1 schlägt vor, eine Pilotenkanzel oder einen Sitz unterhalb der Propellerebene eines sogenannten Multikopters oder Multicopters, also eines Hubschraubers mit vier oder mehr Rotoren, anzuordnen und um die Nickachse des Fluggeräts an der Rahmenstruktur schwenkbar aufzuhängen. Die Aufhängung der Pilotenkanzel oder des Sitzes kann trennbar ausgeführt sein, um die Pilotenkanzel oder den Sitz vom restlichen Fluggerät zu lösen, sodass sich insbesondere die Pilotenkanzel auch autonom fortbewegen kann.
Auch DE 20 2014 002 280 U1 betrifft einen Multikopter. Der Pilotensitz befindet sich hier im Schnittpunkt eines stabilen X-förmigen Trägergestelles und ist mit diesem verschraubt. Die Rückseite der Sitzkonstruktion ist mit einem dort aufrecht montierten und am Kielrohr des Multikopters befestigten Mast verbunden.
DE 44 05 975 A1 beschreibt ein VTOL-Flächenflugzeug, dessen Sitzebene durch einen am Kabinenboden abgeflachten Rotationshohlkörper definiert ist, der durch einen tiefer als seine Aufhängungsachse liegenden Schwerpunkt, Kreisel oder Kreisel-Servosteuerungen bei vertikalem durch Schrauben getragenem Flug horizontal und im Reiseflug parallel zur Längsachse gehalten wird.
Die Erfindung stellt ein Luftfahrzeug, insbesondere ein vollelektrisches, im obigen Sinne senkrecht start- und landefähiges Luftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der eröffneten Möglichkeit, eine für den jeweiligen Flugzustand - mehrere solcher Zustände während eines Flugvorgangs sind möglich - günstigen relativen Schwerpunktlage des Passagiers oder der Passagiere zum Fluggerät einzustellen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So kann die vorzugsweise anatomisch geformte Sitzschale austauschbar ausgelegt sein, um eine Anpassung an Passagiere mit unterschiedlichen Körpermaßen zu ermöglichen.
Schließlich kommt - neben einem vorzugsweise vollautonomen Betrieb des Luftfahrzeuges - bei hinreichender Qualifikation auch die Einräumung einer manuellen Kontrolle an den menschlichen Piloten in Betracht, was der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine größtmögliche Flexibilität in der Handhabung verleiht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

1 zeigt die perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sitzschale.
2 zeigt anhand der Ansicht gemäß 1 den vorgesehenen Schwerpunkt eines Fluggastes.
3 zeigt die mit zwei Fluggästen belegte Sitzschale der 1 und 2.
4 zeigt die mit einem Fluggast belegte Sitzschale der 1 und 2.
5 zeigt den Längsschnitt eines Luftfahrzeuges ohne Rotoren.
6 zeigt in einer 5 entsprechenden Darstellung das Eindringen eines Gegenstandes.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht des vollständigen Luftfahrzeugs.

Die Figuren illustrieren in ihrer Zusammenschau die konstruktiven Merkmale einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeuges. Als erfindungswesentliches Merkmal ist hierbei die Verwendung einer Passagier-Sitzschale, kurz Sitzschale (11 - 1), anzusehen, welche relativ zum Luftfahrzeug in Längs- und Querrichtung einstellbar ist (2, unten). Die Sitzschale (11) soll aus höchstfesten Materialien bestehen und eine schützende, nach oben offene Kapsel für Fluggäste (12 - 3) bilden. Zugleich soll sie einen Ausgleich einseitiger oder anderweitig ungleichmäßiger Beladung bei mehrsitzigen Fluggeräten gestatten (4).
Zwischen Sitzschale (11) und Luftfahrzeug (10) sind stoßabsorbierende Elemente (13) vorzusehen, welche im Fall einer unsanften Landung gefährliche hohe Beschleunigungen vom Körper der Fluggäste (12) abhalten (5).
Des Weiteren sind die Einstellung einer „Sicherheitsposition“ im Fall einer Notsituation und ein Schutz der Passagiere vor hohen Beschleunigungen und eindringenden Gegenständen (14) zweckmäßig (6). Erfindungsgemäße Maßnahmen zur Erreichung dieses Zwecks umfassen die Verwendung einer Sitzschale (11), einer Sicherheits-Sitzschale, aus Carbon-Kevlar-Verbundmaterial. Diese ist so mit dem Luftfahrzeug (10 - 7) zu verbinden, dass sie einerseits einstellbar ist (elektrisch, automatisiert oder manuell), andererseits den sicheren Halt der Fluggäste (12) im Flugbetrieb sicherstellt. Diese Verbindung muss im Crashfall gezielt brechen, ausklinken o. ä., um Belastungen auf den Körper der Fluggäste (12) zu limitieren. Die zwischen Schale und Luftfahrzeug (10) verbauten energieabsorbierenden Elemente (13) - zu denken ist an Aluminiumwabenmaterial, Schäume, usw. - werden im Crashfall verformt und reduzieren dadurch Belastungen der Körper der Fluggäste (12).

Claims

Luftfahrzeug (10), mit folgenden Merkmalen: - das Luftfahrzeug (10) umfasst eine Sitzschale (11) und - die Sitzschale (11) ist längs zu einer Rollachse und zu einer Nickachse des Luftfahrzeuges (10) einstellbar ausgelegt, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) ist dazu eingerichtet, die Sitzschale (11) flugphasenabhängig derart einzustellen, dass darin platzierte Fluggäste (12) einen bezüglich des Luftfahrzeuges (10) günstigen Schwerpunkt aufweisen.
Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Sitzschale (11) besteht aus einem hochfesten Werkstoff und - der Werkstoff ist dazu geeignet, die Fluggäste (12) vor in die Sitzschale (11) eindringenden Gegenständen (14) zu schützen.
Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eines der folgenden Merkmale: - der Werkstoff umfasst ein Poly(p-phenylenterephthalamid) oder - der Werkstoff umfasst Kohlenstofffasern.
Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Sitzschale (11) ist austauschbar ausgelegt.
Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) ist derart eingerichtet, dass die Sitzschale (11) in einem Notfall eine Sicherheitsposition einnimmt.
Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Luftfahrzeug (10) weist stoßdämpfende Elemente (13) auf und - die Elemente (13) sind zwischen der Sitzschale (11) und einer Außenhülle des Luftfahrzeuges (10) angeordnet.
Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eines der folgenden Merkmale: - die Elemente (13) bestehen aus Aluminium oder - die Elemente (13) bestehen aus Schaumstoff.
Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Sitzschale (11) weist eine einstellbare Verbindung mit dem Luftfahrzeug (10) auf und - die Verbindung ist dazu ausgelegt, sich im Notfall selbsttätig zu lösen.
Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - das Luftfahrzeug (10) ist wahlweise vollautonom steuerbar.