DE102020109330A1

DE102020109330A1 - Aircraft

Info

Publication number: DE102020109330A1
Application number: DE102020109330.6A
Authority: DE
Inventors: Stephan Andreas Hübner
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-07

Abstract

Die Erfindung stellt ein Luftfahrzeug (10) mit den folgenden Merkmalen bereit: Das Luftfahrzeug (10) umfasst mindestens einen Rotor (12) und eine Beleuchtung (11), derart konfiguriert, dass auf dem in Drehung befindlichen Rotor (12) eine Botschaft (13) erscheint.The invention provides an aircraft (10) with the following features: The aircraft (10) comprises at least one rotor (12) and lighting (11), configured in such a way that a message (13 ) appears.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, insbesondere ein vollelektrisches, senkrecht start- und landefähiges (vertical take-off and landing, VTOL) Luftfahrzeug.The present invention relates to an aircraft, in particular a fully electric, vertical take-off and landing (VTOL) aircraft.

Stand der TechnikState of the art

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).In aerospace engineering, VTOL is any type of aircraft, drone or rocket that has the ability to take off and touch down essentially vertically and without a runway. This collective term is used in a broad sense in the following, which includes not only fixed-wing aircraft with wings, but also rotary-wing aircraft such as helicopters, gyroscopes, aircraft helicopters and hybrids such as composite helicopters or combination helicopters as well as convertible aircraft. Aircraft with the ability to take off and land on particularly short routes (short take-off and landing, STOL), take off on short routes but land vertically (short take-off and vertical landing, STOVL) are also included. or take off vertically but land horizontally (vertical take-off and horizontal landing, VTHL).

In Verbindung mit unbemannten Drohnen ist es grundsätzlich bekannt, dass im Bereich der Rotoren angeordnete Lichtquellen zur Informationsdarstellung genutzt werden können. Hierzu sei beispielhaft auf die Schriften WO 2018/200066 A1 und CN 205707345 U verwiesen.In connection with unmanned drones, it is generally known that light sources arranged in the area of the rotors can be used to display information. For this purpose, reference is made to the scriptures as an example WO 2018/200066 A1 and CN 205707345 U referenced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung stellt ein Luftfahrzeug, insbesondere ein vollelektrisches, im obigen Sinne senkrecht start- und landefähiges Luftfahrzeug gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit.The invention provides an aircraft, in particular a fully electric aircraft capable of taking off and landing vertically in the above sense, according to independent claim 1.

Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der erfindungsgemäß eröffneten Möglichkeit, sich drehende Rotoren durch aktive oder passive Beleuchtung dazu zu nutzen, für Dritte sichtbare Botschaften zu tragen. Dies kann von der Erteilung von Warnhinweisen (z. B. „keep clear“ bei geplanter Landung, „turn right“ bei Richtungswechsel usw.) über eine Kennzeichnung der Rotorkreise im Hinblick auf den einzuhaltenden Sicherheitsabstand bis hin zur Darstellung von Werbung dienlich sein.An advantage of this solution lies in the possibility opened up according to the invention of using rotating rotors by means of active or passive lighting to carry messages that are visible to third parties. This can be useful from issuing warning notices (e.g. “keep clear” when landing, “turn right” when changing direction, etc.) to marking the rotor circles with regard to the safety distance to be observed and displaying advertising.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. So könnte gerade bei frei drehenden Rotoren ohne Mantel die optische Kennzeichnung der Blattspitzen ein vorteilhaftes Sicherheitsmerkmal darstellen.Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims. For example, in the case of freely rotating rotors without a casing, the optical marking of the blade tips could represent an advantageous safety feature.

Darüber hinaus kann das Luftfahrzeug etwa mit abgeknickten oder gar wahlweise abknickbaren Tragflächen ausgestattet sein. Eine entsprechende Variante vergrößert die im Horizontalflug wirksame Flügelfläche, ohne aber die Standfläche des Luftfahrzeuges auszudehnen.In addition, the aircraft can be equipped, for example, with angled or even optionally angled wings. A corresponding variant increases the wing area effective in level flight, but without expanding the standing area of the aircraft.

Ferner mag das Luftfahrzeug über ein schnell ladbares Batteriesystem verfügen, welches die Antriebsenergie für Senkrechtstart und -landung sowie Horizontalflug bereitstellt und eine kurzfristige Aufladung des Luftfahrzeuges im Stand ermöglicht.Furthermore, the aircraft may have a battery system that can be charged quickly, which provides the drive energy for vertical take-off and landing as well as level flight and enables the aircraft to be charged at short notice when the vehicle is stationary.

Zum Antrieb des Luftfahrzeuges können hierbei anstelle freifahrender Rotoren mehrere Mantelpropeller (ducted fans) auch unterschiedlicher Größe zum Einsatz kommen, wie sie abseits der Luftfahrttechnik etwa von Luftkissenfahrzeugen oder Sumpfbooten bekannt sind. Das den Propeller umgebende zylindrische Gehäuse vermag in einer derartigen Ausführungsform die Schubverluste infolge von Verwirbelungen an den Blattspitzen beträchtlich zu reduzieren. Geeignete Mantelpropeller mögen horizontal oder vertikal ausgerichtet, zwischen beiden Stellungen schwenkbar ausgeführt oder aus aerodynamischen Gründen im Horizontalflug durch Lamellen (louvers) abgedeckt sein. Zudem ist eine reine Horizontalschuberzeugung mittels feststehender Mantelpropeller denkbar.To drive the aircraft, instead of free-moving rotors, several ducted fans, also of different sizes, can be used, as they are known from air-cushion vehicles or swamp boats, for example. In such an embodiment, the cylindrical housing surrounding the propeller is able to considerably reduce the thrust losses due to turbulence at the blade tips. Suitable ducted propellers may be aligned horizontally or vertically, designed to be pivotable between the two positions or, for aerodynamic reasons, be covered by louvers in horizontal flight. In addition, a pure horizontal thrust generation by means of fixed ducted propellers is conceivable.

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.Finally - in addition to a preferably fully autonomous operation of the aircraft - with sufficient qualification, the granting of manual control to the human pilot comes into consideration, which gives the device according to the invention the greatest possible flexibility in handling.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

1 zeigt eine passive Variante.
2 zeigt eine aktive Variante.

Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

1 shows a passive variant.
2 shows an active variant.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 illustriert die konstruktiven Merkmale einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftfahrzeuges (10). Eine externe Lichtquelle (11) strahlt hier das gewünschte Motiv (13) von außen auf die sich drehenden Rotoren (12). In Betracht kommt beispielsweise die Nutzung eines Lasers, welcher die Vorteile hoher Intensität, eines sehr engen Frequenzbereiches bei scharfer Bündelung des Strahls und großer Kohärenzlänge vereint. 1 illustrates the structural features of a first embodiment of the aircraft according to the invention ( 10 ). An external light source ( 11 ) the desired motif shines here ( 13th ) from outside onto the rotating rotors ( 12th ). Consideration is given, for example, to the use of a laser which combines the advantages of high intensity, a very narrow frequency range with a sharp focus of the beam and a long coherence length.

2 verdeutlicht eine aktive Variante: Auf den Blättern des Rotors (12) angebrachte Leuchten werden entsprechend der Rotordrehzahl so angesteuert, dass Texte (13), Bilder etc. dargestellt werden können. Zu denken ist beispielsweise an den Einsatz einer LED, welche sich beim Einsatz als Signallicht im Vergleich zu anderen Lichtquellen als besonders effizient erweist. Der Eindruck eines stehenden Bildes bzw. Schriftzuges lässt sich hierbei durch Nutzung des aus Animation und Filmtechnik hinlänglich bekannten Stroboskopeffektes erzeugen. Hierzu werden beispielsweise auf den Rotorblättern hochauflösende LED-Streifen angebracht, welche im Millisekunden-Bereich die Farbe oder Helligkeit wechseln. Entsprechende elektronisch-mechanische stroboskopische Anzeigevorrichtungen sind etwa zum Zwecke der Visualisierung von Werbemitteilungen bekannt. 2 illustrates an active variant: On the blades of the rotor ( 12th ) attached lights are controlled according to the rotor speed so that texts ( 13th ), Images etc. can be displayed. For example, the use of an LED should be considered, which proves to be particularly efficient when used as a signal light compared to other light sources. The impression of a standing image or lettering can be created by using the stroboscopic effect, which is well known from animation and film technology. For this purpose, for example, high-resolution LED strips are attached to the rotor blades, which change color or brightness in a matter of milliseconds. Corresponding electronic-mechanical stroboscopic display devices are known, for example, for the purpose of visualizing advertising messages.

Auf dem gleichen Wege lassen sich auch die Blattspitzen (14) des Rotors optisch kennzeichnen. Eine solche Markierung verringert insbesondere bei sogenannten freifahrenden Rotoren die Verletzungsgefahr, da durch den besagten Stroboskopeffekt beim Betrachter der visuelle Eindruck entstehen mag, der tatsächlich in Drehung befindliche Rotor eines auf dem Boden stehenden Luftfahrzeuges (10) stünde still. Gerade bei einem elektrischen Betrieb mit entsprechend geringem Motorgeräusch ist diese optische Täuschung zu befürchten.The leaf tips ( 14th ) of the rotor. Such a marking reduces the risk of injury, especially with so-called free-moving rotors, since the stroboscopic effect may give the viewer the visual impression that the rotor of an aircraft that is actually rotating on the ground ( 10 ) stand still. This optical illusion is to be feared especially in the case of electrical operation with correspondingly low engine noise.

Es sei bemerkt, dass beide Varianten gleichermaßen an der Ober- wie auch an der Unterseite der Rotoren (12) angewandt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It should be noted that both variants are applied equally to the top and bottom of the rotors ( 12th ) can be used without departing from the scope of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2018/200066 A1 [0003]
CN 205707345 U [0003]

Claims

Aircraft (10), characterized by the following features: - the aircraft (10) comprises at least one rotor (12) and a lighting (11) and - the rotor (12) and the lighting (11) are configured such that on the in Rotating rotor (12) a message (13) appears.

Aircraft (10) after Claim 1 , characterized by the following features: - the lighting (11) comprises a light source (11) arranged outside the rotor (12) and directed onto the rotor (12) and - the light source (11) is configured in such a way that the light source carries the message ( 13) is projected onto the rotor (12).

Aircraft (10) after Claim 2 , characterized by the following feature: the light source comprises a laser.

Aircraft (10) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized by the following features: - the lighting (11) comprises lights attached to the rotor (12) and - the rotor (12) and the lights are configured in such a way that the lights transmit the message (13 ) represent.

Aircraft (10) after Claim 3 , characterized by the following feature: - the lamp comprises a light-emitting diode.

Aircraft (10) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized by at least one of the following features: - the rotor (12) and the lighting (11) are configured such that the message (13) appears on an upper side of the rotor (12) or - the rotor (12) and the lighting (11) are configured in such a way that the message (13) appears on an underside of the rotor (12).

Aircraft (10) according to one of the Claims 1 until 6th , characterized by at least one of the following features: - the message (13) comprises lettering (13), - the message (13) comprises an image or - the message (13) comprises a pattern.

Aircraft (10) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized by the following feature: the message (13) is designed to provide the rotor (12) with a warning notice (13).

Aircraft (10) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized by the following feature: the message (13) is designed to identify a circular ring swept over by the blade tips (14) of the rotor (12).

Aircraft (10) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized by the following feature: - the message (13) is designed to operate an advertisement.