DE102021200311A1 - VTOL Vehicle Propeller Assemblies Retainer, VTOL Vehicle Propeller Assemblies Retainer System, VTOL Vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen, ein Haltevorrichtungssystem für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen sowie ein VTOL-Fahrzeug mit zumindest einer solchen Haltevorrichtung und/oder zumindest einem solchen System.Es ist vorgesehen, dass eine verformbare und/oder verstellbare Haltevorrichtung (12) für Propelleranordnungen (20) von VTOL-Fahrzeugen (10) bereitgestellt werden. Die Haltevorrichtung (12) ist dabei in einem angeordneten Zustand an einem VTOL-Fahrzeug (10) von einer ersten Stellung in wenigstens eine zweite Stellung verformbar und/oder verstellbar sodass eine an der Vorrichtung (12) angeordnete Propelleranordnung (20) von einer ersten Flugbetriebsposition in wenigstens eine zweite Flugbetriebsposition veränderbar ist. Zudem wird ein Haltevorrichtungssystem für Propelleranordnungen (20) von VTOL-Fahrzeugen (10) und ein solches VTOL-Fahrzeug (10) vorgestellt.The invention relates to a holding device for propeller assemblies of VTOL vehicles, a holding device system for propeller assemblies of VTOL vehicles and a VTOL vehicle with at least one such holding device and/or at least one such system. It is provided that a deformable and/or adjustable holding device (12) provided for propeller assemblies (20) of VTOL vehicles (10). When arranged on a VTOL vehicle (10), the holding device (12) can be deformed and/or adjusted from a first position into at least one second position, so that a propeller arrangement (20) arranged on the device (12) can be moved from a first flight operating position can be changed into at least one second flight operating position. In addition, a holding device system for propeller arrangements (20) of VTOL vehicles (10) and such a VTOL vehicle (10) is presented.
Description
Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen, ein Haltevorrichtungssystem für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen sowie ein VTOL-Fahrzeug mit zumindest einer solchen Haltevorrichtung und/oder zumindest einem solchen System.The invention relates to a holding device for propeller arrangements of VTOL vehicles, a holding device system for propeller arrangements of VTOL vehicles and a VTOL vehicle with at least one such holding device and/or at least one such system.
Zukünftig werden neue Mobilitätskonzepte zunehmend auch unter Verwendung von verschiedensten Flugobjekten konzipiert und ausgelegt werden, wobei insbesondere für kürzere Strecken und kleineren zu bewegenden Transporteinheiten besondere Flugobjekte bereitstehen. Solche Flugobjekte sind dabei zunehmend in der Lage, senkrecht zu starten und zu landen, wobei auch eine teilautonome Betriebsweise möglich ist.In the future, new mobility concepts will increasingly be designed and designed using a wide variety of flying objects, with special flying objects being available in particular for shorter distances and smaller transport units to be moved. Such flying objects are increasingly able to take off and land vertically, with semi-autonomous operation also being possible.
Diese sogenannten VTOL-Flugobjekte (VTOL = Vertical Take-Off and Landing = Senkrecht Starten und Landen) können beispielsweise Flugzeuge, Drohnen, Raketen oder ähnliche Flugobjekte oder Mischformen davon sein. Solche Flugobjekte besitzen dabei unter anderem die Fähigkeit, senkrecht zu starten beziehungsweise vom Boden abzuheben und senkrecht oder quasi senkrecht zu landen, ohne dass dabei spezielle Start- und Landebahnen unbedingt benötigt werden.These so-called VTOL flying objects (VTOL=Vertical Take-Off and Landing) can be, for example, airplanes, drones, rockets or similar flying objects or mixed forms thereof. Such flying objects have, among other things, the ability to take off vertically or take off from the ground and land vertically or quasi-vertically without the need for special runways.
Ein wichtiger Aspekt solcher VTOL-Flugobjekte beziehungsweise VTOL-Fluggeräte besteht darin, sie so zu entwickeln, sodass eine hohe Manövrierfähigkeit bei gleichzeitig stabilem Flugverhalten während unterschiedlichster Flugzustände gewährleistet wird. Diese Anforderung gestaltet sich als anspruchsvoll und ist eng damit verbunden, sowohl eine geschickte Positionierung des Schwerpunktes als auch eine fundierte Anordnung der Propeller zu wählen.An important aspect of such VTOL flying objects or VTOL flying devices is to develop them in such a way that a high degree of maneuverability is guaranteed with stable flight behavior at the same time during a wide variety of flight conditions. This requirement turns out to be demanding and is closely linked to choosing both a clever positioning of the center of gravity and a well-founded arrangement of the propellers.
Da sowohl die optimale Positionierung des Schwerpunktes als auch die optimale Anordnung der Propeller für die einzelnen Flugphasen sehr stark variiert, müssen bei der Festlegung dieser beiden Eigenschaften im Entwicklungsstadium entsprechend Kompromisse eingegangen werden.Since both the optimal positioning of the center of gravity and the optimal arrangement of the propellers vary greatly for the individual flight phases, compromises have to be made when determining these two properties in the development stage.
Bisher ist die Anordnung der Propeller/Rotoren häufig durch den Entwurfsprozess festgelegt. Dabei wird meist auf eine entsprechend aerodynamische Auslegung der Komponenten geachtet, sodass möglichst viele optimale Flugzustände vorsehbar sind.Until now, the layout of the propellers/rotors has often been determined by the design process. In most cases, attention is paid to an appropriate aerodynamic design of the components, so that as many optimal flight conditions as possible can be provided.
Hinsichtlich der Wahl des Schwerpunktes existieren bereits erste Ansätze, welche einen variablen Schwerpunkt mittels beweglicher Zusatzmasse bereitstellen. Dabei ist eine zusätzliche Zusatzmasse an dem Flugobjekt vorgesehen, welche verschiebbar angeordnet ist, sodass sich je nach Position dieser Zusatzmasse ein anderer Schwerpunkt einstellt, wobei diese Positionierungsvorgänge für steuernde Aktionen entsprechend einsetzbar sind.With regard to the choice of the center of gravity, there are already initial approaches that provide a variable center of gravity by means of a movable additional mass. In this case, an additional additional mass is provided on the flying object, which is arranged displaceably so that a different center of gravity is set depending on the position of this additional mass, with these positioning processes being able to be used accordingly for controlling actions.
Nachfolgend werden Beispiele aus dem bestehenden Stand der Technik näher vorgestellt.Examples from the existing state of the art are presented in more detail below.
So ist aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Vorgegebene Formen von einzelnen Bestandteilen oder auch von ganzen Baugruppen solcher VTOL-Fahrzeuge, beispielsweise starre Propellerarme oder dergleichen, führen dazu, dass eine fest vorgegebene Schubrichtung relativ zu einer Kabine existiert. Somit sind unterschiedliche optimale Anordnungen etwa der Propeller für jeweilige Flugphasen nicht flexibel einstellbar. Eine optimale Anordnung im Zusammenhang mit einem Schwebeflug oder einem vorwärts gerichteten Kurvenflug ist somit jeweils nur in grober Annäherung erreichbar. Es kann daher jeweils nicht die optimale Stabilität und Manövrierfähigkeit in jeder einzelnen Flugphase erreicht werden. Diese Umstände führen weiterhin dazu, dass bei einem Ausfall etwa eines Propellers entsprechend hohe Schubanforderungen an die einzelnen weiteren Propeller auftreten beziehungsweise bestehen, um die Manövrierfähigkeit und beispielsweise eine stabile Notlandung zu gewährleisten. Die hohen Schubanforderungen resultieren in einem hohen Antriebsstranggewicht, welches sich insbesondere bei elektrisch betriebenen VTOL-Fahrzeugen nachteilig auf eine maximal mögliche Reichweite auswirkt.Predetermined shapes of individual components or of entire assemblies of such VTOL vehicles, for example rigid propeller arms or the like, mean that there is a fixed, predetermined direction of thrust relative to a cabin. Thus, different optimal arrangements, for example of the propellers, cannot be flexibly adjusted for the respective flight phases. An optimal arrangement in connection with a hovering flight or a forward turning flight can therefore only be achieved in a rough approximation. Therefore, optimal stability and maneuverability cannot be achieved in each individual flight phase. These circumstances also mean that if one propeller fails, for example, correspondingly high thrust requirements occur or exist on the individual additional propellers in order to ensure maneuverability and, for example, a stable emergency landing. The high thrust requirements result in a high powertrain weight, which has a disadvantageous effect on the maximum possible range, especially in electrically operated VTOL vehicles.
Die Nutzung einer Zusatzmasse oder einer Vorrichtung, welche beispielsweise vorhandene Bauteile des Fluggeräts hinsichtlich ihrer Einbaulage jeweils zur Schwerpunktregelung ändert, führt zwar zu einer Verbesserung der Manövrierbarkeit. Jedoch wird diese Verbesserung durch die Gewichtserhöhung und somit einer resultierenden Reichweiteneinbuße erkauft. Falls vorhandene Bauteile oder Baugruppen genutzt werden, um die Schwerpunktverschiebung durchzuführen, ist eine maximale Verschiebung des Schwerpunkts begrenzt. Es ist daher davon auszugehen, dass diese Verschiebung als nicht ausreichend zu bewerten ist, um eine optimale Manövrierfähigkeit bei einem gleichzeitig stabilen Flugverhalten zu gewährleisten.The use of an additional mass or a device which, for example, changes existing components of the aircraft with regard to their installation position in each case to regulate the center of gravity leads to an improvement in maneuverability. However, this improvement comes at the cost of the increase in weight and the resulting reduction in range. If existing components or assemblies are used to shift the center of gravity, a maximum shift of the center of gravity is limited. It can therefore be assumed that this shift cannot be rated as sufficient to ensure optimal maneuverability with stable flight behavior at the same time.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Haltevorrichtung für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen und ein Haltevorrichtungssystem für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen bereitzustellen, mittels welcher flexibl eine jeweilige optimale Stabilität und Manövrierfähigkeit von VTOL-Fahrzeugen für unterschiedliche Flugphasen erreichbar ist.The invention is now based on the object of providing a holding device for propeller arrangements of VTOL vehicles and a holding device system for propeller arrangements of VTOL vehicles, by means of which optimum stability and maneuverability of VTOL vehicles can be flexibly achieved for different flight phases.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Haltevorrichtung für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen bereitgestellt wird. Diese Haltevorrichtung umfasst dabei einen ersten Bereich zum Anordnen der Haltevorrichtung an einem Basiskörper eines VTOL-Fahrzeuges und/oder an zumindest einer mit dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeuges gekoppelten Baueinheit. Zudem umfasst diese Haltevorrichtung einen gegenüberliegend dem ersten Bereich vorhandenen zweiten Bereich zum Anordnen einer Propelleranordnung. Die Haltevorrichtung ist zudem in einem angeordneten Zustand an dem VTOL-Fahrzeug von einer ersten Stellung in wenigstens eine zweite Stellung benutzerdefiniert reversibel verformbar und/oder verstellbar, sodass eine in dem zweiten Bereich angeordnete Propelleranordnung von einer ersten Flugbetriebsposition in wenigstens eine zweite Flugbetriebsposition veränderbar ist, sodass ein mit dieser Haltevorrichtung ausgestattetes VTOL-Fahrzeug definiert mittels dieser Haltevorrichtung steuerbar ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a holding device for propeller arrangements of VTOL vehicles is provided. This holding device comprises a first area for arranging the holding device on a base body of a VTOL vehicle and/or on at least one assembly coupled to the base body of the VTOL vehicle. In addition, this holding device comprises a second area, which is located opposite the first area, for arranging a propeller arrangement. In addition, when it is arranged on the VTOL vehicle, the holding device can be reversibly deformed and/or adjusted in a user-defined manner from a first position into at least one second position, so that a propeller arrangement arranged in the second area can be changed from a first flight operating position into at least one second flight operating position, so that a VTOL vehicle equipped with this holding device can be controlled in a defined manner by means of this holding device.
Solch eine Haltevorrichtung umfasst dabei somit jegliche Eigenschaften, um an einem VTOL-Fahrzeug integrierbar zu sein, sodass Basisfunktionalitäten des Fahrzeugs gewährleistbar sind. Zu den Basisfunktionalitäten des Fahrzeugs gehören zum Beispiel ein insgesamt stabiler Aufbau und eine stabile Auslegung jeglicher verbauter Komponenten, um einen sicheren Flugbetrieb zu gewährleisten. Mit anderen Worten ist die vorgestellte Haltevorrichtung in jeglichen Ausführungsformen stets so ausgelegt, sodass eine stabile und zuverlässige Anordnung etwa an dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeugs, als auch eine stabile und zuverlässige Anordnung der Propelleranordnung gewährleistet ist.Such a holding device thus includes any properties to be integrated into a VTOL vehicle, so that basic functionalities of the vehicle can be guaranteed. The basic functionalities of the vehicle include, for example, an overall stable structure and a stable design of all built-in components to ensure safe flight operations. In other words, the holding device presented is always designed in any embodiment such that a stable and reliable arrangement, for example on the base body of the VTOL vehicle, as well as a stable and reliable arrangement of the propeller arrangement is ensured.
Aufgrund der Verformbarkeit beziehungsweise Verstellbarkeit und einer damit direkt automatisch sich vollziehenden Veränderbarkeit der angeordneten Propelleranordnung ist es möglich, flexibel eine jeweilige optimale Stabilität und Manövrierfähigkeit von VTOL-Fahrzeugen, welche solch eine Haltevorrichtung mit einer daran angeordneten Propelleranordnung aufweisen, für unterschiedliche Flugphasen zu erreichen.Due to the deformability or adjustability and a directly automatic changeability of the arranged propeller arrangement, it is possible to flexibly achieve optimal stability and maneuverability of VTOL vehicles, which have such a holding device with a propeller arrangement arranged thereon, for different flight phases.
Jegliche Ausführungsvarianten einer Anordnung der Propelleranordnung an der vorgestellten Haltevorrichtung ist dabei so vorgesehen, sodass ein Stellungswechsel der Haltevorrichtung zwangsweise die gewünschte Veränderung der Positionierung der Propelleranordnung bewirkt.Any embodiment variant of an arrangement of the propeller arrangement on the presented holding device is provided in such a way that a change in position of the holding device necessarily causes the desired change in the positioning of the propeller arrangement.
Anstatt einer Propelleranordnung sind zudem jegliche für diese Zwecke austauschbare Antriebseinheiten an der Vorrichtung anordenbar, wobei die Verbindung derart durchzuführen ist, sodass die vorgestellte Funktionalität bestehen bleibt.Instead of a propeller arrangement, any drive units that can be exchanged for this purpose can also be arranged on the device, with the connection being carried out in such a way that the functionality presented remains intact.
In diesem Zusammenhang ist eine benutzerdefinierte Herbeiführung der Funktionalität beispielsweise so zu verstehen, dass mittels einer aktiv, durch etwa eine Steuerung, herbeigeführte Stellungsänderung der Vorrichtung automatisch die Positionsänderung der Propelleranordnung bewirkbar ist. Auch kann eine benutzerdefiniert reversible Verformbarkeit aufgrund einer speziellen Einbaulage der Vorrichtung und einem flexiblen Materialanteil der Vorrichtung bedingt werden.In this context, a user-defined creation of the functionality is to be understood, for example, as meaning that a position change is actively brought about, for example by a controller tion of the device automatically changing the position of the propeller assembly can be effected. A user-defined reversible deformability can also be caused by a special installation position of the device and a flexible material portion of the device.
Eine Verformbarkeit geht dabei über eine beispielsweise rein mechanisch bedingte Veränderung der ersten Stellung hinaus. Insbesondere ist somit eine Ausgangsform der Haltevorrichtung derart verformbar, sodass sich zumindest temporär eine sich von der Ausgangsform unterscheidende zweite Form oder weitere Formen einstellen.Deformability goes beyond a purely mechanical change in the first position, for example. In particular, an initial shape of the holding device can thus be deformed in such a way that a second shape or other shapes that differ from the initial shape are set at least temporarily.
Der erste und zweite Bereich sind beispielsweise voneinander beabstandet und mittels eines Zwischenbereichs miteinander verbunden. Auch ist vorstellbar, dass sich die Bereiche an jeweiligen Enden, welche nicht für die jeweilige Anordnung vorgesehen sind, zumindest teilweise berühren. Für die erwähnte Stabilität des Grundaufbaus des VTOL-Fahrzeugs sind die Bereiche je nach Einsatz und Aufgabenbereich des Fahrzeugs unterschiedlich auslegbar.The first and second areas are, for example, spaced apart from one another and connected to one another by means of an intermediate area. It is also conceivable that the areas at the respective ends, which are not intended for the respective arrangement, touch at least partially. For the aforementioned stability of the basic structure of the VTOL vehicle, the areas can be designed differently depending on the use and task of the vehicle.
Aufgrund der flexiblen, benutzerdefiniert reversiblen Verformbarkeit und/oder Verstellbarkeit der Vorrichtung und eine sich dadurch automatisch verändernde Flugbetriebsposition der in dem zweiten Bereich angeordneten Propelleranordnung ist auf überraschend einfache Weise eine Steuerbarkeit des VTOL-Fahrzeugs erreichbar, sodass etwa ein Schwerpunkt des Fahrzeugs variabel auf jegliche Flugsituationen hinsichtlich einer jeweiligen maximalen Stabilität und/oder Manövrierbarkeit und/oder einer Effizienz eines Energievorrats für eine entsprechende Reichweite einstellbar ist.Due to the flexible, user-defined reversible deformability and/or adjustability of the device and a thereby automatically changing flight operating position of the propeller arrangement arranged in the second area, controllability of the VTOL vehicle can be achieved in a surprisingly simple manner, so that the center of gravity of the vehicle can be varied to any flight situation is adjustable with regard to a respective maximum stability and/or maneuverability and/or an efficiency of an energy reserve for a corresponding range.
Mit anderen Worten ist ein VTOL-Fahrzeug, welches mit einer solchen Haltevorrichtung ausgestattet ist, definiert mittels dieser Haltevorrichtung steuerbar, sodass für jeweilige Flugsituationen jeweilige optimale Einstellungen erreichbar sind. Auf diese Weise ist eine flexible Reaktion auf unterschiedlichste Flugsituationen möglich, sodass keine Kompromisse eingegangen werden müssen, wie sie etwa bei einer starren Anordnung von Komponenten auftreten.In other words, a VTOL vehicle that is equipped with such a holding device can be controlled in a defined manner by means of this holding device, so that optimal settings can be achieved for the respective flight situation. In this way, a flexible response to a wide variety of flight situations is possible, so that no compromises have to be made, such as those that occur with a rigid arrangement of components.
Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Lärmemissionen aufgrund von vorzunehmenden optimalen Einstellungen reduzieren. Auch ist somit stets ein optimaler Flugbetrieb gewährleistbar, sodass sich eine Reichweite des VTOL-Fahrzeugs maximieren lässt.In this way, for example, noise emissions can be reduced due to optimal settings to be made. Optimal flight operations can thus always be guaranteed, so that a range of the VTOL vehicle can be maximized.
Auch ist ein VTL-Fahrzeug, welches über solch eine Haltevorrichtung verfügt, auch dann noch in einen effizienten Flugbetrieb überführbar, wenn beispielsweise ein Propeller ausfällt. Fällt ein Propeller aus, ist es möglich, eine Propelleranordnung, welche mittels der vorgestellten Haltevorrichtung an dem VTOL-Fahrzeug angeordnet ist, derart neu zu positionieren, sodass geringere Schub-/ und Leistungsreserven notwendig sind, um den Ausfall zu kompensieren. Aufgrund der geringeren Schub- / und Leistungsreserven ist somit eine Effizienzsteigerung und somit eine Maximierung der Reichweite bereitstellbar. Dies ist insbesondere im zertifizierungsrelevanten Fall eines Propellerausfalls von Vorteil.A VTL vehicle which has such a holding device can also be converted into efficient flight operation if, for example, a propeller fails. If a propeller fails, it is possible to reposition a propeller arrangement, which is arranged on the VTOL vehicle using the presented holding device, such that lower thrust and power reserves are required to compensate for the failure. Due to the lower thrust and power reserves, an increase in efficiency and thus a maximization of the range can be provided. This is particularly advantageous in the case of a propeller failure, which is relevant to certification.
Durch die Verformung beziehungsweise Verstellung der Haltevorrichtung kann eine gezielte Änderung des Schwerpunkts und eine Änderung der jeweiligen angeordneten Propelleranordnungen erreicht werden. Dies ermöglicht in jeder Fluglage eine Verbesserung der Manövrierfähigkeit sowie eine erhöhte Stabilität. Darüber hinaus können durch die optimale Ausrichtung effizientere Flugmanöver und somit Reichweitengewinne erzielt werden. Die flexible Anpassung an den jeweiligen Flugzustand kann darüber hinaus zur Reduzierung der Lärmemissionen führen.By deforming or adjusting the holding device, a targeted change in the center of gravity and a change in the respective arranged propeller arrangements can be achieved. This enables an improvement in maneuverability and increased stability in every flight position. In addition, more efficient flight maneuvers and thus gains in range can be achieved through optimal alignment. The flexible adaptation to the respective flight conditions can also lead to a reduction in noise emissions.
Die vorgestellte Haltevorrichtung ist sowohl für den Einsatz mit schwenkbaren als auch mit festfixierten Propelleranordnungen verwendbar und für den jeweiligen Fall geeignet beziehungsweise ausgelegt.The holding device presented can be used both for use with swiveling and fixed propeller arrangements and is suitable or designed for the respective case.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Haltevorrichtungssystem für Propelleranordnungen von VTOL-Fahrzeugen bereitgestellt wird. Solch ein Haltevorrichtungssystem umfasst dabei zumindest drei Haltevorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest eine der drei Haltevorrichtungen ausgewählt ist aus einer Haltevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3, 5 oder 6. Das Haltevorrichtungssystem umfasst dabei eine Steuer- und Recheneinheit, welche ausgelegt ist, mit der zumindest einen Haltevorrichtung, welche aus einer der Haltevorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 3,5 oder 6 ausgewählt ist, gekoppelt zu werden, sodass mittels der Steuer- und Recheneinheit eine benutzerdefinierte Verformbarkeit und/oder Verstellbarkeit dieser zumindest einen Haltevorrichtung bewirkbar ist, sodass eine jeweilige in dem zweiten Bereich angeordnete Propelleranordnung von einer ersten Flugbetriebsposition in wenigstens eine zweite Flugbetriebsposition veränderbar ist, sodass ein mit diesem Haltevorrichtungssystem ausgestattetes VTOL-Fahrzeug somit definiert mittels des Haltevorrichtungssystems steuerbar ist. Die zuvor genannten Vorteile gelten, soweit übertragbar, auch für das vorgestellte Haltevorrichtungssystem.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a holding device system for propeller arrangements of VTOL vehicles is provided. Such a holding device system comprises at least three holding devices according to one of claims 1 to 6, wherein at least one of the three holding devices is selected from a holding device according to one of claims 3, 5 or 6. The holding device system comprises a control and computing unit which is designed to be coupled with the at least one holding device, which is selected from one of the holding devices according to one of claims 3, 5 or 6, so that a user-defined deformability and/or adjustability of this at least one holding device can be brought about by means of the control and computing unit, so that a respective propeller arrangement arranged in the second area can be changed from a first flight operating position into at least one second flight operating position, so that a VTOL vehicle equipped with this holding device system can thus be controlled in a defined manner by means of the holding device system. The advantages mentioned above also apply, insofar as they can be transferred, to the presented holding device system.
Da zumindest eine Haltevorrichtung aktiv verformbar und/oder verstellbar ausgelegt ist, bietet das vorgestellte Haltevorrichtungssystem eine besonders einfache und effiziente Möglichkeit, um je nach Flugsituation flexibel jeweils eine optimale Einstellung eines Schwerpunktes des VTOL-Fahrzeugs und/oder eine optimale Einstellung der Propelleranordnung zu bewirken. Die anderen Haltevorrichtungen können beispielsweise eine passive Verstellbarkeit / Verformbarkeit aufweisen. Auch sind Beispiele mehr als vier Haltevorrichtungen vorstellbar.Since at least one holding device is designed to be actively deformable and/or adjustable, the presented holding device system offers a particularly simple and efficient way to flexibly bring about an optimal setting of a center of gravity of the VTOL vehicle and/or an optimal setting of the propeller arrangement, depending on the flight situation. The other holding devices can have passive adjustability/deformability, for example. Examples of more than four holding devices are also conceivable.
Die Anzahl an Haltevorrichtungen in solch einem Haltevorrichtungssystem ist beispielsweise je nach Einsatzzweck festlegbar. Beispielsweise können auch vier oder mehr Haltevorrichtungen vorgesehen sein. Insbesondere vier Haltevorrichtungen sind dabei denkbar, da somit ein breiter Einsatz eines derartigen Haltevorrichtungssystems in entsprechenden VTOL-Fahrzeugen mit vier Antriebseinheiten vorstellbar ist.The number of holding devices in such a holding device system can be defined, for example, depending on the intended use. For example, four or more holding devices can also be provided. In particular, four holding devices are conceivable, since a wide use of such a holding device system in corresponding VTOL vehicles with four drive units is conceivable.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein VTOL-Fahrzeug bereitgestellt wird, welches zumindest eine Haltevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder zumindest ein System gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 umfasst. Die zuvor genannten Vorteile gelten, soweit übertragbar, auch für das vorgestellte VTOL-Fahrzeug.A further preferred embodiment of the invention provides that a VTOL vehicle is provided which comprises at least one holding device according to one of claims 1 to 6 and/or at least one system according to one of claims 7 to 9. The advantages mentioned above also apply to the presented VTOL vehicle, insofar as they can be transferred.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations of the invention result from the remaining features mentioned in the dependent claims.
So ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die wenigstens eine zweite Flugbetriebsposition sich in wenigstens einer Ebene von der ersten Flugbetriebsposition unterscheidet oder sich in wenigstens zwei Ebenen von der ersten Flugbetriebsstellung unterscheidet und/oder wobei die reversible Verformbarkeit der Haltevorrichtung mittels einer benutzerdefinierten Torsionsbeanspruchung der Haltevorrichtung bewirkbar ist und/oder wobei die Haltevorrichtung eine Steuereinheit umfasst, mittels welcher die Verformbarkeit und/oder Verstellbarkeit bewirkbar ist.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one second operational flight position differs from the first operational flight position in at least one plane or differs from the first operational flight position in at least two planes and/or the reversible deformability of the holding device by means of a user-defined Torsional stress of the holding device can be effected and/or wherein the holding device comprises a control unit by means of which the deformability and/or adjustability can be effected.
Es ist beispielsweise vorgesehen, dass die Verformbarkeit und/oder die Verstellbarkeit der Haltevorrichtung und die zugehörige Änderung der Flugbetriebsposition in einfachster Form beispielsweise nur in einer bestimmten Ebene stattfindet.It is provided, for example, that the deformability and/or the adjustability of the holding device and the associated change in the operational flight position in the simplest form takes place, for example, only in a specific plane.
Bezogen auf eine Einbaulage der Vorrichtung kann dies beispielsweise in einer rotatorischen oder einer translatorischen Bewegung der Vorrichtung resultieren, wobei diese Bewegung entsprechend die Änderung der Flugbetriebsposition bedingt, welche ebenfalls nur in einer bestimmten Ebene vollzogen wird.Based on an installation position of the device, this can result, for example, in a rotational or translational movement of the device, with this movement correspondingly causing the change in the flight operating position, which is also only carried out in a specific plane.
Mit anderen Worten führt eine zumindest teilweise seitliche Auslenkung der Vorrichtung zu einer zugehörigen seitlichen Auslenkung der Propelleranordnung jeweils bezogen auf ihre Ausgangslagen. Anstatt einer seitlichen Auslenkung ist eine zumindest teilweise vertikale Auslenkung vorstellbar. Zum Beispiel kann eine ausschließlich vertikale Auslenkung vollzogen werden, sodass die Verformbarkeit und/oder die Verstellbarkeit der Haltevorrichtung und die zugehörige Änderung der Flugbetriebsposition wiederum nur in einer bestimmten Ebene stattfinden. Diese einfachen Formen eignen sich für Einsätze, welche bereits mit einer überschaubaren Flexibilität hinsichtlich der vorgestellten Funktionalität der Vorrichtung auskommen. Diese Vorrichtungen sind dabei mit einem begrenzten materiellen Aufwand kostengünstig realisierbar.In other words, an at least partial lateral deflection of the device leads to an associated lateral deflection of the propeller arrangement, in each case based on their starting positions. Instead of a lateral deflection, an at least partially vertical deflection is conceivable. For example, an exclusively vertical deflection can be carried out, so that the deformability and/or the adjustability of the holding device and the associated change in the flight operating position only take place in a specific plane. These simple forms are suitable for applications which already manage with a manageable flexibility with regard to the presented functionality of the device. These devices can be implemented cost-effectively with limited material outlay.
Eine Kombination dieser beiden Beispiele resultiert darin, dass sich die zweite Flugbetriebsposition in wenigstens zwei Ebenen von der ersten Flugbetriebsstellung unterscheidet. Somit sind im Gegensatz zum ersten Beispiel vielmehr Einstellungsmöglichkeiten realisierbar, sodass auch komplexere Reaktionen auf komplexere Flugsituationen bereitstellbar sind.A combination of these two examples results in the second flight operation position differing from the first flight operation position in at least two levels. In contrast to the first example, it is therefore possible to implement more setting options, so that more complex reactions to more complex flight situations can also be provided.
Eine benutzerdefinierte Torsionsbeanspruchung der Haltevorrichtung ist beispielsweise durch das gegensätzliche temporäre Verdrehen der beiden Bereiche bewirkbar. Auf diese Weise lassen sich zusätzliche Möglichkeiten hinsichtlich der zweiten Flugbetriebsposition erreichen, sodass sich die Möglichkeiten einer noch feineren Steuerung des VTOL-Fahrzeugs, welches über solch eine Haltevorrichtung verfügt, ergeben.A user-defined torsional stress on the holding device can be brought about, for example, by temporarily twisting the two areas in opposite directions. In this way, additional possibilities can be achieved with regard to the second flight operating position, so that the possibilities of an even finer control of the VTOL vehicle, which has such a holding device, result.
Die Steuereinheit ist ausgelegt, auf Grundlage einer aktuellen Fluglage sowie einem gewünschten Flugmanöver eine optimale Form/Verstellung der Haltevorrichtung zu bestimmen und anschließend zu bewirken. Je nach Komplexität kann solch eine Bestimmung in Echtzeit berechnet werden oder auf von Herstellern vorgegebenen Kennfeldern basieren. Der Einsatz ist sowohl für schwenkbare als auch festfixierte Propelleranordnungen geeignet. Solch eine Steuereinheit ist dabei auf jegliche Weise mit dem VTOL-Fahrzeug koppelbar, sodass zumindest ein Steuerbefehl auch direkt von einer entsprechenden Vorrichtung in dem VTOL-Fahrzeug oder einer das VTOL-Fahrzeug steuernden Vorrichtung für die Funktionalität der vorgestellten Haltevorrichtung einsetzbar ist.The control unit is designed to determine an optimal shape/adjustment of the holding device on the basis of a current flight attitude and a desired flight maneuver and then to effect it. Depending on the complexity, such a determination can be calculated in real time or based on characteristic maps provided by manufacturers. The insert is suitable for both swiveling and fixed propeller arrangements. Such a control unit can be coupled to the VTOL vehicle in any way, so that at least one control command can also be used directly from a corresponding device in the VTOL vehicle or a device controlling the VTOL vehicle for the functionality of the presented holding device.
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Haltevorrichtung zumindest teilweise in dem ersten Bereich und/oder zumindest teilweise in dem zweiten Bereich und/oder zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich piezoelektrisches Material umfasst, sodass zumindest teilweise mittels einer angelegten elektrischen Spannung die benutzerdefinierte Verformbarkeit der Haltevorrichtung bewirkbar ist.It is also provided in a further preferred embodiment of the invention that the holding device is at least partially in the first Region and/or at least partially in the second region and/or at least partially between the first and the second region comprises piezoelectric material, so that the user-defined deformability of the holding device can be brought about at least partially by means of an applied electrical voltage.
Mit anderen Worten ist eine aktiv gesteuerte Verformbarkeit mittels des jeweils vorgesehenen piezoelektrischen Materials erreichbar, welches die gezielte Verformbarkeit beim Anlegen einer elektrischen Spannung gewährleistet. Dieses piezoelektrischen Material kann beispielsweise in Form von Piezoaktoren oder in ähnlicher Weise vorgehalten sein. Beispielsweise ist das piezoelektrische Material in Form von jeweiligen Piezoelementen vorgesehen, sodass sich die gewünschte Verformbarkeit aufgrund des Zusammenspiels dieser einzelnen Piezoelemente einstellt.In other words, an actively controlled deformability can be achieved by means of the piezoelectric material provided in each case, which ensures the targeted deformability when an electrical voltage is applied. This piezoelectric material can, for example, be provided in the form of piezo actuators or in a similar manner. For example, the piezoelectric material is provided in the form of respective piezo elements, so that the desired deformability is achieved due to the interaction of these individual piezo elements.
Der Einsatz von piezoelektrischem Material ermöglicht eine besonders feine Einstellung der Vorrichtung, sodass eine besonders kleinteilige Steuerung von sich unterscheidenden Flugbetriebspositionen bereitstellbar ist. Zudem ist die notwendige anzulegende Spannung somit leicht bewirkbar und es resultiert somit eine besonders anwenderfreundliche Haltevorrichtung während eines Anwendungsfalls, beispielsweise während eines Flugbetriebs. Es kann somit auf überraschend einfache Weise eine Verformbarkeit der Haltevorrichtung im Flugbetrieb bereitgestellt werden, um somit automatisch entsprechende Flugbetriebspositionen von angeordneten Propelleranordnungen zu bewirken.The use of piezoelectric material enables a particularly fine adjustment of the device, so that a particularly small-scale control of differing flight operating positions can be provided. In addition, the necessary voltage to be applied can thus be effected easily, resulting in a particularly user-friendly holding device during an application, for example during flight operations. Thus, in a surprisingly simple manner, the holding device can be made deformable during flight operations, in order to automatically bring about corresponding flight operation positions of arranged propeller arrangements.
Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Haltevorrichtung zumindest teilweise in dem ersten Bereich und/oder zumindest teilweise in dem zweiten Bereich und/oder zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich elastisches Material umfasst, sodass zumindest teilweise aufgrund einer Belastung im Flugbetrieb des ersten Bereichs und/oder des zweiten Bereichs und/oder eines Zwischenbereichs zwischen dem ersten und zweiten Bereich die benutzerdefinierte Verformbarkeit der Haltevorrichtung bewirkbar ist.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention it is provided that the holding device comprises elastic material at least partially in the first area and/or at least partially in the second area and/or at least partially between the first and the second area, so that at least partially due to Load during flight operation of the first area and / or the second area and / or an intermediate area between the first and second area, the user-defined deformability of the holding device can be effected.
Je nachdem in welcher Menge und in welcher Position dieses elastische Material in der Vorrichtung vorgesehen ist, ist somit eine jeweilige benutzerdefinierte Verformbarkeit im Zusammenhang mit sich einstellenden Belastungen im Flugbetrieb bewirkbar. Diese Art der benutzerdefinierten Verformbarkeit ist insofern eine passive Verformung der Haltevorrichtung, welche jedoch definiert aufgrund der bewusst gewählten Materialanordnung in der Haltevorrichtung ebenfalls benutzerdefiniert bereitstellbar ist. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass keine aktive Steuerung benötigt wird, da sich der gewünschte Effekt immer dann einstellt, wenn sich die entsprechende Belastung im Flugbetrieb einstellt. Insofern ist diese Ausführungsform kostengünstig herstellbar und bietet eine zuverlässige Funktionalität, da die gewünschten Betriebszustände sich aufgrund wirkender physikalischer Prinzipien einstellen.Depending on the quantity and position of this elastic material in the device, a respective user-defined deformability can be brought about in connection with the loads that occur during flight operations. This type of user-defined deformability is in this respect a passive deformation of the holding device, which, however, can also be provided in a user-defined manner due to the deliberately chosen material arrangement in the holding device. This embodiment offers the advantage that no active control is required, since the desired effect always occurs when the corresponding load occurs during flight operations. In this respect, this embodiment can be produced cost-effectively and offers reliable functionality, since the desired operating states are established on the basis of active physical principles.
Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Haltevorrichtung zumindest eine Verstellmimik umfasst, mittels welcher die Haltevorrichtung zumindest teilweise an dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeuges und/oder an der zumindest einen mit dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeuges gekoppelten Baueinheit koppelbar ist, sodass zumindest teilweise aufgrund einer Belastung im Flugbetrieb des ersten Bereichs und/oder des zweiten Bereichs und/oder eines Zwischenbereichs zwischen dem ersten und zweiten Bereich eine benutzerdefinierte Verstellbarkeit der Haltevorrichtung mittels der Verstellmimik bewirkbar ist.In addition, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the holding device comprises at least one adjustment mechanism, by means of which the holding device can be coupled at least partially to the base body of the VTOL vehicle and/or to the at least one structural unit coupled to the base body of the VTOL vehicle , so that a user-defined adjustability of the holding device can be brought about by means of the adjustment mechanism, at least partially due to a load during flight operation of the first area and/or the second area and/or an intermediate area between the first and second area.
Somit ist anstelle einer verformbaren Funktionalität ebenfalls eine passive Verstellmimik für die Haltevorrichtung denkbar. Eine passive Verstellmimik ist unter anderem durch das Führen einer beweglich aufgehängten Haltevorrichtung, welche auch als Propellerarm bezeichnet werden kann, in einer schräg angeordneten Nut oder dergleichen unter einer im Wesentlichen vertikalen Federspannung vorstellbar. Eine Belastung der Haltevorrichtung oder zumindest eines Bereiches der Haltevorrichtung in vertikaler Richtung resultiert dann in einem geringfügigen, vertikalen Einfedern, welches wiederum durch die schräg angeordnete Nut in einer Schwenkbewegung der Haltevorrichtung in eine vorteilhafte Richtung resultiert, welche sich entsprechend der Nut-Ausrichtung ergibt. Weitere Ausführungen zur Gestaltung der Verstellmimik in Hinblick auf die Trajektorie und die Trajektorieführung sind denkbar. Die Nut oder eine vergleichbare Aufnahme ist dann beispielsweise entsprechend in dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeugs oder in einem Bauteil, welches an dem VTOL-Fahrzeug angeordnet ist, vorgesehen. Eine geringfügige Einfederung kann sich beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 80 mm einstellen. Zwar erlaubt solch eine passive Verstellmimik nur eine klar begrenzte Anpassung an eine jeweilige Flugsituationen, da sich die Form beziehungsweise die Positionierung der Haltevorrichtung ausschließlich auf Grundlage der Belastung ändert. Auf der anderen Seite ist somit eine besonders zuverlässige und etwa von menschlichen Eingabebefehlen unabhängige Funktionalität gegeben. Eine komplexe Auslegung und Dimensionierung ist nicht notwendig, wie sie etwa bei der Verwendung von elastischem Material nötig wäre.Thus, instead of a deformable functionality, a passive adjustment mechanism for the holding device is also conceivable. A passive adjustment mimic is conceivable, among other things, by guiding a movably suspended holding device, which can also be referred to as a propeller arm, in an obliquely arranged groove or the like under essentially vertical spring tension. A load on the holding device or at least one area of the holding device in the vertical direction then results in a slight, vertical deflection, which in turn results in a pivoting movement of the holding device in an advantageous direction due to the obliquely arranged groove, which results according to the groove alignment. Further explanations for the design of the adjustment mechanism with regard to the trajectory and the trajectory guidance are conceivable. The groove or a comparable receptacle is then provided, for example, in the base body of the VTOL vehicle or in a component that is arranged on the VTOL vehicle. A slight deflection can occur, for example, in the range between 10 and 80 mm. It is true that such a passive adjustment mimic allows only a clearly limited adjustment to a particular flight situation, since the shape or the positioning of the holding device changes solely on the basis of the load. On the other hand, a particularly reliable functionality that is independent of human input commands is thus provided. A complex design and dimensioning is not necessary, as would be necessary when using elastic material.
Mittels einer Blockiereinheit oder dergleichen ist solch ein spezielle Verstellmimik von einem aktivierten Zustand in einen zumindest teilweise blockierten Zustand überführbar. So ist die Überführung zwischen diesen beiden Zuständen beispielsweise auch stufenlos vorstellbar, sodass sich eine Einfederung nur bedingt in Abhängigkeit eines Einstellungswertes der Blockiereinheit einstellt. Auch ist solch eine Blockiereinheit in jeglicher anderen Verstellmimik in entsprechend angepasster Variante vorsehbar, um die jeweilige Verstellmimik von einem aktivierten Zustand in einen zumindest teilweise blockierten Zustand zu überführen. Je nach Auslegung der Verstellmimik, beispielsweise Auswahl der Federkomponente, ist eine benutzerdefinierte Einstellbarkeit bereitstellbar, sodass sich die zugehörige Funktionalität nur definiert bei entsprechenden Belastungen im Flugbetrieb einstellen.Such a special adjustment mechanism can be transferred from an activated state to an at least partially blocked state by means of a blocking unit or the like. For example, the transition between these two states can also be imagined to be stepless, so that deflection occurs only to a limited extent as a function of a setting value of the blocking unit. Such a blocking unit can also be provided in any other adjustment mechanism in a correspondingly adapted variant in order to convert the respective adjustment mechanism from an activated state into an at least partially blocked state. Depending on the design of the adjustment mimics, for example the selection of the spring component, a user-defined adjustability can be provided so that the associated functionality only occurs in a defined manner with corresponding loads in flight operations.
In einer Sonderform dieser Verstellmimik ist zudem eine Steuerbarkeit mittels einer gekoppelten Steuereinheit vorstellbar. Mit anderen Worten ist auf diese Weise eine rein passive Verstellmöglichkeit mittels beispielsweise von Aktoren oder dergleichen bewirkbar. Auch ist vorstellbar, dass eine gesteuerte Blockiereinheit hierfür vorgesehen ist, sodass eine stufenlos steuerbare Blockiereinheit dann die gewünschte Verstellung der Verstellmimik bewirkt.In a special form of this adjustment mechanism, controllability by means of a coupled control unit is also conceivable. In other words, a purely passive adjustment option can be effected in this way by means of actuators or the like, for example. It is also conceivable that a controlled blocking unit is provided for this purpose, so that a continuously controllable blocking unit then effects the desired adjustment of the adjustment mechanism.
Des Weiteren ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Haltevorrichtung zumindest teilweise in dem ersten Bereich und/oder zumindest teilweise in dem zweiten Bereich und/oder zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich piezoelektrisches Material umfasst, sodass zumindest teilweise mittels einer angelegten elektrischen Spannung die benutzerdefinierte Verformbarkeit der Haltevorrichtung bewirkbar ist und/oder wobei die Haltevorrichtung zumindest teilweise in dem ersten Bereich und/oder zumindest teilweise in dem zweiten Bereich und/oder zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich elastisches Material umfasst, sodass zumindest teilweise aufgrund einer Belastung im Flugbetrieb des ersten Bereichs und/oder des zweiten Bereichs und/oder eines Zwischenbereichs zwischen dem ersten und zweiten Bereich die benutzerdefinierte Verformbarkeit der Haltevorrichtung bewirkbar ist und/oder wobei die Haltevorrichtung zumindest eine Verstellmimik umfasst, mittels welcher die Haltevorrichtung zumindest teilweise an dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeuges und/oder an der zumindest einen mit dem Basiskörper des VTOL-Fahrzeuges gekoppelten Baueinheit koppelbar ist, sodass zumindest teilweise aufgrund einer Belastung im Flugbetrieb des ersten Bereichs und/oder des zweiten Bereichs und/oder eines Zwischenbereichs zwischen dem ersten und zweiten Bereich eine benutzerdefinierte Verstellbarkeit der Haltevorrichtung mittels der Verstellmimik bewirkbar ist. Furthermore, in another preferred embodiment of the invention, it is provided that the holding device comprises piezoelectric material at least partially in the first region and/or at least partially in the second region and/or at least partially between the first and second regions, so that at least partially by means of an applied electrical voltage, the user-defined deformability of the holding device can be brought about and/or wherein the holding device comprises elastic material at least partially in the first area and/or at least partially in the second area and/or at least partially between the first and the second area, so that at least The user-defined deformability of the holding device can be brought about partly due to a load during flight operation of the first area and/or the second area and/or an intermediate area between the first and second area and/or the holding device being at least est comprises an adjustment mimic, by means of which the holding device can be coupled at least partially to the base body of the VTOL vehicle and/or to the at least one structural unit coupled to the base body of the VTOL vehicle, so that at least partially due to loading in flight operation of the first area and/or or of the second area and/or an intermediate area between the first and second area, a user-defined adjustability of the holding device can be brought about by means of the adjustment mechanism.
Die zuvor genannten Vorteile gelten, soweit übertragbar, jeweils auch für jede dieser speziellen Varianten der vorgestellten Haltevorrichtung. Die jeweiligen Hybridlösungen zwischen den einzelnen für sich stehenden Konzepten erlaubt zudem eine weitere Möglichkeit von zahlreichen weiteren Einstellmöglichkeiten, sodass mittels solcher Haltevorrichtungen mit mehreren Verstellfunktionalitäten eine besonders feine Verstellung der angeordneten Propelleranordnung hinsichtlich einer aktuellen Flugsituation realisierbar ist.To the extent that they can be transferred, the aforementioned advantages also apply to each of these special variants of the holding device presented. The respective hybrid solutions between the individual concepts, which stand alone, also allow a further possibility of numerous further adjustment possibilities, so that a particularly fine adjustment of the arranged propeller arrangement with regard to a current flight situation can be realized by means of such holding devices with several adjustment functionalities.
Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuer- und Recheneinheit, welche in dem Haltevorrichtungssystem vorgesehen ist, zudem ausgelegt ist, mit einer Zentralsteuer- und Recheneinheit eines VTOL-Fahrzeuges, an welchem das Haltevorrichtungssystem angeordnet ist, gekoppelt zu werden, sodass aufgrund wenigstens einer übertragenen Information dieser Zentralsteuer- und Recheneinheit die benutzerdefinierte Verformbarkeit auslösbar ist. Auf diese Weise ist das vorgestellte System auch für über eine Stabilisierung oder Optimierung hinausgehende Steuerung des VTOL-Fahrzeugs einsetzbar. Andere Steuerungssysteme sind somit ersetzbar, sodass aufgrund eines geringeren Gewichts beispielsweise eine größere Reichweite des VTOL-Fahrzeugs erzielbar ist.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the control and computing unit, which is provided in the holding device system, is also designed to be coupled to a central control and computing unit of a VTOL vehicle on which the holding device system is arranged , So that the user-defined deformability can be triggered based on at least one transmitted piece of information from this central control and computing unit. In this way, the system presented can also be used for control of the VTOL vehicle that goes beyond stabilization or optimization. Other control systems can thus be replaced, so that a greater range of the VTOL vehicle can be achieved due to a lower weight, for example.
Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in einer speziellen Variante des Haltevorrichtungssystems die Verformbarkeit mittels wenigstens einer in Echtzeit mittels der Steuer- und Recheneinheit berechneten Information bewirkbar ist. Alternativ ist vorstellbar, dass die wenigstens eine übertragene Information von der Zentralsteuer- und Recheneinheit des VTOL-Fahrzeuges einer in der Steuer- und Recheneinheit vorgehaltenen Steuerungsroutine zuordenbar ist, sodass die gewünschte Verformbarkeit mittels einer Ausführung der zugeordneten Steuerungsroutine bewirkbar ist. Eine Zuordnung von vorgehaltenen Steuerungsroutinen bieten den Vorteil von klaren Szenarien, welche klar voraussehbar sind und somit einen vorausschauenden und sicheren Flugbetrieb unterstützen. Die vorgehaltenen Steuerungsroutinen können etwa in Form von vorgegebenen Kennfeldern, welche etwa vom Hersteller vorgegebenen werden, vorgehalten sein. Auch eine benutzerdefinierte Eingabe von einem Anwender im Vorfeld ist vorstellbar, wobei die Einstellungen dann in Bezug auf einen jeweiligen Einsatz auswählbar sind.Finally, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that in a special variant of the holding device system, the deformability can be brought about by means of at least one piece of information calculated in real time by the control and computing unit. Alternatively, it is conceivable that the at least one piece of transmitted information from the central control and processing unit of the VTOL vehicle can be assigned to a control routine stored in the control and processing unit, so that the desired deformability can be brought about by executing the assigned control routine. An assignment of available control routines offers the advantage of clear scenarios, which are clearly foreseeable and thus support forward-looking and safe flight operations. The control routines provided can be provided in the form of specified characteristic diagrams, which are specified by the manufacturer, for example. User-defined input by a user in advance is also conceivable, with the settings then being selectable in relation to a particular use.
Die vorgestellte Vorrichtung und das vorgestellte System sind jeweils im Zusammenhang mit jeglicher vertikalen Mobilität, beispielsweise im Zusammenhang einer urbanen Luftmobilität, anwendbar. Dabei ist sowohl eine Mobilität für das Befördern von Personen als auch von Gütern jeglicher Art vorstellbar. Anders gesagt sind die vorgestellten Komponenten und das vorgestellte VTOL-Fahrzeug für einen Gütertransport für Luftfracht einsetzbar. Das VTOL-Fahrzeug kann beispielsweise jegliche Funktionen eines persönlichen Luftfahrzeugs im Zusammenhang einer vertikalen Mobilität umfassen. Die vorgestellten Haltevorrichtungen sind ausgelegt, um eine Lage- und Schwerpunktsregelung eines VTOL-Fahrzeugs, an welchem sie angeordnet sind, zu unterstützen oder zu bewirken.The presented device and the presented system can each be used in connection with any vertical mobility, for example in connection with urban air mobility. Both a mobility for the Transport of people as well as goods of any kind imaginable. In other words, the presented components and the presented VTOL vehicle can be used for air freight transport. For example, the VTOL vehicle may include any personal aircraft functions in the context of vertical mobility. The presented holding devices are designed to support or effect attitude and center of gravity control of a VTOL vehicle on which they are arranged.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung von einer Draufsicht auf ein VTOL-Fahrzeug mit Haltevorrichtungen in einem ersten Betriebszustand; -
2 eine schematische Darstellung von einer Draufsicht auf ein VTOL-Fahrzeug mit Haltevorrichtungen in einem zweiten Betriebszustand; -
3 eine schematische Darstellung von einer Frontsicht auf ein VTOL-Fahrzeug mit Haltevorrichtungen in einem ersten Betriebszustand; -
4 eine schematische Darstellung von einer Frontsicht auf ein VTOL-Fahrzeug mit Haltevorrichtungen in einem zweiten Betriebszustand; -
5 eine schematische Darstellung von einer Haltevorrichtung.
-
1 a schematic representation of a plan view of a VTOL vehicle with holding devices in a first operating state; -
2 a schematic representation of a top view of a VTOL vehicle with holding devices in a second operating state; -
3 a schematic representation of a front view of a VTOL vehicle with holding devices in a first operating state; -
4 a schematic representation of a front view of a VTOL vehicle with holding devices in a second operating state; -
5 a schematic representation of a holding device.
In einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante sind die Haltevorrichtungen 12 jeweils Bestandteile von einem Haltevorrichtungssystem. Mit anderen Worten umfasst solch ein nicht näher dargestelltes Haltevorrichtungssystem beispielsweise zumindest vier Haltevorrichtungen 12 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6. Auch ist vorstellbar, dass solch ein nicht näher dargestelltes Haltevorrichtungssystem beispielsweise zumindest drei Haltevorrichtungen 12 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst. Es ist dabei vorstellbar, dass zumindest eine der vier (beziehungsweise der drei) Haltevorrichtungen 12 ausgewählt ist aus einer Haltevorrichtung 12 gemäß einem der Ansprüche 3, 5 oder 6. Auch ist vorstellbar, dass solch ein nicht näher dargestelltes Haltevorrichtungssystem eine nicht näher dargestellte Steuer- und Recheneinheit umfasst, welche ausgelegt ist, mit der zumindest einen Haltevorrichtung 12, welche aus einer der Haltevorrichtungen 12 gemäß einem der Ansprüche 3, 5 oder 6 ausgewählt ist, gekoppelt zu werden, sodass mittels der Steuer- und Recheneinheit eine benutzerdefinierte Verformbarkeit und/oder Verstellbarkeit dieser zumindest einen Haltevorrichtung 12 bewirkbar ist, sodass eine jeweilige in dem zweiten Bereich 18 angeordnete Propelleranordnung 20 von einer ersten Flugbetriebsposition in wenigstens eine zweite Flugbetriebsposition veränderbar ist, sodass ein mit diesem Haltevorrichtungssystem ausgestattetes VTOL-Fahrzeug 10 somit definiert mittels des Haltevorrichtungssystems steuerbar ist.In an embodiment variant that is not shown in detail, the holding
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- VTOL-FahrzeugVTOL vehicle
- 1212
- Haltevorrichtungholding device
- 1414
- erster Bereichfirst area
- 1616
- Basiskörperbase body
- 1818
- zweiter Bereichsecond area
- 2020
- Propelleranordnungpropeller arrangement
- 2222
- Richtungspfeildirectional arrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- US 2019/0061934 [0010]US2019/0061934 [0010]
- EP 3594113 A1 [0011]EP 3594113 A1 [0011]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified |