DE102022116768B4

DE102022116768B4 - Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug und Verfahren zur Verwaltung von Nutzlasten eines Luftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102022116768B4
Application number: DE102022116768.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Brinkmeyer
Original assignee: Globe Uav GmbH
Current assignee: Globe Uav GmbH
Priority date: 2022-07-05
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2042-07-06
Also published as: DE102022116768A1; WO2024008731A1

Abstract

Nutzlastträgersystem (1) für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug, das Nutzlastträgersystem (1) umfassend:- mehrere Trägereinheiten (2, 3, 4), wobei- jede Trägereinheit (2, 3, 4) jeweils einen Tragkörper (5) und jeweils einen Nutzlasthalter (6) aufweist, wobei- der Nutzlasthalter (6) mit einer Nutzlast des Luftfahrzeugs verbindbar ist und der Nutzlasthalter (6) dazu ausgebildet ist, an dem Tragkörper (5) lösbar befestigt zu werden,- das Nutzlastträgersystem (1) dazu ausgebildet ist, vor dem Start des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4) und unabhängig von der/den anderen Trägereinheit/Trägereinheiten (2, 3, 4) die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) zu lösen, und- das Nutzlastträgersystem (1) eine Steuereinheit aufweist, die das unabhängige Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem Tragkörper (5) so steuert, dass die Nutzlasten vom Luftfahrzeug getrennt werden, welche für einen folgenden Flugauftrag nicht benötigt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug. Das Nutzlastträgersystem weist mehrere Trägereinheiten auf. Jede der mehreren Trägereinheit umfasst jeweils einen Tragkörper und jeweils einen Nutzlasthalter.
Stand der Technik
Luftfahrzeuge, und im speziellen unbemannte Luftfahrzeuge, werden zur Bewerkstelligung humanitärer, aber auch kommerzieller Aufgaben immer relevanter. Beispielsweise werden unbemannte Luftfahrzeuge von Rettungs- und Sicherheitskräften verwendet, um sich am Einsatzort ein besseres Lagebild über das jeweilige Einsatzszenario verschaffen zu können und/oder Einsatzmaterialien in das Einsatzgebiet verbringen zu können. In der gewerblichen Anwendung werden unbemannte Luftfahrzeuge beispielsweise dazu genutzt, um Stromleitungen und Windkraftanlagen zu inspizieren und/oder um Ersatzteile oder Werkzeuge zu den Stromleitungen und Windkraftanlagen zu verbringen.
Regelmäßig werden die Luftfahrzeuge erst kurz vor dem Start mit der für den folgenden Flugauftrag benötigten Nutzlast beladen. Handelt es sich beispielsweise bei dem Flugauftrag um einen Rettungsflug an Land, bei dem Sanitätsmaterial zum Einsatzort verbracht werden soll, wird das unbemannte Luftfahrzeug erst kurz vor dem Start mit Sanitätsmaterial beladen. Handelt es sich dem gegenüber beispielsweise um einen Rettungsflug über einem Gewässer, bei dem eine Rettungsweste zu einem in Not geratenen Schwimmer verbracht werden soll, wird das unbemannte Luftfahrzeug erst kurz vor dem Start mit der Rettungsweste beladen.
Aus der US 2019 / 0 373 173 A1 ist ein Luftfahrzeug bekannt, bei dem hohe Flexibilität dahingehend besteht, im Betrieb Informationen über die Umgebung zu erfassen. Dabei sind mehrere Kameras flexibel bewegbar an dem Luftfahrzeug angeordnet. Hierzu weist das Luftfahrzeug ein Nutzlastsystem mit mehreren als kardanische Aufhängungen ausgebildeten Nutzlastträgern auf, die die Kameras tragen und die mittels Trägerkörpern an dem Luftfahrzeug befestigt werden können.
Das Beladen kurz vor dem Start hat den Nachteil, dass dadurch Einsatzkräfte gebunden werden und die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs erheblich erhöht wird. Darüber hinaus sind für die korrekte Anbindung spezifischer Nutzlasten an das Luftfahrzeug auch häufig spezifische Verbindungsmittel zu nutzen. Dies reduziert regelmäßig zusätzlich die Einsatzflexibilität der Luftfahrzeuge, also die Diversität der potenziell durchführbaren Flugmissionen.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nutzlastträgersystem bereitzustellen, welches die vorgenannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik überwindet. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug, bereitzustellen, welches die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs erhöht und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert.
Diese Aufgabe wird mit dem Nutzlastträgersystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und/oder werden in der folgenden Beschreibung erläutert.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug bereitzustellen, dass mehrere Trägereinheiten umfasst. Jede Trägereinheit weist jeweils einen Tragkörper und jeweils einen Nutzlasthalter auf. Vorzugsweise ist das Nutzlastträgersystem ein auf eine Flugmission bzw. einen Flugauftrag anpassbares Nutzlastträgersystem.
Der Begriff „Luftfahrzeug“ umfasst im Sinne dieser Erfindung sämtliche Luftfahrzeuge, wie beispielsweise Flächenflieger (Luftfahrzeuge mit starren und/oder schwenkbeweglichen Tragflächen), Drehflügler (Hubschrauber) und/oder Luftschiffe. Der Begriff „Luftfahrzeug“ umfasst insbesondere auch unbemannte Luftfahrzeuge. Vorzugsweise ist das Nutzlastträgersystem für die Verwendung an unbemannten Luftfahrzeugen ausgebildet.
Der Nutzlasthalter ist erfindungsgemäß mit einer Nutzlast des Luftfahrzeugs verbindbar. Der Nutzlasthalter kann hierfür eine Nutzlastverbindungseinrichtung aufweisen. Die Nutzlastverbindungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, den Nutzlasthalter kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Nutzlast zu verbinden.
Unter dem Begriff „Nutzlast“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jeder Gegenstand verstanden, der an ein Luftfahrzeug anbringbar ist und/oder durch das Luftfahrzeug transportierbar ist, insbesondere im Rahmen einer Flugmission bzw. eines Flugauftrags transportierbar ist. Wenn das Luftfahrzeug beispielsweise einen Flugauftrag für einen Rettungseinsatz durchführt, kann es sich bei den Nutzlasten um automatische Defibrillatoren, so genannte AED's, um Rettungswesten und/oder um verschiedenstes Sanitätszubehör, insbesondere verschiedene Medipacks handeln. Alternativ kann es sich bei einer Nutzlast um Missionselektronik, wie beispielsweise Gimbels, Kameras, Infrarotkameras und/oder Restlichtverstärker handeln. Auch Ersatzteile und/oder verschiedenste Werkzeuge sind denkbar.
Erfindungsgemäß ist der Nutzlasthalter auch dazu ausgebildet, an dem Tragkörper befestigt zu werden. Die Befestigung zwischen dem Tragkörper und dem Nutzlasthalter ist dabei lösbar, insbesondere zerstörungsfrei lösbar. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass das Nutzlastträgersystem, vor dem Start des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten die Befestigung zwischen dem jeweiligen Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper lösen kann und/oder löst. Das Lösen der Befestigung erfolgt dabei unabhängig von den anderen Trägereinheiten bzw. der anderen Trägereinheit.
Erfindungsgemäß weist das Nutzlastträgersystem eine Steuereinheit auf, die das unabhängige Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper so steuert, dass die Nutzlasten vom Luftfahrzeug getrennt werden, welche für einen folgenden Flugauftrag nicht benötigt werden.
Das erfindungsgemäße Nutzlastträgersystem bewirkt vorteilhafterweise, dass das Luftfahrzeug vor dem Start mit einer Vielzahl von Nutzlasten beladen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das Luftfahrzeug vor Erteilung des eigentlichen Flugauftrags auf verschiedenste Flugmission vorbereitet werden kann, ohne das feststehen muss, welche konkrete Nutzlast für den nächsten Flugauftrag benötigt wird. Sobald feststeht, welche der angebrachten Nutzlasten für den folgenden Flugauftrag benötigt werden, können durch das Lösen der Befestigungen zwischen den Nutzlasthaltern und den Tragkörper die Nutzlasten vom Luftfahrzeug getrennt werden, welche für den folgenden Flugauftrag nicht benötigt werden. Durch das gezielte Lösen der Befestigungen vor dem Start des Luftfahrzeugs können die während des Fluges mitzuführenden Nutzlasten effektiv, schnell und für den Nutzer vollkommen unkompliziert angepasst werden. Vorteilhafterweise hebt das Luftfahrzeug beim Start nur noch die Nutzlast / die Nutzlasten an, die für den vorliegenden Flugauftrag auch konkret benötigt wird/werden. Dies hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs erhöht wird und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das erfindungsgemäße Nutzlastträgersystem die Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs einfach, schnell und effektiv angepasst werden kann. Dies erhöht vorteilhafterweise diverse Flugleistungsparameter des Luftfahrzeugs, wie beispielsweise Steigleistung und/oder Reichweite.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Nutzlastträgersystems weist das Nutzlastträgersystem mehr als zwei Trägereinheiten auf. Beispielsweise kann das Nutzlastträgersystem 3 bis 10, vorzugsweise 3 bis 7 und besonders bevorzugt 3 bis 5, Trägereinheiten aufweisen. Vorzugsweise steigt mit der Anzahl der Trägereinheiten auch die Anzahl der mit dem Luftfahrzeug verbindbaren Nutzlasten.
Die gesteigerte Anzahl der Trägereinheiten bewirkt vorteilhafterweise, dass das Luftfahrzeug vor dem Start überladen werden kann. Das heißt, dass die Gesamtmasse aller Nutzlasten und des Luftfahrzeugs, die zulässige Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs überschreiten kann. Nach dem Lösen einer Befestigung bzw. mehrerer Befestigungen reduziert sich die Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs um das Gewicht der Nutzlasten, die mit den Nutzlasthaltern verbunden sind, welche nicht mehr an den Tragkörpern befestigt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs deutlich erhöht wird. Mit anderen Worten kann das Luftfahrzeug mit möglichst vielen potenziellen Nutzlasten beladen werden, wobei durch das Luftfahrzeug während des Fluges nur die Nutzlasten transportiert werden, die für den konkreten Flugauftrag auch wirklich benötigt werden. Die vorgenannten Ausführungen schließen nicht aus, dass dieser Vorteil auch schon mit zwei Trägereinheiten erreicht werden kann.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Nutzlastträgersystems, ist das Nutzlastträgersystem dazu ausgebildet, während des Flugs des Luftfahrzeugs, bei einer der mehreren Trägereinheiten die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper zu lösen. Vorzugsweise kann das Nutzlastträgersystem den Nutzlasthalter während des Flugs des Luftfahrzeugs und unabhängig von den anderen Trägereinheiten lösen.
Das Lösen der Befestigung während des Fluges bewirkt vorteilhafterweise, dass das Nutzlastträgersystem auch für sogenannte Air-Drop-Flugmissionen geeignet ist. Bei Air-Drop-Flugmissionen werden Nutzlasten während des Fluges freigegeben, um beispielsweise schwerkraftbedingt in Richtung Boden zu fallen. Dies hat den Vorteil, dass durch das Nutzlastträgersystem die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs weiter erhöht wird.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der Nutzlasthalter und der Tragkörper derart ausgebildet, dass der Nutzlasthalter und der Tragkörper zumindest abschnittsweise formschlüssig miteinander verbunden werden. Vorteilhafterweise bewirkt der Formschluss, insbesondere der zumindest abschnittsweise Formschluss, dass der Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper noch zumindest in einem Freiheitsgrad beweglich bleibt. Beispielsweise können der Nutzlasthalter und der Tragkörper derart ausgebildet sein, dass der Nutzlasthalter zumindest abschnittsweise in den Tragkörper eingeschoben werden kann. Im eingeschobenen Zustand kann der Nutzlasthalter aufgrund des Formschlusses in eine zur Einschubrichtung senkrechte Richtung unbeweglich sein, insbesondere in Bezug auf den Tragkörper in eine zur Einschubrichtung senkrechte Richtung unbeweglich sein. In Einschubrichtung kann der Nutzlasthalter verschiebebeweglich sein.
Dies hat den Vorteil, dass die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper besonders stabil ausgeführt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann der Tragkörper zumindest abschnittsweise in den Nutzlasthalter eingeführt sein, wenn der Nutzlasthalter am Tragkörper befestigt ist.
Die Trägereinheiten sind bei einer beispielhaften Ausführungsform im Wesentlichen baugleich. Unter dem Begriff „im Wesentlichen baugleich“ werden im Sinne dieser Erfindung identische physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise Abmaße und/oder Gewicht, verstanden, wobei fertigungsbedingte Herstellungstoleranzen unberücksichtigt bleiben. Alternativ oder zusätzlich ist ein Nutzlasthalter einer ersten Trägereinheit dazu ausgebildet, an einem Tragkörper einer von der ersten Trägereinheit abweichenden zweiten Trägereinheit lösbar befestigt zu werden.
Diese Ausführungsform bewirkt vorteilhafterweise, dass eine Nutzlast, die mit einem Nutzlasthalter verbunden ist, an jeder gewünschten Trägereinheit des Nutzlastträgersystems angeordnet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Interoperabilität des Nutzlastträgersystems erhöht wird.
Vorzugsweise kann das Nutzlastträgersystem an ein Luftfahrzeug angebracht werden, insbesondere unmittelbar an ein Luftfahrzeug angebracht werden. Beispielsweise kann das Nutzlastträgersystem an einer Unterseite des Luftfahrzeugs angebracht werden. Insbesondere die Trägereinheiten des Nutzlastträgersystems, und besonders bevorzugt die Tragkörper des Nutzlastträgersystems, können am Luftfahrzeug angebracht werden. Zur Anbringung kann das Nutzlastträgersystem kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Luftfahrzeug verbunden werden.
Dies hat den Vorteil, dass jedes beliebige Luftfahrzeug, insbesondere jedes beliebige unbemannte Luftfahrzeug, mit dem Nutzlastträgersystem nachrüstbar ist.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Nutzlastträgersystems weist zumindest eine der mehreren Trägereinheiten eine Verschlussvorrichtung auf. Vorzugsweise weisen mehrere Trägereinheiten, insbesondere alle Trägereinheiten, jeweils eine Verschlussvorrichtung auf. Mittels der Verschlussvorrichtung kann der Nutzlasthalter lösbar an dem Tragkörper befestigt werden. Beispielsweise bewirkt die Verschlussvorrichtung, dass der Nutzlasthalter am Tragkörper befestigt werden kann, insbesondere unbeweglich am Tragkörper befestigt werden kann. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper verriegelt. Zusätzlich oder alternativ kann die Verschlussvorrichtung beispielsweise bewirken, dass die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper gelöst wird. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper freigibt. Letzteres führt insbesondere dazu, dass der Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper in mindestens eine Richtung und/oder in einem Freiheitsgrad bewegbar wird. Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise eine Arretiermechanik, einen Bajonettverschluss und/oder eine Greif-/Klemmmechanik sein.
Alternativ oder zusätzlich sind auch magnetfeldbasierte Verschlussvorrichtung denkbar. Beispielsweise kann der Nutzlasthalter einen Permanentmagneten aufweisen und der Tragkörper ein Mittel zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes, insbesondere einen Spulenkörper. Durch Veränderung des Magnetfelds kann der Permanentmagnet angezogen oder abgestoßen werden. Wenn die Verschlussvorrichtung beispielsweise den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper verriegelt, kann der Nutzlasthalter über den Permanentmagneten und durch das Magnetfeld nahe am Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes gehalten werden. Umgekehrt kann der Nutzlasthalter bei Änderung des Magnetfeldes frei gegeben werden.
Die Verschlussvorrichtung hat den Vorteil, dass durch eine einzige Vorrichtung das Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper bewirkt werden kann. Dadurch kann das Nutzlastträgersystem kostengünstig hergestellt werden und ist in der Funktionalität besonders fehlerunanfällig.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform umfasst die Verschlussvorrichtung einen Aktuator und eine Verriegelungseinheit. Der Aktuator ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Verriegelungseinheit zwischen einer Verschlussposition und einer von der Verschlussposition abweichenden Freigabeposition hin und her zu bewegen.
Vorzugsweise bewirkt die Verriegelungseinheit in der Verschlussposition, dass der Nutzlasthalter am entsprechenden Tragkörper befestigt ist. Vorteilhafterweise wird der Nutzlasthalter durch die Verschlussvorrichtung, insbesondere durch die Verriegelungseinheit, in Bezug auf den Tragkörper verriegelt, wenn sich die Verriegelungseinheit in der Verschlussposition befindet. In der Freigabeposition kann die Verriegelungseinheit bewirken, dass die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper gelöst ist.
Der Aktuator kann unmittelbar, also direkt, oder mittelbar, beispielsweise über eine Hebelmechanik, mit der Verriegelungseinheit verbunden sein. Die Hebelmechanik bewirkt vorzugsweise, dass eine rotatorische Bewegung des Aktuators in eine translatorische Bewegung der Verriegelungseinheit umgeformt wird.
Zusätzlich oder alternativ zum oben beschriebenen Aktuator kann die Verriegelungseinheit auch magnetfeldbasiert bewegt werden. Beispielsweise kann die Verriegelungseinheit einen Permanentmagneten aufweisen und der Tragkörper ein Mittel zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes, insbesondere einen Spulenkörper. Durch Veränderung des Magnetfelds kann der Permanentmagnet angezogen oder abgestoßen werden. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass sich die Verriegelungseinheit auf das Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes zu bewegt und dabei beispielsweise in die Verschlussposition bewegt. Umgekehrt kann sich die Verriegelungseinheit bei geändertem Magnetfeld von dem Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes wegbewegen, beispielsweise in die Freigabeposition bewegen. Zusätzlich kann die Verriegelungseinheit bei einer solchen Ausführungsform nahe am Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes gehalten werden oder beabstandet vom Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes gehalten werden.
Eine Verschlussvorrichtung mit einem Aktuator und einer Verriegelungseinheit hat den Vorteil, dass die Verschlussvorrichtung besonders zuverlässig und fehlerunanfällig funktioniert und gelichzeitig kostengünstig in das Nutzlastträgersystem integriert werden kann.
Die Verriegelungseinheit kann ein Verriegelungsmittel umfassen. Vorzugsweise ist das Verriegelungsmittel dazu ausgebildet, mit einer korrespondierenden Verriegelungsausnehmung des Nutzlasthalters in Eingriff gebracht zu werden. Das Verriegelungsmittel wird insbesondere dann mit der korrespondierenden Verriegelungsausnehmung des Nutzlasthalters in Eingriff gebracht, wenn sich die Verriegelungseinheit von der Freigabeposition in die Verschlussposition bewegt. Die Verriegelungseinheit kann auch mehrere Verriegelungsmittel umfassen. Die Anzahl der Verriegelungsmittel entspricht vorteilhafterweise der Anzahl an Verriegelungsausnehmungen, die der Nutzlasthalter aufweist.
Erfindungsgemäß weist das Nutzlastträgersystem eine Steuereinheit auf. Die Steuereinheit kann das unabhängige Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper steuern. Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit das Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper einer Trägereinheit unabhängig von den anderen Trägereinheiten / der anderen Trägereinheit steuern. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, das Lösen der Befestigungen zwischen mehreren Nutzlasthaltern und den entsprechenden Tragkörpern zu steuern, insbesondere gleichzeitig zu steuern. Die Steuereinheit kann beispielsweise eine elektrische Steuereinheit, vorzugsweise eine rechengestützte Steuereinheit sein. Die Steuereinheit kann eine Elektronikplatine, einen Computer und/oder ein programmierbares Rechenwerk (CPU) aufweisen.
Eine Ausführungsform mit einer Steuereinheit hat den Vorteil, dass das Lösen der Befestigungen nahezu vollständig automatisiert erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Handhabbarkeit des Nutzlastträgersystems für einen Nutzer stark vereinfacht bzw. optimiert wird.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, Missionssignale zu empfangen. Vorteilhafterweise steuert die Steuereinheit in Abhängigkeit der empfangenen Missionssignale, insbesondere auf Basis der empfangenen Missionssignale, welche Befestigung zwischen Nutzlasthalter und Tragkörper gelöst wird. Unter dem Begriff „Missionssignal“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jedes Signal verstanden, das durch die Steuereinheit als Eingangssignal aufgenommen und/oder empfangen werden kann. Über das Missionssignal wird insbesondere eine Information übertragen, die im Zusammenhang mit der für die Flugmission benötigten Nutzlast und/oder im Zusammenhang mit dem während der Flugmission mitzuführenden Nutzlasthalter steht. Dies hat den Vorteil, dass sich das Nutzlastträgersystems auch von extern, beispielsweise über Funkkommunikation, steuern lässt.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die jeweiligen Aktuatoren der Verschlussvorrichtungen anzusteuern, insbesondere unabhängig voneinander anzusteuern. Aufgrund der direkten Steuerung der Aktuatoren durch die Steuereinheit, kann die Zuverlässigkeit des Nutzlastträgersystems weiter erhöht werden.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Nutzlastträgersystem eine Sensoreinheit. Vorteilhafterweise weist jede der mehreren Trägereinheiten eine Sensoreinheit auf. Die Sensoreinheit kann dazu ausgebildet sein, einen spezifischen Nutzlasthalter zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, eine mit dem Nutzlasthalter verbundene Nutzlast zu erkennen, insbesondere eine Nutzlast zu erkennen, die mit dem Nutzlasthalter verbunden ist, welcher der jeweiligen Trägereinheit zugeordnet ist. Die Sensoreinheit kann insbesondere Sensorsignale erzeugen. Die Sensorsignale können Informationen über die Nutzlasthalter und/oder die mit den Nutzlasthaltern verbundenen Nutzlasten enthalten. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit mittelbar oder unmittelbar mit der Steuereinheit signalkommunizierend verbunden. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein die Sensorsignale zu verarbeiten.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, zu erkennen, ob ein Nutzlasthalter an dem Tragkörper befestigt ist oder ob die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper gelöst ist. Vorzugsweise erkennt die Sensoreinheit, ob die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper verriegelt oder ob die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper fei gibt. Beispielsweise kann die Sensoreinheit erkennen, ob sich die Verriegelungseinheit in der Verschlussposition befindet oder ob sich die Verriegelungseinheit in der Freigabeposition befindet.
Das Nutzlastträgersystem kann eine Sensoreinheit zur Erkennung der Befestigung des Nutzlasthalters an dem Tragkörper und eine weitere Sensoreinheit zur Erkennung des konkreten Nutzlasthalters und/oder zur Erkennung der mit dem Nutzlasthalter verbundenen Nutzlast aufweisen. Alternativ kann eine Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, sowohl zu erkennen, ob der Nutzlasthalter an dem Tagkörper befestigt ist, als auch zu erkennen welcher konkrete Nutzlasthalter an dem Tragkörper befestigt ist bzw. welche Nutzlast mit dem Nutzlasthalter verbundenen ist.
Eine Ausführungsform mit einer Sensoreinheit bewirkt vorteilhafterweise, dass das Nutzlastträgersystem automatisiert oder zumindest teilautomatisiert erkennen kann, welche Nutzlasten mit dem Luftfahrzeug verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass die Handhabbarkeit des Nutzlastträgersystems für einen Nutzer stark vereinfacht bzw. optimiert wird.
Die Sensoreinheit kann vorteilhafterweise einen Detektor und ein von dem Detektor erfassbares Identifikationsmittel aufweisen. Vorzugsweise ist das Identifikationsmittel am Nutzlasthalter und/oder an einer mit dem Nutzlasthalter verbundenen Nutzlast angebracht. Beispielsweise kann die Sensoreinheit einen NFC-Empfänger (Near Field Communication Empfänger) und einen NFC-Sender (Near Field Communication Sender) aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Detektor ein Magnetfeldsensor sein und das Identifikationsmittel ein Permanentmagnet. Wenn die Sensoreinheit einen Magnetfeldsensor und einen Permanentmagneten aufweist, kann die Sensoreinheit integraler Bestandteil und/oder Teil der Verschlussvorrichtung sein.
Vorzugsweise wird das Nutzlastträgersystem zum Trennen von Nutzlasten von einem Luftfahrzeug vor dem Start des Luftfahrzeugs verwendet. Zusätzlich kann das Nutzlastträgersystem auch zum Trennen der Nutzlasten von dem Luftfahrzeug während des Flugs verwendet werden.
Die eingangs genannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch ein Luftfahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst. Bei dem Luftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein unbemanntes Luftfahrzeug. Das Luftfahrzeug umfasst zumindest ein Nutzlastträgersystem gemäß den vorangegangenen Ausführungen.
Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug, insbesondere das erfindungsgemäße unbemannte Luftfahrzeug, hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs erhöht wird und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert wird.
Auch das Verfahren zum Nutzlastmanagement eines Luftfahrzeugs gemäß Anspruch 9 löst die eingangs genannte Aufgabe erfindungsgemäß. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

a) Beladen von mindestens zwei Trägereinheiten eines Nutzlastträgersystem gemäß den vorangegangenen Ausführungen, und
b) Lösen der Befestigung zwischen zumindest einem der Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper vor dem Start des Luftfahrzeugs.

Der Verfahrensschritt der Beladung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Nutzlasthalter, vorzugsweise so viele Nutzlasthalter, wie das Nutzlastträgersystem Trägereinheiten aufweist, mit jeweils einer Nutzlast verbunden werden. Darüber hinaus werden die mit den Nutzlasten verbundenen Nutzlasthalter an jeweils einem Tragkörper befestigt.
Der Verfahrensschritt des Lösens der Befestigung vor dem Start des Luftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der vom Tragkörper zu lösende Nutzlasthalter mit einer Nutzlast verbunden ist, die während der Flugmission des Luftfahrzeugs nicht benötigt wird.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs durch das erfindungsgemäße Nutzlastmanagement erhöht wird und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert wird.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung des vorgenannten Verfahrens wird vor dem Lösen der Befestigung ein Missionssignal empfangen. Vorzugsweise wird das Missionssignal durch die Steuereinheit empfangen. Das Missionssignal kann Informationen über

a) die während der Flugmission benötigten Nutzlasten,
b) die während der Flugmission mitzuführenden Nutzlasthalter,
c) die während der Flugmission nicht benötigten Nutzlasten, und/oder
d) die während der Flugmission nicht mitzuführenden Nutzlasthalter enthalten.

Vorteilhafterweise erfolgt das Lösen der Befestigung auf Basis des empfangenen Missionssignals. Dies hat den Vorteil, dass das Nutzlastmanagement von extern, beispielsweise über Funkkommunikation, beeinflusst bzw. gesteuert werden kann.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann, zusätzlich zum Lösen der Befestigung vor dem Start des Luftfahrzeugs, eine weitere Befestigung, insbesondere eine Befestigung zwischen einem weiteren Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper, während des Flugs gelöst werden.
Dadurch umfasst das Nutzlastmanagement auch eine Air-Drop-Funktionalität. Dies hat den Vorteil, dass durch das Verfahren die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs weiter erhöht wird.
Das Verfahren weist vorteilhafterweise auch einen Verfahrensschritt auf, bei welchem nach dem Beladen durch das Nutzlastträgersystem erkannt wird, welche Nutzlasthalter an den Tragkörpern befestigt wurden. Alternativ oder zusätzlich kann das Nutzlastträgersystem erkennen, welche Nutzlast mit dem, an dem entsprechenden Tragkörper befestigten, Nutzlasthalter verbunden ist. Vorzugsweise wird der Verfahrensschritt der Erkennung mittels einer Sensoreinheit durchgeführt.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens, wird das Nutzlastträgersystem derart beladen, dass

a) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs überschreitet und nach dem Lösen der Befestigung die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs unterschreitet, oder
b) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs die Flugleistung des Luftfahrzeugs stark reduziert, insbesondere die maximale Reichweite des Luftfahrzeugs auf eine erste maximale Reichweite beschränkt, und durch das Lösen der Befestigung die Flugleistung des Luftfahrzeugs erhöht wird, insbesondere die maximale Reichweite des Luftfahrzeugs auf zweite maximale Reichweite erhöht wird.

Dies hat den Vorteil, dass die maximalen Beladekapazitäten des Luftfahrzeugs durch das Verfahren bestmöglich ausgenutzt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und anhand der Figuren. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Nutzlastträgersystems,
2 eine perspektivische Darstellung einer Trägereinheit des Nutzlastträgersystems gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, und
3 eine perspektivische Schnittdarstellung der Trägereinheit gemäß 2.

Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Nutzlastträgersystems 1. Das Nutzlastträgersystem 1 ist dazu ausgebildet an einem nicht dargestellten Luftfahrzeug, insbesondere an einem unbemannten Luftfahrzeug befestigt zu werden. Hierfür weißt das Nutzlastträgersystem 1 Befestigungsmittel 13 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Bohrlöcher 13 ausgebildet sind. Über die Befestigungsmittel 13 kann das Nutzlastträgersystem 1 beispielsweise an einer Unterseite eines Luftfahrzeugs angeschraubt werden.
Das Nutzlastträgersystem 1 umfasst insgesamt drei Trägereinheiten 2, 3, 4. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann das Nutzlastträgersystem 1 auch mehr als drei Trägereinheiten 2, 3, 4 aufweisen. Vorteilhafterweise weist das Nutzlastträgersystem 1 aber zumindest zwei Trägereinheiten 2, 3 auf. Die Trägereinheiten 2, 3, 4 sind im Wesentlichen identisch bzw. im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Jede der Trägereinheiten 2, 3, 4 umfasst jeweils einen Tragkörper 5 und einen in den 2 und 3 gezeigten Nutzlasthalter 6. Jeder Nutzlasthalter 6 ist dazu ausgebildet mit einer Nutzlast für das Luftfahrzeug verbunden werden zu können.
Sofern das Luftfahrzeug für Rettungseinsätze vorgesehen ist, kann es sich bei den Nutzlasten beispielsweise um automatische Defibrillatoren, so genannte AED's, um Rettungswesten und/oder um verschiedenstes Sanitätszubehör, insbesondere verschiedene Medipacks, handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den Nutzlasten um Missionselektronik, wie beispielsweise Gimbels, Kameras, Infrarotkameras, Restlichtverstärker, etc., handeln. Auch Ersatzteile und verschiedenste Werkzeuge sind als Nutzlast denkbar, wenn das Luftfahrzeug beispielsweise im Rahmen von Instandsetzungs- bzw. Wartungsarbeiten an Windkraftanlagen verwendet wird.
Jeder Nutzlasthalter 6 ist ferner dazu ausgebildet, mit jeweils einem Tragkörper 5 lösbar befestigt zu werden. Hierfür weist das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Nutzlastträgersystems 1 für jede Trägereinheit 2, 3, 4 eine Verschlussvorrichtung 7 auf. Die Verschlussvorrichtung 7 umfasst eine Verriegelungseinheit 9 mit mehreren Verriegelungsmitteln 10. Über die Verschlussvorrichtung 7 kann das Nutzlastträgersystem 1 vor dem Start des Luftfahrzeugs bei zumindest einer der Trägereinheiten 2, 3, 4 und unabhängig von den jeweils anderen Trägereinheiten 2, 3, 4 die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem entsprechenden Tragkörper 5 lösen. Dadurch können vor dem Start des Luftfahrzeugs die Nutzlasten von dem Luftfahrzeug getrennt werden, die für die konkret vorliegende Flugmission bzw. den konkret vorliegenden Flugauftrag nicht benötigt werden.
Beispielsweise könnte ein AED über einen Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 einer ersten Trägereinheit 2 befestigt sein. Eine Rettungsweste könnte über einen weiteren Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 einer zweiten Trägereinheit 3 befestigt sein und ein Sanitätskasten mit verschiedensten Medikamenten könnte über einen anderen Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 einer dritten Trägereinheit 4 befestigt sein. Grundsätzlich ist es in diesem Fall denkbar, dass alle Nutzlasten gemeinsam mit dem Eigengewicht des Luftfahrzeugs die zulässige Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs überschreiten. Alternativ wird zumindest die Flugleistung des Luftfahrzeugs, insbesondere die Reichweite des Luftfahrzeugs, durch die Gesamtmasse der Nutzlasten und dem Eigengewicht des Luftfahrzeugs erheblich eingeschränkt.
Sofern es sich bei der Flugmission bzw. dem Flugauftrag des Luftfahrzeugs beispielsweise um einen medizinischen Unterstützungsflug für einen Notfall an Land handelt, kann durch das Nutzlastträgersystem 1, insbesondere die Verschlussvorrichtung 7 an der zweiten Trägereinheit 3, vor dem Start des Luftfahrzeugs die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 gelöst werden. Dies hat zur Folge, dass beim Start des Luftfahrzeugs die Rettungsweste am Boden verbleibt. Der ursprünglich an dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 befestigte Nutzlasthalter 6 wird aufgrund der gelösten Befestigung durch das startende Luftfahrzeug nicht mit angehoben. Dadurch wird die Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs erheblich reduziert.
Sofern es sich bei der Flugmission bzw. dem Flugauftrag des Luftfahrzeug beispielsweise um einen Rettungsflug für einen Notfall im Wasser handelt, insbesondere um einen krampfenden Schwimmer in einem Binnengewässer, kann durch das Nutzlastträgersystem 1, insbesondere die Verschlussvorrichtung 7 an der ersten Trägereinheit 2 und der dritten Trägereinheit 4, vor dem Start des Luftfahrzeugs die Befestigung der Nutzlasthalter 6 an den Tragkörpern 5 der ersten Trägereinheit 2 und der dritten Trägereinheit 4 gelöst werden. Dies hat zur Folge, dass beim Start des Luftfahrzeugs lediglich die Rettungsweste durch das Luftfahrzeug transportiert wird. Die Rettungsweste kann dann während des Flugs durch Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 freigegeben werden, beispielsweise in der Nähe des in Not geratenen Schwimmers freigegeben werden.
2 zeigt eine der drei Trägereinheiten 2, 3, 4 in einer perspektivischen Darstellung. Der Nutzlasthalter 6 ist in dem in 2 gezeigten Zustand in Bezug auf den Tragkörper 5 noch unterhalb des Tragkörpers 5 angeordnet. Das heist, dass der Nutzlasthalter 6 noch nicht am Tragkörper 5 befestigt ist.
Um den Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 zu befestigen, wird der Nutzlasthalter 6 von unten in den Tragkörper 5 eingeschoben bzw. eingeführt. Das heist, dass der Tragkörper 5 bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel den Nutzlasthalter 6 im befestigten Zustand zumindest abschnittsweise umrandet. Der Nutzlasthalter 6 wird vorteilhafterweise durch die Form des Tragkörpers 5, insbesondere durch die im Wesentlichen rechteckige Form des Tragkörpers 5, in Bezug auf den Tragkörper 5 verdrehgesichert.
Der Nutzlasthalter 6 weist mehrere Verriegelungsausnehmungen 11 auf. Die Verriegelungsausnehmungen 11 sind in dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils L-förmig ausgebildet. Mit anderen Worten umfasst jede Verriegelungsausnehmungen 11 jeweils einen vertikale Ausnehmungsabschnitt und einen waagerechten Ausnehmungsabschnitt. Die Anzahl der Verriegelungsausnehmungen 11 entsprechen der Anzahl der Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9. Wenn der Nutzlasthalter 6 von unten in den Tragkörper 5 eingeschoben wird, befindet sich die Verriegelungseinheit 9 in einer Freigabeposition. In der Freigabeposition sind die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9 derart in Bezug auf die Verriegelungsausnehmungen 11 angeordnet, dass die Verriegelungsmittel 10 beim Einschieben des Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 in den vertikalen Abschnitt der Verriegelungsausnehmungen 11 hineingleiten können.
Wenn der Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 eingeschoben ist, wird die Verriegelungseinheit 9 von der Freigabeposition in eine Verschlussposition bewegt. Dabei bewegen sich die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9 innerhalb und entlang des waagerechten Ausnehmungsabschnitts der jeweiligen Verriegelungsausnehmungen 11. In der Verschlussposition verhindert die Verriegelungseinheit 9, insbesondere die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9, dass der Nutzlasthalter 6 nach unten aus dem Tragkörper 5 herausgleiten kann. Dies ist dadurch bedingt, dass die Verriegelungsmittel 10 in der Verschlussposition derart in die Verriegelungsausnehmungen 11 eingreifen, dass der Nutzlasthalter 6 am Tragkörper 5 befestigt ist und eine nach unten gerichtet, beispielsweise durch eine Gewichtskraft einer Nutzlast bedingte, Kraft auf den Nutzlasthalter 6 durch die Verschlussvorrichtung 7 aufgenommen wird und in den Tragkörper 5 eingeleitet wird. Wenn das Luftfahrzeug startet bzw. abhebt, der Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 eingeschoben ist, und sich die Verriegelungseinheit 9 in der Verschlussposition befindet, wird der Nutzlasthalter 6 vom Luftfahrzeug angehoben. Dementsprechend wird auch eine mit dem Nutzlasthalter 6 verbundene Nutzlast durch das abhebende Luftfahrzeug angehoben.
Um die Verriegelungsmittel 10 von der Freigabeposition in die Verschlussposition zu bewegen, umfasst die Verschlussvorrichtung 7 einen Aktuator 8. Der Aktuator 8 ist dazu ausgebildet die Verriegelungseinheit 9 zwischen der Freigabeposition und der Verschlussposition hin und her zu bewegen. Hinsichtlich des konkreten Zusammenwirkens zwischen dem Aktuator 8 und der Verriegelungseinheit 9 wird auf die nachfolgende Beschreibung der 3 verwiesen.
Zum Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5, wird die Verriegelungseinheit 9 von der Verschlussposition in die Freigabeposition bewegt. Dabei bewegen sich die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9 so lang innerhalb und entlang des waagerechten Ausnehmungsabschnitts der jeweiligen Verriegelungsausnehmung 11, bis die Verriegelungsmittel 10 den vertikalen Ausnehmungsabschnitt der jeweiligen Verriegelungsausnehmung 11 erreichen. Wenn das Luftfahrzeug startet bzw. abhebt, der Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 eingeschoben ist, und sich die Verriegelungseinheit 9 in der Freigabeposition befindet, gleiten die Verriegelungsmittel 10 über die vertikalen Ausnehmungsabschnitte der jeweiligen Verriegelungsausnehmung 11 aus den Verriegelungsausnehmungen 11 heraus. Eine nach unten gerichtet, beispielsweise durch eine Gewichtskraft einer Nutzlast bedingte, Kraft auf den Nutzlasthalter 6 bewirkt dann, dass der Nutzlasthalter 6 gemeinsam mit der damit verbundenen Nutzlast am Boden verbleibt und nicht durch das Luftfahrzeug angehoben wird. Sofern sich das Luftfahrzeug bereits im Flug befindet und die Verriegelungseinheit 9 von der Verschlussposition in die Freigabeposition bewegt wird, hat dies zur Folge, dass der Nutzlasthalter 6 samt der mit dem Nutzlasthalter 6 verbundenen Nutzlast vom entsprechenden Tragkörper 5 abfällt. Mit anderen Worten bewirkt eine Bewegung der Verriegelungseinheit 9 von der Verschlussposition in die Freigabeposition während des Fluges, dass eine Nutzlast, diemit dem entsprechenden Nutzlasthalter 6 verbunden ist, während des Fluges freigegeben bzw. fallen gelassen wird.
Das Zusammenwirken der Verschlussvorrichtung 7, insbesondere der Verriegelungseinheit 9, mit dem Nutzlasthalter 6 kann mit der Funktionsweise eines Bajonettverschlusses verglichen werden. Insofern sind neben dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch andere Ausführungsbeispiele von Trägereinheiten denkbar, die eine analoge oder ähnliche Funktionsweise aufweisen.
Bei einem beispielhaften Verfahren zum Luftfahrzeugnutzlastmanagement mit einem Nutzlastträgersystem 1 gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird jede der Trägereinheiten 2, 3, 4 beladen. Dabei werden drei Nutzlasthalter 6 mit jeweils einer Nutzlast verbunden. Hinsichtlich der möglichen Nutzlasten wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die drei mit Nutzlasten verbundenen Nutzlasthalter 6 werden dann jeweils in einen Tragkörper 5 der Trägereinheiten 2, 3, 4 eingeführt. Anschließend werden die Nutzlasthalter 6 mittels der Verschlussvorrichtung 7 an den entsprechenden Tragkörpern 5 befestigt.
Vor dem Start des Luftfahrzeugs kann dann zumindest eine Befestigung zwischen einem Nutzlasthalter 6 und einem Tragkörper 5 gelöst werden. Beispielsweise kann die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 gelöst werden. Zusätzlich können auch noch weitere Befestigungen gelöst werden.
3 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung einer der drei Trägereinheit 2, 3, 4, wie sie auch in 2 dargestellt ist. Ausgehend von der in 2 gewählten Darstellung wurde die Trägereinheit 2, 3, 4 in 3 um eine vertikale Achse um 180° gedreht. Diese Veränderung der Perspektive dient der besseren Sichtbarkeit des Aktuator 8 und der mit dem Aktuator 8 verbundenen Mechanik.
Der Aktuator 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schrittmotor ausgebildet. Die Drehbewegung des Aktuator 8 wird über eine Hebelarmmechanik, insbesondere über zwei miteinander verbundene Aktuatorhebelarme 12 auf die Verriegelungseinheit 9 übertragen. Die Aktuatorhebelarme 12 sind dabei so ausgebildet und angeordnet, dass eine rotatorische Bewegung des Aktuators 8 in eine translatorische Bewegung der Verriegelungseinheit 9 umgewandelt wird.
In dem in 3 dargestellten Zustand befindet sich die Verriegelungseinheit 9 in der Freigabeposition. Dabei ist die Verriegelungseinheit 9 in Bezug auf den Tragkörper 5 nach maximal links verschoben. Führt der Aktuator 8 nun eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn aus, dreht sich auch der unmittelbar am Aktuator 8 befestigte Aktuatorhebelarme 12 im Uhrzeigersinn. Der unmittelbar am Aktuator 8 befestigte Aktuatorhebelarme 12 dient insofern als radiale Verlängerung des Aktuators 8. Durch den unmittelbar am Aktuator 8 befestigten Aktuatorhebelarme 12 wird der unmittelbar an der Verriegelungseinheit 9 befestigte Aktuatorhebelarme 12 nach rechts verschoben, wenn sich der Aktuator 8 im Uhrzeigersinn dreht. Die Verschiebung des unmittelbar an der Verriegelungseinheit 9 befestigten Aktuatorhebelarms 12 nach rechts führt auch zu einer Verschiebung der Verriegelungseinheit 9 nach rechts. Dabei wird die Verriegelungseinheit 9 von der Freigabeposition in die Verschlussposition bewegt.
Die umgekehrte Bewegung der Verriegelungseinheit 9, nämlich die Bewegung von der Verschlussposition in die Freigabeposition, erfolgt in analoger Art und Weise, wobei der Aktuator 8 hierfür eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn durchführt.
Der Aktuator 8 kann beispielsweise über eine in den Figuren nicht dargestellte Steuereinheit des Nutzlastträgersystems 1 angesteuert werden. Das heist, dass ein Steuersignal der Steuereinheit eine Drehung des Aktuators 8 im Uhrzeigersinn und/oder entgegen dem Uhrzeigersinn bewirken kann. Vorzugsweise kann eine Steuereinheit des Nutzlastträgersystems 1 alle Aktuatoren 8 der jeweiligen Trägereinheiten 2, 3, 4 separat und unabhängig voneinander ansteuern. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, Missionssignale zu empfangen und auf Basis der Missionssignale einen oder mehrere Aktuatoren 8 anzusteuern.
Das Nutzlastträgersystem 1 kann auch eine ebenfalls in den Figuren nicht dargestellte Sensoreinheit aufweisen. Vorzugsweise kann die Sensoreinheit einen spezifischen Nutzlasthalter 6 und/oder eine spezifische mit dem Nutzlasthalter 6 verbundene Nutzlast erkennen. Zur Erkennung des Nutzlasthalters 6 und/oder zur Erkennung der mit dem Nutzlasthalter 6 verbundenen Nutzlast kann die Sensoreinheit beispielsweise einen NFC-Sender (Near Field Communication Sender) und einen NFC-Empfänger (Near Field Communication Empfänger) aufweisen. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit signalkommunizierend mit der Steuereinheit verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Nutzlastträgersystem
2: erste Trägereinheit
3: zweite Trägereinheit
4: dritte Trägereinheit
5: Tragkörper
6: Nutzlasthalter
7: Verschlussvorrichtung
8: Aktuator
9: Verriegelungseinheit
10: Verriegelungsmittel
11: Verriegelungsausnehmung
12: Aktuatorhebelarm
13: Befestigungsmittel

Claims

Nutzlastträgersystem (1) für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug, das Nutzlastträgersystem (1) umfassend: - mehrere Trägereinheiten (2, 3, 4), wobei - jede Trägereinheit (2, 3, 4) jeweils einen Tragkörper (5) und jeweils einen Nutzlasthalter (6) aufweist, wobei - der Nutzlasthalter (6) mit einer Nutzlast des Luftfahrzeugs verbindbar ist und der Nutzlasthalter (6) dazu ausgebildet ist, an dem Tragkörper (5) lösbar befestigt zu werden, - das Nutzlastträgersystem (1) dazu ausgebildet ist, vor dem Start des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4) und unabhängig von der/den anderen Trägereinheit/Trägereinheiten (2, 3, 4) die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) zu lösen, und - das Nutzlastträgersystem (1) eine Steuereinheit aufweist, die das unabhängige Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem Tragkörper (5) so steuert, dass die Nutzlasten vom Luftfahrzeug getrennt werden, welche für einen folgenden Flugauftrag nicht benötigt werden.
Nutzlastträgersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem (1) dazu ausgebildet ist, während des Flugs des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4) und unabhängig von der/den anderen Trägereinheit/Trägereinheiten (2, 3, 4) die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) zu lösen.
Nutzlastträgersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheiten (2, 3, 4) baugleich sind und/oder ein Nutzlasthalter (6) einer ersten Trägereinheit (2) dazu ausgebildet ist, an einem Tragkörper (5) einer von der ersten Trägereinheit (2) abweichenden zweiten Trägereinheit (3) lösbar befestigt zu werden.
Nutzlastträgersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4), vorzugsweise alle der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4), jeweils eine Verschlussvorrichtung (7) aufweist, wobei der Nutzlasthalter (6) mittels der Verschlussvorrichtung (7) lösbar an dem Tragkörper (5) befestigt wird.
Nutzlastträgersystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (7) einen Aktuator (8) und eine Verriegelungseinheit (9) umfasst, wobei der Aktuator (8) dazu ausgebildet ist, die Verriegelungseinheit (9) zwischen einer Verschlussposition, in der der Nutzlasthalter (6) am entsprechenden Tragkörper (5) befestigt ist, und einer von der Verschlussposition abweichenden Freigabeposition, in der der Nutzlasthalter (6) vom entsprechenden Tragkörper (5) gelöst ist, hin und her zu bewegen.
Nutzlastträgersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem (1) eine Sensoreinheit aufweist, vorzugsweise jede Trägereinheit (2, 3, 4) eine Sensoreinheit aufweist, wobei die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, einen spezifischen Nutzlasthalter (6) zu erkennen und/oder die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, eine mit einem Nutzlasthalter (6) verbundene Nutzlast zu erkennen.
Luftfahrzeug, vorzugsweise unbemanntes Luftfahrzeug, mit einem Nutzlastträgersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Nutzlastmanagement eines Luftfahrzeugs, vorzugsweise zum Nutzlastmanagement eines unbemannten Luftfahrzeugs, das Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte: (a) Beladen von mindestens zwei Trägereinheiten (2, 3, 4) eines Nutzlastträgersystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Nutzlasthalter (6) mit einer Nutzlast verbunden wird und die Nutzlasthalter (6) jeweils an einem Tragkörper (5) befestigt werden, (b) Lösen der Befestigung zwischen zumindest einem der Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) vor dem Start des Luftfahrzeugs, wobei der zu lösende Nutzlasthalter (6) mit einer während der Flugmission des Luftfahrzeugs nicht benötigten Nutzlast verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem derart beladen wird, dass (a) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs überschreitet und nach dem Lösen der Befestigung die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs unterschreitet, oder (b) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs die Flugleistung des Luftfahrzeugs auf eine erste maximale Reichweite beschränkt und durch das Lösen der Befestigung die Flugleistung des Luftfahrzeugs auf eine zweite maximale Reichweite erhöht wird.