DE102022121276A1

DE102022121276A1 - Fallschirmvorrichtung für ein unbemanntes Luftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022121276A1
Application number: DE102022121276.9A
Authority: DE
Inventors: Jörg Brinkmeyer
Original assignee: Globe Uav GmbH
Current assignee: Globe Uav GmbH
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Fallschirmvorrichtung für ein unbemanntes Luftfahrzeug, die Fallschirmvorrichtung umfassend: ein mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbindbares Gehäuse, einen in Bezug auf das Gehäuse ausstoßbaren Fallschirm, eine Ausstoßeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Fallschirm auszustoßen, und eine Auslöseeinrichtung, die über einen elektrischen Anschluss mit dem unbemannten Luftfahrzeug elektrisch verbindbar ist, um die Auslöseeinrichtung mit elektrischem Strom zu versorgen, wobei die Auslöseeinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung verhindert, wenn die Auslöseeinrichtung mit elektrischem Strom versorgt wird, und die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung freigibt, wenn die Stromversorgung der Auslöseeinrichtung ausbleibt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Fallschirmvorrichtung für ein unbemanntes Luftfahrzeug. Die Fallschirmvorrichtung umfasst ein Gehäuse, einen in Bezug auf das Gehäuse ausstoßbaren Fallschirm und eine Ausstoßeinrichtung. Das Gehäuse ist vorzugsweise an einem unbemannten Luftfahrzeug anbringbar und/oder mit einem unbemannten Luftfahrzeug verbindbar. Die Ausstoßeinrichtung ist dazu ausgebildet, den Fallschirm auszustoßen, wenn eine Auslöseeinrichtung die Ausstoßeinrichtung und/oder den Fallschirm freigibt.
Stand der Technik
Mit steigenden Sicherheitsanforderungen an unbemannte Luftfahrtzeuge besteht zunehmend der Bedarf an Fallschirmvorrichtungen für unbemannte Luftfahrzeuge. Wenn bei dem unbemannten Luftfahrzeug beispielsweise eine flugrelevante Störung auftritt, die einen unmittelbaren Absturz des unbemannten Luftfahrzeugs zur Folge hat, soll die Fallschirmvorrichtung bewirken, dass die Fallgeschwindigkeit des unbemannten Luftfahrzeugs erheblich reduziert wird. Hierfür weisen die Fallschirmvorrichtungen regelmäßig einen Fallschirm auf, der ausgestoßen wird, wenn die Fallschirmvorrichtung auslöst. Die Fallschirmvorrichtung löst in der Regel dann aus, wenn eine flugrelevante Störung erkannt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Fallschirmvorrichtung manuell, beispielsweise durch eine Nutzereingabe auf einer Fernsteuereinrichtung des unbemannten Luftfahrzeugs, ausgelöst werden.
Flugrelevante Störungen werden im Stand der Technik regelmäßig mittels Sensoren erkannt. Beispielsweise ist es bekannt, einen Fallschirm dann auszulösen, wenn durch einen Sensor eine Fallgeschwindigkeit detektiert wird, die einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Fallschirmvorrichtungen haben den Nachteil, dass die Fallschirmvorrichtungen aktiv ausgelöst werden müssen. Bei einem plötzlichen und unvorhersehbaren vollständigen Systemausfall, beispielsweise einem vollständigen Stromausfall, besteht daher das Risiko, dass die bekannten Fallschirmvorrichtungen ebenfalls von dem Systemausfall betroffen sind. Ein korrektes bzw. zuverlässiges Auslösen der Fallschirmvorrichtung ist dann nicht mehr sichergestellt.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fallschirmvorrichtung für ein unbemanntes Luftfahrzeug bereitzustellen, welche die vorgenannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik überwindet. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fallschirmvorrichtung für ein unbemanntes Luftfahrzeug bereitzustellen, die besonders zuverlässig auslöst.
Diese Aufgabe wird mit der Fallschirmvorrichtung 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, eine Fallschirmvorrichtung für ein unbemanntes Luftfahrzeug bereitzustellen, die ein Gehäuse, einen Fallschirm, eine Ausstoßeinrichtung und eine Auslöseeinrichtung aufweist.
Das Gehäuse ist ein mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbindbares Gehäuse. Das heißt, dass das Gehäuse mittelbar oder unmittelbar an dem unbemannten Luftfahrzeug angeordnet und/oder an dem unbemannten Luftfahrzeug befestigt werden kann. Beispielsweise kann das Gehäuse kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbunden werden bzw. verbunden sein.
Der Fallschirm ist im nicht ausgestoßenen Zustand vorzugsweise gefaltete und/oder komprimiert im oder am Gehäuse angeordnet. Um den Fallschirm auszustoßen, wird der Fallschirm in Bezug auf das Gehäuse bewegt. Beispielsweise kann der Fallschirm während des Ausstoßens aus dem Gehäuse heraus und/oder von dem Gehäuse wegbewegt werden. Der Fallschirm ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, sich im ausgestoßenen Zustand zu entfalten. Beim Entfalten vergrößert der Fallschirm insbesondere den Luftwiderstand und/oder erzeugt einen dynamischen Auftrieb. Im ausgestoßenen Zustand kann der Fallschirm beispielsweise über Schnüre oder Seile mit der Fallschirmvorrichtung und/oder dem unbemannten Luftfahrzeug verbunden sein, um die Bremskraft des Fallschirms auf das unbemannte Luftfahrzeug zu übertragen.
Die Ausstoßeinrichtung ist dazu ausgebildet, den Fallschirm auszustoßen. Vorzugsweise umfasst die Ausstoßeinrichtung hierfür ein federelastisches Vorspannmittel. Um den Fallschirm auszustoßen, kann das Vorspannmittel dazu ausgebildet sein, von einem vorgespannten Zustand in einen im Wesentlichen entspannten Zustand zu wechseln. Bei dem Wechsel vom vorgespannten Zustand in den im Wesentlichen entspannten Zustand, übt das Vorspannmittel vorteilhafterweise eine Antriebskraft auf den Fallschirm aus. Die Antriebskraft kann den Fallschirm derart antreiben, dass der Fallschirm ausgestoßen wird.
Die Auslöseeinrichtung ist vorzugsweise zumindest teilweise gehäusefest. Das heißt, dass die Auslöseeinrichtung in Bezug auf das Gehäuse zumindest teilweise unbeweglich sein kann. Beispielsweise können Teile der Auslöseeinrichtung unbeweglich mit dem Gehäuse verbunden sein und/oder unbeweglich mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbunden sein. Davon unabhängig ist die Auslöseeinrichtung über einen elektrischen Anschluss mit dem unbemannten Luftfahrzeug elektrisch verbindbar. Vorzugsweise ist die Auslöseeinrichtung über den elektrischen Anschluss mit einer Stromquelle des unbemannten Luftfahrzeugs verbunden. Beispielsweise kann die Auslöseeinrichtung über den elektrischen Anschluss an das Stromnetz des unbemannten Luftfahrzeugs angeschlossen sein. Vorzugsweise wird die Auslöseeinrichtung ausschließlich über den elektrischen Anschluss mit elektrischem Strom versorgt. Der elektrische Anschluss kann beispielsweise eine elektrische Steckverbindung und/oder eine induktive Verbindung aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Auslöseeinrichtung signalkommunizierend mit dem Luftfahrzeug und/oder einem Eingabemittel für einen Nutzer verbindbar sein oder verbunden sein.
Die Auslöseeinrichtung ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet, ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung zu verhindern, wenn die Auslöseeinrichtung mit elektrischem Strom versorgt wird. Bevorzugt wird die Auslöseeinrichtung über die elektrische Verbindung zum unbemannten Luftfahrzeug mit elektrischem Strom versorgt. Die Auslöseeinrichtung kann beispielsweise ausschließlich über die die elektrische Verbindung zum unbemannten Luftfahrzeug mit elektrischem Strom versorgt werden. Die Auslöseeinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung mit elektromagnetischen Mitteln zu verhindern.
Wenn die Stromversorgung ausbleibt, beispielsweise weil ein Ausfall der elektrischen Energieversorgung im unbemannten Luftfahrzeug vorliegt, gibt die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung frei. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung bereits dann frei gibt, wenn die Stromversorgung unter einen vordefinierten Grenzwert fällt. Beispielsweise kann bereits ein vordefinierter Spannungsabfall an der elektrischen Verbindung zum unbemannten Luftfahrzeug bewirken, dass die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung frei gibt.
Vorzugsweise wird die Fallschirmvorrichtung mit dem Freigeben der Ausstoßeinrichtung durch die Auslöseeinrichtung ausgelöst. Das heißt insbesondere, dass die Ausstoßeinrichtung den Fallschirm ausstößt, wenn die Auslöseeinrichtung nicht mehr mit ausreichend Strom versorgt wird. Ein denkbares und beispielhaftes Szenario ist es, dass es bei dem unbemannten Luftfahrzeug zu einem vollständigen Systemausfall oder zumindest zu einem flugkritischen Systemausfall kommt. Der Systemausfall kann dadurch bedingt sein, dass die Versorgung mit elektrischer Energie, beispielsweise durch eine Batterie oder einen Akku des unbemannten Luftfahrzeugs, vollständig oder zumindest flugverhindernd zusammenbricht. In der Konsequenz wird dann auch die Auslöseeinrichtung über die elektrische Verbindung nicht mehr mit elektrischem Strom versorgt. Dies führt dazu, dass die Fallschirmvorrichtung auslöst.
Durch die erfindungsgemäße Funktionalität der Auslöseeinrichtung ist die Fallschirmvorrichtung vorteilhafterweise als Fail-Safe-Vorrichtung bzw. eine ausfallsichere Vorrichtung ausgebildet. Anders formuliert, löst die erfindungsgemäße Fallschirmvorrichtung insbesondere genau dann aus, wenn ein vollständiger Systemausfall, wie beispielsweise ein vollständiger Stromausfall, vorliegt.
Dies hat den Vorteil, dass die Fallschirmvorrichtung nicht nur aktiv ausgelöst werden kann. Vielmehr kann die Fallschirmvorrichtung auch passiv ausgelöst werden, nämlich genau dann, wenn ein vollständiger Systemausfall, wie beispielsweise ein vollständiger Stromausfall, vorliegt. Dadurch ist die erfindungsgemäße Fallschirmvorrichtung besonders zuverlässig.
Bei einer bevorzugten der Ausführungsform ist die Auslöseeinrichtung an einer Stirnseite des Fallschirms und/oder an einer Stirnseite der Auslöseeinrichtung angeordnet. Beispielsweise ist die Auslöseeinrichtung an einer der Ausstoßrichtung abgewandten Stirnseite des Fallschirms und/oder an einer der Ausstoßrichtung abgewandten Stirnseite der Auslöseeinrichtung angeordnet. Vorteilhafterweise sind die Auslöseeinrichtung und der Fallschirm in Ausstoßrichtung nacheinander angeordnet. Dadurch kann die zur Ausstoßrichtung orthogonale Breite der Fallschirmvorrichtung möglichst geringgehalten werden.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fallschirmvorrichtung weist die Auslöseeinrichtung ein Haltemittel auf. Das Haltemittel ist vorzugsweise mit der Ausstoßeinrichtung und/oder mit dem Fallschirm verbunden. Beispielsweise kann das Haltemittel mittelbar oder unmittelbar an der Ausstoßeinrichtung und/oder an dem Fallschirm befestigt sein. Sofern die Fallschirmvorrichtung nicht ausgelöst hat bzw. der Fallschirm nicht ausgestoßen wurde, verbindet insbesondere das Haltemittel die Ausstoßeinrichtung mit dem Rest der Auslöseeinrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann das Haltemittel den Fallschirm mit dem Rest der Auslöseeinrichtung verbinden, wenn die Fallschirmvorrichtung noch nicht ausgelöst wurde bzw. der Fallschirm noch nicht ausgestoßen wurde.
Bevorzugt weist die Fallschirmvorrichtung neben dem Haltemittel auch ein Arretiermittel auf. Vorteilhafterweise ist das Arretiermittel unbeweglich mit dem Gehäuse verbunden. Das Arretiermittel ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Haltemittel in Bezug auf das Gehäuse zu arretieren. Das Arretiermittel kann das Haltemittel insbesondere dann in Bezug auf das Gehäuse arretieren, wenn das Arretiermittel mit elektrischem Strom versorgt wird.
Unter dem Begriff „arretieren“ wird im Sinne dieser Erfindung eine in Bezug auf das Gehäuse im Wesentlichen unbewegliche Befestigung verstanden, wobei geringfügige Bewegungstoleranzen zwischen dem Haltemittel und dem Gehäuse nicht ausgeschlossen werden. Als geringfügige Bewegungstoleranz wird jede denkbar mögliche Bewegung zwischen dem Haltemittel und dem Gehäuse angesehen, solange ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung wirksam verhindert wird.
Wenn die Stromversorgung des Arretiermittels unter einen vordefinierten Grenzwert fällt, insbesondere wenn die Stromversorgung des Arretiermittels ausbleibt, gibt das Arretiermittel das Haltemittel vorteilhafterweise frei. Dies hat zur Folge, dass die Fallschirmvorrichtung auslöst. Mit anderen Worten kann die Ausstoßeinrichtung den Fallschirm ausstoßen, wenn das Arretiermittel das Haltemittel frei gibt.
Die Weiterbildung mit einem Haltemittel und einem Arretiermittel bewirkt vorteilhafterweise, dass das Arretiermittel im Normalbetrieb, insbesondere im Flug des unbemannten Luftfahrzeugs, das Haltemittel zuverlässig arretiert und dadurch ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung wirksam verhindert wird. Die Ausstoßeinrichtung und/oder der Fallschirm ist/sind dann vorteilhafterweise über das Arretiermittel und das Haltemittel in Bezug auf das Gehäuse arretiert. Das Zusammenwirken zwischen Haltemittel und Arretiermittel hat den Vorteil, dass die Fail-Safe-Funktionalität der Fallschirmvorrichtung sehr einfach und kostengünstig realisiert werden kann.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das Arretiermittel dazu ausgebildet, ein Magnetfeld zu erzeugen, wenn das Arretiermittel mit elektrischem Strom versorgt wird. Beispielsweise weist das Arretiermittel eine oder mehrere Spulen auf, die das Magnetfeld erzeugen, wenn das Arretiermittel mit elektrischem Strom versorgt wird. Es ist auch denkbar, dass das Arretiermittel als Elektromagnet ausgebildet ist. Dabei kann in der Spule zusätzlich noch ein Eisenkern vorgesehen sein. Das Magnetfeld bewirkt vorzugsweise, dass eine durch das Magnetfeld erzeugte Arretierkraft auf das Haltemittel ausgeübt wird. Die Arretierkraft ist bevorzugt derart stark, dass das Haltemittel in Bezug auf das Gehäuse arretiert wird.
Wenn die Stromversorgung des Arretiermittels unter einen vordefinierten Grenzwert fällt, kann das Magnetfeld derart schwach sein, dass die Arretierkraft nicht mehr ausreicht, um das Haltemittel in Bezug auf das Gehäuse zu arretieren. Das Haltemittel wird dann durch das Arretiermittel frei gegeben. Wenn es beispielsweise zu einem vollständigen oder zumindest flugverhindernden Stromausfall im unbemannten Luftfahrzeug kommt, kann auch die Stromversorgung des Arretiermittels über die elektrische Verbindung eingeschränkt sein oder ausbleiben. Dann kann das Arretiermittel nur noch ein sehr geringes oder gar kein Magnetfeld erzeugen. In der Konsequenz wird auch die Arretierkraft so stark reduziert, dass das Haltemittel freigeben wird.
Die Ausführungsform, bei der das Arretiermittel dazu ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen hat den Vorteil, dass die Auslöseeinrichtung sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden kann, ohne dass es zu Einschränkungen bei der Zuverlässigkeit der Fallschirmvorrichtung kommt.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Haltemittel zumindest abschnittsweise magnetisch ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann das Haltemittel einen Permanentmagneten aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die Wirkung des durch das Arretiermittel erzeugten Magnetfelds begünstigt wird.
Das Haltemittel kann eine Hebelarmmechanik aufweisen. Beispielsweise kann die Hebelarmmechanik einen ersten Hebelarm und einen zweiten Hebelarm aufweisen. Der erste Hebelarm ist bevorzugt mit der Ausstoßeinrichtung und/oder mit dem Fallschirm verbunden. Der zweite Hebelarm ist vorteilhafterweise dazu ausgebildet, durch das Arretiermittel arretiert zu werden. Der erste Hebelarm und der zweite Hebelarm können um eine Schwenkachse schwenkbar miteinander verbunden sein.
Die beispielhafte Ausführungsform, bei der das Haltemittel eine Hebelarmmechanik aufweist, hat den Vorteil, dass die Abmaße der Fallschirmvorrichtung, insbesondere die axialen Abmaße der Fallschirmvorrichtung, reduziert werden können, ohne dass die Funktionalität der Auslöseeinrichtung negativ beeinflusst wird.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Fallschirmvorrichtung, weist die Fallschirmvorrichtung eine Sicherungseinrichtung auf. Die Sicherungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Auslöseeinrichtung zu sichern. Mit anderen Worten kann die Sicherungseinrichtung ebenfalls bewirken, dass ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung verhindert wird. Dies kann beispielsweise dann notwendig sein, wenn das unbemannte Luftfahrzeug bewusst durch einen Nutzer ausgeschalten wird. Auch in diesem Fall, würde die Stromversorgung der Ausstoßeinrichtung ausbleiben. Allerdings ist dann ein Auslösen der Fallschirmvorrichtung nicht erwünscht. In diesem Fall kann das Auslösen der Fallschirmvorrichtung, also das Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung, durch die Sicherungseinrichtung verhindert werden. Die Sicherungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Auslöseeinrichtung mechanisch zu sichern.
Vorzugsweise ist die Sicherungseinrichtung zwischen einem Sicherungszustand und einem Entsicherungszustand hin und her schaltbar. Im Sicherungszustand sichert die Sicherungseinrichtung die Auslöseeinrichtung. Vorzugsweise sichert die Sicherungseinrichtung im Sicherungszustand die Auslöseeinrichtung vollkommen unabhängig davon, ob die Auslöseeinrichtung mit elektrischem Strom versorgt wird oder nicht. Beispielsweise kann die Sicherungseinrichtung im Sicherungszustand die Arretierung des Haltemittels in Bezug auf das Gehäuse sichern. Dies bewirkt vorteilhafterweise, dass wenn insbesondere die Auslöseeinrichtung ohne Stromversorgung ist, ein Ausstoßen des Fallschirms zwar durch die Auslöseeinrichtung freigegeben wird, aber durch die Sicherungseinrichtung weiterhin verhindert wird. Dies hat den Vorteil, dass das unbemannte Luftfahrtzeug kontrolliert abgeschalten werden kann, ohne dass die Fallschirmvorrichtung auslöst.
Im Entsicherungszustand entsichert die Sicherungseinrichtung die Auslöseeinrichtung vorzugsweise. Beispielsweise kann die Sicherungseinrichtung im Entsicherungszustand das Haltemittel freigeben. Das Haltemittel wird im Entsicherungszustand der Sicherungseinrichtung ausschließlich durch das Arretiermittel der Auslöseeinrichtung in Bezug auf das Gehäuse arretiert. Wenn sich die Sicherungseinrichtung in dem Entsicherungszustand befindet und die Stromversorgung der Auslöseeinrichtung ausbleibt, löst die Fallschirmvorrichtung aus.
Vorteilhafterweise wird die Sicherungseinrichtung vor dem Start des unbemannte Luftfahrtzeugs vom Sicherungszustand in den Entsicherungszustand geschalten. Dies bewirkt, dass die Fallschirmvorrichtung vor dem Start des unbemannten Luftfahrtzeugs „scharf“ geschalten wird. Bevor das unbemannte Luftfahrtzeug kontrolliert abgeschalten wird, beispielsweise nach der Landung, kann die Sicherungseinrichtung von dem Entsicherungszustand in den Sicherungszustand geschalten werden. Dadurch wird die Fallschirmvorrichtung im nicht ausgelösten Zustand „gesichert“.
Das Umschalten der Sicherungseinrichtung vom Sicherungszustand in den Entsicherungszustand kann beispielsweise beim Hochfahren des unbemannten Luftfahrzeugs, insbesondere bei der Startvorbereitung des unbemannten Luftfahrzeugs, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Umschalten der Sicherungseinrichtung vom Sicherungszustand in den Entsicherungszustand auch manuell, beispielsweise durch eine Nutzereingabe auf einer Bedieneinheit des unbemannten Luftfahrzeugs, erfolgen. Das Umschalten der Sicherungseinrichtung vom Entsicherungszustand in den Sicherungszustand kann beispielsweise beim Herunterfahren des unbemannten Luftfahrzeugs, insbesondere kurz vor dem vollständigen Abschalten des unbemannten Luftfahrzeugs, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Umschalten der Sicherungseinrichtung vom Entsicherungszustand in den Sicherungszustand auch manuell, beispielsweise durch eine Nutzereingabe auf einer Bedieneinheit des unbemannten Luftfahrzeugs, erfolgen.
Die Sicherungseinrichtung bewirkt vorteilhafterweise, dass die Handhabung der Fallschirmvorrichtung für einen Nutzer stark vereinfacht wird und Fehlauslösungen der Fallschirmvorrichtung stark reduziert werden.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der Sicherungseinrichtung ist die Sicherungseinrichtung dazu ausgebildet, die Fallschirmvorrichtung, insbesondere die Auslöseeinrichtung aktiv auszulösen. Vorzugsweise ist die Sicherungseinrichtung in einen Auslösezustand schaltbar, um die Auslöseeinrichtung aktiv auszulösen. Im Auslösezustand kann die Sicherungseinrichtung bewirken, insbesondere mechanisch bewirken, dass die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung frei gibt. Die Sicherungseinrichtung kann beispielsweise dann in den Auslösezustand geschalten werden, wenn eine Flugrelevante Störungen erkannt wird, die Stromversorgung durch das unbemannte Luftfahrzeug aber noch stabil bleibt. Vorteilhafterweise kann die Sicherungseinrichtung vom Entsicherungszustand in den Auslösezustand geschalten werden.
Eine Sicherungseinrichtung, die in einen Auslösezustand geschalten werden kann, bewirkt vorteilhafterweise, dass die Fallschirmvorrichtung nicht nur durch die Auslöseeinrichtung passiv und aktiv ausgelöst werden kann, sondern auch aktiv über die Sicherungseinrichtung ausgelöst werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das Auslösen der Fallschirmvorrichtung redundant und insofern besonders zuverlässig bewirkt werden kann.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der Sicherungseinrichtung umfasst die Sicherungseinrichtung einen Aktuator und ein Sicherungsmittel. Das Sicherungsmittel und der Aktuator sind vorzugsweise derart ausgebildet und/oder derart miteinander verbunden, dass das Sicherungsmittel durch den Aktuator angetrieben werden kann bzw. angetrieben wird. Der Aktuator ist insbesondere dazu ausgebildet, das Sicherungsmittel zwischen einer ersten Position und einer von der ersten Position abweichenden zweiten Position hin und her zu bewegen. In der ersten Position ist das Sicherungsmittel vorzugsweise derart in Bezug auf das Haltemittel positioniert, dass das Haltemittel durch das Sicherungsmittel in Bezug auf das Gehäuse arretiert wird. In der zweiten Position ist das Sicherungsmittel vorzugsweise derart in Bezug auf das Haltemittel positioniert, dass das Haltemittel durch das Sicherungsmittel freigegeben wird.
Der Aktuator kann beispielsweise als elektrischer Schrittmotor ausgebildet sein. Das Sicherungsmittel kann beispielsweise als halber Hohlzylinder oder halbschalig ausgebildet sein, und durch den Aktuator um eine Drehachse drehbar sein. Vorzugsweise kann der halbe Hohlzylinder oder die Halbschale in der ersten Position eine Bewegung des Haltemittels blockieren. Durch Drehung des halben Hohlzylinders oder der Halbschale in die zweite Position kann die offene Seite des halben Hohlzylinders bzw. die offene Seite der Halbschale eine Bewegung des Haltemittels freigeben.
Die Weiterbildung der Sicherungseinrichtung mit einem Aktuator und einem Sicherungsmittel hat den Vorteil, dass die Sicherung der Auslöseeinrichtung sehr kostengünstig und platzsparend aber hoch wirkungsvoll realisiert werden kann. Gleichzeitig ist die Bedienbarkeit der Sicherungseinrichtung sehr nutzerfreundlich.
Bei Ausführungsformen, bei denen die Sicherungsvorrichtung in einen Auslösezustand geschalten werden kann, ist der Aktuator vorzugsweise dazu ausgebildet das Sicherungsmittel in eine dritte Position zu bewegen. Vorteilhafterweise ist die dritte Position eine von der ersten Position und der zweiten Position abweichende Position.
Das Sicherungsmittel kann bei Ausführungsformen, bei denen die Sicherungsvorrichtung in einen Auslösezustand geschalten werden kann, derart ausgebildet sein, dass das Sicherungsmittel das Haltemittel mechanisch vom Arretiermittel wegdrückt, wenn das Sicherungsmittel in die dritte Position bewegt wird. Dadurch kann aktiv bewirkt werden, dass die Auslöseeinrichtung ein Ausstoßen des Fallschirms freigibt, selbst wenn die Auslöseeinrichtung, insbesondere das Arretiermittel, mit elektrischem Strom versorgt wird.
Die Fallschirmvorrichtung kann bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eine Signaleinrichtung aufweisen. Vorzugsweise ist die Signaleinrichtung dazu ausgebildet, ein Zustandssignal auszugeben. Das Zustandssignal korrespondiert vorteilhafterweise mit dem Zustand der Sicherungseinrichtung. Beispielsweise kann die Signaleinrichtung das Zustandssignal ausgeben, wenn sich die Sicherungseinrichtung in dem Entsicherungszustand befindet. Wenn sich die Sicherungseinrichtung in dem Sicherungszustand befindet, gibt die Signaleinrichtung vorzugsweise kein Zustandssignal aus. Alternativ kann die Signaleinrichtung ein erstes Zustandssignal ausgeben, wenn sich die Sicherungseinrichtung im Entsicherungszustand befindet, und ein vom ersten Zustandssignal verschiedenes zweites Zustandssignal ausgeben, wenn sich die Sicherungseinrichtung im Sicherungszustand befindet.
Bei dem Zustandssignal kann es sich um ein Leuchtsignal, ein akustisches Signal und/oder um ein Funksignal handeln. Die Signaleinrichtung ist vorzugsweise signalkommunizierend mit der Sicherungseinrichtung verbunden. Über die signalkommunizierende Verbindung kann eine Information bezüglich des Zustandes der Sicherungseinrichtung an die Signaleinrichtung übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Signaleinrichtung auch ein Teil der Sicherungseinrichtung sein.
Die Signaleinrichtung bewirkt vorteilhafterweise, dass der Zustand der Sicherungseinrichtung durch einen Nutzer sehr schnell und unschwer erkennbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Bedienbarkeit der Fallschirmvorrichtung durch den Nutzer verbessert wird.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Fallschirmvorrichtung umfasst die Ausstoßeinrichtung eine vorgespannte Feder. Bei der vorgespannten Feder kann es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder handeln. Unter dem Begriff „vorgespannte Feder“ wird im Sinne dieser Erfindung eine mittels Zugspannung vorgedehnte Feder verstanden. Das heißt, dass die Feder im vorgespannten Zustand eine Federkraft erzeugt, die der Zugspannung entgegenwirkt bzw. ein Zusammenziehen der Feder begünstigt.
Wenn der Fallschirm durch die Ausstoßeinrichtung ausgestoßen wird, bewirkt vorzugsweise die Federkraft der Feder, dass der Fallschirm in die Ausstoßrichtung beschleunigt wird. Die Federkraft kann unmittelbar, also direkt, oder mittelbar, beispielsweise über einen Kraftübertragungsmittel auf den Fallschirm ausgeübt werden.
Die Ausstoßeinrichtung mit einer Feder hat den Vorteil, dass die Ausstoßeinrichtung einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und eine geringe Fehleranfälligkeit aufweist.
Vorteilhafterweise ist der Fallschirm zumindest abschnittsweise innerhalb der Feder, insbesondere zumindest abschnittsweise innerhalb der Schraubenfeder angeordnet. Mit anderen Worten kann der Fallschirm durch die vorgespannte Feder zumindest abschnittsweise ummantelt sein. Dies hat den Vorteil, dass der Fallschirm und die Ausstoßeinrichtung gemeinsam einen sehr geringen Bauraum benötigen. Insbesondere die Längsabmessungen in Ausstoßrichtung können dadurch vorteilhafterweise reduziert werden.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Gehäuse ein Gehäusedeckel auf. Der Gehäusedeckel kann insbesondere schwenkbar mit dem Rest des Gehäuses, beispielsweise einem Gehäusekörper, verbunden sein. Vorzugsweise ist der Gehäusedeckel dazu ausgebildet, eine Gehäuseöffnung, durch die der Fallschirm ausstoßbar ist, zu verschließen. Der Gehäusedeckel kann die Gehäuseöffnung freigeben, wenn der Gehäusedeckel in Bezug auf das restliche Gehäuse, insbesondere in Bezug auf den Gehäusekörper, verschwenkt wird.
Vorteilhafterweise ist der Gehäusedeckel mechanisch und/oder signalkommunizierend mit der Auslöseeinrichtung verbunden. Die Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel und der Auslöseeinrichtung hat den Vorteil, dass der Gehäusedeckel in Abhängigkeit von der Auslöseeinrichtung die Gehäuseöffnung verschließt oder freigibt. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel über eine Mechanik mit der Auslöseeinrichtung verbunden sein. Wenn die Auslöseeinrichtung das Ausstoßen des Fallschirms durch die Ausstoßeinrichtung freigibt, kann insbesondere über die Mechanik der Gehäusedeckel geöffnet werden. Dadurch kann der Fallschirm einfacher ausgestoßen werden.
Der Gehäusedeckel hat den Vorteil, dass der Fallschirm im nicht ausgestoßenen Zustand vor Verschmutzungen geschützt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Gehäusedeckel als Montagefläche für weitere Bauteile genutzt werden. Beispielsweise kann auf dem Gehäusedeckel ein GPS-System, insbesondere ein GPS-Empfänger, vorgesehen sein.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch mit einem unbemannten Luftfahrzeug gemäß Anspruch 10 gelöst.
Das unbemannte Luftfahrzeug umfasst eine Fallschirmvorrichtung gemäß den vorstehenden Ausführungen. Das unbemannte Luftfahrzeug hat den Vorteil, dass das unbemannte Luftfahrzeug gesteigerte Sicherheitsanforderungen erfüllt und die Wahrscheinlichkeit eines unkontrollierten und/oder eines ungebremsten Absturzes signifikant reduziert wird.
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 schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fallschirmvorrichtung in einem Bodenbetriebsmodus,
2 eine schematische Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1 in einem Flugmodus, und
3 eine schematische Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels gemäß 1 während eines Auslösevorgangs.

Wege zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fallschirmvorrichtung 1. Die Fallschirmvorrichtung 1 befindet sich in der dargestellten Abbildung in einem ersten Modus, nämlich in einem Bodenbetriebsmodus.
Die Fallschirmvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 ist mit einem in 1 nicht dargestellten unbemannten Luftfahrzeug verbunden. Das Gehäuse 2 kann mit dem unbemannten Luftfahrzeug verschraubt, verklebt oder verklemmt sein.
Das Gehäuse 2 umfasst einen Gehäusekörper 4 und einen Gehäusedeckel 3. Der Gehäusedeckel 3 ist in Bezug auf den Gehäusekörper 4 schwenkbar. In einer ersten, in der 1 dargestellten, Schwenkposition des Gehäusedeckels 3 verschließt der Gehäusedeckel 3 eine Gehäuseöffnung 5. In einer zweiten Schwenkposition des Gehäusedeckels 3, die in 3 dargestellt ist, gibt der Gehäusedeckel 3 die Gehäuseöffnung 5 frei. Auf dem Gehäusedeckel 3 ist ein optionales GPS-System 19 für das unbemannte Luftfahrzeug vorgesehen.
Die Fallschirmvorrichtung 1 weist ferner einen Fallschirm 6 auf, der in Bezug auf das Gehäuse 2 ausstoßbar ist. Der Fallschirm 6 ist insbesondere über die Gehäuseöffnung 5 in die Ausstoßrichtung R ausstoßbar. Der Fallschirm 6 ist im nicht ausgestoßenen Zustand auf ein Minimalmaß komprimiert und/oder gefalten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fallschirm 6 in dem dafür vorgesehenen Gehäusekörper 4 angeordnet bzw. verstaut. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Fallschirmvorrichtung 1 kann der Fallschirm 6 in einem separaten und speziell dafür vorgesehen Fallschirmcontainer untergebracht sein.
Eine Ausstoßeinrichtung 7 der Fallschirmvorrichtung 1 ist dazu ausgebildet, den Fallschirm 6 auszustoßen. Die Ausstoßeinrichtung 7 umfasst eine Feder 9, die in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder 9 ausgebildet ist. Die Feder 9 verbindet das Gehäuse 2 mit einem Kraftübertragungsmittel 8. Das Kraftübertragungsmittel 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schubplatte 8 ausgebildet. Wenn der Fallschirm 6 noch nicht ausgestoßen wurde - wie in 1 der Fall - ist die Feder 9 vorgespannt. Das heißt, dass die Feder 9 auf Zug vorbelastet ist und eine in die Ausstoßrichtung R wirkende Federkraft der Feder 9 in das Kraftübertragungsmittel 8 eingeleitet wird. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Federkraft der Feder 9 auch direkt auf den Fallschirm 6 wirken. Wenn der Fallschirm 6 ausgestoßen wird, bewirkt die Federkraft der Feder 9, dass der Fallschirm 6 in die Ausstoßrichtung R beschleunigt wird. Der Ausstoßvorgang des Fallschirms 6 ist beispielsweise in 3 dargestellt, und wird weiter unten näher beschreiben.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fallschirm 6 innerhalb der Feder 9 angeordnet. Mit anderen Worten wird der Fallschirm 6 durch die Feder 9 zumindest abschnittsweise ummantelt. Eine derartige Anordnung ist besonders platzsparend und ermöglicht insbesondere eine sehr kurze axiale Bauweise.
Die Fallschirmvorrichtung 1 umfasst außerdem eine Auslöseeinrichtung 10. Die Auslöseeinrichtung 10 ist über einen in 1 nicht dargestellten elektrischen Anschluss mit dem unbemannten Luftfahrzeug elektrisch verbunden. Die Auslöseeinrichtung 10 wird ausschließlich über den elektrischen Anschluss mit elektrischem Strom versorgt. Dabei ist die Auslöseeinrichtung 10 derart ausgebildet, dass wenn eine elektrische Stromversorgung besteht, die Auslöseeinrichtung 10 ein Ausstoßen des Fallschirm 6 verhindert. Wenn die elektrische Stromversorgung ausbleibt bzw. abbricht ist die Auslöseeinrichtung 10 dazu ausgebildet, das Ausstoßen des Fallschirms 6 freizugeben.
Die Auslöseeinrichtung 10 umfasst ein Haltemittel 11 und ein Arretiermittel 14. Das Haltemittel 11 ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Ausstoßeinrichtung 7, insbesondere dem Kraftübertragungsmittel 8 der Ausstoßeinrichtung 7, verbunden. Das Arretiermittel 14 ist wiederum dazu ausgebildet, dass Haltemittel 11 in Bezug auf das Gehäuse 2 zu arretieren, wenn das Arretiermittel 14 mit elektrischem Strom versorgt wird. Das Arretiermittel 14 wird über den nicht dargestellten elektrischen Anschluss mit elektrischem Strom versorgt.
Das Arretiermittel 14 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel unbeweglich mit dem Gehäuse 2 verbunden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann das Arretiermittel 14 auch unbeweglich mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbunden sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Arretiermittel 14 ein Elektromagnet 14. Wenn das Arretiermittel 14 also mit Strom versorgt wird, erzeugt das Arretiermittel 14 ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld bewirkt, dass das Haltemittel 11 in Bezug auf das Gehäuse 2 arretiert wird. Dies ist dadurch bedingt, dass das Magnetfeld eine Magnetkraft auf das Haltemittel 11 ausübt, die eine Lageveränderung des Haltemittels 11 in Bezug auf das Arretiermittel 14, und insofern auch in Bezug auf das Gehäuse 2, verhindert. Wenn Die Stromversorgung des Arretiermittels 14 ausbleibt, bricht das Magnetfeld zusammen. In diesem Fall wirkt auf das Haltemittel 11 keine Magnetkraft mehr. Dadurch wird das Haltemittel 11 freigegeben und könnte seine Lage in Bezug auf das Gehäuse 2 verändern.
Das Haltemittel 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Hebelarmmechanik 11 ausgebildet. Hierfür umfasst das Haltemittel 11 einen ersten Hebelarm 12 und einen zweiten Hebelarm 13. Der erste Hebelarm 12 ist unbeweglich mit der Ausstoßeinrichtung 7, insbesondere dem Kraftübertragungsmittel 8 der Ausstoßeinrichtung 7, verbunden. Der zweite Hebelarm 13 ist um eine Schwenkachse S schwenkbar mit dem ersten Hebelarm 12 verbunden. Der zweite Hebelarm 13 ist außerdem magnetisch ausgebildet und/oder weist einen Permanentmagneten auf. Über den zweiten Hebelarm 13 ist das Haltemittel 11 durch das Arretiermittel 14 arretierbar.
Wie in 1 gezeigt, ist die Länge des ersten Hebelarms 12 so gewählt, dass der zweite Hebelarm 13 um 90° verschwenkt zum ersten Hebelarm 12 durch das Arretiermittel 14 arretierbar ist, wenn der Fallschirm 6 noch nicht ausgestoßen wurde bzw. wenn die Feder 9 der Ausstoßeinrichtung 7 vorgespannt ist. Wenn das Haltemittel 11, wie in der in 1 dargestellten Stellung, arretiert ist, wird ein Ausstoßen des Fallschirms 6 verhindert. Dies ist dadurch bedingt, dass die Ausstoßeinrichtung 7 den Fallschirm 6 erst dann ausstoßen kann, wenn das Haltemittel 11 aus der Arretierung freigegeben wird. Ein Ausstoßen des Fallschirm 6 wird durch das arretierte Haltemittel 11 verhindert bzw. blockiert.
In dem in 1 dargestellten Bodenbetriebsmodus der Fallschirmvorrichtung 1 ist es allerdings unerheblich, ob die Auslöseeinrichtung 10 mit elektrischem Strom versorgt wird oder nicht. Die Arretierung des Haltemittels 11 in Bezug auf das Gehäuse 2 wird durch eine Sicherungseinrichtung 15 gesichert. Das heißt, dass, selbst wenn das Arretiermittel 14 der Auslöseeinrichtung 10 nicht mit Strom versorgt wird und das Arretiermittel 14 daher das Haltemittel 11 frei gibt, eine Lageänderung des Haltemittel 11 in Bezug auf das Gehäuse 2 durch die Sicherungseinrichtung 15 verhindert wird. Mit anderen Worten wird im Bodenbetriebsmodus ein Ausstoßen des Fallschirm 6 in jedem Fall verhindert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Sicherungseinrichtung 15 ein Sicherungsmittel 17 und einen Aktuator 16 auf. Das Sicherungsmittel 17 ist als halber Hohlzylinder 17 bzw. als Halbschale 17 ausgebildet. In einem in 1 gezeigten Sicherungszustand der Sicherungseinrichtung 15, ist das Sicherungsmittel 17 in einer ersten Position angeordnet. In der ersten Position zeigt die Öffnung des halben Hohlzylinders 17 bzw. der Halbschale 17 nach oben. Dadurch verhindert das Sicherungsmittel 17 mechanisch ein Verschwenken des zweiten Hebelarms 13 nach unten. Das Haltemittel 11, insbesondere der zweite Hebelarm 13, wird in der ersten Position des Sicherungsmittels 17 durch das Sicherungsmittels 17 mechanisch gesichert. Mit anderen Worten sichert die Sicherungseinrichtung 15 in dem in 1 gezeigten Sicherungszustand die Arretierung des Haltemittels 11 in Bezug auf das Gehäuse 2.
Die Fallschirmvorrichtung 1 weist zusätzlich noch eine Signaleinrichtung 18 auf. Die Signaleinrichtung 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als LED-Leuchte 18 ausgebildet. Die Signaleinrichtung 18 ist mit der Sicherungseinrichtung 15 zumindest signalkommunizierend verbunden.
2 zeigt die Fallschirmvorrichtung 1 gemäß 1 in einem zweiten Modus, nämlich in einem für den Flug des unbemannten Luftfahrzeugs vorgesehenen Flugmodus. Im Gegensatz zum Bodenbetriebsmodus hat die Sicherungseinrichtung 15 im Flugmodus vom Sicherungszustand in einen Entsicherungszustand gewechselt. Für einen Nutzer ist dies sehr einfach an der Signaleinrichtung 18 zu erkennen. Diese emittiert ein Zustandssignal, wenn sich die Sicherungseinrichtung 15 im Entsicherungszustand befindet. Vorliegend sendet die LED-Leuchte 18 ein Leuchtsignal aus, wenn sich die Sicherungseinrichtung 15 im Entsicherungszustand befindet. Dadurch kann ein Nutzer den Zustand der Sicherungseinrichtung 15 sehr schnell und einfach erkennen.
Im Entsicherungszustand hat das Sicherungsmittel 17 der Sicherungseinrichtung 15 von der ersten Position in die zweite Position gewechselt. Um zwischen der ersten und der zweiten Position hin und her wechseln zu können, wird das Sicherungsmittel 17 von dem Aktuator 16 angetrieben. Bei dem Aktuator 16 handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Schrittmotor 16. Wenn sich das Sicherungsmittel 17 in der in 2 gezeigten zweiten Position befindet, wird das Haltemittel 11 durch das Sicherungsmittel 17 freigegeben. Dies ist in 2 daran zu erkennen, dass die Öffnung des halben Hohlzylinders 17 bzw. der Halbschale 17 nach unten zeigt. Mit anderen Worten kann sich das Haltemittel 11, insbesondere der zweite Hebelarm 13, im Entsicherungszustand aus der Arretierung lösen, ohne dass dies mechanisch durch die Sicherungseinrichtung 15, insbesondere durch das Sicherungsmittel 17, verhindert wird.
Das Haltemittel 11, insbesondere der zweite Hebelarm 13, verbleibt in dem in 2 gezeigten Flugmodus der Fallschirmvorrichtung 1 nur deswegen in der Arretierung, weil die Auslöseeinrichtung 10, insbesondere das Arretiermittel 14, mit elektrischem Strom versorgt wird. Dadurch erzeugt das Arretiermittel 14, wie oben bereits beschreiben, ein Magnetfeld, dessen Magnetkraft eine Lageänderung des Haltemittel 11, insbesondere des zweiten Hebelarm 13, in Bezug auf das Gehäuse 2 verhindert.
Für die Nutzung der Fallschirmvorrichtung 1 ist folgender Ablauf denkbar. Im Bodenbetrieb des unbemannten Luftfahrzeugs, insbesondere wenn das unbemannte Luftfahrzeug nicht genutzt wird und/oder abgeschaltet ist, befindet sich die Fallschirmvorrichtung 1 im Bodenbetriebsmodus. Das heißt, dass auch die Auslöseeinrichtung 10 nicht mit elektrischem Strom versorgt wird bzw. versorgt werden muss. Ein Auslösen der Fallschirmvorrichtung 1, also ein Ausstoßen des Fallschirm 6 durch die Ausstoßeinrichtung 7, wird im Bodenbetriebsmodus, wie oben beschreiben, durch die Sicherungseinrichtung 15, welche sich im Sicherungszustand befindet, verhindert.
Wenn das unbemannte Luftfahrzeug in Betreib genommen wird, wird auch das Stromnetz des unbemannten Luftfahrzeugs in Betrieb genommen und mit elektrischer Energie versorgt. Dadurch wird auch die Auslöseeinrichtung 10 über den elektrischen Anschluss mit elektrischem Strom versorgt. Wenn die Auslöseeinrichtung 10 mit elektrischem Strom versorgt wird, erzeugt das Arretiermittel 14 ein Magnetfeld, was das Haltemittel 11, insbesondere den zweiten Hebelarm 13, in der Arretierung hält.
Bevor das unbemannte Luftfahrzeug abhebt, wechselt die Sicherungseinrichtung 15 vom Sicherungszustand in den Entsicherungszustand. Dies kann entweder automatisiert, beispielsweise durch ein Steuersignal von dem unbemannten Luftfahrzeug, oder manuell, beispielsweise durch einen Nutzer, erfolgen. Wenn sich die Sicherungseinrichtung 15 im Entsicherungszustand befindet und das Haltemittel 11 ausschließlich durch das Arretiermittel 14 arretiert wird, befindet sich die Fallschirmvorrichtung 1 im Flugmodus. Das unbemannte Luftfahrzeug kann nun abheben.
3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Fallschirmvorrichtung 1 während eines Auslösevorgangs. Wenn die Fallschirmvorrichtung 1 auslöst, wird der Fallschirm 6 durch die Ausstoßeinrichtung 7 ausgestoßen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich die Fallschirmvorrichtung 1 im Flugmodus befindet bzw. wenn sich die Sicherungseinrichtung 15 im Entsicherungszustand befindet, und die Stromversorgung der Auslöseeinrichtung 10 ausbleibt.
Kommt es beispielsweise während dem Flug zu einem vollständigen oder zumindest flugverhindernden Stromausfall im unbemannten Luftfahrzeug, wird auch die Auslöseeinrichtung 10, insbesondere das Arretiermittel 14, nicht mehr mit Strom oder zumindest nicht mehr mit ausreichend Strom versorgt. Dies hat zur Folge, dass das Haltemittel 11, insbesondere der zweite Hebelarm 13, nicht mehr in der Arretierung gehalten werden kann. Wenn das Haltemittel 11 nicht mehr in Bezug auf das Gehäuse 2 arretiert wird, reicht die Federkraft der Feder 9 aus, um das Kraftübertragungsmittel 8 und/oder den Fallschirm 6 in die Ausstoßrichtung R zu ziehen. Durch diese Zugkraft schwenkt auch der zweite Hebelarm 13 um zumindest 90° nach unten weg und das gesamte Haltemittel 11 wird mit dem Kraftübertragungsmittel 8 und/oder mit dem Fallschirm 6 in die Ausstoßrichtung R gezogen.
Die Federkraft der Feder 9 kann derart stark sein, dass der Fallschirm 6 durch die Beschleunigung in die Ausstoßrichtung R den Gehäusedeckel 3 aufdrückt, um durch die dann geöffnete Gehäuseöffnung 5 ausgestoßen zu werden. Alternativ kann der Gehäusedeckel 3 auf durch die Ausstoßeinrichtung 7 aufgedrückt werden.
Bei einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel kann der Gehäusedeckel 3 mechanisch und/oder signalkommunizierend mit der Auslöseeinrichtung 10 verbunden sein. Diese Verbindung kann bewirken, dass beispielsweise ein Verschluss des Gehäusedeckels 3 dann automatisch geöffnet wird, wenn das Haltemittel 11 aus der Arretierung gelöst wird.
Bezugszeichenliste

1: Fallschirmvorrichtung
2: Gehäuse
3: Gehäusedeckel
4: Gehäusekörper
5: Gehäuseöffnung
6: Fallschirm
7: Ausstoßeinrichtung
8: Kraftübertragungsmittel
9: Feder
10: Auslöseeinrichtung
11: Haltemittel
12: erster Hebelarm
13: zweiter Hebelarm
14: Arretiermittel
15: Sicherungseinrichtung
16: Aktuator
17: Sicherungsmittel
18: Signaleinrichtung
19: GPS-System
R: Ausstoßrichtung
S: Schwenkachse

Claims

Fallschirmvorrichtung (1) für ein unbemanntes Luftfahrzeug, die Fallschirmvorrichtung (1) umfassend: - ein mit dem unbemannten Luftfahrzeug verbindbares Gehäuse (2), - einen in Bezug auf das Gehäuse (2) ausstoßbaren Fallschirm (6), - eine Ausstoßeinrichtung (7), die dazu ausgebildet ist, den Fallschirm (6) auszustoßen, und - eine Auslöseeinrichtung (10), die über einen elektrischen Anschluss mit dem unbemannten Luftfahrzeug elektrisch verbindbar ist, um die Auslöseeinrichtung (10) mit elektrischem Strom zu versorgen, wobei - die Auslöseeinrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass - die Auslöseeinrichtung (10) ein Ausstoßen des Fallschirms (6) durch die Ausstoßeinrichtung (7) verhindert, wenn die Auslöseeinrichtung (10) mit elektrischem Strom versorgt wird, und - die Auslöseeinrichtung (10) ein Ausstoßen des Fallschirms (6) durch die Ausstoßeinrichtung (7) freigibt, wenn die Stromversorgung der Auslöseeinrichtung (10) ausbleibt.
Fallschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (10) ein mit der Ausstoßeinrichtung (7) und/oder mit dem Fallschirm (6) verbundenes Haltemittel (11) und ein gehäusefestes Arretiermittel (14) aufweist, wobei das Arretiermittel (14) dazu ausgebildet ist, das Haltemittel (11) in Bezug auf das Gehäuse (2) zu arretieren, wenn das Arretiermittel (14) mit elektrischem Strom versorgt wird.
Fallschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretiermittel (14) dazu ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, wenn das Arretiermittel (14) mit elektrischem Strom versorgt wird, und das Magnetfeld eine Arretierkraft auf das Haltemittel (11) ausübt, um das Haltemittel (11) in Bezug auf das Gehäuse (2) zu arretieren.
Fallschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (11) zumindest abschnittsweise magnetisch ausgebildet ist und/oder einen Permanentmagneten aufweist.
Fallschirmvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallschirmvorrichtung (1) eine Sicherungseinrichtung (15) aufweist, wobei die Sicherungseinrichtung (15) in einem Sicherungszustand die Arretierung des Haltemittels (11) in Bezug auf das Gehäuse (2) sichert, vorzugsweise unabhängig davon sichert, ob die Auslöseeinrichtung (10) mit elektrischem Strom versorgt wird, und die Sicherungseinrichtung (15) in einem Entsicherungszustand das Haltemittel (11) frei gibt.
Fallschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungseinrichtung (15) einen Aktuator (16) und ein durch den Aktuator (16) antreibbares Sicherungsmittel (17) aufweist, wobei der Aktuator (16) dazu ausgebildet ist, das Sicherungsmittel (17) zwischen einer ersten Position, in der das Sicherungsmittel (17) das Haltemittel (11) in Bezug auf das Gehäuse arretiert, und einer zweiten Position, in der das Sicherungsmittel (17) das Haltemittel (11) frei gibt, hin und her zu bewegen.
Fallschirmvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallschirmvorrichtung (1) eine Signaleinrichtung (18) aufweist, wobei die Signaleinrichtung (18) dazu ausgebildet ist, ein Zustandssignal auszugeben, wenn sich die Sicherungseinrichtung (15) in dem Entsicherungszustand befindet.
Fallschirmvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstoßeinrichtung (7) eine vorgespannte Feder (9) aufweist, vorzugsweise eine vorgespannte Schraubenfeder (9) aufweist, und der Fallschirm (6) vorzugsweise zumindest abschnittsweise innerhalb der Feder (9) angeordnet ist.
Fallschirmvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Gehäusedeckel (3), vorzugsweise einen schwenkbaren Gehäusedeckel (3), aufweist, wobei der Gehäusedeckel (3) dazu ausgebildet ist, eine Gehäuseöffnung, durch die der Fallschirm (6) ausstoßbar ist, zu verschließen, und der Gehäusedeckel (3) vorzugsweise mechanisch und/oder signalkommunizierend mit der Auslöseeinrichtung (10) verbunden ist.
Unbemanntes Luftfahrzeug mit einer Fallschirmvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.