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Die Erfindung betrifft ein kreisförmiges Fluggerät mit der Funktionalität eines Hubschraubers in Form einer Flugscheibe. Unter einer Flugscheibe soll ein Fluggerät mit geringer Bauhöhe verstanden werden, welches mit zwei zentral aufgehängten und unabhängig voneinander angetriebenen Rotoren in Anordnung als Doppelrotoren mit konzentrischen Drehachsen arbeitet. Die Rotoren sind von einer Einhausung umgeben, die funktionell als Mantel bezeichnet wird.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Konstruktionen für Fluggeräte mit Mehrfachrotoren bekannt.
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Zum einen sind Koaxialrotoren bekannt, welche nicht ummantelt sind, die jedoch konstruktiv und mechanisch gekoppelt sind und auf einer gemeinsamen Drehachse liegen.
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Weiterhin sind Tandemhubschrauber bekannt, bei denen die Rotoren nicht ummantelt und in Flugrichtung hintereinander angeordnet sind.
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Bei sogenannten Flettner-Doppelrotoren liegen die Rotoren in Flugrichtung seitlich nebeneinander und sind gegeneinander leicht gekippt. Die Rotoren sind ebenfalls nicht ummantelt.
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Weitere konstruktive Gestaltungen von Fluggeräten mit mehreren Rotoren sind transversale Rotoren, wobei die Rotoren nicht ummantelt sind und in Flugrichtung seitlich nebeneinander auf der gleichen Rotationsebene liegen. Ferner sind Multikopter bekannt, welche zumeist vier horizontal nebeneinander angeordnete Rotoren in offener Bauform aufweisen. Dabei handelt es sich um eine Kombination von transversalen Rotoren, die prinzipbedingt einen sehr hohen Platzbedarf haben.
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Im Stand der Technik geht darüber hinaus aus der
DE 33 16 143 A1 ein Ringrotorsystem für Flugkörper hervor, bei dem zwei parallel übereinander angeordnete, gegensinnig laufende Ringrotoren neigbar gelagert sind und auf einem Schienensystem um eine kugelförmige Kabine laufen. Die Innenringe der Ringrotoren besitzen Turbinenschaufeln für den Pressluftantrieb der Rotoren. Um die Kabine herum verteilt sind mehrere Strahldüsen angeordnet. Der äußere Umfangsrand der Rotoren ist von einem Schutzmantel umschlossen und der Abströmraum wird unterhalb der Rotoren von zwei Mantelflügeln umschlossen.
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Aus der
DE 198 42 543 A1 geht ein Fluggerät hervor, welches als Schweber bezeichnet wird. Der Schweber ist unter anderem auch dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren vollständig ummantelt sind und somit diese während des Start- und Landevorgangs nicht für die Umgebung gefährlich sind.
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Die
DE 699 11 063 T2 offenbart eine Stabilisierungsvorrichtung für eine robotische oder ferngesteuerte fliegende Plattform. Insbesondere wird eine Vorrichtung zur Lage-Steuerung einer Plattform im Flug offenbart, wobei positionierbare trogförmige Luftablenkmittel verwendet werden.
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Schließlich geht aus der
DE 691 07 677 T2 ein unbemanntes Fluggerät mit gegenläufigen Rotoren hervor, welche in einem torischen Verbindungsring gelagert sind, in welchem alle nötigen Flugsteuerungseinrichtungen untergebracht sind. Dieses Fluggerät besitzt zwei gegenläufige Rotoren, die innerhalb eines ringförmigen Mantels und Rumpfes angeordnet sind, wobei eine Rotorblattverstellung benutzt wird, um alle erforderlichen Auftriebs-, Nick-, Roll- und Giersteuerbewegungen sowie die Schwingungs- und Beanspruchungssteuerung zu bewirken. Weiterhin werden das Profil und die Geschwindigkeit der Luftströmungen im ringförmigen Rumpf geregelt. Dabei werden komplementäre Steuerkräfte am Rumpf erzeugt, die mit den durch die Rotoren erzeugten Steuerkräften zusammenwirken, um alle erforderlichen Flugsteuerbewegungen für das Flugzeug zu erzeugen.
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Insgesamt lassen sich diverse Nachteile des Standes der Technik feststellen. Bei konventionellen Hubschraubern sind da beispielsweise der frei- und offenliegende Hauptrotor sowie der Heckausleger mit Rotor zur Drehstabilisierung zu nennen, wobei kein Kontaktschutz zu umgebenden Hindernissen besteht. Auch Koaxialhubschrauber weisen frei- und offenliegende Hauptrotoren auf, was zudem zu einer sehr hohen Bauform führt. Es besteht ebenfalls kein Kontaktschutz zu umgebenden Hindernissen. Dies führt zu Gefährdungen für die Umgebung aber auch zur Gefährdung für die Technik an sich.
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Weiterhin sind die Konstruktionen der Fluggeräte häufig offensichtlich nicht funktionsfähig, sehr kompliziert und fehleranfällig sowie zu komplex und schwer konstruiert.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Flugscheibe zur Verfügung zu stellen, deren Rotoren für die unmittelbare Umgebung keine Gefährdung darstellen und welche sich in effizienter Weise erzeugen, bedienen und steuern lässt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere durch eine Flugscheibe mit Mantel-Doppelrotor zur Erzeugung eines vertikalen Hauptstromes gelöst, wobei der Mantel-Doppelrotor zwei übereinander angeordnete Antriebsebenen in Form von Antriebsebenen aufweist, eine obere Antriebsebene aus einem oberen Antrieb und einem oberen Rotor sowie eine untere Antriebsebene aus einem unteren Antrieb und einem unteren Rotor.
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Die Rotoren sind gegensinnig laufend ausgebildet und die Drehpunkte der Rotoren liegen auf einer gemeinsamen virtuellen Drehachse übereinander. Unter einer gemeinsamen virtuellen Drehachse ist insbesondere zu verstehen, dass es keine gemeinsame physische Drehachse der Rotoren gibt, sondern, dass die Achsen der Motoren nicht miteinander verbundene Abschnitte einer gemeinsamen gedachten virtuellen Drehachse sind. Die Drehachsen der Rotoren sind in einer Flucht übereinander angeordnet.
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Die Rotoren der Antriebsebenen weisen feste Rotorblattanstellwinkel auf und sind einzeln und unabhängig voneinander antreibbar und steuerbar ausgebildet. Der Ausgleich des Drehimpulses erfolgt durch die Variation der Drehzahlen der beiden Rotoren, wobei ein Horizontalvortrieb der Flugscheibe mit Strömungsenergie aus dem vertikalen Hauptluftstrom durch Umleitung eines Teilluftstromes radial horizontal nach außen und eine Fluglageregelung mit Strömungsenergie aus dem vertikalen Hauptluftstrom durch Umleitung eines Teilstromes vertikal antagonistisch an die Umgebung erfolgt. Die Umleitung der Teilströme des Hauptluftstromes zum Horizontalvortrieb und zur Fluglageregelung erfolgt über Strömungskanäle in Luftleitkästen, wobei die Luftleitkästen unter der unteren Antriebsebene angeordnet sind und in den Hauptluftstrom hineinragen. Unter einer Umleitung eines Teilstromes vertikal antagonistisch an die Umgebung ist im Sinne des Regelkonzepts der Flugscheibe gemäß der Erfindung zu verstehen, dass gerade entgegengesetzt zur Neigung ein entsprechender Impuls durch Umleitung eines Teilstromes in vertikaler Richtung an die Umgebung erfolgt, um diesen auszugleichen und entsprechend die Flugscheibe horizontal auszurichten.
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Erfindungsgemäß sind innerhalb der Flugscheibe ein Stützring, ein Tragring und ein Steuerring horizontal untereinander als Kreisringe angeordnet. Die Ringe, der Stützring, der Tragring und der Steuerring, sind über Rahmen miteinander verbunden, wobei die obere und die untere Antriebsebene zwischen dem Stützring und dem Tragring und die Luftleitkästen zwischen dem Tragring und dem Steuerring angeordnet sind.
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Die Flugscheibe weist eine obere Traverse zur Aufnahme des oberen Antriebs mit dem Rotor am Stützring und eine untere Traverse zur Aufnahme des unteren Antriebs mit dem unteren Rotor am Tragring auf. Dabei hängt der obere Antrieb an der oberen Traverse und der untere Antrieb steht auf der unteren Traverse.
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Zwischen dem Stützring und dem Tragring ist ein kreiskegelstumpfförmiger Mantel als obere Haube und zwischen dem Tragring und dem Steuerring ein kreiskegelstumpfförmiger Mantel als untere Haube angeordnet, wobei der obere Mantel sich nach unten kegelförmig erweitert und der untere Mantel sich nach unten kegelförmig verjüngt.
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Der vertikale Hauptluftstrom wird im Bereich der Luftleitkästen durch die Steuerstellungen der Steuerklappe geregelt.
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Vorteilhaft sind im oberen Mantel Nebenlufteinlassöffnungen angeordnet.
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Die Antriebe sind bevorzugt als Elektromotoren ausgebildet, wobei vorteilhaft Akkumulatoren auf dem Tragring angeordnet sind, welche die Elektromotoren mit Antriebsenergie versorgen.
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Weiterhin sind acht trapezförmige Rahmen vorteilhaft zur Verbindung von Stützring und Tragring ausgebildet und als Oktagon in der Draufsicht von oben angeordnet.
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Der Stützring, der Tragring und der Steuerring weisen den gleichen Innendurchmesser auf, wobei der Außendurchmesser des Steuerrings kleiner als der Außendurchmesser des Tragrings, aber größer als der Außendurchmesser des Stützrings ausgebildet ist.
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Der Anstellwinkel der oberen Rotorblätter des oberen Rotors ist mit 15° und der Anstellwinkel der unteren Rotorblätter des unteren Rotors ist mit 12° vorteilhaft ausgebildet.
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Weiterhin sind bevorzugt acht trapezförmige Rahmen zur Verbindung von Tragring und Steuerring ausgebildet und als Oktagon in der Draufsicht von oben angeordnet.
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Die Neigung der oberen Haube in Bezug zum Tragring beträgt bevorzugt plus 52°, wohingegen die Neigung der unteren Haube in Bezug zum Tragring minus 52° beträgt. Damit sind die Neigungswinkel der Hauben an der Horizontalen symmetrisch nach oben und unten gespiegelt. Die Vorzeichen beziehen sich auf den mathematischen Drehsinn.
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Das Fluggerät gehört konzeptionsgemäß zur Klasse der senkrecht startenden und landenden Luftfahrzeuge (VTOL). Die Rotoren erzeugen den Auftrieb und liefern darüber hinaus die Energie für den Vortrieb und die Lagesteuerung. Die Realisierung des Fluggerätes erfolgt als kreisförmige Flugscheibe. Zwischen drei Ringen sind zwei unabhängig und gegenläufig arbeitende Vertikalluftantriebe, bestehend aus je einer Motor-Getriebe-Rotor-Kombination, angeordnet. Die Motor-Getriebe-Rotor-Kombinationen sind über getrennte Antriebsaufhängungen, genannt auch Traversen, in der Maschine montiert. Jeder Rotor hat eine eigene mechanische Aufhängung und ist mit dem jeweils anderen Rotor nicht mechanisch gekoppelt. Zum Schutz der Rotoren ist der Rotorraum mit einer Ummantelung, genannt Haube, umgeben. Der Horizontalvortrieb und die Fluglageregelung erfolgen durch die partielle Entnahme von Volumenstrom aus dem Vertikalluftstrom. Die offenbarte Konstruktion stellt im engeren Sinne keinen Koaxialrotor dar, da jeder Rotor über eine eigene Achse verfügt, welche konzentrisch zur anderen angeordnet ist, wohingegen mit einem Koaxialrotor immer eine gemeinsame technische Drehachse beschrieben wird. Somit sind nach der vorliegenden Konstruktion die Drehachsen der Rotoren nur virtuell auf einer Achse angeordnet und nicht mechanisch miteinander verbunden.
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Strömungsmechanisch besteht die Konzeption im gleichzeitigen Betrieb von zwei Gebläsen in Strömungsreihenschaltung mit dem Ziel, den Druck des abwärts gerichteten freien Luftstroms, des Vertikalluftstromes, zu erhöhen. Der Volumenstrom erhöht sich nur gering. Zu diesem Zweck ist der Blattwinkel, auch als Anstellwinkel bezeichnet, der oberen Rotorblätter größer als der Anstellwinkel der unteren Rotorblätter.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anstellwinkel der oberen Rotorblätter des oberen Rotors mit 15° und der Anstellwinkel der unteren Rotorblätter des unteren Rotors mit 12° ausgebildet.
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Die Drehzahlen der gegenläufigen Rotoren werden so gesteuert, dass der resultierende Drehimpuls nahezu Null ist.
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Trotz des unterschiedlichen Anstellwinkels ist im Bereich zwischen den Rotoren ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsdruck zu verzeichnen. Deshalb wird Luft von außen in den Rotorzwischenraum gesaugt. Die Folge davon ist, dass durch einen Einlass für Nebenluft in den Rotorzwischenraum in erheblichem Maße Nebenluft einströmt, was zu einer Erhöhung der Auftriebskraft führt.
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Ein Doppelrotor mit gegenläufigen Rotoren wird eingesetzt, um die Wirkung des Drehimpulses bei rotierenden Objekten auszugleichen. Da beide Rotoren von einer Einhausung umschlossen sind, bezeichnet man diese Konstruktion als Manteldoppelrotor mit zwei Antriebsebenen und es handelt sich dabei um eine Strömungsreihenschaltung. Für die Fluglageregelung wird über Strömungskanäle in Luftleitkästen, die unter der Ringebene positioniert sind und in den Vertikalluftstrom hineinragen, ein Teil der Strömungsenergie entnommen. Dieser Volumenstrom wird dann bei Bedarf über Klappenventile in den Strömungskanal geleitet und gelangt dann weiter abwärts und aufwärts oder horizontal in die Umgebung. Die Luftleitkästen realisieren damit die Funktion der Fluglageregelung, des Horizontalvortriebes und der Feinpositionierung über dem Grund.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion weist diverse Vorteile auf.
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Durch die vertikal übereinander angeordneten Rotoren wird der Platzbedarf der Flugmaschine minimiert. Die Ummantelung der Rotoren schützt die Rotoren vor dem Kontakt mit Menschen und Gegenständen. Der nicht vorhandene Hubschrauberausleger stellt somit keine Gefahr dar. Das Fliegen in engen Umgebungen ist möglich. Es ist ein Berührungs- und Kollisionsschutz für die Rotoren vorhanden. Das vertikale Starten und Landen ist somit Standard und kein festes Flugfeld ist notwendig. Ohne Drehung der Maschine ist ein einfaches Positionieren der Flugmaschine in vier Flugrichtungen möglich. Die Drehung der Maschine um die Hochachse ist zusätzlich möglich. Besonders hervorzuheben ist der Einsatz in engen Flugräumen, da Kollisionen mit umgebenden Bauwerken oder Bäumen durch die Ummantelung der Rotoren weitestgehend ausgeschlossen sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1: Querschnitt der Flugscheibe,
- 2: Draufsicht auf die Flugscheibe,
- 3: Rahmenkonstruktionen zwischen den Kreisringen,
- 4: Luftleitkasten und
- 5: obere Haube mit Nebenlufteinlassöffnungen.
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In 1 ist die Flugscheibe 23 als kreisförmiges Fluggerät mit zentral aufgehängten, unabhängig arbeitenden Antrieben 1, 5 und Rotoren 2, 6 im Querschnitt dargestellt. Die drehenden Rotoren 2, 6 erzeugen den vertikalen Hauptluftstrom 28, angedeutet durch vertikale Pfeile. Die äußere Gestalt der Flugscheibe 23 wird durch die Hauben 13, 14 geprägt, welche zwischen den Kreisringen, dem Stützring 9, dem Tragring 10 und dem Steuerring 11, angeordnet sind.
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Eine obere Antriebsebene 25 weist einen oberen Antrieb 1 mit zugehörigem oberen Rotor 2 auf. Unter der oberen Antriebsebene 25 ist die untere Antriebsebene 26 angeordnet, welche einen unteren Antrieb 5 mit zugehörigem unteren Rotor 6 aufweist.
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Der obere Antrieb 1 mit dem oberen Rotor 2 ist an der Traverse 4 aufgehängt, wohingegen der untere Antrieb 5 mit dem unteren Rotor 6 auf der Traverse 8 steht.
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Die Traversen 4 und 8 sind verbunden mit dem Rahmen 21, welcher wiederum mit dem Stützring 9 als obere Ebene sowie dem Tragring 10 als mittlere Ebene verbunden ist.
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Die Konstruktion mit den Kreisringen 9, 10, 11, den Rahmen 21, 22 und den Traversen 4, 8 bildet das Chassis für die Flugscheibe 23.
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Der obere Antrieb 1 und der untere Antrieb 5 sind jeweils noch mit einer oberen Antriebsverkleidung 3 und einer unteren Antriebsverkleidung 7 versehen. Zwischen der oberen Ebene mit dem Stützring 9 und der mittleren Ebene mit dem Tragring 10 ist die obere Haube 13 als Mantel mit Nebenlufteinlassöffnung 29 für die Nebenluft 31 angeordnet. Analog dazu ist zwischen dem Tragring 10 der mittleren Ebene und dem Steuerring 11 der unteren Ebene eine untere Haube 14 als Mantel mit Luftauslässen angeordnet.
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Die obere Haube 13 und die untere Haube 14 bestimmen äußerlich die Kontur der Flugscheibe 23.
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Zwischen dem Steuerring 11 in der Steuerebene SE und dem Tragring 10 in der Ringebene RE sind mehrere Luftleitkästen 15 verteilt am Umfang und radial in den vertikalen Hauptluftstrom 28 hineinragend angeordnet.
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Die Rotoren 2 und 6 liegen auf einer gemeinsamen virtuellen Drehachse 24. Die Wellen der Rotoren 2, 6 als Verbindung zwischen dem oberen Rotor 2 und dem oberen Antrieb 1 sowie als Verbindung zwischen dem unteren Rotor 6 und dem unteren Antrieb 5 sind nicht miteinander verbunden und die obere Antriebsebene 25 sowie die untere Antriebsebene 26 sind vollständig unabhängig voneinander antreibbar und regelbar ausgebildet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebsstrategie über Elektromotoren realisiert, wobei Akkumulatoren 16 als Energiespeicher für die elektrischen Antriebe 1 und 5 auf dem Tragring 10 in der Nähe der Rahmen 21 platziert sind.
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In 2 ist eine Darstellung der Flugscheibe 23 ohne Antriebe und ohne Antriebsabdeckungen in der Draufsicht gezeigt. Dabei ist die kreisförmige Kontur des Tragringes 10 mit dem in einem Oktagon angeordneten Rahmen 12 sowie die obere Traverse 4 als auch untere Traverse 8 dargestellt. Die beiden Rotoren 2 und 6 besitzen einen Drehpunkt 27 auf der gemeinsamen virtuellen Drehachse 24, dargestellt in 1. Der obere Rotor 2 besitzt drei Rotorblätter 19, welche einen unterschiedlichen Anstellwinkel im Vergleich zu den drei Rotorblättern 20 des unteren Rotors 6 aufweisen. Der Stützring 9 der oberen Ebene ist als eine punktierte Linie angedeutet. Auf dem Tragring 10 sind weiterhin Haubenwinkel 17, 18 zur Befestigung der hier nicht dargestellten Hauben angeordnet, wobei die Haubenwinkel 17 auf der oberen Ebene des Stützrings 9 und die Haubenwinkel 18 auf dem Tragring 10 angeordnet sind.
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In 3 sind die Rahmen 12 zur mechanischen Verbindung der Ebenen dargestellt. Die Rahmen 21 verbinden den Stützring 9 und den Tragring 10. Die die Rahmen 22 verbinden den Tragring 10 und den Steuerring 11. Die Rahmen 21 und 22 sind jeweils achtmal vorhanden.
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In 4 ist ein Luftleitkasten 15 für den Vortrieb zwischen dem Tragring 10 und dem Steuerring 11 gezeigt. Der Luftleitkasten 15 besitzt eine Steuerklappe 30, deren Steuerstellungen zwischen 0 %, 50 % und 100 % schematisch in 4 dargestellt sind. Der vertikale Hauptluftstrom 28 wird im Bereich der Luftleitkästen 15 durch die Steuerstellungen der Steuerklappe 30 geregelt.
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In 5 ist eine Nebenlufteinlassöffnung 29 der teilweise dargestellten oberen Haube 13 gezeigt. Die obere Haube 13 wird aus acht Haubensegmenten gebildet. Jedes Haubensegment hat fünf Belüftungsfenster als Nebenlufteinlassöffnungen 29. Die Ausführung der Nebenlufteinlassöffnungen 29 ist trapezförmig.
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Zusammengefasst kann die Grundform der Flugscheibe 23 als kreisförmiges Fluggerät mit zentral aufgehängten, unabhängig arbeitenden Antrieben 1, 5 und Rotoren 2, 6 bezeichnet werden. Die äußere Gestalt wird durch Hauben 13, 14 geprägt, welche zwischen den Kreisringen angeordnet sind. Der Kreisring in der Ringebene ist ein breiter, durchgängiger Tragring 10 als Hauptträger und bildet die Basis des Chassis.
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In der oberen Ebene wird der Kreisring als Stützring 9 und in der Steuerebene als Steuerring 11 bezeichnet, welche je als ein schmaler Kreisring zur Stabilisierung und Fixierung der Rahmen 21 und 22 ausgeführt sind.
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Die kreisrunde Außenkontur in der Draufsicht wird somit durch drei übereinander liegende Kreisringe gebildet, welche zwei Montageebenen beinhalten.
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Der obere Kreisring, der Stützring 9, hat in einem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 1.330 mm und dient zur mechanischen Stabilisierung und Formgebung der Konstruktion. In der Ringebene hat der Tragring 10 einen Durchmesser von 1.650 mm und ist der Grundträger der Konstruktion. In der Steuerebene hat der Steuerring 11 als unterer Kreisring einen Durchmesser von 1.510 mm und positioniert die Luftleitkästen 15 für die Lageregelung und den Horizontalvortrieb.
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Die Traversen 4 und 8 sind als kräftige Rohrstreben ausgeführt, die von den Rahmen 21 zu den Motor-Getriebe-Rotor-Kombinationen führen. Je Rotorebene laufen eine oder zwei Traversen in horizontaler 90°-Anordnung. Die Tragpunkte der Traversen 4, 8 liegen in den Ständern der Rahmen 21. Die Kreisringe mit dem Stützring 9, dem Tragring 10 und dem Steuerring 11 bilden die äußere Begrenzung der Flugscheibe und realisieren damit einen Stoß- und Kantenschutz für die Hauben 13, 14.
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Die Verbindung der oberen Ebene zur Ringebene erfolgt über acht Rahmen 21, welche in der Draufsicht in der Art eines Oktagons angeordnet sind. Die Verbindung der Ringebene zur Steuerebene erfolgt über acht Rahmen 22, welche ebenfalls in der Draufsicht ein Oktagon bilden. Die obere und die untere Antriebsverkleidung 3 und 7 sitzen direkt auf den jeweiligen Traversen 4 und 8.
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Die Hauben 13 und 14 bilden einen Mantel für die Rotoren 2 und 6. Die obere Haube 13 besteht aus acht Haubensegmenten und umschließt die beiden Rotoren 2 und 6. Die untere Haube schließt die Kontur der Flugscheibe 23. Die Hauben 13 und 14 stehen innerhalb der Kreisringe. Montiert werden die Haubensegmente auf den Haubenauflagen. Die Auflagen sind mit speziellen Haubenwinkeln 17 und 18 an den jeweiligen Kreisringen befestigt. Die obere Antriebsverkleidung 3 ist eine Turmkonstruktion und schützt das Getriebe des oberen Antriebes 1 vor der Beschädigung durch Fremdkörper. Auf der Traverse 4 ist über Abstandsstücke die Turmbasis befestigt. Oberhalb der Basisplatte ist die Turmkuppel als Kugelsegment montiert. Sie bewirkt eine bessere Lufteinström ung.
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Die untere Antriebsverkleidung 7 ist als untere Zentralkugel ausgebildet und schützt das Getriebe des unteren Antriebes 5 vor Beschädigung durch die Berührung mit Fremdkörpern, speziell beim Landen. Unterhalb der Traverse 8 ist über Abstandsstücke die Kugelbasis befestigt. Den unteren Abschluss bildet ebenfalls eine Kuppel als Kugelsegment symmetrisch zum Turm.
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Die vier Doppelstützen des Fahrwerkes sind aus Profilmaterial montiert. Die vier Stützen sind mit je einem Servoantrieb um 90° schwenkbar und klappbar und werden im Flug in waagerechter Position gehalten.
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Der Vertikalantrieb wird realisiert als Mantel-Doppelrotor in zwei Antriebsebenen und mit konzentrischen Drehachsen. Es gibt zwei Rotorebenen, eine obere Rotorebene und eine untere Rotorebene. Seitlich gesehen ist ein Rotor rechtslaufend und ein Rotor linkslaufend ausgeführt. In der vorliegenden Realisierung laufen beide Rotoren in dieselbe Richtung, nur ist die obere Motor-Getriebe-Rotor-Kombination hängend und die untere stehend montiert.
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Die Rotoren werden durch zwei unabhängige, gegenläufige Antriebe bewegt. Jeder Rotor 2, 6 ist mit drei Rotorblättern ausgebildet, wobei die Rotorwellen auf ein Minimalmaß gekürzt sind. Die Antriebsmotoren des oberen Antriebs 1 und des unteren Antriebs 5 werden im Drehzahlbetrieb gefahren.
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Der Horizontalantrieb ist folgendermaßen ausgeführt. Die beiden Antriebe 1 und 5 generieren den vertikalen Hauptluftstrom 28. Dieser vertikale Hauptluftstrom 28 bewirkt den Auftrieb der Maschine. Die maschinenspezifischen Luftleitkästen 15 sind unterhalb der Ringebene mit dem Tragring 10 angebracht und ragen mit den Entnahmebereichen in den Luftstrom konstruktiv definiert hinein. In diesem Entnahmebereich befindet sich ein linear steuerbares Klappenventil als Steuerklappe 30. In Normalstellung ist die Steuerklappe 30 senkrecht und behindert den vertikalen Hauptluftstrom 28 nicht. Durch einen Servoantrieb kann die Steuerklappe 30 in den Luftstrom bewegt werden. Der Volumenstrom wird im Entnahmebereich gestaut und dadurch horizontal nach außen umgelenkt. Die Luftleitkästen 15 sind in Richtung zur Außenkante der Maschine offen. Der Volumenstrom drückt gegen die Umgebungsluft und bewirkt so einen Vorschub, bedingt durch den kreisförmigen Aufbau der Maschine und die Unterteilung in Viertelkreise sind vier Steuerpositionen vorhanden, welche in 90°-Anordnungen ausgerichtet sind. Je nach Bewegungsrichtung der Maschine ergibt sich ein Luftaustritt nach vorn, nach hinten, nach links oder nach rechts. Alle Auslassöffnungen sind gleich groß dimensioniert und doppelt ausgeführt. Die Maschine kann in Richtung der vier Auslassöffnungen beschleunigen, bremsen und feinpositionieren. Die beiden Rotoren 2, 6 generieren den vertikalen Hauptluftstrom 28, welcher den Auftrieb der Flugscheibe 23 bewirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- oberer Antrieb
- 2
- oberer Rotor
- 3
- obere Antriebsverkleidung
- 4
- Traversen oberer Antrieb
- 5
- unterer Antrieb
- 6
- unterer Rotor
- 7
- untere Antriebsverkleidung
- 8
- Traversen unterer Antrieb
- 9
- OE = obere Ebene = Stützring
- 10
- RE = Ringebene = Tragring
- 11
- SE = Steuerebene = Steuerring
- 12
- Rahmen, allgemein
- 13
- obere Haube
- 14
- untere Haube
- 15
- Luftleitkasten
- 16
- Akkumulatoren
- 17
- Haubenwinkel auf OE
- 18
- Haubenwinkel auf RE
- 19
- 3 Rotorblätter in OE
- 20
- 3 Rotorblätter in RE
- 21
- Rahmen OE-RE
- 22
- Rahmen RE-SE
- 23
- Flugscheibe
- 24
- Drehachse
- 25
- obere Antriebsebene
- 26
- untere Antriebsebene
- 27
- Drehpunkt
- 28
- vertikaler Hauptluftstrom
- 29
- Nebenlufteinlassöffnung
- 30
- Steuerklappe
- 31
- Nebenluft
