DE20107956U1 - Airship with aerostatic buoyancy - Google Patents

Airship with aerostatic buoyancy

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Description

Ott, Johannes O 2457 - Sf/vtOtt, Johannes O 2457 - Sf/vt

Luftschiff mit aerostatischem AuftriebskörperAirship with aerostatic lifting body

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftschiff mit aerostatischem Auftriebskörper und einer mit dem Auftriebskörper verbundenen Antriebseinrichtung mit mindestens zwei auf je einer Seite des Luftschiffschwerpunktes und mit Abstand zu diesem angeordneten Antrieben, durch die jeweils eine Antriebskraft erzeugbar ist, deren Richtungsvektor in einer zur Längsachse des Luftschiffes parallelen Ebene liegt, und die um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse verschwenkbar sind, und Mitteln zum Ansteuern der Antriebe.The present invention relates to an airship with an aerostatic lifting body and a drive device connected to the lifting body with at least two drives arranged on each side of the airship's center of gravity and at a distance from it, by each of which a driving force can be generated whose direction vector lies in a plane parallel to the longitudinal axis of the airship, and which can be pivoted about an axis perpendicular to this plane, and means for controlling the drives.

Derartige Luftschiffe können sowohl als bemannte als auch als unbemannte, ferngesteuerte Luftschiffe ausgebildet sein.Such airships can be designed as manned or unmanned, remote-controlled airships.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine präzise Steuerung des Luftschiffes, insbesondere auch bei langsamer Geschwindigkeit bis hin zum Stillstand, zu erreichen, die von dem Piloten bequem durchgeführt werden kann, so daß er seine Konzentration voll auf die sichere Führung des Luftschiffes richten kann.The object of the invention is to achieve precise control of the airship, in particular at slow speeds up to standstill, which can be carried out comfortably by the pilot so that he can concentrate fully on the safe control of the airship.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Antriebe jeweils einzeln ansteuerbar sind, wobei als Stellgröße der Ansteuerung die Antriebskraft und der Schwenkwinkel des jeweiligen Antriebs vorgesehen sind und wobei die Stellgrößen für die einzelnen Antriebe aus vorgegebenen gewünschten Daten für die Bewegung des Luftschiffes, nämlich Fortbewegungsrichtung und -geschwindigkeit und/oder Drehrichtung undThis task is solved by the fact that the drives can be controlled individually, whereby the drive force and the swivel angle of the respective drive are provided as the control variable and whereby the control variables for the individual drives are determined from predetermined desired data for the movement of the airship, namely the direction of travel and speed and/or direction of rotation and

-geschwindigkeit automatisch bestimmbar sind.-speed can be determined automatically.

Durch die Einzelansteuerung der Antriebe ist eine sehr exakte Steuerung möglich, wobei durch die automatische Bestimmung der Stellgrößen für die einzelnen Antriebe aus den vorgegebenen gewünschten Daten für die Bewegung des Luftschiffes die Steuerung dennoch einfach handhabbar ist. Insbesondere muß der Pilot beispielsweise nur Beschleunigungs- bzw. Antriebskommandos wie "vor/zurück", "links/rechts", "zur Seite links/rechts drehen" und "auf/ab" geben. Diese Kommandos werden durch die erfindungsgemäße Steuerung automatisch in einzelne Stellgrößen für die Antriebe umgesetzt, nämlich Schwenkwinkel und Antriebskraft für jeden Antrieb separat. Bei ferngesteuerten Luftschiffen kann sich die Steuerung im Sender der Funkfernsteuerung oder im Luftschiff befinden. The individual control of the drives enables very precise control, while the automatic determination of the control variables for the individual drives from the specified desired data for the movement of the airship makes the control easy to handle. In particular, the pilot only has to give acceleration or drive commands such as "forward/backward", "left/right", "turn left/right" and "up/down". These commands are automatically converted by the control according to the invention into individual control variables for the drives, namely the swivel angle and drive force for each drive separately. In remote-controlled airships, the control can be located in the radio remote control transmitter or in the airship.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Antriebseinrichtung einen dritten, vor oder hinter dem Schwerpunkt des Luftschiffes angeordneten Antrieb, durch den eine Antriebskraft erzeugbar ist, deren Richtungsvektor in einer zur Längsachse des Luftschiffes senkrechten Ebene liegt. Durch diese Ausgestaltung kann zusätzlich zu den zuvor genannten Bewegungen des Luftschiffes auch ein exakter Seitenversatz erreicht werden, bei welchem also keine Vor- oder Rückwärtsbewegung erfolgt. Hierfür werden die beiden seitlichen Antriebe so angesteuert, daß sie eine Drehung des Luftschiffes um seine Hochachse bewirken.According to a preferred embodiment of the invention, the drive device comprises a third drive arranged in front of or behind the center of gravity of the airship, by means of which a driving force can be generated whose direction vector lies in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the airship. In addition to the previously mentioned movements of the airship, this embodiment also makes it possible to achieve an exact lateral offset, in which no forward or backward movement occurs. For this purpose, the two lateral drives are controlled in such a way that they cause the airship to rotate around its vertical axis.

Gleichzeitig wird der dritte Antrieb so angesteuert, daß er eine Drehung des Luftschiffes in entgegengesetzter Richtung bewirkt und somit erstere neutralisiert. Aufgrund der seitlich gerichteten Kraft des dritten Antriebes ergibt sich so ein Seitenversatz ohne Vor- oder Rückwärtsbewegung.At the same time, the third drive is controlled in such a way that it causes the airship to rotate in the opposite direction, thus neutralizing the first. Due to the sideways force of the third drive, a lateral offset is created without any forward or backward movement.

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Der dritte Antrieb ist bevorzugt ebenfalls schwenkbar, und zwar um eine Achse, die zu der selben Ebene senkrecht verläuft wie die Längsachse des Luftschiffes. Dadurch kann der dritte Antrieb zusätzlich zur Auf- und Abbewegung sowie aufgrund seines Abstands vom Schwerpunkt auch zur Erzeugung einer Nickbewegung des Luftschiffes eingesetzt werden.The third drive is preferably also pivotable, namely around an axis that is perpendicular to the same plane as the longitudinal axis of the airship. This means that the third drive can be used not only for up and down movement but also, due to its distance from the center of gravity, for generating a pitching movement of the airship.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Steuerung Mittel, durch welche die für die gewünschte Bewegung erforderlichen Gesamtkräfte in Richtung der körperfesten Achsen und Gesamtmomente um diese Achsen zunächst in Kräfte am Ort der einzelnen Antriebe in Richtung der körperfesten Achsen zerlegt und diese anschließend in Schwenkwinkel und Antriebskräfte der einzelnen Antriebe übersetzt werden. Diese stufenweise Umsetzung der in kartesischen Koordinaten vorliegenden Eingabebefehle in als Polarkoordinaten ausgegebene Steuerbefehle für die Antriebe hat sich als besonders übersichtlich und damit vorteilhaft herausgestellt.According to a further embodiment of the invention, the control system comprises means by which the total forces in the direction of the body-fixed axes and total moments around these axes required for the desired movement are first broken down into forces at the location of the individual drives in the direction of the body-fixed axes and these are then translated into swivel angles and drive forces of the individual drives. This step-by-step conversion of the input commands in Cartesian coordinates into control commands for the drives output as polar coordinates has proven to be particularly clear and therefore advantageous.

Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn Mittel zur Regelung der Schwenkwinkel und Antriebskräfte vorgesehen sind. Die Mittel können dabei insbesondere an Aufhängungen der Antriebe angeordnete Winkel- und/oder Kraftaufnehmer umfassen. Damit können sehr genaue Schubwerte erreicht werden. It is also preferred if means are provided for controlling the swivel angle and drive forces. The means can in particular comprise angle and/or force sensors arranged on the suspensions of the drives. Very precise thrust values can thus be achieved.

Ebenso ist es von Vorteil, wenn Mittel zur Lageregelung des Luftschiffes vorgesehen sind. Die Steuerung des Luftschiffes kann dadurch verbessert und bis hin zur automatischen Steuerung, sogenannter Autopilot, ausge-It is also advantageous if means are provided for controlling the attitude of the airship. This can improve the control of the airship and even extend it to automatic control, so-called autopilot.

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baut werden. Damit wird der Pilot weiter entlastet und er kann seine Konzentration noch mehr auf die sichere Führung des Luftschiffes richten.This will further reduce the pilot's workload and allow him to focus even more on safely piloting the airship.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Steuerung einen Gierdämpfer, der so eingestellt ist, daß durch ihn einer Drehung um die Hochachse des Luftschiffes über den dritten Antrieb automatisch entgegenwirkbar ist. Damit kann in besonders einfacher Weise eine reine Seitenbewegung des Luftschiffes erreicht werden. Hierfür weist die Steuerung insbesondere Mittel auf, durch welche dem Luftschiff über die beiden seitlichen Antriebe eine bewußte Drehung der Hochachse eingebbar ist. Durch gleichzeitige Aktivierung des Gierdämpfers mit der Vorgabe, die Drehung um die Hochachse auf Null zu halten, wird dieser Drehung automatisch entgegengewirkt, so daß sich eine reine Seitenbewegung ergibt. Die Regelung des Gierdämpfers über einen Wendekreisel, sogenannter Gyro, kann entweder intern in der Steuerung oder extern erfolgen.According to a further embodiment of the invention, the control system comprises a yaw damper which is set in such a way that it can automatically counteract a rotation around the vertical axis of the airship via the third drive. This makes it particularly easy to achieve a pure lateral movement of the airship. For this purpose, the control system has means in particular by which a deliberate rotation of the vertical axis can be input to the airship via the two lateral drives. By simultaneously activating the yaw damper with the specification to keep the rotation around the vertical axis at zero, this rotation is automatically counteracted, resulting in a pure lateral movement. The yaw damper can be controlled via a rate gyro either internally in the control system or externally.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwenkachse des dritten Antriebes zwischen einer senkrecht zur selben Ebene wie die Längsachse des Luftschiffes verlaufenden Lage und einer senkrecht zur selben Ebene wie die Hochachse des Luftschiffes verlaufenden Lage verschwenkbar. Durch Verschwenken aus der ersten in die zweite Lage kann der dritte Antrieb nach Erreichen einer bestimmten Fluggeschwindigkeit zusätzlich zu den beiden seitlichen Antrieben für den Vortrieb genutzt werden. Dabei bleibt eine Nutzung des dritten Antriebs zur Erzeugung einer Querkraft möglich.According to a further embodiment of the invention, the pivot axis of the third drive can be pivoted between a position perpendicular to the same plane as the longitudinal axis of the airship and a position perpendicular to the same plane as the vertical axis of the airship. By pivoting from the first to the second position, the third drive can be used for propulsion in addition to the two lateral drives after a certain flight speed has been reached. It is still possible to use the third drive to generate a transverse force.

Die Antriebseinrichtung des erfindungsgemäßen Luftschiffes kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens einfach redun-According to a further embodiment of the invention, the propulsion system of the airship according to the invention can be at least simply redundant.

dant ausgebildet sein. Es kann also ein zweiter Satz von Antrieben, Seitenantriebe und gegebenenfalls dritter Antrieb, vorgesehen sein. Dadurch kann vorteilhafterweise die Sicherheit des Luftschiffes erhöht werden. Es kann dadurch beispielsweise zur Aufnahme von Schwerlasten im Schwebezustand, beispielsweise Cargolifter, auch über längere Zeit elektronisch positioniert werden, so daß eventuell ein aufwendiges und umständliches mechanisches Festmachen überflüssig ist.dant. A second set of drives, side drives and, if necessary, a third drive, can be provided. This can advantageously increase the safety of the airship. It can therefore be positioned electronically for long periods of time to accommodate heavy loads in a hovering state, for example cargo lifters, so that complex and laborious mechanical mooring may be unnecessary.

Eine Redundanz der Antriebe kann auch dazu verwendet werden, das Ansprechverhalten der Antriebe zu verbessern. Hierfür werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das erste Paar der seitlichen Antriebe konstant senkrecht zur selben Ebene wie die Hochachse des Luftschiffes, das zweite Paar konstant senkrecht zur selben Ebene wie die Längsachse des Luftschiffes und die hinteren Antriebe konstant senkrecht zur selben Ebene wie die Querachse des Luftschiffes gehalten. Damit ist eine annähernd verzögerungsfreie Ansteuerung der Antriebe möglich, da kein Verschwenken der Antriebe erforderlich ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung könnte daher auch auf die Verschwenkbarkeit der Antriebe verzichtet werden, wobei dann zur erneuten Erhöhung der Sicherheit alle hier genannten Antriebe bevorzugt wieder doppelt vorgesehen werden, also auf jeder Seite sowie vor bzw. hinter dem Schwerpunkt des Luftschiffes jeweils vier Antriebe.Redundancy of the drives can also be used to improve the response of the drives. For this purpose, according to a further embodiment of the invention, the first pair of lateral drives are kept constantly perpendicular to the same plane as the vertical axis of the airship, the second pair are kept constantly perpendicular to the same plane as the longitudinal axis of the airship and the rear drives are kept constantly perpendicular to the same plane as the transverse axis of the airship. This enables the drives to be controlled almost without delay, since no pivoting of the drives is required. With such a design, the pivoting of the drives could therefore also be dispensed with, in which case, to further increase safety, all of the drives mentioned here are preferably provided in duplicate, i.e. four drives on each side and in front of and behind the center of gravity of the airship.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuerung des Luftschiffes Mittel auf, durch welche bei Ausfall eines Antriebs ohne Redundanz Stellgrößen für die verbleibenden Antriebe bestimmbar sind, mit welchen eine gewünschte Bewegung des Luftschiffes zumindest weitgehend ausführbar ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung undAccording to a further embodiment of the invention, the control of the airship has means by which, in the event of failure of one drive, control variables for the remaining drives can be determined without redundancy, with which a desired movement of the airship can be carried out at least to a large extent. Due to the arrangement according to the invention and

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Ausgestaltung der Antriebe reichen grundsätzlich zwei Antriebe aus, um ein Luftschiff sicher zu manövrieren, auch wenn nicht alle Bewegungen möglich sind. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Steuerung wird also im Fall eines Ausfalles eines Antriebs ohne Redundanz eine leichte Steuerung des Luftschiffes auch dann noch ermöglicht.Basically, two drives are sufficient to safely maneuver an airship, even if not all movements are possible. The inventive design of the control system means that in the event of a drive failure, the airship can still be easily controlled without redundancy.

Die Steuerung des Luftschiffes ist außerdem nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt so ausgelegt, daß asymmetrische Antriebe, wie in einer Schubrichtung optimierte Luftschrauben, in ihrem Verhalten der Krafterzeugung automatisch ausgeglichen werden. Damit können vorteilhafterweise auch solche Antriebe eingesetzt werden.According to a further embodiment of the invention, the control of the airship is preferably designed in such a way that asymmetrical drives, such as propellers optimized in one thrust direction, are automatically compensated in their power generation behavior. This means that such drives can also be used advantageously.

Zur Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten, insbesondere bei automatisch flugbahngesteuerten Luftschiffen, kann die Steuerung bevorzugt Mittel umfassen, durch welche erdfeste Eingabewerte automatisch in luftschiffeste Eingabewerte unwandelbar sind.To expand the control options, especially in the case of airships with automatically controlled flight paths, the control system can preferably comprise means by which earth-fixed input values can be automatically converted into airship-fixed input values.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Antriebe jeweils unbegrenzt in beide Richtungen, mindestens jedoch um +/- 90° verschwenkbar sind. Die Bewegungsmöglichkeiten des Luftschiffes werden dadurch erhöht und seine Reaktion verbessert.A further advantage is achieved if the drives can be swivelled in both directions without limitation, but at least by +/- 90°. This increases the airship's movement options and improves its response.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Dar-Stellung, Embodiments of the invention are illustrated in the drawing and are described below. They show, each in a schematic representation,

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante eines erfinFig. 1 is a perspective view of a first variant of an inventive

dungsgemäßen Luftschiffes,airship in accordance with the

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante einesFig. 2 is a perspective view of a second variant of a

zweiten erfindungsgemäßen Luftschiffes,second airship according to the invention,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen LuftFig. 3 is a perspective view of an air

schiffes mit eingezeichneten Kräfte- und Momentenvektoren,ship with drawn force and moment vectors,

Fig. 4 eine Darstellung der Bestandteile der erfindungsgemäßenFig. 4 shows the components of the inventive

Steuerung,
10
Steering,
10

Fig. 5 ein Flußdiagramm für die Steuerung und Regelung eines erFig. 5 is a flow chart for the control and regulation of a

findungsgemäßen Luftschiffes,airship according to the invention,

Fig. 6 ein weiteres Flußdiagramm für die Steuerung und RegelungFig. 6 another flow chart for the control and regulation

eines erfindungsgemäßen Luftschiffes,of an inventive airship,

Fig. 7 eine vergleichende Darstellung der Eingabevektoren und derFig. 7 a comparative representation of the input vectors and the

Steuervektoren eines erfindungsgemäßen Luftschiffes undControl vectors of an airship according to the invention and

Fig. 8 eine Darstellung der Kraft- und Momentenvektoren bei einFig. 8 a representation of the force and moment vectors for a

fach redundanter Antriebseinrichtung.redundant drive system.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäßen Luftschiff umfaßt einen aerostatischen Auftriebskörper 1 länglicher, zigarrenartiger Form mit einer Längsachse Xk, einer Querachse yk und einer Hochachse Zk. Am hinteren Ende des Auftriebskörpers 1 ist ein Leitwerk 2 angeordnet.The airship according to the invention shown in Fig. 1 comprises an aerostatic lifting body 1 of elongated, cigar-like shape with a longitudinal axis Xk, a transverse axis yk and a vertical axis Zk. At the rear end of the lifting body 1 a tail unit 2 is arranged.

&igr; ·&igr; ·

Unterhalb des Auftriebskörpers 1 ist eine Kabine 4 angeordnet, die zur Aufnahme von Personen sowie Steuereinrichtungen oder auch nur solchen ausgebildet sein kann, falls es sich um ein ferngesteuertes Luftschiff handelt. Seitlich der Kabine 4 sind zwei Antriebe 5 angeordnet, die über je einen Antriebsträger 6 mit der Kabine 4 verbunden sind. Die Antriebe 5, bei denen es sich um Propellerantriebe handeln kann, sind so angeordnet, daß sie eine Antriebskraft erzeugen, deren Richtungsvektor in einer zur Querachse yk des Luftschiffes senkrechten Ebene liegt. Dabei sind sie um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse y schwenkbar. Der Schwenkwinkel kann 0° bis unendlich betragen, bevorzugt zumindest +/- 90° ausgehend von einer nach vorne gerichteten Ausrichtung.A cabin 4 is arranged below the buoyancy body 1, which can be designed to accommodate people and control devices or even just those in the case of a remote-controlled airship. Two drives 5 are arranged to the side of the cabin 4, each of which is connected to the cabin 4 via a drive carrier 6. The drives 5, which can be propeller drives, are arranged in such a way that they generate a driving force whose direction vector lies in a plane perpendicular to the transverse axis yk of the airship. They can pivot about an axis y perpendicular to this plane. The pivot angle can be 0° to infinity, preferably at least +/- 90° starting from a forward-facing orientation.

Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Luftschiff stimmt weitgehend mit dem Luftschiff in Fig. 1 überein. Zusätzlich ist hier jedoch ein dritter Antrieb 7 vorgesehen, der in einer Ausnehmung 8 der unteren Leitwerksflosse 2 eingesetzt ist. Der dritte Antrieb 7 ist so angeordnet, daß seine Antriebskraft einen Richtungsvektor aufweist, der in einer zur Längsachse Xk des Luftschiffes senkrechten Ebene liegt. Darüberhinaus ist der dritte Antrieb 7 um eine Achse &khgr; schwenkbar gelagert, die zu dieser Ebene senkrecht verläuft. The airship shown in Fig. 2 and 3 is largely identical to the airship in Fig. 1. In addition, however, a third drive 7 is provided here, which is inserted in a recess 8 in the lower tail fin 2. The third drive 7 is arranged so that its driving force has a direction vector which lies in a plane perpendicular to the longitudinal axis Xk of the airship. In addition, the third drive 7 is pivotally mounted about an axis x which runs perpendicular to this plane.

Zusätzlich ist der dritte Antrieb 7 so gelagert, daß seine Schwenkachse &khgr; um 90° um eine Kippachse 3 so verkippbar ist, daß sie zur selben Ebene senkrecht verläuft wie die Hochachse Zk des Luftschiffes. In dieser Stellung kann der dritte Antrieb 7 daher in der zur Hochachse Zk senkrechten Ebene verschwenkt werden, so daß der Richtungsvektor seiner Antriebskraft nach vorne oder zur Seite weisen kann.In addition, the third drive 7 is mounted in such a way that its pivot axis x can be tilted by 90° about a tilt axis 3 so that it runs perpendicular to the same plane as the vertical axis Zk of the airship. In this position, the third drive 7 can therefore be pivoted in the plane perpendicular to the vertical axis Zk so that the direction vector of its driving force can point forwards or to the side.

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In Fig. 3 sind alle auftretenden Kraft- und Momentenvektoren des Luftschiffes und seiner Antriebe eingezeichnet. Die Kraftvektoren des Luftschiffes sind Xk, Yk und Zk, seine Momentenvektoren Lk, Mk und Nk. Die Kraftvektoren des linken Antriebes 5 sind Fxi und Fzi, entsprechend den Polarkoordinaten Fi und phii. Die entsprechenden Koordinaten des rechten Antriebes 5 lauten Fxr, Fzr, Fr und &phgr;&Ggr;. Beim hinteren Antrieb 7 lauten die kartesischen Kraftkomponenten FyH und Fzh, die entsprechenden Polarkoordinaten Fh und &phgr;&EEgr;.In Fig. 3, all force and moment vectors of the airship and its drives are shown. The force vectors of the airship are Xk, Yk and Zk, its moment vectors Lk, Mk and Nk. The force vectors of the left drive 5 are Fxi and Fzi, corresponding to the polar coordinates Fi and phii. The corresponding coordinates of the right drive 5 are Fx r , Fz r , Fr and φ Γ . For the rear drive 7, the Cartesian force components are FyH and Fzh, the corresponding polar coordinates are Fh and φΓ.

Außerdem eingetragen in Fig. 3 sind die Abstände der Antriebe 5 und 7 vom Schwerpunkt S des Luftschiffes, nämlich &ggr;&eegr; für den Abstand des hinteren Antriebs 7 in Xk-Richtung und 1ih in Zk-Richtung. Für den linken Antrieb 5 sind die Abstände &pgr; in yk-Richtung und hs in Zk-Richtung, und für den rechten Antrieb 5 rr in yk-Richtung und ebenfalls hs in Zk-Richtung. Also shown in Fig. 3 are the distances of the drives 5 and 7 from the center of gravity S of the airship, namely γη for the distance of the rear drive 7 in the Xk direction and 1ih in the Zk direction. For the left drive 5 the distances are π in the yk direction and hs in the Zk direction, and for the right drive 5 r r in the yk direction and also hs in the Zk direction.

Insgesamt sind die flugmechanischen Achsen, Kräfte und Momente also wie folgt definiert:Overall, the flight mechanical axes, forces and moments are defined as follows:

Xg erste horizontale Achse des erdfesten, geodätischen Systems, beispielsweise in Richtung NordXg first horizontal axis of the earth-fixed geodetic system, for example in the north direction

yg zweite horinzontale Achse der erdfesten, geodätischen Systems, rechtwinklig nach rechts gedreht,y g second horizontal axis of the earth-fixed geodetic system, rotated perpendicularly to the right,

Zg vertikale Achse des erdfesten, geodätischen Systems, positiv in Richtung ErdmittelpunktZg vertical axis of the earth-fixed geodetic system, positive towards the earth's center

Xg Kraftvektor in Richtung xg-AchseXg force vector in direction x g axis

&iacgr;&ogr;&iacgr;&ogr;

Yg Kraftvektor in Richtung yg-Achse Zg Kraftvektor in Richtung zg-AchseYg force vector in direction y g -axis Zg force vector in direction z g -axis

Xk körperfeste Achse yk körperfeste Achse Zk körperfeste AchseXk body-fixed axis yk body-fixed axis Zk body-fixed axis

Xk Kraftvektor in Richtung Xk-Achse Yk Kraftvektor in Richtung yk-Achse Zk Kraftvektor in Richtung Zk-AchseXk force vector in direction Xk-axis Yk force vector in direction yk-axis Zk force vector in direction Zk-axis

Die Kräfte am Luftschiff sind wie folgt definiert:The forces on the airship are defined as follows:

Fxi, Fzi Kraftvektoren am linken Antrieb Fxr, Fzr Kraftvektoren am rechten Antrieb FyH, Fzh Kraftvektoren am dritten AntriebFxi, Fzi force vectors on the left drive Fxr, Fzr force vectors on the right drive FyH, Fzh force vectors on the third drive

Die Kräfte und Winkel an den Antriebseinheiten sind wie folgt definiert:The forces and angles on the drive units are defined as follows:

Fi, &phgr;&igr; polarer Kraftvektor am linken Antrieb Fr, cpr polarer Kraftvektor am rechten Antrieb Fh, (pH polarer Kraftvektor am dritten AntriebFi, φ&igr; polar force vector on the left drive Fr, cpr polar force vector on the right drive Fh, (pH polar force vector on the third drive

Das erfindungsgemäße Antriebssystem besteht bei der Variante von Fig. aus zwei separat schwenkbaren Seitenantrieben 5 und in seiner in Fig. dargestellten Variante aus zwei separat schwenkbaren Seitenantrieben und einem schwenkbaren Antrieb 7 im Heck. Prinzipiell kann der sich am Heck befindliche Antrieb 7 auch am Bug des Luftschiffes angebracht wer-The drive system according to the invention consists in the variant shown in Fig. of two separately pivoting side drives 5 and in the variant shown in Fig. of two separately pivoting side drives and a pivoting drive 7 in the rear. In principle, the drive 7 located at the rear can also be attached to the bow of the airship.

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den. Jeder dieser Antriebe 5, 7 wird separat von einem Prozessor angesteuert, in dem sich die Steuerungssoftware sowie eventuelle Software für Regelungsprozesse befinden. Bei ferngesteuerten Luftschiffen kann sich der Prozessor mit der Software ohne Regleranteile auch im Sender der Funkfernsteuerung befinden. Die Steuerungssoftware erhält ihre Vorgaben über eine Eingabeeinheit, welcher lediglich Kräfte und Momente bzw. Beschleunigungen und/oder Sollwerte von Lagewinkeln mitgeteilt werden.Each of these drives 5, 7 is controlled separately by a processor in which the control software and any software for control processes are located. In remote-controlled airships, the processor with the software without controller components can also be located in the transmitter of the radio remote control. The control software receives its instructions via an input unit, which only receives forces and moments or accelerations and/or setpoint values for attitude angles.

Bei der Variante von Fig. 1 werden die Kommandos für die Antriebskräfte Xk und Zk sowie für die Momente Lk und Nk eingegeben, wobei das Moment Lk das Luftschiff in der Regel in einer gewünschten vorgegebenen Lage stabilisieren soll und daher von einer Lageregelung bestimmt werden kann. Bei der Variante von Fig. 2 werden die Kommandos für die Schübe Xk, Yk und Zk sowie für die Momente Mk, Lk und Nk eingegeben, wobei die Momente Lk und Mk das Luftschiff in der Regel in einer gewünschten vorgegebenen Lage stabilisieren sollen und daher von einer Lageregelung bestimmt werden können. Für viele Einsatzvarianten ist sogar die um die Achsen Xk und yk vorhandene Eigenstabilität eines Luftschiffes ausreichend, die durch den im allgemeinen tiefliegenden Schwerpunkt verursacht wird, so daß weder eine Steuerung noch eine Lageregelung für Lk und Mk erforderlich ist.In the variant of Fig. 1, the commands for the propulsion forces Xk and Zk and for the moments Lk and Nk are entered, whereby the moment Lk is generally intended to stabilize the airship in a desired predetermined position and can therefore be determined by an attitude control system. In the variant of Fig. 2, the commands for the thrusts Xk, Yk and Zk and for the moments Mk, Lk and Nk are entered, whereby the moments Lk and Mk are generally intended to stabilize the airship in a desired predetermined position and can therefore be determined by an attitude control system. For many operational variants, the inherent stability of an airship around the axes Xk and yk is sufficient, which is caused by the generally low center of gravity, so that neither control nor attitude control for Lk and Mk is necessary.

Von einer Steuerungssoftware in einem Prozessor, also Bordrechner oder passender Mikrocontroller, werden die notwendigen Schubvektoren Fxi, Fzi für den linken Antrieb 5 und Fx1, und Fzr für den rechten Antrieb 5 sowie FyH und Fzh für den dritten Antrieb 7 im Heckbereich berechnet. Die schematische Anordnung der Antriebe 5, 7 ist den Zeichnungen zu entnehmen.The necessary thrust vectors Fxi, Fzi for the left drive 5 and Fx 1 , and Fzr for the right drive 5 as well as FyH and Fzh for the third drive 7 in the rear area are calculated by control software in a processor, i.e. on-board computer or suitable microcontroller. The schematic arrangement of the drives 5, 7 can be seen in the drawings.

Die Antriebskräfte Fxi, Fzi und Fxr, Fzr sowie FyH und Fzh werden mittels der Steuerungssoftware trigonometrisch in polare Vektoren F und phi zerlegt, die dann als Daten für Schwenkwinkel und Antriebskraftvektor den drei Antrieben 5, 7 zugeführt werden, von denen jeder einen für ihn separaten Schwenkantrieb sowie eine, zumindest bevorzugt für ihn separate Antriebserzeugung besitzt. Es liegt also eine Einzelansteuerung vor.The drive forces Fxi, Fzi and Fx r , Fz r as well as FyH and Fzh are trigonometrically broken down into polar vectors F and phi by the control software, which are then fed as data for swivel angle and drive force vector to the three drives 5, 7, each of which has a separate swivel drive and a drive generation, at least preferably separate for it. This is therefore an individual control.

Die vom Piloten gesteuerten oder von Sensoren für eine automatische Steuerung (Autopilot) ermittelten, über die Eingabeeinheit einem Prozessor mitgeteilten einfachen Eingangsvektoren, also translatorische und rotatorische Vektoren in Richtung der Hauptachsen Xk, yic und Zk des Luftschiffes werden von der Steuerungssoftware konsequent mathematisch so zerlegt, daß an jedem schwenkbaren Antrieb 5, 7 der erforderliche exakte polare Vektor, also Winkel phi und Kraft F, ansteuerbar ist, wobei die Summe dieser Vektoren zusammen mit den definierten Abständen zum Schwerpunkt S die zur gewünschten Bewegung des Luftschiffes notwendigen Kräfte und Momente nach den Ansprüchen der Eingabeeinheit ergeben. Dies geschieht durch Einzelansteuerung der Antriebe 5, 7 mit den von der Steuerungssoftware exakt berechneten Winkeln und Antriebskräften, wobei der Algorithmus nach folgenden mathematischen Zusammenhängen gebildet wird:The simple input vectors controlled by the pilot or determined by sensors for automatic control (autopilot) and communicated to a processor via the input unit, i.e. translational and rotational vectors in the direction of the main axes Xk, yic and Zk of the airship, are consistently mathematically broken down by the control software in such a way that the required exact polar vector, i.e. angle phi and force F, can be controlled at each pivoting drive 5, 7, whereby the sum of these vectors together with the defined distances to the center of gravity S result in the forces and moments required for the desired movement of the airship according to the requirements of the input unit. This is done by individually controlling the drives 5, 7 with the angles and drive forces precisely calculated by the control software, whereby the algorithm is formed according to the following mathematical relationships:

Xk = Fxi + Fxr
Zk = Fzi + Fzr + Fzh
Xk = Fxi + Fxr
Zk = Fzi + Fzr + Fzh

Lk = -Fzi ■ &eegr; + Fzr · Tt - FyH Lk = -Fzi ■ &eegr; + Fzr Tt - Fy H

Mk = FzH ■ rH + (Fxi + Fxr) ■ hs - (Fzi + Fzr) · rs Nk = Fxi · &eegr; - Fxr ■ rr - FyH · &ggr;&eegr;Mk = FzH ■ r H + (Fxi + Fxr) ■ hs - (Fzi + Fz r ) · r s Nk = Fxi · η - Fxr ■ r r - FyH · γ&eegr;

Fxi = Fi · cos (&phgr;&igr;)
Fzi = -Fi · sin (&phgr;&igr;)
Fxr = Fr · cos (&phgr;&Ggr;)
Fzr = -Fr · sin (&phgr;&Ggr;)
Fyh = Fh · cos (&phgr;&kgr;)
Fzh = -Fh ■ sin (&psgr;&agr;)
10
Fxi = Fi · cos (φ&igr;)
Fzi = -Fi · sin (φigr;)
Fxr = Fr cos ( φ γ )
Fzr = -Fr · sin (φ Γ )
Fyh = Fh · cos (φκ)
Fzh = -Fh ■ sin (&psgr;α)
10

Die Auflösung dieser Gleichungssysteme ergibt jeweils einen definierten Winkel phi und eine definierte Schubkraft F pro Antrieb 5, 7.The solution of these systems of equations results in a defined angle phi and a defined thrust force F per drive 5, 7.

Die bei der praktischen Ausführung auftretenden Zeitverzögerungen können aufgrund der großen Trägheit eines Luftschiffes vernachlässigt werden, wenn die Zeitkonstanten der Antriebe 5, 7 genügend klein sind gegenüber denen des Luftschiffes. Theoretische Untersuchungen sowie bereits durchgeführte Modellversuche haben dies bestätigt.The time delays that occur in practical implementation can be neglected due to the great inertia of an airship if the time constants of the drives 5, 7 are sufficiently small compared to those of the airship. Theoretical investigations and model tests that have already been carried out have confirmed this.

Ein Antrieb 5, 7 besteht vorzugsweise aus einer von einem Triebwerk direkt angetriebenen oder über ein oder mehrere Winkelgetriebe angetriebenen Fest- oder Verstelluftschraube ohne oder mit Ummantelung, kann aber auch aus einem Fan oder anderen zur Antriebskrafterzeugung geeigneten Elementen bestehen.A drive 5, 7 preferably consists of a fixed or variable pitch propeller with or without a shroud, driven directly by an engine or via one or more bevel gears, but can also consist of a fan or other elements suitable for generating propulsion power.

Das durch den Abstand &ggr;&eegr; entstehende Moment Nh = FyH- &ggr;&eegr; kann durch ein Gegenmoment Ns = Fxi ■ &pgr; - Fxr · rr der im Abstand &pgr; und rr wirkenden seitlichen Antriebskräfte Fxi und Fxr kompensiert werden, wodurch sichThe moment Nh = FyH- γηι resulting from the distance γηι can be compensated by a counter moment N s = Fxi ■ π - Fx r · r r of the lateral driving forces Fxi and Fx r acting at the distance π and r r , whereby

• 4• 4

eine reine Querkraft Yk erzeugen läßt. Ebenso lassen sich durch die Einzelansteuerung der drei Antriebe 5, 7 die Momente Lk sowie Mk erzeugen.a pure transverse force Yk can be generated. Likewise, the moments Lk and Mk can be generated by individually controlling the three drives 5, 7.

Baut man die Antriebswellen der Triebwerke senkrecht zu den Antriebswellen der Luftschrauben ein (Winkel-Antrieb), so lassen sich mit entsprechender Servotechnik die Antriebspropeller um den Winkel &phgr; = 0 bis &phgr; = unendlich drehen, wodurch sich jeder neu berechnete Winkel phi auf dem kürzesten Weg erreichen läßt, so daß sich minimale Verstellzeiten ergeben. Außerdem lassen sich bei dieser Antriebsvariante die zu schwenkenden Massen und die damit verbundenen Momente erheblich reduzieren.If the drive shafts of the engines are installed perpendicular to the drive shafts of the propellers (angle drive), the drive propellers can be rotated by an angle of φ = 0 to φ = infinity using appropriate servo technology, which means that each newly calculated angle phi can be reached via the shortest path, resulting in minimal adjustment times. In addition, with this drive variant, the masses to be swiveled and the associated moments can be significantly reduced.

Der Antrieb 7 im Heckbereich kann zur Nutzung seiner Antriebskraft zu Vortriebszwecken zusätzlich um eine zur Querachse yk parallele Achse um 90° gekippt werden. Die Nutzung des Querschubes FyH bleibt durch die dabei weiter vorhandene Schwenkbarkeit des Antriebs 7 vorhanden, das heißt, Fzh wird zu Fxh.In order to use its drive force for propulsion purposes, the drive 7 in the rear area can also be tilted by 90° about an axis parallel to the transverse axis yk. The use of the transverse thrust FyH is still possible due to the continued pivotability of the drive 7, i.e. Fzh becomes Fxh.

Werden Luftschrauben verwendet, die in eine Antriebsrichtung optimiert sind, so kann im Falle einer Antriebsumkehr der dabei geringere Antriebsbeiwert und die somit auch geringere Antriebswirkung bei gleichem Einstellwinkel und gleicher Drehzahl wiederum von der Steuer- und Reglersoftware berücksichtigt werden.If propellers are used that are optimized for one drive direction, the lower drive coefficient and the resulting lower drive effect at the same setting angle and the same speed can be taken into account by the control and regulator software in the event of a drive reversal.

Der prinzipielle Aufbau der Antriebs- und Steuereinheit ergibt sich aus Fig. 4. Mittels einer Eingabeeinheit 9 können die Eingabewerte eingegeben werden, also beispielsweise die Bewegungskomponenten Xk, Yk, Zk und Nk. Diese Eingabewerte werden in einem Prozessor 10 verarbeitet und in Stellgrößen für die Antriebe 5 und 7 umgewandelt. Zur Verwirklichung einerThe basic structure of the drive and control unit is shown in Fig. 4. The input values can be entered using an input unit 9, for example the motion components Xk, Yk, Zk and Nk. These input values are processed in a processor 10 and converted into control variables for the drives 5 and 7. To implement a

Regelung können die erzeugten Bewegungen über ein Sensorpaket 11 detektiert und an die Prozessoreinheit 10 gegeben werden, wo sie verarbeitet werden. Fig. 5 zeigt diese Anordnung nochmals als Flußdiagramm. Fig. 6 zeigt eine entsprechende Anordnung, bei welcher in die Eingabeeinheit 9The generated movements can be detected by a sensor package 11 and sent to the processor unit 10, where they are processed. Fig. 5 shows this arrangement again as a flow chart. Fig. 6 shows a corresponding arrangement in which the input unit 9

jedoch erdfeste Bewegungsdaten xg- m, yg · m und zg · m eingegeben werden. Diese Bewegungsdaten werden durch eine entsprechende Software in der Prozessoreinheit 10 in Stellgrößen für die Antriebe 5, 7 umgewandelt. Hier ist das Sensorpaket 11 zu Transformationszwecken entsprechend erweitert.However, earth-fixed motion data x g - m, yg · m and z g · m must be entered. These motion data are converted into control variables for the drives 5, 7 by appropriate software in the processor unit 10. Here, the sensor package 11 is expanded accordingly for transformation purposes.

Fig. 7 zeigt nochmals die Verhältnisse der Kraft- und Momentenvektoren bei einer Ausführungsvariante mit drei Antrieben 5, 7, wobei in der oberen Hälfte von Fig. 7 die Vektoren der Eingabedaten und in der unteren Hälfte die Vektoren der an die Antriebe 5, 7 weitergegebenen Stellgrößen dargestellt sind. Mit tV sind dabei allgemein translatorische und mit rV rotatorische Vektoren bezeichnet.Fig. 7 again shows the relationships of the force and torque vectors in a variant with three drives 5, 7, with the vectors of the input data being shown in the upper half of Fig. 7 and the vectors of the manipulated variables passed on to the drives 5, 7 being shown in the lower half. tV generally denotes translational vectors and rV rotational vectors.

Fig. 8 zeigt schließlich eine entsprechende Darstellung der Kraft- und Momentenvektoren bei einer einfach redundanten Ausführung einer Variante des erfindungsgemäßen Luftschiffes mit drei jeweils doppelt ausgelegten Antrieben 5, 7. Bei festgehaltenen Schwenkwinkeln für eine nahezu verzögerungsfreie Steuerung und Regelung ergibt sich folgendes Gleichungssystem: Finally, Fig. 8 shows a corresponding representation of the force and moment vectors in a single redundant design of a variant of the airship according to the invention with three double-designed drives 5, 7. With fixed swivel angles for almost delay-free control and regulation, the following system of equations results:

Xk = FxI + Fxr;Xk = FxI + Fxr;

Zk = FzlRedu + FzrRedu;
Yk = FyH + FyHRedu;
Zk = FzlRedu + FzrRedu;
Yk = FyH + FyHRedu;

Lk = FzlRedu * rl + FzrRedu * rr - FyH * hH - FyHRedu * hH; Mk = (FzlRedu + FxrRedu) * rSRedu + (FxI + Fxr) * hS; Nk = FxI * rl - Fxr * rr - (FyH + FyHRedu) * rH; 5Lk = FzlRedu * rl + FzrRedu * rr - FyH * hH - FyHRedu * hH; Mk = (FzlRedu + FxrRedu) * rSRedu + (FxI + Fxr) * hS; Nk = FxI * rl - Fxr * rr - (FyH + FyHRedu) * rH; 5

FxI = Fl; FxI = O;FxI = Fl; FxI = O;

Fxr = Fr; Fzr = 0;Fxr = Fr; Fzr = 0;

FyH = FH; FzH = O;FyH = FH; FzH = O;

FxlRedu = O; FzlRedu = FlRedu;FxlRedu = O; FzlRedu = FlRedu;

FxrRedu = 0; FzrRedu = FrRedu;FxrRedu = 0; FzrRedu = FrRedu;

FyHRedu = FHRedu; FzHRedu = 0;FyHRedu = FHRedu; FzHRedu = 0;

Insgesamt ergibt sich ein einfach steuerbares Luftschiff, welches zugleich betriebssicher ist. Die Eingabe der Steuerdaten kann durch direkte Eingabe der gewünschten Bewegung erfolgen, wobei die Daten der gewünschten Bewegung durch die Software automatisch in polare Stellgrößen für die einzelnen Antriebe umgesetzt werden. Die Konzentration des Piloten wird dadurch entsprechend entlastet, da er sich nicht um die Schwenkwinkel und die Schubkräfte der Schubverktor-Steuerung kümmern muß und er sich so der sicheren Führung des Luftschiffes voll zuwenden kann.Overall, the result is an airship that is easy to control and also safe to operate. The control data can be entered by directly entering the desired movement, with the data of the desired movement being automatically converted by the software into polar control variables for the individual drives. This relieves the pilot's concentration, as he does not have to worry about the swivel angles and the thrust forces of the thrust vector control and can therefore fully concentrate on safely controlling the airship.

HFHF

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1717

11 AuftriebskörperBuoyancy body 22 LeitwerkTail unit 33 KippachseTilting axis 44 Kabinecabin 55 Antriebdrive 66 AntriebsträgerDrive carrier 77 Antriebdrive 88th Ausnehmung in 2Recess in 2 99 EingabeeinheitInput unit 1010 Steuer- und RegeleinheitControl and regulation unit 1111 SensorpaketSensor package SS Schwerpunktmain emphasis XkXk Längsachse von 1Longitudinal axis of 1 YkYk Querachse von 1Transverse axis of 1 ZkZk Hochachse von 1Vertical axis of 1 &khgr;&khgr; Schwenkachse von 7Swivel axis of 7 yy Schwenkachse von 5Swivel axis of 5 &zgr;&zgr; Schwenkachse von 7Swivel axis of 7 GLSGLS Lage der Längsachse Xk zum erdfesten SystemPosition of the longitudinal axis Xk to the earth-fixed system <|>LS<|>LS Lage der Querachse yk zum erdfesten SysemPosition of the transverse axis yk to the earth-fixed system CO2 CO2 Drehgeschwindigkeit um die Hochachse ZkRotational speed around the vertical axis Zk

Claims (15)

1. Luftschiff mit aerostatischem Auftriebskörper (1) und einer mit dem Auftriebskörper (1) verbundenen Antriebseinrichtung mit mindestens zwei auf je einer Seite des Luftschiffschwerpunktes (S) und mit Abstand zu diesem angeordneten Antrieben (5), durch die jeweils eine Antriebskraft (F) erzeugbar ist, deren Richtungsvektor in einer zur Querachse (yk) des Luftschiffes senkrechten Ebene liegt, und die um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse verschwenkbar sind, und Mitteln zum Ansteuern der Antriebe (5), dadurchgekennzeichnet, daß die Antriebe (5) jeweils einzeln ansteuerbar sind, wobei als Stellgröße der Ansteuerung die Antriebskraft (F) und der Schwenkwinkel &phi; des jeweiligen Antriebs (5) vorgesehen sind und wobei die Stellgrößen für die einzelnen Antriebe (5) aus vorgegebenen gewünschten Daten für die Bewegung des Luftschiffes, nämlich Fortbewegungsrichtung und -geschwindigkeit und/oder -beschleunigung und/oder Drehrichtung und -geschwindigkeit und/oder -beschleunigung automatisch bestimmbar sind. 1. Airship with an aerostatic lifting body ( 1 ) and a drive device connected to the lifting body ( 1 ) with at least two drives ( 5 ) arranged on each side of the airship's center of gravity (S) and at a distance from it, by means of each of which a driving force (F) can be generated, the direction vector of which lies in a plane perpendicular to the transverse axis (y k ) of the airship, and which can be pivoted about an axis perpendicular to this plane, and means for controlling the drives ( 5 ), characterized in that the drives ( 5 ) can each be controlled individually, the driving force (F) and the pivot angle φ being the manipulated variables for the control. of the respective drive ( 5 ) are provided and wherein the control variables for the individual drives ( 5 ) can be automatically determined from predetermined desired data for the movement of the airship, namely direction of travel and speed and/or acceleration and/or direction of rotation and speed and/or acceleration. 2. Luftschiff nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen dritten Antrieb (7) umfaßt, der vor oder hinter dem Schwerpunkt (S) des Luftschiffes angeordnet ist und durch den eine Antriebskraft (F) erzeugbar ist, deren Richtungsvektor in einer zur Längsachse (xk) des Luftschiffes senkrechten Ebene liegt. 2. Airship according to claim 1, characterized in that the drive device comprises a third drive ( 7 ) which is arranged in front of or behind the center of gravity (S) of the airship and by means of which a drive force (F) can be generated whose direction vector lies in a plane perpendicular to the longitudinal axis (x k ) of the airship. 3. Luftschiff nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, daß der dritte Antrieb (7) um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse (x) verschwenkbar ist. 3. Airship according to claim 2, characterized in that the third drive ( 7 ) is pivotable about an axis (x) perpendicular to this plane. 4. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Steuerung Mittel umfaßt, durch welche der die gewünschte Bewegung des Luftschiffes kennzeichnende Bewegungsvektor zunächst in Kräfte am Ort der einzelnen Antriebe (5, 7) längs kartesischer Koordinaten und diese anschließend in Polarkoordinaten, also Schwenkwinkel und Antriebskräfte, zerlegt werden. 4. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the control comprises means by which the motion vector characterizing the desired movement of the airship is first broken down into forces at the location of the individual drives ( 5 , 7 ) along Cartesian coordinates and these are then broken down into polar coordinates, i.e. swivel angles and drive forces. 5. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß Mittel zur Regelung der Schwenkwinkel (&phi;) und der Antriebskräfte (F) vorgesehen sind. 5. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that means for controlling the swivel angle (φ) and the drive forces (F) are provided. 6. Luftschiff nach Anspruch 5, dadurchgekennzeichnet, daß die Regelmittel an den Aufhängungen der Antriebe (5, 7) angeordnete Winkel- und/oder Kraftaufnehmer umfassen. 6. Airship according to claim 5, characterized in that the control means comprise angle and/or force sensors arranged on the suspensions of the drives ( 5 , 7 ). 7. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Steuerung einen sogenannten Gierdämpfer umfaßt, durch den einer ungewünschten Drehung um die Hochachse (zk) des Luftschiffes über den dritten Antrieb (7) automatisch entgegenwirkbar ist. 7. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the control comprises a so-called yaw damper, by means of which an undesired rotation about the vertical axis (z k ) of the airship can be automatically counteracted via the third drive ( 7 ). 8. Luftschiff nach Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, daß die Steuerung Mittel umfaßt, durch welche dem Luftschiff über die beiden seitlichen Antriebe (5) eine bewußte Drehung um die Hochachse (zk) eingebbar ist, so daß durch gleichzeitige Aktivierung des Gierdämpfers eine reine Seitenbewegung des Luftschiffes erreichbar ist. 8. Airship according to claim 7, characterized in that the control comprises means by which the airship can be given a deliberate rotation about the vertical axis (z k ) via the two lateral drives ( 5 ), so that a pure lateral movement of the airship can be achieved by simultaneous activation of the yaw damper. 9. Luftschiff nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurchgekennzeichnet, daß die Schwenkachse (x) des dritten Antriebs (7) zwischen einer senkrecht zur selben Ebene wie die Längsachse (xk) des Luftschiffes verlaufenden Lage und einer senkrecht zur selben Ebene wie die Hochachse (zk) des Luftschiffes verlaufenden Lage verschwenkbar ist. 9. Airship according to claims 2 to 8, characterized in that the pivot axis (x) of the third drive ( 7 ) is pivotable between a position running perpendicular to the same plane as the longitudinal axis (x k ) of the airship and a position running perpendicular to the same plane as the vertical axis (z k ) of the airship. 10. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung mindestens einfach redundant ausgebildet ist. 10. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device is designed to be at least simply redundant. 11. Luftschiff nach Anspruch 10, dadurchgekennzeichnet, daß das erste Paar der seitlichen Antriebe (5) konstant senkrecht zur selben Ebene wie die Längsachse (xk) des Luftschiffes, das zweite Paar konstant senkrecht zur selben Ebene wie die Hochachse (zk) des Luftschiffes und die hinteren Antriebe (7) konstant senkrecht zur selben Ebene wie die Querachse (yk) des Luftschiffes gehalten ist. 11. Airship according to claim 10, characterized in that the first pair of lateral drives ( 5 ) is constantly perpendicular to the same plane as the longitudinal axis (x k ) of the airship, the second pair is constantly perpendicular to the same plane as the vertical axis (z k ) of the airship and the rear drives ( 7 ) are constantly perpendicular to the same plane as the transverse axis (y k ) of the airship. 12. Luftschiffes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Steuerung Mittel aufweist, durch welche bei Ausfall eines Antriebs (5, 7) Stellgrößen für die verbleibenden Antriebe (5, 7) bestimmbar sind, mit welchen eine gewünschte Bewegung des Luftschiffes zumindest weitgehend ausführbar ist. 12. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the control has means by which, in the event of failure of one drive ( 5 , 7 ), control variables for the remaining drives ( 5 , 7 ) can be determined, with which a desired movement of the airship can be carried out at least to a large extent. 13. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Steuerung so ausgelegt ist, daß asymmetrische Antriebe (5, 7), wie in einer Richtung optimierte Luftschrauben, automatisch ausgeglichen werden. 13. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the control is designed so that asymmetric drives ( 5 , 7 ), such as propellers optimized in one direction, are automatically compensated. 14. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Steuerung Mittel umfaßt, durch welche erdfeste Eingabewerte automatisch in luftschiffeste Eingabewerte transformierbar sind. 14. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the control comprises means by which earth-fixed input values can be automatically transformed into airship-fixed input values. 15. Luftschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Antriebe (5, 7) unbegrenzt in beide Richtungen verschwenkbar sind, mindestens jedoch um +/-90°. 15. Airship according to one of the preceding claims, characterized in that the drives ( 5 , 7 ) can be pivoted indefinitely in both directions, but at least by +/-90°.
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