DE202019000841U1

DE202019000841U1 - Flugauto

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Publication number: DE202019000841U1
Application number: DE202019000841.1U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2019-04-05
Anticipated expiration: 2029-02-21
Also published as: DE102020001048B4; DE102020001048A1; DE102020001048B8

Abstract

Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass es eine konstruktive Verschmelzung (Kombination) eines im Leichtbau gefertigtem Straßenfahrzeuges (SF) mit einem Quadrocopter (QC), zu einem Flugauto SF/QC (Kombination 1) und ebenso im Leichtbau gefertigtem Straßenfahrzeuges (SF) mit einem Duocopter (DC) zu einem Flugauto SF/DC (Kombination 2) darstellt und sowohl ohne, als auch mit schwenkbaren Tragflächen im Dachbereich des Flugautos ausgerüstet sein kann und durch unterschiedlich kombiniert installierte Energiequellen, drei Flugauto-Varianten bildet:
Erste Flugauto-Variante des SF/QC-B und SF/DC-B mit
Energiequelle: Feststoffzellenbatterie (B);
Zweite Flugauto-Variante des SF/QC- MGT/B und SF/DC-MGT/B mit
Energiequelle: MicroGasTurbine (MGT) kombiniert mit
einer Batterie (B)
Dritte Flugauto-Variante des SF/QC-BStZ/B und SF/DC-BStZ/B mit
Energiequelle: Brennstoffzelle Wasserstoff (BStZ)
kombiniert mi einer Batterie (B)

Description

1, Der Hauptanspruch der Erfindungen gehört zu den technischen Gebieten Straßen- und Luftfahrzeuge.
Er stellt:

1.1 eine Verschmelzung (Kombination 1) zwischen einem im Leichtbau gefertigtem Straßenfahrzeug (SF) und einem Flugapparat Quadrocopter (QC) mit 4 Propellern zu einem (SF/QC) in 3 Flugauto-Varianten, jeweils ohne oder mit schwenkbaren Tragflächen im Dachbereich des Flugautos (Zeichnung 1, 2, 7, 8), dar und
1.2 eine Verschmelzung (Kombination 2), zwischen einem im Leichtbau gefertigtem Straßenfahrzeug (SF) mit einem Flugapparat Duocopter (DC) mit 2 schwenkbaren zylindrischem Motorgehäusen mit 6-blättrigen Propellern, zu einem (SF/DC) in 3 Flugauto-Varianten, jeweils ohne oder mit schwenkbare Tragflächen im Dachbereich des Flugautos, (Zeichnung 9, 10), dar.

Alle 3 Flugauto-Varianten sind in beiden Flugautokombinationen gleich:

Erste Flugauto-Variante: SF/QC oder SF/DC;
mit Energiequelle: Feststoffzellenbatterie (B);
Kürzel: SF/QC-B oder SF/DC-B

Zweite Flugauto-Variante: SF/QC oder SF/DC;
mit Energiequelle: Kombination MicroGasTurbine (MGT) und Feststoffzellenbatterie (B);
Kürzel: SF/QC-MGT/B oder SF/DC-MGT/B
Dritte Flugauto-Variante: SF/QC oder SF/DC;
mit Energiequelle: Kombination Brennstoffzelle (BStZ) und Feststoffzellenbatterie (B);
Kürzel: SF/QC-BStZ/B oder SF/DC-BStZ/B
Das Flugauto FS/QC, oder SF/DC kann uneingeschränkt auf der Straße, wie ein herkömmlicher PKW fahren, ähnlich wie ein Hubschrauber senkrecht starten, fliegen und senkrecht landen, wird aber im Flug anders als beim Hubschrauber stabilisiert und gesteuert, sondern nach bewehrtem Verfahren wie bei einer herkömmlichen Drohne oder bei ausgeschwenkten Tragflächen wie ein Kleinflugzeug geflogen oder autonom gesteuert, wobei die Propeller das Flugauto im Flug weiterhin stabilisieren
Das Flugauto benötigt demzufolge keine Höhen- und Querruder wie bei einem Flugzeug und keinen Heckrotor wie bei einem Hubschrauber. (Zeichnung 1, 2, 3, 9)
Legende:

SF: Straßenfahrzeug
QC: Quadrocopter 4 Propeller 2 blättrig starr
DC: Duocopter 2 Propeller 6 blättrig klappbar
SF/QC: Kombination Straßenfahrzeug SF mit Quadrocopter QC
SF/DC: Kombination Straßenfahrzeug SF mit Duocopter DC
SF/QC-B: mit Energiequelle Feststoffzellenbatterie B
SF/QC-MGT/B: mit Energiequelle MicroGasTurbine MGT plus Batterie B
SF/QC-BStZ/B: mit Energiequelle Brennstoffzelle plus Batterie B
SF/DC-B: mit Energiequelle Feststoffzellenbatterie B
SF/DC-MGT/B: mit Energiequelle MicroGasTurbine MGT plus Batterie B
SF/DC-BStZ/B: mit Energiequelle Brennstoffzelle plus Batterie B
AV 1: Auslegervariante 1; mit 4 Ausleger und starr befestigten Propellermotoren
AV 2: Auslegervariante 2; mit 4 Ausleger, die vorderen Propellermotoren sind schwenkbar gelagert, hintere Propellermotoren wie in AV 1 starr befestigt.
AV 3: Auslegervariante 3; 2 Ausleger mit schwenkbaren zylindrischen Propellermotorgehäusen

Recherchen / Fundstellen
Der bekannte Stand der Technik, der für das Verständnis der Erfindung und deren Schutzfähigkeit relevant ist, ist aus der

1. Fundstelle DPMAregister Titel „Flugauto“, der
2. Fundstelle „google patentes“ und der
3. Fundstelle im Internet

In 1.Fundstelle werden 7 Erfindungen als „Flugauto“ aufgeführt, die unterschiedlich ausgerüstet sind. Zum Beispiel mit zwei fest installierten Rotoren, jeweils einer im Vorderteil und Hinterteil des Autos oder mit zusammenklappbaren oder kreisenden Tragflächen, aber auch mit Radialverdichter, der die Luft in Schub erzeugende steuerbare Düsen presst.
In der 2.Fundstelle werden unter dem Titel „Flugauto“ 21 Erfindungen aufgeführt. Davon sind 2 Erfindungen, die von Johann Schwöller WO 2016066848A1 und die von Wolff Wolfstahl Rando DE 202012009714U1 naheliegend zu der von mir eingereichten, stellen aber andere Lösungen für ein Flugauto dar.
In der 3. Fundstelle werden weitere interessante Lösungen von Flugautos, z. B. auf dem Genfer Autosalon im März 2018, z.B das Flugauto TF-X von Terrafugia, vorgestellt.
Weitere Recherchen im Internet unter dem Titel „Flugauto“ oder ähnlichen Titeln waren allerdings ergebnislos.
In all den Fundstellen ist jedoch kein „Flugauto“ in der Kombination Straßenfahrzeug-Quadrocopter mit 2 oder 4 aus- und einschwenkbaren Auslegern aus einem Auslegerschacht, an denen jeweils 1 oder mehr E-Motoren mit Propeller (Tragschraube) montiert sind, auch nur ansatzweise zu finden.
Meine Ideen, verglichen mit den oben genannten Erfindungen, dürften demnach erstmalig und damit, in ihren technischen Ausgestaltung, schutzfähig sein.
Beschreibung der Erfindungen und Ideen
Das zugrunde liegende Problem, nicht nur auf der Straße fahren zu können, sondern auch mit einem Straßenfahrzeug z.B. E-Mobil von unvorbereiteten, beliebigen hindernisfreien Startplätzen aus zu fliegen, dürfte damit erneut, auf relativ einfache und effiziente Art und Weise, gelöst sein. Senkrechtstart und -landung ist auf beliebigen hindernisfreien Plätzen möglich. Staus und Umleitungen sind kein Problem mehr. Das „Flugauto“ unterscheidet sich in seiner äußeren Form und in seinen Abmaßen sowie Aussehen nicht von modernen Kleinwagen. Kaum einer, der es auf der Straße sieht würde vermuten, dass sich dahinter ein „Flugauto“ verbirgt. (Zeichnung 1) Es kann mit 2 Personen, die nebeneinander sitzen, wie ein PKW vom Wohnsitz, aus der Garage zum nächstgelegen beliebigen Startplatz im Straßenmodus fahren, dort die Copterausleger und Tragflächen in kürzester Zeit ausschwenken und dann im Flugmodus, von Hand oder vom Bordcomputer gesteuert, wie ein Hubschrauber senkrecht starten, zum Zielort fliegen und in dessen Nähe senkrecht landen, die Copterausleger und die Tragflächen wieder einschwenken und die restliche Strecke zum Ziel als PKW fahren. (Zeichnung 2)
Die Erfindungen und damit die zu schützende technische Ausgestaltung der Erfindungen, werden in den Beschreibungen an möglichen Varianten (Beispielen), dem gegenwärtigen Stand der Technik entsprechend, beschrieben und erläutert.
Die von mir zu diesen Erfindungen (Ideen) durchgeführten Berechnungen und Simulationen, mit den eigens dazu entwickelten mathematischen/aerodynamischen und thermodynamischen Modellen, beziehen sich darauf und verfolgen das Ziel zu ermitteln, ob nach dem heutigen Stand der Technik die Realisierung eines solchen Vorhabens möglich ist, welche Varianten optimal sind und welche Flugautovarianten eine reale Chance haben eine gegenwärtige noch existierende Marktlücke zu schließen.
Die Ergebnisse meiner Berechnungen sind einsehbar auf Anfrage.
Alle Zeichnungen sind Darstellungen, die das Prinzip der Erfindungen und Ideen veranschaulichen sollen.
Flugauto SF/QC und SF/DC ohne bzw. mit schwenkbaren Tragflächen im Dachbereich des Flugautos
Flugauto ohne schwenkbare Tragflächen
Der Übergang von der Standschwebe in den Horizontalflug erfolgt bei den Flugautovarianten ohne Tragfläche, so wie bei Modell-Quadrocoptern bzw. Drohnen, durch Neigung des Flugautos nach vorn in Flugrichtung.
An den E-Motoren mit Propeller, die an den Auslegern z.B. des SF/QC AV1 starr befestigt sind, entsteht dadurch eine horizontale Schubkomponente, die das Flugauto beschleunigt und auf die gewünschte Fluggeschwindigkeit bringt. (Zeichnung 2)
Durch Neigung des Flugautos nach vorn in Flugrichtung entsteht jedoch ein negativer Anstellwinkel, der an der Karosse des Flugautos einen Abtrieb erzeugen kann und dem Auftrieb der Propeller entgegenwirkt. Dieser entscheidende Nachteil, bei im Flug geneigten Flugautos, wirkt sich negativ auf den Energiebedarf des Flugautos im Flug aus.
Deshalb sollten Flugautos mit schwenkbaren Tragflächen (Auslegervariante 2) ausgerüstet werden und einen positiven Einstellwinkel von 2°-3° besitzen, der bei 0° Neigung des Flugautos im Flug einen Anstellwinkel der Tragflächen von ebenfalls 2°-3° garantiert. Dabei entsteht bei höheren Geschwindigkeiten durchaus beachtlicher Auftrieb.
Flugauto mit schwenkbaren Tragflächen
In den bisherigen Betrachtungen wurde der Übergang vom Schwebeflug in den Horizontalflug durch neigen des Flugautos SF/QC in Flugrichtung nach vorn eingeleitet, was sich wie oben beschrieben nachteilig auswirkt. Dieser Nachteil lässt sich durch die Installation von schwenkbaren Tragflächen am Flugauto beheben. Zu diesem Zweck werden im oberen Teil des Daches eingepasste, leichtgeschwungene schwenkbare Tragflächen z.B. mit einem NACA Profil 4418 montiert.
Das gewählte NACA Profil 4418 hat bei 0 Grad Anstellwinkel einen Auftriebsbeiwert ca = 0,5 und eine Widerstandsbeiwert cw=0,008 und bei Anstellwinkel 5 Gad einen von ca =1 und einen cw =0,009. (Werte sind gerundet)
Mit diesen Tragflächen wird im Flug Auftrieb erzeugt, der beachtliche Werte annehmen kann. Berechnet wurde, dass z.B. bei 273 km/h Fluggeschwindigkeit ein Auftrieb von 7717 N entsteht, entspricht 787 kp bei einer Gesamtmasse des Flugautos von 1215 kg.
Die seitlich oben am Dach des Flugautos befestigten Schwenklager der Tragflächen besitzen eine nach hinten unten und seitlich nach unten geneigte Lagerachse. Die Schwenkebene der jeweiligen Tragflächenhälfte liegt dadurch schräg zur Hochachse, seitlich nach hinten geneigt. Dadurch wird im voll ausgeschwenkten Zustand der Tragfläche ein positiver Einstellwinkel von ca. 2°-3° an der Tragfläche erzeugt
(Zeichnung 7, 16, 37)
Der Antrieb zum Aus- und Einschwenken der Tragflächen kann z.B. über ein Schneckengetriebe (ähnlich dem Auslegerantrieb), eine Zahnstange oder für beide Tragflächen gleichzeitig über Hebelgestänge durch einen Antriebsmotor erfolgen.
Die Bedienung zum Aus- und Einschwenken der Tragflächen erfolgt von der Fahrzeugkabine aus.
Kombinationsvariante 1 SF/QC und 2 SF/DC
Beschreibung der Kombinationsvariante 1 SF/QC
Die Realisierung der Idee einer konstruktiven Verschmelzung eines Straßenfahrzeuges mit einem Quadrocopter erfolgt über ein Hauptelement, dem querliegenden Aufnahmeschacht.
Der Aufnahmeschacht, ist im unteren Bereich des „Flugautos“, quer durchgehend, zwischen den Vorder- und Hinterrädern untergebracht.
(Zeichnung 1, 3)
Dieser kastenförmige Aufnahmeschacht ist auch gleichzeitig ein wesentliches tragendes Verbindungselement zwischen dem Straßenfahrzeug und dem Flugapparat. Er dient nicht nur der Aufnahme der eingeschwenkten Copterausleger, sondern auch der Unterbringung eines Großteiles der Batterien, eines Teiles der Copterelektronik und Coptersensoren und in der dritten Flugauto-Variante, der Unterbringung der Brennstoffzelle (150 KW) und deren Versorgungsteil.
Der Aufnahmeschacht besitzt eine einfache Kastenform, die hohe Festigkeit und Steifigkeit bei geringem Gewicht, im Leichtbau (Kohlefaserverbund und Wabenstruktur) gefertigt, garantiert.
Er ist organisch im unteren Teil des Straßenfahrzeuges zwischen den Vorder- und Hinterrädern eingepasst.
Das SF/QC behält dadurch wie in der (Zeichnung 1, 11) dargestellt, im Wesentlichen das Aussehen, die Form und die Abmaße eines üblichen Kleinwagens.
Die organische Einpassung des Aufnahmeschachtes in das Straßenfahrzeug sowie die statisch-dynamischen Berechnungen und die Festigkeitsnachweise obliegen den Konstrukteuren der Karosse des Flugatos.
Vorgegeben sind jedoch aus konstruktiven Gründen die Abmaße des Aufnahmeschachtes, die sich sowohl aus den berechneten Abmaßen der Quadrocopterausleger und deren Lage im Schacht ergeben als auch den wirkenden Kräften der Karosserie des Straßenfahrzeuges und des Quadrocopters oder Duocopter auf den Aufnahmeschacht, als tragendes und verbindendes Element. (Zeichnung 4, 7)
Die Abmaße des Aufnahmeschachtes wurden deshalb nicht willkürlich festgelegt, sondern ergeben sich letztendlich aus dem berechneten Abmaß des Durchmessers (135 cm) jedes der 4 Propeller des SF/QC, die mit einer Drehzahl von 3500 U/min nominal für den erforderlichen Auftrieb zur Überwindung der Masse des SF/QC sorgen.
Damit beim Einfahren der Copterausleger genügend Platz vorhanden ist, wurde das sich aus der Länge der Copterausleger inclusive Propeller ergebende Breiteninnenmaß des Aufnahmeschachtes auf 190 cm festgelegt. Aus oben genannten Gründen sind diese Maße unbedingt als Mindestmaß für starre Propeller einzuhalten.
Die Tiefe des Aufnahmeschachtes ergibt sich aus der Breite des SF/QC.
Die Ausrichtung und Lage der Copterausleger im Aufnahmeschacht, im eingefahrenem Zustand, ist in zwei Varianten möglich, sowohl in der Variante mit je einem Lager pro Copterausleger, als auch in der Variante mit einem Lager für je zwei Copterausleger, wobei in letzterer Variante die zweiblättrigen Propeller der Copterausleger, aus Platzgründen, einklappbar sein müssen.
Es können auch verkürzte dreiblättrige einklappbare Propeller montiert werden.
In der Variante mit je einem Lager pro Copterausleger kann der zweiblättrige Propeller starr oder einklappbar sein. (Zeichnung 21, 23). Um weiteren Raum im Aufnahmeschacht zu gewinnen, können teleskopartige Ausleger mit einklappbaren Propellerblättern direkt in einer Linie gegenüberliegend, montiert werden. (Zeichnung 24)
Möglich ist auch eine Variante mit 8 kleineren Motoren (z.B. 35 KW je Motor). Wobei jeweils 2 gegenüberliegend Motoren mit Propeller an den Enden der 4 Ausleger angebracht sind. (Zeichnung 22)
Die vertikal sich gegenüberliegenden Propeller besitzen geringere Abmaße und sind gegenläufig.
In der folgenden Beschreibung wird der Ausleger mit leicht konischen, geraden Auslegerrohr mit jeweils einem starren befestigte E-Motor mit Propeller als Auslegervariante 1 bezeichnet.
(Zeichnung 17, 21)
Die Schwenklager der Quadrocopterausleger sollte links und rechts auf beiden Seiten im unteren Bereich des Aufnahmeschachtes (Zeichnung 13) an der Schachtöffnung positioniert sein. In diesen Bereichen ist der Aufnahmeschacht entsprechend der Belastung, durch die auftretenden Momente und Kräfte der Ausleger, zu verstärken.
Der Aufnahmeschacht ist auf der linken und rechten Seite des Flugautos offen. Durch diese Öffnungen werden die Quadrocoterausleger mit den, gegenüber zum Lager angebrachten E-Motoren mit Propeller, ein- und ausgeschwenkt.
Die Schachtöffnungen sind normalerweis durch Abdeckklappen geschlossen, werden aber vor dem Ausfahren der Ausleger des SF/QC geöffnet und wenn die Ausleger voll ausgeschwenkt sind, bis auf eine kleine Luke im Bereich der Copterauslegerlager, wieder geschlossen. Vor dem Einfahren der Ausleger müssen die großen Abdeckklappen wieder geöffnet und nachdem die Ausleger voll eingeschwenkt sind, inclusive der kleinen Abdeckklappen, wieder geschlossen werden.
(Zeichnung 29, 30, 34, 35)
Das automatische Ein- und Ausfahren der Abdeckklappen kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Im Beispiel wurde die elektrische Variante gewählt. Der Antrieb erfolgt über kleine, leichte E-Motoren, die in der oben beschriebenen festgelegten Reihenfolge automatisch gesteuert werden.
Die, im eingefahrenen Zustand befindlichen Quadrocopterausleger, nehmen eine festgelegte Stellung im Aufnahmeschacht ein. Die vorderen Ausleger werden tiefer ins Innere des Schachtes eingeschwenkt als die hinteren. Die hinteren Ausleger nehmen im eingeschwenkten Zustand eine Stellung fast parallel zu den Abdeckklappen des Aufnahmeschachtes ein. (Zeichnung 21)
Die Einnahme der jeweiligen Endstellungen der Quadrocopterausleger kann durch Endschalter gesteuert werden. (Zeichnung 29, 30)
Die Quadrocopterausleger können in der jeweiligen Endstellung, bei abgeschalteten Getriebemotoren, durch die jeweilige Schnecke verriegelt werden.
Für den Ein- und Ausbau z.B. der Batterien und anderer Geräte und Ausrüstungen in und aus dem Aufnahmeschacht sollten Wartungsluken in entsprechender Größe im Oberteil des Schachtes, oberhalb der Stauräume, angebracht werden.
3.2.1.2 Die Schwenklagergehäuse der Quadrocpterausleger werden in den vier unteren Ecken des Aufnahmeschachtgehäuses (Zeichnung 21) organisch in das Aufnahmeschachtgehäuse integriert. Sie können aus dem gleichen Material (z.B. CFK) wie das des Aufnahmeschachtgehäuses bestehen und dienen der Aufnahme der Lagerbolzen der Copterausleger zur Übertragung der Kräfte sowie Biege- und Drehmomente von den Auslegern auf das E-Mobil. (Zeichnung 28, 33) Die Abmaße der Schwenklagergehäuse wurden über Festigkeitsnachweise berechnet. Werden die Quadrocpterausleger in der Horizontalen geschwenkt, muss die Schwenklagerachse des Schwenklagers senkrecht zur Quer- und Längsachse des Flugautos liegen.
Schwenklagerbolzen: (Zeichnung 33)
Festigkeitsberechnungen ergaben, dass der Schwenklagerbolzen einen Außendurchmesser von 90 mm und einen Innendurchmesser von 70 mm haben sollte und aus Stahl St 70, mit einer zul. Festigkeit = 1150 Kg/cm²; Lastfall 3, bestehen.
Ein, wie im Flugzeugbau üblicher Sicherheitsfaktor von 1,4, wurde ebenfalls berücksichtigt. Wobei das Material des hohlen Bolzens nicht unbedingt aus St 70 bestehen muss. Es können auch andere adäquate Stähle genutzt werden.
Das obere Ende des Bolzens besteht aus einem abgeflachten Bolzenkopf. In den unteren Teil des Lagerbolzens ist ein Außengewinde eingeschnitten. Bei der Montage der Ausleger werden die Lagerbolzen in eine im Oberteil des Lagergehäuses befindlichen Bohrung eingeführt und im unteren Teil in eine Metallbuchse eingeschraubt. Der Lagerbolzen kann aus technologischen Gründen auch umgekehrt, von unten nach oben eingeführt werden.
Die Metallbuchse mit abgeflachten Bolzenkopf (St70 oder anderen Stählen) mit Innengewinde, wird von unten durch die Bohrung in der Wandung des Aufnahmeschachtes in das Lagergehäuse eingeführt.
(Die Lagerbuchse kann auch umgekehrt, von oben nach unten eingesetzt werden).
3.2.1.3 Die schwenkbaren Quadrocopterausleger (Zeichnung 31) dienen der Übertragung der Biege- und Drehmomente, Querkräfte (Auftriebs- und Luftwiderstandskräfte), die im Flug entstehen und über die Ausleger und Schwenklager der Ausleger, auf das Flugauto wirken und dienen dazu, die Propeller im ein- undausgeschwenkte Zustand in der richtigen Stellung zu positionieren.
Die Quadrocopterausleger bestehen aus nachfolgenden Bauteilen: Schwenklagerauge, Auslegerrohr, E-Motorträger mit E-Motor und Propeller, Strom- und Steuerkabel.
Schwenklagerauge:
Das Schwenklagerauge besteht ebenfalls aus ST 70 und wurde mit den gleichen Parametern für Stahl, wie oben beschrieben, auf Festigkeit berechnet. Es können auch andere geeignete leichtere Materialien mit gleicher oder höherer Festigkeit eingesetzt werden.
Die Abmaße ergaben sich aus dem Festigkeitsnachweis.
In die Peripherie des Lagerauges ist ein Zahnkranz zur Aufnahme der Getriebeschnecke, einzufräsen.
In die mittlere Bohrung des Lagerauges ist eine Gleitlagerbuchse aus weicherem Material wie das des Lagerbolzens, z.B. Messing oder anderen modernen Materialien mit guten Gleiteigenschaften, einzusetzen.
Der Stutzen des Lagerauges ist in das Auslegerrohr eingepasst und mit diesem stabil verbunden. (Zeichnung 31)
Auslegerrohr:
Das Auslegerrohr ist in Leichtbauweise mit ausreichender Festigkeit z.B. aus CFK in leicht konischer Form zu fertigen und verbindet das Lagerauge mit dem Elektromotorenträger. (Zeichnung 31)
In der vorliegenden Variante wurde ein leicht konisches Auslegerrohr (Material CFK) berechnet. Am Lagerauge beträgt der Außendurchmesser 100 mm und an der Motorträgerkonsole 50 mm. Die Stärke der Rohrwandung beträgt 5 mm. Angenommen wurde Lastfall 3 und ein Sicherheitsfaktor von 1,4 für den Festigkeitsnachweis.
In der Variante teleskopartiger Ausleger ist das Auslegerrohr zweiteilig und der Durchmesser der Rohrhälften über die gesamte Länge gleich groß, wobei die eine Hälfte des Auslegerrohres in die andere Hälfte des Auslegerrohres eingeschoben wird. (Zeichnung 24)
Elektromotorträger:
Der E-Motorträger muss aus hitzebeständigem Material (z.B. ST 70) gefertigt werden. Grund: Propellermotoren strahlen im Betrieb viel Wärme ab.
Der E-Motorträger in der Auslegervariante 1 besteht aus einer ringförmigen Konsole zur Befestigung des E-Motors und einem angeschweißten Verbindungstutzen, der in das Auslegerrohr stabil eingepasst mit diesem fest verbunden wird. (Zeichnung 31)
In der Auslegervariante 2 (Zeichnung 7, 20, 32) sind die vorderen Propeller in Flugrichtung nach vorn, parallel zur Querachse des Flugautos schwenkbar und die beiden vorderen Propeller erzeugen im Flug nicht nur Auftrieb, sondern zusätzlich in horizontaler Flugrichtung Schub und das Flugauto nimmt Fahrt auf.
Die konstruktiven Änderungen in Auslegervariante 2 gegenüber der Auslegervariante 1 sind folgende:
Die vorderen Ausleger sind in der Horizontale nach vorn gewinkelt und besitzen an ihrem äußeren Ende schwenkbare E-Motoren mit Propeller (Zeichnung 25, 32). Dabei ist die Schwenkachse des Schwenklagers der E-Motoren, im voll ausgefahrenen Zustand der Ausleger, parallel zur Querachse des SF/QC ausgerichtet.
Der Antriebsmotor (E-Motor) der Propeller ist auf der Schwenkachse so gelagert, dass er nach vorn geneigt und zurück in die horizontale Lage gedreht werden kann. Die Drehung erfolgt über kleine elektrische Schwenkmotoren, die man nur im Flug, nicht am Boden, von der Kabine aus bedienen kann. (Zeichnung 32)
Die hinteren Ausleger mit den Antriebsmotoren der Propeller werden konstruktiv nicht verändert und behalten die Form wie in Auslegervariante1.
Strom- und Steuerkabel:
Diese werden verdeckt durch die hohlen Auslegerrohre verlegt. Im Schwenklagerbereich und im Bereich der Motoren sind diese durch flexible Kabelhüllen zu schützen.
3.2.1.4 Beim Übergang vom Straßenmodus in den Flugmodus oder umgekehrt, kann das Ein- und Ausfahren der Ausleger automatisch über elektrisch angetriebene Schneckengetriebe in genau festgelegter Reihenfolge erfolgen. (Zeichnung 28)
Die hinteren Ausleger fahren zuerst aus und zuletzt ein. Die vorderen zuletzt aus und zuerst ein. (Zeichnung 21)
Das an jedem Lagergehäuse befestigte Schneckengetriebe greift über eine Schnecke an der Peripherie des Lagerauges in dieses ein. Zu diesem Zwecke ist in die Peripherie des Lagerauges ein Zahnkranz eingefräst. Dreht die Schnecke, angetrieben durch den E-motor, wird der Copterausleger entweder aus- oder eigefahren, je nach Drehrichtung der Schnecke.
Bei Einnahme der jeweiligen Endstellung der Quadrocopterausleger werden die E-Motoren durch Endschalter, die ebenfalls am Lagergehäuse befestigt sind, abgeschaltet. Die ruhende Schnecke der Schneckengetriebe verriegelt die Ausleger in ihren Endstellungen (Zeichnung 29, 30). Aus Sicherheitsgründen können noch zusätzlich Verriegelungsmechanismen eingebaut werden.
3.2.1.5 Die großen Abdeckklappen des Aufnahmeschachtes sind über zwei Scharniere am oberen Rand des Aufnahmeschachtes befestigt.
Das Öffnen und Schließen der großen Abdeckklappen erfolgt über je einen am Aufnahmegehäuse befestigten Elektromotor mit Gewindegestänge und Endschalter.
Über das Gewindegestänge werden die großen Abdeckklappen ausgefahren und eingefahren. (Zeichnung 34, 35)
Die kleinen Abdeckklappen im Bereich der Aufnahmelager werden ebenfalls durch Scharniere, die am seitlichen Rand des Aufnahmeschachtes befestigt sind mit diesem verbunden und werden über ein kleines Gestänge, dass am jeweiligen Ausleger beweglich befestigt ist, mitgenommen. Dadurch werden beim Aus- und Einfahren der Ausleger zwangsläufig die kleinen Abdeckklappen mitgenommen und die Öffnungen im Bereich der Aufnahmelager geöffnet oder geschlossen.
(Zeichnung 29, 30)
Beschreibung der Kombinationsvariante 2 SF/DC
Der Unterschied zur Kombinationsvariante 1 besteht darin, dass die Kombinationsvariante 2 eine Kombination eines Straßenfahrzeuges mit einem Duocopter (nur 2 Propeller, je Propeller 6 Blätter) darstellt und als Flugauto (SF/DC) bezeichnet wird.
Diese Kombination ist dem Flugauto Modell TF-X von Terrafugia ähnlich, jedoch anders im konstruktiven Aufbau und dessen Auslegung.
3.2.2.1 Dazu wurde von mir eine alternative Variante mit nur einem Schwenklager und einem Ausleger je Aufnahmeschachtseite als Auslegervariante 3 entwickelt.
Die Schwenklager der Duocopterausleger sind den Schwenklagern des SF/QC ähnlich, jedoch wegen der doppelten Belastung größer dimensioniert. Der Antrieb der Schwenklager kann ähnlich wie beim SF/QC über ein Schneckengetriebe erfolgen. Auch der Aufnahmeschacht des SF/DC ist dem des SF/QC ähnlich und unterscheidet sich kaum konstruktiv.
An jedem Auslegerende sind jeweils ein kräfteübertragendes zylindrisches Propellermotorgehäuse, in dem drei hintereinander liegende Brushlessmotoren mit mindesten je 45 KW untergebracht sind, schwenkbar gelagert. Die Brushlessmotoren treiben über eine gemeinsame Welle einen 6 blättrigen Propeller mit einklappbaren Propellerblättern an.
Die Brushlessmotoren befinden sich im unteren Abschnitt des Propellermotorgehäuses, die Propellerantriebswelle im mittleren und das tragende Lager im oberen Abschnitt. (Zeichnung 9, 26, 27).
Das spezielle Schwenklager mit Antrieb, ähnlich dem Schwenklager wie in Auslegervariante 1 und 2 ist am äußeren Ende des Auslegerarmes montiert.
Der Ausleger ist ähnlich wie der vordere Ausleger in Auslegervariante 2 gewinkelt und ist mit dem verlängertem Propellermotorgehäuse inclusive Propeller, ein- und ausschwenkbar im Aufnahmeschacht untergebracht. Die Rotorblätter befinden sich dabei im eingeklappten Zustand.
(Zeichnung 26)
Im ausgeschwenkten Zustand der Ausleger und vor dem Übergang in den Steigflug wird das Propellermotorgehäuse, mit Propeller, senkrecht nach oben geschwenkt und die Achse des Neig-Lagers parallel zur Flugautoquerachse ausgerichtet. (Zeichnung 27)
Mit Zunahme der Drehzahl der Propeller entfalten sich die Propellerblätter durch die Fliehkräfte. Bald, noch weit vor Erreichen der Nenndrehzahl haben diese sich vollständig in horizontaler Lage entfaltet und bringen den erforderlichen Auftrieb.
Durch die schwenkbare Lagerung des zylindrischen Motorgehäuses mit Propeller kann dieses im Flug in Flugrichtung geneigt werden (Zeichnung 10) dadurch beschleunigt das Flugauto oder es kann, bei Verringerung der Neigung, die Fluggeschwindigkeit bis zum Flug in der Schwebe abgebremst werden.
Die horizontale Auftriebskomponente beschleunigt das Flugauto und die vertikale Auftriebskomponente hält das Flugauto in konstanter Höhe.
Zur Gewährleistung der Längsstabilität des Flugautos im Flug muss die vertikale Auftriebskomponente der Propeller ständig parallel zur vertikalen Schwerpunktebene des Flugautos liegen. Das Moment, das dadurch gegenüber dem Schwerpunkt des Flugautos entsteht, wird durch die hinteren Propeller automatisch ausgeglichen, ebenso auch andere Momente , z.B. die durch den Luftwiderstand an den Tragfläche im Flug entstehen. Dazu ist es notwendig, dass der Schwenkwinkel der Duocopterausleger, als Funktion des Neigungswinkels der Propellerebene, zum Zwecke der richtigen Trimmung des Flugautos im Flug, laufend automatisch korrigiert wird. (Zeichnung 10)
Die Längstrimmung des Flugautos sollte über den Bordcomputer automatisch geregelt werden.
Die Steuerbefehle zur Einnahme der gewünschten Fluggeschwindigkeit können von Hand, über entsprechende Bedienelemente (z.B. Joystick) oder automatisch von der Fahrzeugkabine aus, gegeben werden.
3.2.2.2 Zur zusätzlichen Auftriebserhöhung im Horizontalflug und damit Entlastung der Propeller, sind am Dach genauso wie beim SF/QC, schwenkbare Tragflächen (z.B. insgesamt 2,74 m²) montiert.
(Zeichnung 9,10)
Der zusätzliche Auftrieb, der durch die Karosse und hauptsächlich durch die Tragfläche im Horizontalflug bei positivem Anstellwinkel der Tragflächen entsteht, wird genauso genutzt wie in der Auslegervariante 1 und 2. Dadurch verringert sich im Horizontalflug der Energiebedarf an Elektroenergie zu Gunsten der Flugdauer und Flugstrecken.
Zur Deckung des Energiebedarfes im Streckenflug reicht 1 Brennstoffzelle (150 KW) und für Senkrechtstart, Übergang in den Reiseflug und Senkrechtlandung reichen in der AV 2 zusätzlich zu den 150 KW der Brennstoffzelle, noch 240 KW der Batterie mit 100 Kg Batteriemasse aus. Die Batterie verfügt dabei über eine Kapazität von ca. 390 KWh, die für 10 Minuten genutzt werden kann. Danach ist die Batterie wieder nachzuladen.
3.2.2.3 Die Konstruktion der großen und kleinen Abdeckklappen sowie deren Antrieb sind bis auf kleine Änderungen die gleichen wie beim SF/QC.
Flugautovarianten des SF/QC und SF/DC
Die Flugautovarianten in beiden Kombinations-Varianten SF/QC und SF/DC sind gleich und unterscheiden sich nur in der Bezeichnung.
Erste Flugautovariante SF/QC-B und SF/DC-B
Diese Variante ist gekennzeichnet dadurch, dass als Energiequelle nur Feststoffzellenbatterien eingesetzt werden. Deren Unterbringung erfolgt im Aufnahmeschacht und am Fahrzeugboden des Flugautos.
Die Ergebnisse meiner Berechnungen (SIM1) ergaben, dass mit einem, nach dem gegenwärtigen Stand der Technik gefertigtem „Flugauto“ (SF/QC) (Gesamtmasse 1215 kg), nach der Ersten Flugauto-Variante (SF/QC-B) ohne zusätzliche Tragflächen in Auslegervariante 1, mit 2 Passagieren + Gepäck (216 kg) besetzt und im Flug mit einem in Flugrichtung nach unten geneigtem Winkel des SF/QC von 10 Grad, maximal 86 km Flugstrecke mit einer Fluggeschwindigkeit von 245 km/h in 21 Minuten und mit 1 Person besetzt in 27 Minuten maximal 110 km mit 245 km/h , erreicht werden können. Die erforderliche Batteriemasse beträgt bei 2 Passagieren 349 kg, bei einer Gesamtmasse des Flugautos von 1215 kg und einem Leergewicht des Flugautos von 999 kg.
(Zeichnung 6)
Einbezogen sind dabei wenige Fahrkilometer auf der Straße, Senkrechtstart mit Steigflug bis auf Streckenflughöhe ca. 300 m und nach Erreichen des Zieles, Sinkflug und Landung sowie kurze Fahrt auf der Straße zum Ziel. Nach der Landung ist die Batterie fast leer und muss vor Ort vor dem Rückflug wieder voll aufgeladen werden.
Die Ergebnisse sind keinesfalls zufriedenstellend und verlangen effektivere Lösungen.
Eine Lösungsvariante besteht in der Anwendung der AV2 beim Flugauto FS/QC-B AV2.
Folgende Simulationsergebnisse mit SIM2 liegen vor:

Ein mit 2 Passagieren + Gepäck (237 kg) besetztes SF/QC-B AV2 aber mit angepassten Ausgangswerten (Gesamtmasse des Flugautos 1050 kg;
Propellerdurchmesser 1,6 m; erforderliche Batteriemasse 163 kg;) und mit nach unten geschwenkten vorderen Propellermotoren von 18°, Neigung der Längsachse des Flugautos 0°), erreicht mit maximal 200 km/h Fluggeschwindigkeit in 60 Minuten eine Flugweite von 200 km .

Schlussfolgerung:
Das Ergebnis ist deutlich besser, erfordert aber konstruktive Änderungen am Flugauto.
Eine weitere Leistungssteigerung gegenüber diesen Lösungsvarianten ist nur noch mit einem höheren spezifischen Leistungsgewicht (KW/kg) der Batterien oder mit zusätzlichen Stromquellen und den Anbau von aus- und einschwenkbaren Tragflächen am Flugauto, möglich.
3.3.2 Zweite Flugautovariante SF/QC-MGT/B und SF/DC-MGT/B Diese Flugautovariante ist gekennzeichnet durch den zusätzlichen Einbau einer MicroGasTurbine (MGT) in die jeweilige Flugautovariante.
Zur weiteren Verbesserung der Leistungsparameter des Flugautos, nach der Zweiten Flugauto-Variante, ist der Einbau einer leichten, leistungsstarken, umweltfreundlich, effektiv und zuverlässig arbeitenden MicroGasTurbine mit integriertem E-Generator (Modell z.B. Capstone MicroGasTurbine C65 (Kopie 1), jedoch modifiziert, für den Einbau in das Flugauto z.B. SF/QC, angedacht. (Zeichnung 5)
Wobei die MicroGasTurbine nicht nur zusätzlich Elektroenergie (65 KW) für den Antrieb der Propellermotoren, sondern gleichzeitig auch zusätzlichen Schub (4184 N), liefert.
Als Brennstoff für die MicroGasTurbine könnte aus umweltrelevanten Gesichtspunkten Biodiesel oder Biogas verwendet werden.
Die industriell hergestellte MicroGasTurbine C65 muss jedoch für den Einsatz als zusätzlicher Energiespender, für Auftrieb und Vortrieb des Flugautos, modifiziert werden.
Die Modifizierung der MicroGasTurbine C65 erfordert:

1. Eine Gewichtsreduzierung durch Verwendung möglichst leichter temperaturhochfester Materialien, wie im Flugzeugtriebwerkbau üblich und
2. die Reduzierung von Bauteilen, die nicht dem Zweck der Schub- und Stromerzeugung dienen;
3. dass die austretenden heißen Gase der MicroGasTurbine nicht wie vom Hersteller konzipiert zur Erwärmung, Trocknung usw. genutzt werden, sondern zur Schuberzeugung durch den Anbau eines kurzen Schubrohres mit Schubdüse.

Durch diese Maßnahmen kann die überschüssige Wärmeenergie der MicroGasTurbine, die ursprünglich zu Heiz- und Trocknungszwecken genutzt wird, günstig in Schubenergie umgewandelt werden. Eine weitere Steigerung des Auftriebs, der Fluggeschwindigkeit und Flugweite wird dadurch möglich.
Eigene thermodynamische Berechnungen zur MicrGasTurbine ergaben immerhin einen durch die modifizierte MicroGasTurbine C65 erzeugten zusätzlichen Schub von 4184 N und 65 KW elektrische Leistung. Dadurch sind im Vergleich zur Ersten Flugautovariante größere Flugweiten mit 2 Passagieren plus Reisegepäck zu erreichen. Im Streckenflug sind durch zusätzliche Nutzung des Auftriebes der ausschwenkbaren Tragflächen größere Flugstrecken möglich. Berechnungen ergaben, dass ein mit 2 Passagieren besetztes SF/QC, mit ausgeschwenkten Tragflächen in der Auslegervariante 2 (Neigungswinkel der vorderen Propeller 80°) mit 300 km/h Fluggeschwindigkeit in 240 Minuten eine Flugstrecke von 1200 km, erreicht werden kann.
Dazu ist eine Batteriemasse von 90-100 kg für Start und Landung innerhalb einer Flugzeitspanne von 15 Minuten erforderlich.
Die Flugdauer ist demnach nur noch vom Brennstoffvorrat abhängig. Der Flug kann zur Einhaltung der Fluggeschwindigkeit und Flughöhe, wenn erforderlich, auch mit gedrosselter MGT durchgeführt werden. Schubreserven der MGT sind vorhanden.
Durchaus passable Ergebnisse.
Durch die Modifizierung der MicroGasTurbine wird deren Einbau in das SF/QC erst sinnvoll und ermöglicht deren Energiepotential, zusätzlich zur Stromerzeugung, noch Schub zu erzeugen, voll auszuschöpfen.
Die modifizierte MicroGasTurbine sollte im hinteren Teil des SF/QC, längs hinter den Sitzen, thermisch isoliert zum Fahrerraum am Fahrzeugboden montiert werden. (Zeichnung 5, 14, 18)
Die Schubdüse befindet sich in einer kreisrunden Öffnung im Aufnahmeschacht, im Schwerpunkt des SF/QC. Der Schubdüsendurchmesser wird senkrecht zur Längs- und Querachse des Flugautos so gelagert, dass der Schubvektor senkrecht nach unten wirken kann.
Die Frischluftzufuhr erfolgt, über auf beiden Seiten des SF/QC befindliche Ansaugschächte, in den isolierten Raum zwischen MicroGasTurbine und Thermogehäuse zur Versorgung der MicroGasTurbine über ihren Ansaugstutzen (Generatorgehäuse) mit Frischluft. Gleichzeitig wird dadurch eine Kühlung, sowohl des Raumes zwischen MicroGasTurbine und Thermogehäuse als auch der MicroGasTurbine sichergestellt.
(Zeichnung 5, 14)
Das Thermogehäuse wirkt auch gleichzeitig schalldämmend.
Die Unterbringung der Brennstoffbehälter, zur Speicherung des für den Betrieb der MicroGasTurbine erforderlichen Brennstoffes, kann im hinteren oder auch im vorderen Teil des Flugautos oder kombiniert erfolgen. (Zeichnung 14)
Die MicroGasTurbine wird von der Kabine aus über einen Schalter zu- oder abgeschaltet.
Ein Start des SF/QC mit zugeschalteter MicroGasTurbine, unmittelbar vom Boden aus, sollte wegen starker Staubentwicklung, vermieden werden.
Empfohlen wird ein Zuschalten der MicroGasTorbine erst ab mindestens 15 m Flughöhe.
Beim Senkrechtstart mit zugeschalteter MicroGasTurbine ist der Neigungswinkel des SF/QC, ganz gleich in welcher Richtung, bei 0 Grad zu halten, ansonsten geht der senkrechte Start in einen schräg nach oben führenden über.
Die Fluglage des SF/QC, bei arbeitender MicroGasTurbine, wird genauso, wie im Flug ohne arbeitende MicroGasTurbine, über das Flugstabilisierungssystem des Quadrocopters und damit über die Propeller automatisch stabilisiert.
Zusätzliche Stabilisierungselemente wie beim Flugzeug sind deshalb nicht erforderlich.
Dritte Flugautovariante SF/QC-BStZ/B oder SF/DC-BStZ/B
Als empfehlenswerte alternative Energiequelle zu den Feststoffzellenbatterien und der MicroGasTurbine sollten Brennstoffzellen auf Wasserstoffbasis verwendet werden (Kopie 2).
Brennstoffzellen bis zu 160 KW und einer spezifischen Leistung von 3KW/Liter Stackvolumen werden heute schon im Fahrzeugbau eingesetzt. Der Einbau z.B. einer leistungsstarken Brennstoffzelle (150 KW) in das Flugauto erweist sich im hohen Maße vorteilhaft gegenüber der Ersten Flugautovariante, indem eine revolutionäre Steigerung der Effektivität des SF/QC infolge geringerem Gewichts der Energiequelle, nämlich längere Flugzeiten und weitaus größere Flugstrecken, bei gleichem Gesamtgewicht des Flugautos, möglich sind.
Möglich ist die Variante mit 1 Brennstoffzelle (150KW) mit Wasserstoff kombiniert mit einer Batterie bis 100 kg Batteriemasse.
Vorteilhaft wirkt sich dabei die Gewichtseinsparung, durch die Reduzierung der Batteriemasse, der geringere Aufwand für den Einbau der Brennstoffzellenanlage und deren einfacher und sicheren Betrieb aus. Die Brennstoffzellenanlage des Flugautos besteht aus 1 Brennstoffzelle (150 KW) mit Versorgungsteil und 700 bar Druckbehälter zur Wasserstoffspeicherung.
Die schweren Batteriezellen werden nur noch als zusätzliche Energiequelle für Senkrechtstart, Schwebeflug, Übergang in den Reiseflug und Senkrechtlandung innerhalb 10 Flugminuten und den Notfall benötigt.
Die Unterbringung der Brennstoffzellenanlage und Batterie erfolgt verteilt auf das Vorderteil, den Aufnahmeschacht und das Hinterteil des SF/QC.
(Zeichnung 6, 15, 19)
Das Stackvolumen der insgesamt 150 KW liefernden Brennstoffzelle beträgt bei 3 KW / Liter Stackvolumen im konkreten Fall 50 Liter, gleich 0,05 m³ Stackvolumen, das für die Brennstoffzellenanlage benötigt wird. Insgesamt sind das mit den Versorgungsteilen und den 700 bar Druckbehälter rund 100 Liter (0,1 m³ Raumvolumen).
Die mit SIM3 berechnete verfügbare summierte Leistung der Brennstoffzelle von 150 KW und der Batterie von 240 KW, jedoch nur für eine Nutzungsdauer der Batterie von 10 Minute für Start und Landung, liegt über der berechneten erforderlichen Leistung der Propellermotoren von 389 KW bei Senkrechtstart und -landung.

Im Reiseflug beträgt die erforderliche Leistung der Propellermotoren nur 138 KW < 150 KW der Brennstoffzelle, bei einer Gesamtmasse des SF/QC von 1215 kg.
Wichtige Schlussfolgerung:
In der Flugautovariante SF/QC-BStZ/B AV2 werden demzufolge für den Antrieb der Propellermotoren im horizontalen Reiseflug mit ausgeschwenkten Tragflächen keine Batterien mehr benötigt, nur noch für den Senkrechtstart, den Übergang in den Reiseflug und die Senkrechtlandung.
Ein wesentlicher Vorteil, der sich im Vergleich zur Ersten Flugauto-Variante nicht nur durch Gewichtseinsparung an Batteriemasse, sondern vor allem durch den Wegfall der Flugstreckenbegrenzung, die sich aus der zulässigen begrenzten Batteriemasse ergab.
Flüge bis zu 1000 km in 4 Stunden und mehr sind kein Problem mehr, sondern allein nur noch vom Wasserstoffvorrat in den 700 bar Druckbehälter abhängig.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass während des Reisefluges die Batterie mit der überschüssigen Energie der Brennstoffzelle nachgeladen werden kann.
Bei noch größeren Flugstrecken kann auch während einer Zwischenlandung nach Übergang in den Straßenmodus in der Nähe einer Wasserstofftankstelle relativ unkompliziert das Befüllen des Wasserstofftanks in kurzer Zeit vorgenommen werden.
Steuerung und Überwachung der Daten des „Flug Autos“ im Flugmodus
Die Übertragung der Steuersignale, zur Leistungsänderung der Propellermotoren im Flugmodus, erfolgt differenziert nach Steig- und Sinkflug, Geradeausflug, Richtungsänderungen oder horizontaler Drehung, ähnlich wie bei einer Drohne, z.B. über Funksignale oder redundanten Steuersignalen per Kabel.
Ebenso wird die Fluglage des Flugautos nach herkömmlichen Verfahren über einen elektronischen Kreisel im Flug automatisch stabilisiert.
Ein autonomer Flug, nach bekannten Verfahren über Eingabe von GPS-Punkten, Höhe und Geschwindigkeit usw. ist ebenfalls möglich.
Die Anbringung der Fluglagensteuerelemente ist am Lenkrad des Flugautos vorgesehen. Diese können z.B. ähnlich wie bei einem Skycontroller über Joysticks und Druckknöpfe, oder anderen zweckmäßige Bedienelemente, dem neuesten Stand der Technik entsprechend, bedient werden. (Zeichnung 36)
Die elektronischen Elemente des Skycontrollers können im Lenkrad untergebracht sein. Die Signalübertragung kann über Funksignale auf den Steuerblock der elektronischen E-Motorsteuerung des Qadrocopters oder Duocopters erfolgen, der im Aufnahmeschacht, möglichst in Nähe der Ausleger, untergebracht sein sollte. Dieser regelt die Stromzufuhr zu den E-Motoren.
Die elektronisch geregelte, differenzierte Drehzahländerung der Propeller und damit die Flugsteuerung, erfolgt über die Steuerelemente am Lenkrad des Flugautos.
Die Stabilisierung der Fluglage des Flugautos erfolgt über den Steuercomputer automatisch.
Die Anzeige der Flugdaten (Flughöhe, Flugkurs, Fluggeschwindigkeit usw.), die Markierung des Standortes des Flugautos während des Fluges auf einer Landkarte (Tablet- Bildschirm) sowie die wichtigsten Überwachungsparameter, wie Drehzahl der Motoren, die Restkapazität der Batterien und Brennstoffmenge, die maximal möglichen Flugstrecken usw. kann über ein modernes Display im Armaturenbrett des „Flugautos“, das wie ein Tablet arbeitet und die Anwendung von Apps, wie z.B. Freefligth Pro von Parrot oder andere ermöglicht, erfolgen.
Durch Kopplung des Skycontrollers mit dem Display über die genannte App kann das Flugauto (Quadrocopter oder Duocopter) wie eine Drohne automatisch über Funk gesteuert werden. Über das Display können GPS-Daten (GPS-Punkte auf einer Landkarte, Flughöhe u. Fluggeschwindigkeit usw.) eingeben werden, und ein autonomer Streckenflug nach GPS-Punkten ist ausführbar.
Während der Erprobungsphase des SF/QC-Prototyps besteht deshalb die Möglichkeit eines unbemannten, über Funk vom Boden aus, gesteuerten Flug.
Mittels eines Skycontrollers kann dann das SF/QC genauso wie von Bord, auch vom Boden aus, gesteuert werden.
Flugsicherheit
Zur Gewährleistung der Flugsicherheit ist die Unterbringung eines auswerfbaren Stabilisierungs- und Bremsschirmes im hinteren Dachbereich, unter den eingeschwenkten Tragflächen des Flugautos, vorgesehen. Dieser soll, im Falle eines Versagens eines oder gleichzeitig aller Propeller, die Fallgeschwindigkeit des abstürzenden Flugautos abbremsen und es in horizontaler Lage halten.
Zur Verhinderung einer harten Landung oder eines Aufpralls des Flugautos ist die Anbringung von mindestens 4 Bremsraketen, die in einer festgelegten Höhe über Grund automatisch zünden und die Fallgeschwindigkeit des Flugautos bis zum Aufsetzen stark zu verringern um das Flugauto weich landen zu lassen, angedacht.
Die Anbringung der 4 Bremsraketen ist beispielsweise am Aufnahmeschacht unmittelbar in Nähe der Räder vorgesehen.
(Zeichnung 3)
Anmerkung: Zur Gewährleistung der Flug- und Betriebssicherheit des Flugautos sind periodische Sicht- und Wartungskontrollen, vor allem des Quadrocopters oder Duocopters, der Energiequellen und des Rettungssystems, durchzuführen.
4. Die Erfindung, ein Straßenfahrzeug mit einem Quadrocopter zu einem SF/QC oder ein Straßenfahrzeug mit einem Duocopter zu einem (SF/DC) zu verschmelzen (zu kombinieren) und zusätzliche schwenkbare Tragflächen am Dach des Flugautos anzubringen, ist gewerblich realisierbar, da die vorliegenden Erfindungen / Ideen konzeptionell durchaus dem neuesten Stand der Technik eines modernen Flugautos entsprechen und dass das Flugauto nach fortschrittlichen Technologien mit den zur Verfügung stehenden neuesten Materialien im Leichtbau und mit modernen effektiven Energieträgern bestückt, gefertigt werden kann. Bewusst wurde nach einfachen konstruktiven Lösungen gesucht, um Kosten und Aufwand zu minimieren.
Auch die zur Verfügung stehenden Feststoffzellen-Batterien zum Antrieb der Propeller des Flugautos im Flugmodus im Straßenverkehr sind zwar noch bei Bosch in der Entwicklung, garantieren aber einen zweckmäßigen Einsatz (doppelte Leistung, geringere Masse und Volumenanspruch), realisierbar schon ab 2020.
Auch die Installation einer modifizierten MicroGasTurbine im SF/QC wäre sinnvoll, denn die MicroGasTubine vom Typ Capstone C65 liefert nicht nur zusätzlichen Strom, sondern auch Schub.
Eine Modifizierung der C 65, wie oben beschrieben, ist durchaus möglich und für diese Vorhaben sinnvoll.
Die höchste Effektivität, hinsichtlich der Flugleistung, verspricht jedoch der Einbau von Brennstoffzellen kombiniert mit Batterien in das SF/QC-BStZ/B oder SF/DC-BStZ/B und der Anbau und die Nutzung zusätzlicher aus- und einschwenkbarer Tragflächen am Dach des Flugautos zur Auftriebserhöhung im Streckenflug.
Die von mir durchgeführten aerodynamischen und thermodynamischen Berechnungen sowie Berechnungen zur Energie-, Leistungs- und Gewichtsbilanz des SF/QC-BStZ/B ermöglichen eine exakte theoretische Beurteilung der erreichbaren Flugdauer und Flugweiten und bestätigten, dass die Entwicklung eines SF/QC oder SF/DC mit Brennstoffzellen nicht utopisch, sondern real machbar und sinnvoll ist.
Am effektivsten und möglicherweise kostengünstigsten ist die Kombination eines Straßenfahrzeuges mit einem Quadro- oder Duocopter zu einem Flugauto mit einer Brennstoffzellenanlage (150 KW) und einer Batteriemasse bis zu 100-110 kg, für Start und Landung und Reserve. sowie die Anbringung aus- und einschwenkbarer Tragflächen im Dachbereich des Flugautos in allen drei Auslegervarianten.
Das Flugauto SF/QC-BStZ/B in der Auslegervariante 1 ist mit 1215 kg Gesamtmasse inclusive Zuladung bis 216 kg ohne schwenkbaren Tragflächen im Dachbereich konstruktiv am einfachsten sowie möglicherweise kostengünstigsten und bis zu einer Fluggeschwindigkeit von 246 km/h, mit geneigtem Flugauto nach vorn unten um 10°, nutzbar. Die Batterien können nach der Landung, bei fehlender Stromtankstelle am Boden, vor dem Weiterflug, mit der Brennstoffzelle wieder aufgeladen werden.
In der Auslegervariante 2 des SF/QC-BStZ/B mit ausgeschwenkten Tragflächen, sind Flüge mit 300 km/h und einer Zuladung von 215 kg und in der Auslegervariante 3 (SF/DC-BStZ/B), 300 km/h mit 296 kg Zuladung, optimal möglich.
Wobei die Flugweiten nur noch von der Wasserstoffbevorratung für die Brennstoffzelle abhängig sind.
Der konstruktive Aufbau der Flugautos in Auslegervariante 2 und 3 ist jedoch aufwendiger, verspricht aber eine höhere Effektivität. Berechnungen ergaben, dass das SF/QC -B in der Auslegervariante 1 (ohne Tragflächen) für den horizontalen Reiseflug mit 245 km/h, 400 KW Gesamtleistung die Propellermotoren benötigt, in der Auslegervariante 2 (mit ausgeschwenkten Tragflächen) und 300 km/h Reisefluggeschwindigkeit, nur noch 109 KW Propellermotorleistung insgesamt erforderlich sind und damit einen moderaten Energieverbrauch versprechen.
Da das Flugauto nur Wasserstoff und Energie aus Batterien verbraucht ist dessen Nutzung ökologisch sinnvoll und umweltneutral.
6. Die Erfindung eines Flugautos mit schwenkbaren Tragflächen im Dachbereich des Flugautos SF/QC oder SF/DC in unterschiedlichen Auslegervarianten und mit unterschiedlichen Energiequellen hat, durch deren Realisierung auf jedem Fall vorteilhaften Einfluss auf den oben analysierten zukünftigen Stand der Technik eines Flugautos, dass sowohl auf der Straße wie ein üblicher PKW und in der Luft als Luftfahrzeug genutzt werden kann.
Die Realisierung dieser Ideen und deren Nutzung in der Praxis revolutioniert den Straßen-Luftverkehr im unteren Flughöhenbereich auf relativ einfache Art und Weise und erspart dem zukünftigen Nutzer viel Zeit um von einem Ort zum anderen zu kommen, erhöht dessen Mobilität und Effektivität, ist umweltfreundlich, erleichtert und vereinfacht ihm seinen Alltag.
Meiner Einschätzung nach dürfte die vorliegende Idee, die Verschmelzung eines Straßenfahrzeuges mit einem Quadrocopter oder einem Duocopter zu einem „Flugauto“, durchaus gute Chancen auf dem Markt haben, da die Konstruktion des Flugautos relativ einfach, attraktiv und möglicherweise kostengünstig ist und vor allem, wenn das Flugauto mit Brennstoffzellen kombiniert mit Batterien bestückt ist, gut ins Umweltkonzept passt.
Ein weiterer sinnvoller Einsatz eines FS/QC oder SF/DC wäre dessen kostengünstige Nutzung, im Vergleich zum Hubschrauber, als „Erste Hilfe Fahrzeug“ für den medizinischen Dienst, den Notarzttransport zum Unfallort oder den schnellen Transport erkrankter Menschen oder Geschädigter in die Notfallklinik ohne Behinderung im Straßenverkehr sowie den schnellen Transport von dringend benötigten Medikamenten sowie Organen usw.
Die Möglichkeit, nicht nur in der Nähe eines Unfallortes zu Landen, sondern auch noch an den Unfallort zu fahren, erhöht die Einsatzeffektivität des Flugautos für diese Zwecke.
Ein Einsatz im Polizeidienst bei der Verfolgung von Fluchtfahrzeugen oder Personen aus der Luft, sowie der Einsatz für militärische Zwecke zur autonomen Aufklärung, dem bemannten und unbemannten Transport militärischen Gütern per Luft zur kurzfristigen Versorgung der Truppe mit dringend benötigte militärischen Gütern sowie im schnellen Sanitäts- und Kurierdienst usw., wäre auch sinnvoll und weiter ausbaubar.
7. Ein Weg zur Umsetzung der Erfindung/ Ideen wird anhand meiner Berechnungen, der beiliegenden Zeichnungen und der vorgeschlagenen Materialien für Bauteile der Konstruktion und Komponenten des Antriebs, der Art und Weise der Energiespeicherung und -erzeugung im SF/QC oder SF/DC, Form und Ausmaß der wesentlichen Bauteile sowie deren Lage im und am SF/QC verdeutlicht, aufgezeigt und erleichtert.
Das von mir entwickelte mathematische Simulationsprogramme ermöglicht dem Interessenten die Ermittlung des Flugverhaltens des FS/QC und FS/DC ohne und mit schwenkbaren Tragflächen sowie dessen Leistungsvermögen mit den unterschiedlichen Energiequellen, schon vor dem Bau eines Prototyps, diesen nach Varianten ausgiebig zu testen, um seine Entscheidung zu erleichtern.
Nach Bestätigung der Schutzfähigkeit meiner Erfindung/Ideen werden Anstrengungen unternommen, um die Gebrauchsmuster zu vermarkten. Gesucht werden Interessenten, die gewillt und in der Lage sind, vorerst einen Prototyp des SF/QC oder SF/DC zu entwickeln und zu produzieren, um danach den Markt zu erschließen.
Bezugszeichenliste

1	Aufnahmeschacht
2	Abdeckklappen geschlossen
3	Feststoffzellenbatterie
4	Copterausleger
5	MicroGasTurbiene MGT
6	Schubrohr der MGT
7	Schubdüse der MGT
8	Brennstoff- Tank
9	Reservebatterie
10	Wasserstoffdruckbehälter der Brennstoffzellenanlage
11	Brennstoffzelle BStZ
12	Versorgungsteil BStZ
13	Bedingung für den Horizontalflug SF/QC AV2
	Fa TF > Auftrieb der Tragfläche; (N)
	Fa Karosse > Auftrieb der Karosse des Flugautos (N)
	Fw Karosse > Luftwiderstand des Flugautos (N)
	FG > Gesamtgewicht des Flugautos = m * g (N)
		Fa TF + Fa Karosse + 4 * Fv = F G SF/QC
		2 * Fh = Fw Karosse
14	Bedingung für den Horizontalflug SF/DCa
		Fa TF + Fa Karosse + 2 * Fv = F G SF/DC
		2* Fh = Fw Karosse
		M1 = M2 Momente die am Flugauto wirken
15	Tragfläche eingeschwenkt
16	Antrieb Vorderräder des Flugautos
17	Schwenkbarer Propellermotor
18	Schwerpunkt
19	Flugrichtung
20	Schneckengetriebe
21	Schwenklagerauge
22	Schwenklagerbolzen
23	Endschalter
24	Lagergehäuse
25	Kleine Abdeckklappe
26	Mitnehmergestänge kleine Abdeckklappe
27	Copterausleger ausgefahren
28	Copterausleger eingefahren
29	Auslegerrohr
30	Propellermotorkonsole
31	Propellermotor
32	Schwenkmotor des Propellermotors
33	Schwenkachse
34	Schwenklager des Propellermotors
35	Große Abdeckklappe
36	Antrieb Abdeckklappe
37	Schwenklagergehäuse der Copterausleger
38	Joystick
39	Wahlschalter Handsteuerung- Automat
40	Tablet-Bildschirm
41	Druckknopf START - LANDUNG
42	Aus- und Einschwenken der Copterausleger
43	Aus- und Einschalten MGT oder BStZ
44	Hauptschalter Aus- und Einschalten E-Anlage
45	Seitliche Neigung Schwenklagerachse der Tragfläche
46	Neigung der Schwenklagerachse nach hinten
47	Tragfläche ausgeschwenkt
48	Tragfläche eingeschwenkt
49	Anstellwinkel der Tragfläche
50	Bremsraketen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2016066848 A1 [0011]
DE 202012009714 U1 [0011]

Claims

Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass es eine konstruktive Verschmelzung (Kombination) eines im Leichtbau gefertigtem Straßenfahrzeuges (SF) mit einem Quadrocopter (QC), zu einem Flugauto SF/QC (Kombination 1) und ebenso im Leichtbau gefertigtem Straßenfahrzeuges (SF) mit einem Duocopter (DC) zu einem Flugauto SF/DC (Kombination 2) darstellt und sowohl ohne, als auch mit schwenkbaren Tragflächen im Dachbereich des Flugautos ausgerüstet sein kann und durch unterschiedlich kombiniert installierte Energiequellen, drei Flugauto-Varianten bildet: Erste Flugauto-Variante des SF/QC-B und SF/DC-B mit Energiequelle: Feststoffzellenbatterie (B); Zweite Flugauto-Variante des SF/QC- MGT/B und SF/DC-MGT/B mit Energiequelle: MicroGasTurbine (MGT) kombiniert mit einer Batterie (B) Dritte Flugauto-Variante des SF/QC-BStZ/B und SF/DC-BStZ/B mit Energiequelle: Brennstoffzelle Wasserstoff (BStZ) kombiniert mi einer Batterie (B)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass es als Straßenfahrzeug voll straßenfahrtauglich wie ein moderner PKW und als Luftfahrzeug wie ein Hubschrauber uneingeschränkt flugtauglich ist und von hindernisfreien Plätzen aus senkrecht starten und senkrecht landen sowie im Reiseflug wie ein Kleinflugzeug, mit zwei Personen besetzt, von Hand gesteuert oder autonom fliegen kann. (Zeichnung 1, 2, 7, 9, 10)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass es über einen Aufnahmeschacht, im unteren Bereich des Flugautos zur Aufnahme der schwenkbaren Quadro- oder Duocopterausleger, verfügt und der auch gleichzeitig der Aufnahme der Batterie und der Brennstoffzelle dient. (Zeichnung 4, 6)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass das Gehäuse seines Aufnahmeschachtes kastenförmig in Leichtbauweise z.B. aus CFK gefertigt sein kann und über Abmaße verfügt, die garantieren, dass die Quadro- oder Duocopterausleger nach Varianten in ihrer Ruhelage im Aufnahmeschacht eine genau definierte Stellung im Straßenfahrmodus einnehmen können. (Zeichnung 21, 22, 23, 24, 25, 26)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass es über Schwenklager verfügt, die das Aus- und Einschwenken der Quadro- oder Duocopterausleger ermöglichen. Das Schwenklager der Ausleger besteht aus dem Schwenklagergehäuse, dem Schwenklagerbolzen, dem Quadro- oder Duocopterausleger und dem Schwenklagerantriebe mit Endschalter. (Zeichnung 28, 31, 32))
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass das Schwenklagergehäuse beim SF/QC in den vier äußeren Ecken und beim SF/DC verstärkt in den zwei vorderen Ecken des Aufnahmeschachtes organisch, auch materialmäßig (CFK), eingebunden ist. Wobei die Lagerachse aller Schwenklager senkrechte zur Quer- und Längsachse des Flugautos ausgerichtet sein muss. (Zeichnung 28, 33),
Flugauto IKARUS plus, gekennzeichnet dadurch, dass der Schwenklagerbolzen des Schwenklagers aus hochfestem Stahl besteht, hohl ist und am oberen Ende einen flachen Bolzenkopf und am unteren Ende ein eingeschnittenes Gewinde besitzt, dass in eine Gewindebuchs eingeschraubt wird. (Zeichnung 34)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass die Quadrocopterausleger beim SF/QC in unterschiedlichen Varianten konstruiert sein können: • Ausleger mit je einem nicht schwenkbaren Propellermotor (Zeichnung 21) • Ausleger mit je zwei sich gegenüberliegenden E-Motoren mit Propeller (Zeichnung 22) • Ausleger mit einem oder zwei sich gegenüberliegenden E-Motoren mit je einem mehrblättrigen Propeller, deren Propellerblätter einklappbar sind. (Zeichnung 23) • teleskopartiger Ausleger mit je einem oder zwei E-Motoren mit oder ohne einklappbaren Rotorblättern. (Zeichnung 24) sowie die Wahl der dazu verwendeten Materialien, vor allem für die im Leichtbau (z.B. CFK) gefertigten Auslegerrohre (Zeichnung 31).
Flugauto „IKARUS plus“ SF/QC AV1, gekennzeichnet dadurch, dass seine Quadrocopterausleger aus nachfolgenden Bauelementen bestehen: Lagerauge, Auslegerrohr und Verbindungsstutzen mit angeschweißter ringförmiger Konsole zur Aufnahme der Propellermotoren. (Zeichnung 31)
Flugauto „IKARUS plus“ SF/QC AV2, gekennzeichnet dadurch, dass die Auslegerrohre der vorderen Quadrocopterausleger in der Horizontalen leicht geknickt sind und über einen speziellen Schwenkantrieb für den Propellermotor verfügen. (Zeichnung 32)
Flugauto „IKARUS plus“ gekennzeichnet dadurch, dass der Schwenklagerantrieb am Schwenklagergehäuse montiert ist und die Getriebeschnecke des Schwenklagerantriebes in den Zahnkranz des Schwenklagerauges eingreift. Angetrieben wird die Getriebeschnecke über einen endschaltergesteuerten Schneckengetriebemotor. Bei Stillstand der Schnecke verriegelt sie die Quadrocopterausleger in den Endstellungen. (Zeichnung 29, 30)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass die große Abdeckklappe am oberen Gehäuseteil des Aufnahmeschachtes schwenkbar gelagert ist und ein elektrischer Antriebsmotor mit Gewindegestänge, der ebenfalls am Aufnahmeschacht gelagert ist, öffnet und schließt die Abdeckklappe. Die kleine Abdeckklappe ist seitlich am Aufnahmeschacht schwenkbar gelagert und wird durch ein Mitführgestänge, das am Ausleger beweglich befestigt ist, geöffnet und geschlossen. (Zeichnung 28, 29, 30, 34, 35)
Flugauto „IKARUS plus“ SF/DC AV3, gekennzeichnet dadurch, dass sein Auslegerschwenkmechanismus aus einem verstärkten Schwenklagergehäuse und einem verstärktem, leicht gewinkeltem Duocopterausleger besteht, der im eingefahrenen Zustand im Aufnahmeschacht, mit eingeklappten Propellermotorgehäuse und Propellerblättern eine Stellung, fast parallel zur Abdeckklappe, einnimmt. (Zeichnung 26) Die Stellung des ausgeschwenkten Duocopterauslegers des SF/DC ist in (Zeichnung 27) einsehbar.
Flugauto „IKARUS plus“ SF/DC AV3, gekennzeichnete dadurch, dass es über einen spezifischen Schwenk- und Neig-Mechanismus für das Propellermotorgehäuses verfügt, das am anderen, äußeren Ende des Duocopterauslegers, schwenkbar in der horizontalen Ebene und schwenkbar in Flugrichtung mit diesem verbunden ist und die Neigung des Propellermotorgehäuses in Flugrichtung ermöglicht. (Zeichnung 26, 27) Der Antrieb der spezifischen Schwenk- und Neig-Mechanismen erfolgt je Schwenklager durch einen speziellen E-Motoren und kann von der Fahrzeugkabine aus automatisch aber auch von Hand gesteuert werden.
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass im vorderen Dachbereich des Flugautos auf beiden Seiten schwenkbare Tragflächen installiert sind, die über ein leicht gewölbtes NACA-Profil verfügen und in Schalenbauweise aus CFK gefertigt sein können. Die linke und die rechte Tragflächenhälfte ist über ihr jeweiliges Schwenklagerauge mit dem Tragflächenschwenklager, das an der tragenden Dachkonstruktion des Flugautos befestigt ist, beweglich verbunden. (Zeichnung 10, 12, 16) Im eingeschwenkten Zustand schmiegen sich die Tragflächenhälften formschlüssig von oben an das Dach des Flugautos an. (Zeichnung 11)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass sein Tragflächen-Schwenklager aus dem Schwenklagergehäuse TF, dem Schwenklagerbolzen TF, dem Schwenklagerauge TF, das starr mit der Tragfläche verbunden ist und aus dem Schwenklagerantrieb TF besteht. Zur Sicherstellung eines optimalen Einstellwinkels der Tragflächen gegenüber der Flugautolängsachse im ausgeschwenkten Zustand, besitzt das Schwenklager der Tragfläche eine Schwenkachse, deren Lage gegenüber den horizontalen Koordinatenachsen der Flugautokarosse, präzise berechnet ist. Die Tragflächenschwenklagerachse ist in Flugrichtung gesehen nach hinten und seitlich nach außen geneigt. (Zeichnung 37)
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass der Antrieb zum Schwenken der Tragflächenhälften aus einem elektrisch angetriebenen Schneckengetriebe besteht und ähnlich wie bei den Quadrocopterauslegern funktioniert. In den Endstellungen werden die Tragflächen durch die Getriebeschnecken arretiert. Das Ein- und Ausschalten der E-Motoren des Schneckengetriebes kann über Endschalter entweder automatisch gesteuert, oder von Hand erfolgen.
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass die Steuerelemente zur Steuerung der Propellermotoren, (z.B. sog. Joysticks, Schalter usw.) am Lenkrad des Flugautos übersichtlich und handlich angebracht sind. (Zeichnung 36) Die Anbringung z.B. der Joysticks am Lenkrad hat so zu erfolgen, dass der eine mit dem linken und der andere mit dem rechten Daumen bedient werden kann. Die Signalübertragung der Steuersignale auf die E-Motoren im Flugmodus ist dadurch gekennzeichnet, dass diese über das Display am Armaturenbrett (das wie ein Tablett arbeitet) erfolgt. Die Übertragung der Steuersignale von den Joysticks und Druckknöpfen am Lenkrad auf das Tablett und weiter an den Steuerblock der elektronischen E-Motorsteuerung kann sowohl über Funk als auch Kabel erfolgen. Der Steuerblock mit seinen elektronischen Steuerelementen kann im Aufnahmeschacht in Nähe der Schwenklager untergebracht werden.
Flugauto „IKARUS plus“ SF/QC-MGT/B oder SF/DC-MGT/B, gekennzeichnet dadurch, dass zusätzlich zur Feststoffzellenbatterie, die Stromenergie speichert, eine modifizierte MicroGasTurbine, die elektrische Energie (65 KW) und Schub (4 N) zur Auftriebserhöhung erzeugt, installiert ist. Die Installation der MicroGasTurbine erfolgt hinter den Sitzen in einem thermisch isolierenden und schalldämmenden Gehäuse. (Zeichnung 5, 14, 18) Die Bevorratung des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes zum Betreiben der MGT erfolgt in leichten, hochfesten Druckbehältern oder leichten Tanks. (Zeichnung 14) Die Frischluftzufuhr für die Microgasturbine wird über seitlich am Flugauto angebrachte Ansaugschächte sichergestellt. Die Bedienelemente zum Zu - und Abschalten der MicroGasTurbine sind am Armaturenbrett in der Fahrzeugkabine untergebracht. (Zeichnung 36)
Flugautos „IKARUS plus“ SF/QC-MGT/B oder SF/DC-MGT/B, gekennzeichnet dadurch, dass die Modifizierung der installierten MicroGasTurbine an ihrem Abgasströmungskanal erfolgt und hinter ihrem Recuperator zusätzliche ein Schubrohr mit Schubdüse montiert wird. Das Schubrohr und die Schubdüse der C65 wird nach unten durch den Aufnahmeschacht, wärmegedämmt im Schwerpunkt des SF/QC mittig, nach außen geführt. Wobei die Ausrichtung der Schubdüse so zu erfolgen hat, dass ihr Schubvektor parallel zur Hochachse des Flugautos wirkt. (Zeichnung 5, 14)
Flugauto „IKARUS plus“ SF/QC-BStZ/B oder SF/DC-BStZ/B, gekennzeichnet dadurch, dass zusätzlich zu der stromspeichernden Feststoffzellenbatterie eine stromerzeugende 150 KW Brennstoffzellenanlage (Wasserstoff) installiert ist. Ihre Unterbringung erfolgt zweckmäßig im Aufnahmeschacht des Flugautos und die Unterbringung der Druckbehälter für die Wasserstoffbevorratung, hinter den Sitzen und im vorderen Bereich des Flugautos. (Zeichnung 6. 15. 19) Die Steuerelemente für die Brennstoffzelle sind in der Fahrzeugkabine am Armaturenbrett untergebracht.
Flugauto „IKARUS plus“ SF/QC-BStZ/B oder SF/DC-BStZ/B mit ausschwenkbarer Tragfläche, gekennzeichnet besonders dadurch, dass eine sinnvolle und ökonomische Aufteilung der zur Verfügung stehenden Elektroenergie zum Antrieb der Propellermotoren während des Senkrechtstarts, dem Reiseflug und der Senkrechtlandung , optimal auf Batterie und Brennstoffzelle aufgeteilt ist. Die gespeicherte Energie der Feststoffzellenbatterie wird nur noch zusätzlich zur gelieferten Energie der Brennstoffzelle zum Antrieb der Propellermotoren, für circa 15 Minuten Flugdauer, für den Senkrechtstart im Steigflug bis Erreichen der Reisefluggeschwindigkeit, beziehungsweise des Schwebefluges und des Sinkfluges bei Senkrechtlandung sowie Energiereserve benötigt. Die Energie, die die Brennstoffzelle liefert, wird allein im Reiseflug, ohne Energie von der Feststoffzellenbatterie, zum Antrieb der Propellermotoren, den Antrieb der Bordelektrik und -elektronik sowie zum Nachladen der Batterie im Reiseflug genutzt und die Flugdauer ist nur noch vom Wasserstoffvorrat in den Druckbehältern abhängig und nicht mehr vom Batteriegewicht.
Flugauto „IKARUS plus“, gekennzeichnet dadurch, dass seine Rettungseinrichtung aus einem Stabilisierungsschirm, der im Dachbereich unter den eingeschwenkten Tragflächen des SF/QC oder SF/DC untergebracht wird und aus mindestens 4 nach unten führende Bremsraketen besteht, die im Aufnahmeschacht unmittelbar neben den Rädern installiert sind. (Zeichnung 19)