DE3403346C2 - - Google Patents

Description

Die Entwicklung der fußstartfähigen, flexiblen Hängegleitern, soll kurz beschrieben werden.

Um 1977 hingen die ersten Pioniere den Motor noch an den Turm (Abb. 1). Aber dort erzeugt der Schub ein starkes Kippmoment um die Querachse, der Drachen taucht nach vorn weg. Unfälle aufgrund des Kippmomentes sind bekanntgeworden.

Man erkannte, daß der Schubvektor möglichst parallel zur Flug­ richtung in den Luftwiderstandsmittelpunkt des Systems Hängeglei­ ter und Pilot, der etwa in der Mitte des Trapezes liegt (siehe Kreuz in Abb. 1) weisen soll. Nur dann treten keine Kippmomente um die Querachse auf. Wenn der Schub etwas unterhalb des Luftwiderstandmittelpunktes angreift, ist das sich ergebende aufrichtende Moment eim Starten und beim Landen hilfreich.

Eine Möglichkeit, den Antrieb am Heck des Gerätes zu befestigen, zeigt Fig. 2. Während des Laufstarts schleift der hecklastige Hängegleiter mit hohem Anstellwinkel auf dem Spornrad. Sobald der Hängegleiter im Bodeneffekt abhebt, kann der Pilot mit seinem nun in den Gurten hängenden Gewicht, die Hecklastigkeit beseiti­ gen.

Als Nachteil ist die verminderte Steuerfähigkeit um die Querachse zu nennen, die infolge der rotierenden Antriebsmassen die Wirkung der Schwerkraftsteuerung reduziert. Für Hängegleiter mit schwim­ mendem Querrohr/Kielrohr ist dieses System ebenfalls nur bedingt geeignet.

Eine flugfähige Verbesserung des in Abb. 2 gezeigten Systems stellt die Abb. 3 dar. Die in der Nähe des Aufhängepunktes angebrachte Antriebseinheit treibt über eine Welle einen Heckpro­ peller an. Die Hecklastigkeit und der negative Einfluß der schwimmenden Quer-Kielstange wird vermindert. Die Steuerwirkung gegenüber dem freifliegenden Hängegleiter bleibt jedoch spürbar reduziert.

Abb. 4 zeigt eine Version mit zwei Motoren, dessen gemeinsamer Schubvektor in der Nähe des Widerstandsmittelpunktes angreifen kann. Die Motore müssen jedoch weit auseinander liegen, der Kopf oder Körper des Piloten liegt in der Propellerdrehebene und die Motore müssen immer absolut gleichen Schub liefern. Da diese Faktoren ungünstig bzw. nicht eingehalten werden können, hat sich dieses System nicht bewährt.

Ein Nachteil aller bisher beschriebenen, durch Gewichtsverlage­ rung des Piloten gesteuerten Hängegleiter mit fest am Hängegleiter angebrachten Motoren ist ihre gegenüber dem unmoto­ risierten Zustand verschlechterte Steuerbarkeit.

Denn je schwerer die Masse von Drachen plus Motor, desto relativ geringer wird der Einfluß des im Steuerbügel sein Gewicht verlagernden Piloten. Außerdem stabilisiert bei großen, schweren Motoren und Propellern das Kreiselmoment der rotierenden Massen den Hängegleiter gegenüber den Steuerkräften des Piloten.

Es liegt daher nahe, den Antrieb nicht am Hängegleiter, sondern am pendelnden Piloten zu befestigen, denn damit wird die Steuer­ wirkung des Piloten verstärkt.

Die Möglichkeit, den Antrieb einfach als Rucksack umzuschnallen (Abb. 5), hat sich aus verschiedenen Gründen nicht durchgesetzt.

Folgerichtig entwickelte man ein fahrbares Gestellt (Abb. 6), auf dem Antrieb und Pilotensitz voreinander getrennt, fest instal­ liert wurden. Diese Art der Ultraleichtflugzeuge hat sich weltweit durchgesetzt und wird im allgemeinen als "Trike" bezeich­ net. Um den im Heck unter dem Flügel angebrachten Antrieb vor Bodenberührungen zu schützen, muß das Fahrwerk hochbeinig sein. Ebenfalls darf die hintere Seilabspannung des Flügels bei allen möglichen Steuerausschlägen nicht in den Propeller gelangen. Daher muß der Flügel hoch heraus gebaut werden.

Diese schon relativ schwere Konstruktion muß nun aus Sicher­ heitsgründen das sechsfache Gewicht des Piloten (das vorher von den Beinen und dem Gurtzeug getragen wurde) aushal­ ten. Das erforderte noch mehr Gewicht und dadurch stärkere und schwerere Motore. Auf dem Autodach ist dieses System nur noch bedingt zu transportieren.

Der gravierende Vorzug des Trike-Prinzips muß jedoch hervorgehoben werden: Das Gewicht des Trike's wird nun nicht nur zum Pilotengewicht hinzugezählt, sondern beim Steuern des Flügels neigt und kippt der Pilot auch die Propellerebene relativ zum Flügel, und damit den Propellerluftstrahl im richtigen Sinne.

Durch die enorme Gewichtszunahme und den stark angestiegenen Luftwiderstand ist eine der ersten UL-Intentionen - das Thermikfliegen - unmöglich geworden.

Die vorliegende Patentanmeldung soll erfindungsgemäß diesen ursprünglichen Gedanken wieder realisieren ohne Einbußen in der Steuerbarkeit hinnehmenzumüssen.

Die Aufgabenstellung ist

• - Beibehaltung des Schubsteuerungs-Effektes
• - sichere Möglichkeit des Fußstartens und der Fußlandungen
• - Reduzierung auf ein minimal, unbedingt benötigtes Rohrgestell
• - Benutzung des im Drachenflug üblichen Pilotenaufnahmesystems
• - geringe Sinkrate, damit Thermikfliegen wieder möglich ist.

Damit der Propeller keine Bodenberührung bekommt, und nicht mit den Drähten der hinteren Unterverspannung kollidiert, wird gemäß Abb. 7 erfindungsgemäß der Motor mit Getriebe und Schubpropeller (kurz Antrieb genannt) an einer unter der Kielstange (2) zum Drachenmittelpunkt (3) verlaufenden "Laststange" (4) montiert. Diese Laststange ist im Zentralgelenk (3) um die Querachse schwenkbar befestigt. Um zu verhindern, daß der Motor nach unten fällt, wird eine feste, schwenkbare Verbindung (6) zwischen Antrieb (1) und Pilotenkörper (5) geschaffen.

Dadurch wird der Pilot entsprechend dem Moment (Motorgewicht × Laststangenlänge) vor den Schwerpunkt des Hängegleiters verschoben, bis das Moment (Pilotengewicht × Verschiebeweg) gleich dem hecklastigen Moment des Antriebs wird.

Das Dreieck Laststange (4) mit Antrieb (1), Hüftstangen (6) mit Pilotengewicht (5), Hauptaufhängeseil des Pilotengurtzeugs (5 a) mit bilden nun die vereinfachte Gondel dieses neuen Systems.

Beim Laufstart, wobei der den Hängegleiter hebende Pilot noch nicht voll in den Gurten hängt, rollt der Motor schiebend auf seinem Spornrad (11) auf dem Boden hinter dem Piloten her. Sobald der infolge Hecklastigkeit steil angestellte Hängegleiter im Bodeneffekt abhebt, hängt der Pilot voll mit seinem Gewicht in den Gurten und der Hängegleiter ist im Gleichgewicht. Der Pilot kann jetzt die liegende Position einnehmen.

Wie beim Trike (Abb. 6) neigt der Pilot im Fluge zum Ziehen und Drücken der Trapezstange (7) mittels der Hüftstangen auch die Propellerebene, und damit den Propellerluftstrahl, in die richtige Richtung und erzeugt damit den Schub-Steuerungs-Effekt. Außerdem addiert sich, wie beim Trike, das Gewicht des Antriebs zu dem des Piloten. Auch im Fluge bei abgeschaltetem Motor erhöht sich somit die Steuerkraft.

Das Zusatzgewicht dieses an jeden Hängegleiter anzumontierenden Systems beträgt 25 kg (gegenüber mindestens 60 kg beim Trike). 10 KW Leistung des Motors sind ausreichend (beim Trike müssen es mindestens 20 KW sein).

Ein Abheben beim Start wird bei Windstille nach ca. 20 m erreicht, und die Steigleistung ist etwa 2,5 m/s. Dieses System hat die Flugtauglichkeitszulassung (Betriebstüchtigkeitsnachweis) durch den Deutschen Ultraleichtflugverband erhalten.

Die liegende Position des Piloten bietet zwar wenig Luftwiderstand und spart somit Motorleistung. Aber es gibt auch eine Version, bei der man dieses System (Abb. 8) sitzend fliegen kann.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, in der nur flexible Seile, keine Hüftstangen mehr verwendet werden, ist in Abb. 9 darstellt. Hier ist die Laststange (10), die den Antrieb am hinteren Ende trägt, weit über das Gelenk am Hägegleitermittelpunkt (3) hinaus nach vorn verlängert. Dies erfordert eine Knickung der Stange, damit sie nicht mit der Kielstange kollidiert.

Der Pilot ist mit seinem Hauptgurt (8) an der Laststange, nicht wie im Hängegleiter an der Kielstange eingehängt. An seinem Liegegurt sind im Körperschwerpunkt zwei Seile (9) befestigt, die sich straff zu beiden Enden der Laststange (10) erstrecken. Das vordere Seil zieht den Piloten um soviel vor den Hängegleiterschwerpunkt, bis er das hecklastige Moment des Antriebs ausgleicht. Es ist auch möglich, daß sich der Pilot ein Stück vor dem Schwerpunkt an der Laststange einhängt, um diesen Momentenausgleich zu bewirken.

Wenn der Pilot zu Steuerungszwecken seinen Körper gegen das Trapez vor- oder zurückbewegt, ändert er automatisch den Neigungswinkel der Laststange, und damit den des Propellerluftstrahls. Diese Seile stellen jetzt keinerlei Einengung und Behinderung des Piloten mehr dar.

Claims (3)

1. Laufstartfähiger motorisierter Hängegleiter, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - die Antriebseinheit (1) hinter dem Segel am hinteren Ende einer Laststange (4) angeordnet ist,
• - die Laststange (4) um die Querachse schwenkbar im Aufhänge­ punkt (3) des Hängegleiters unter der Kielstange (2) montiert ist,
• - eine schwenkbare kraftschlüssige Verbindung (6) von Pilot (5) zu Antriebseinheit (1) und
• - die Steuerbewegungen des Piloten (5) um die Querachse über die kraftschlüssige Verbindung (6) auf die Antriebseinheit übertragen werden.

2. Laufstartfähiger motorisierter Hängegleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen Heck­ propeller (Abb. 9) und dem Pilotenkörper (5) mittels zweier paralleler, gelenkig angebrachter "Hüftstangen" (6) die am Lastarm (4) oder am Motor (1) und am Pilotenaufnahmesystem (5 a) in der Nähe des Pilotenschwerpunktes befestigt sind, erfolgt.

3. Laufstartfähiger motorisierter Hängegleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung auf das Flugge­ rät (Abb. 9) über den Lastarm (10) und über 2 Seilpaare (9), die am Pilotenaufnahmesystem (5 a) in der Nähe des Pilotenschwerpunktes befestigt sind, einmal zum Lastarm (4) und zum anderen zum Ende des weit vor den Schwerpunkt des Fluggerätes verlängerten Lastarms (4) führen.