DE3823053A1 - Motorgetriebenes zimmerflugmodell - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetriebenes Zimmerflugmo­ dell.

Im Modellbau sind sogenannte Saalflugmodelle bekannt, die innerhalb von relativ großen Hallen fliegen können. Solche Saalflugmodelle müssen sehr leicht aufgebaut sein und sind daher meist mit Papier oder Folie bespannt. Sie können von einem verdrillten Gummistrang angetrieben sein, womit sich Flugzeiten von 30 bis 40 Minuten Dauer erreichen lassen, sofern der Saal oder die Halle, in der geflogen wird, hoch genug ist. Solche Modelle erfordern zum Fliegen jedoch ei­ nen so großen Raum, daß eine Benutzung innerhalb eines Zim­ mers nicht möglich ist. Auch motorgetriebene Flugzeugmodel­ le scheiden aus naheliegenden Gründen für den Einsatz in­ nerhalb eines Zimmers aus.

Im Prinzip wären motorgetriebene Hubschraubermodelle für den Einsatz innerhalb eines Zimmers geeignet. Wegen der aufwendigen Steuermechanik und Stabilisierungseinrichtung besitzen Hubschraubermodelle jedoch ein erhebliches Ge­ wicht. Da die Auftriebskraft des Propellers bzw. der Rotor­ blätter mit dem Rotordurchmesser etwa quadratisch zunimmt, besitzen flugfähige Hubschraubermodelle einen so großen Ro­ tordurchmesser, daß sie auch innerhalb eines sehr großen Zimmers schon aus Sicherheitsgründen nicht geflogen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches mo­ torgetriebenes, steuerbares Zimmerflugmodell zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird als Flugmodell ein Drehflügler mit ei­ ner vertikal wirkenden Luftschraube verwendet, der an einem Stab pendelnd aufgehängt ist. Eine stabile Fluglage des Drehflüglers wird dadurch gewährleistet, daß das bezüglich der Aufhängung nach unten wirkende Gewicht größer ist als der Auftrieb der Luftschraube. Um trotzdem ein Abheben des Flugmodelles nach oben zu ermöglichen, greift erfindungsge­ mäß an dem Stab ein zusätzliches Ausgleichsdrehmoment an, das das nach unten wirkende Drehmoment aufgrund des Gewich­ tes zumindest teilweise kompensiert. Durch Steuerung der Drehzahl der Luftschraube ist das Flugmodell in seiner Flughöhe steuerbar; es kann vom Boden gesteuert abheben, aufsteigen und auch wieder darauf landen.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.

In vorteilhafter Ausführung ist die Luftschraube des Flug­ modelles gegenüber der Vertikalen verstellbar ausgebildet. Je nach Neigung der Luftschraube gegenüber der Vertikalen ergibt sich damit ein Vorschub in horizontaler Richtung, wodurch sich das Flugmodell auf einer Kreisbahn bewegt. Zu­ sätzlich kann eine Parallelführung vorgesehen sein, mittels derer sich diese Kreisbahn vor- bzw. zurückbewegen läßt. Damit ist das Flugmodell in drei Freiheitsgraden beweglich.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und nachstehend ausführlich be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht des Zimmer­ flugmodelles,

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung der horizontalen Achse des Stabes des Zimmerflug­ modelles gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der an dem Zim­ merflugmodell angreifenden Drehmomente, die zu einem Anheben bzw. Absenken des Zimmerflugmo­ delles führen.

Eine Parallelführung 8 ist mit einer oberen waagrechten Fläche 9 gegenüber ihrer unteren Fläche 15 verschwenkbar ausgeführt. Die untere Fläche 15 ist mit einem Ständer 12 starr verbunden. An der Parallelführung 8 ist ein Stell­ trieb 14 vorgesehen, mittels dessen die Parallelführung verschwenkbar ist. Auf der oberen Fläche 9 der Parallelfüh­ rung 8 ist eine vertikale Achse 7 drehbar gelagert. Ein U- förmiger Bügel 16 ist an seinem Mittelteil mit dem oberen Ende der vertikalen Achse 7 mittig und starr verbunden. Zwischen den beiden nach oben weisenden Enden des Bügels 16 ist eine horizontale Achse 5 gelagert, auf der ein Stab 1 schwenkbar angeordnet ist. An der horizontalen Achse 5 greift ein Stelltrieb 11 an, mittels dessen der Stab 1 um seine Achse verdrehbar ist. An einem freien Ende des Stabes 1 ist ein U-förmiger Bügel 10 mit seinem Mittelteil mittig und starr so verbunden, daß seine beiden Enden in die der horizontalen Achse 5 entgegengesetzte Richtung weisen. Zwi­ schen den beiden Enden dieses Bügels 10 ist eine Pendelach­ se 2 gelagert, an der ein elektrischer Antriebsmotor 4 pen­ delnd aufgehängt ist. Eine Luftschraube 3 ist mit dem obe­ ren Ende der nach oben weisenden koaxialen Antriebswelle des Antriebsmotors 4 starr verbunden. Der Stab 1 ist auf der der Luftschraube 3 gegenüberliegenden Seite über die horizontale Achse 5 hinaus verlängert. An diesem der Luft­ schraube 3 gegenüberliegenden Ende des Stabes 1 ist ein Ausgleichsgewicht 6 vorgesehen. Dieses Ausgleichsgewicht 6 erzeugt ein Drehmoment M 3, das das Drehmoment M 1, das durch das Gewicht des Stabes sowie der Luftschraube 3 mit ihrem Antriebsmotor 4 und der zugehörigen Aufhängung erzeugt wird, zumindest teilweise kompensiert. Auf der horizontalen Achse 5 ist eine Spiralfeder 13 vorgesehen, deren inneres Ende gemäß Fig. 2 an dem Stab 1 angreift und deren äußeres Ende an dem Bügel 16 eingehängt ist.

Die horizontale Achse (5) und die vertikale Achse (7) sind so gelagert, daß bei einer Drehung eine gewisse Reibkraft überwunden werden muß.

Zur Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors 4 sowie der beiden Stelltriebe 11 und 14 ist eine drahtgebundene Fern­ steuerung vorgesehen. Die Steuereinheit der Fernsteuerung weist zwei Steuerknüppel auf, mittels derer die Drehzahl des Antriebsmotors sowie die Bewegung der Stellmotoren steuerbar ist. Alternativ kann ein einziger Steuerknüppel vorgesehen sein, der in zwei Richtungen bewegbar und zu­ sätzlich um seine Achse verdrehbar ist. Daneben können auch Druckknöpfe vorgesehen sein, über die einzelne Steuerfunk­ tionen auszuführen sind.

Die an dem Stab 1 angreifenden Drehmomente, die zu einer Anhebung oder Absenkung des Flugmodelles führen können, sind in Fig. 3 dargestellt. Die Voraussetzung für die sta­ bile Lage eines Drehflüglers mit einer vertikal wirkenden Luftschraube ist, daß das nach unten wirkende Gewicht grö­ ßer sein muß als der von der Luftschraube erzeugte Auf­ trieb. Andererseits wird der Drehflügler nur dann vom Boden abheben, wenn der Auftrieb größer ist als sein Gewicht. Da sich diese beiden Bedingungen gegenseitig ausschließen, greift erfindungsgemäß an dem Stab, an dem das Flugmodell aufgehängt ist, ein Ausgleichsdrehmoment M 3 an. Der Auf­ trieb der Luftschraube erzeugt ein nach oben wirkendes Drehmoment M 2, dagegen führt das Gewicht des Stabes und des Flugmodelles mit Antriebsmotor und Aufhängung zu einem ent­ gegengesetzt wirkenden Drehmoment M 1. Das Ausgleichsdrehmo­ ment M 3 wird durch das Ausgleichsgewicht auf dem anderen Ende des Stabes erzeugt. Sobald die Summe der Drehmomente M 2 und M 3 größer ist als das Drehmoment M 1, ergibt sich ei­ ne Schwenkung des Stabes, durch die sich das Flugmodell nach oben bewegt. Um jedoch ein kontrolliertes Abheben, Fliegen und Absenken des Flugmodelles in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors sicherzustellen, wird durch die Spiralfeder 13 ein zusätzliches, in Richtung des Dreh­ momentes M 1 wirkendes Drehmoment M 4 erzeugt. Als Gleichge­ wichtsbedingung ergibt sich somit:

M 1+M 4=M 2+M 3.

Das von der Spiralfeder erzeugte Drehmoment M 4 ist um so größer, je weiter das Flugmodell nach oben abgehoben hat. Damit führt ein höherer Auftrieb infolge größerer Drehzahl des Antriebsmotors auch zu einer größeren Flughöhe des Flugmodelles.

Die Luftschraube 3 mit ihrem Antrieb 4 ist gemäß Figur nur an einer Achse, nämlich der Pendelachse 2, pendelnd aufgehängt. Somit kann sich das Flugmodell bei einer Verän­ derung der Flughöhe durch eine Drehung um die Pendelachse 2 vertikal ausrichten; andererseits wird die von der Luft­ schraube 3 erzeugte Drehtendenz von der Aufhängung aufge­ nommen. Durch eine Verdrehung des Stabes 1 mittels des Stelltriebes 11 läßt sich die Neigung der Luftschraube 3 gegenüber der Vertikalen verstellen, wodurch das Flugmodell einen Vorschub in horizontaler Richtung erhält und sich auf einer Kreisbahn um die vertikale Achse 7 bewegt. Zusätzlich läßt sich diese Kreisbahn durch Verschwenken der Parallel­ führung 8 mittels des Stellmotors 14 vor- bzw. zurückbewe­ gen. Durch eine Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors 4 sowie der Stelltriebe 11 und 14 ist damit das Flugmodell in drei Freiheitsgraden beweglich; es kann starten, beliebige Punkte innerhalb des Aktionsradius der Mechanik anfliegen und Punktlandungen ausführen. Dabei wird die Steuerbewegung durch die Reibkräfte in der horizontalen Achse 5 und der vertikalen Achse 7 gedämpft.

Claims (15)

1. Motorgetriebenes Zimmerflugmodell, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Stab (1) um eine horizontale Achse (5) schwenkbar gelagert ist, daß an einem freien Ende des Stabes eine quer zu dem Stab verlaufende Pendelachse (2) vorgesehen ist, daß an der Pendelachse (2) eine Luftschraube (3) mit einem Antriebsmotor (4) pendelnd aufgehängt ist, wobei die Drehachse der Luftschraube (3) die Pendelachse (2) senkrecht schneidet, daß das unterhalb der Pendelachse (2) wirkende Gewicht des An­ triebsmotors größer ist als der Auftrieb der Luft­ schraube (1), daß an dem Stab (1) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgleichsdrehmomentes M 3 vorgesehen ist, das das durch das Gewicht des Stabes mit Luft­ schraube, Antriebsmotor und Aufhängung erzeugte Drehmo­ ment M 1 zumindest teilweise kompensiert.

2. Zimmerflugmodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stab (1) auf der der Luftschraube (3) ge­ genüberliegenden Seite über die horizontale Achse (5) hinaus verlängert ist.

3. Zimmerflugmodell nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß auf der verlängerten Seite des Stabes (1) ein Ausgleichsgewicht (6) zur Erzeugung des Ausgleichsdreh­ momentes M 3 vorgesehen ist.

4. Zimmerflugmodell nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die horizontale Achse (5) bezüglich einer vertikalen Achse (7) drehbar gelagert ist.

5. Zimmerflugmodell nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die vertikale Achse (7) mittels einer Paral­ lelführung (8) parallel verschwenkbar an einem Ständer (12) gelagert ist.

6. Zimmerflugmodell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Stelltrieb (14) zur Verschwenkung der Pa­ rallelführung vorgesehen ist.

7. Zimmerflugmodell nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (1) um seine Achse drehbar ausgebildet ist.

8. Zimmerflugmodell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß an der horizontalen Achse (5) ein Stelltrieb (11) zur Verdrehung des Stabes (1) angreift.

9. Zimmerflugmodell nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stab (1) eine Feder angreift zur Erzeugung eines in Richtung des Drehmomentes M 1 wirkenden Drehmomentes M 4, das mit zu­ nehmender Anhebung des Flugmodells gegenüber dem Boden größer wird.

10. Zimmerflugmodell nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Feder als Spiralfeder (13) ausgebildet ist, die auf der horizontalen Achse (5) angeordnet ist.

11. Zimmerflugmodell nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (4) ein Elektromotor ist.

12. Zimmerflugmodell nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fernsteuerung zur Drehzahlsteuerung des Antriebsmotors (4) vorgesehen ist.

13. Zimmerflugmodell nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Fernsteuerung zur Steuerung des Stell­ triebes (14) der Parallelführung (8) vorgesehen ist.

14. Zimmerflugmodell nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Fernsteuerung zur Steuerung des Stell­ triebes (11) des Stabes (1) vorgesehen ist.

15. Zimmerflugmodell nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichet, daß an der horizontalen Achse (5) und an der vertikalen Achse (7) Reibelemente vorgesehen sind.