WO2000073142A2 - Lighter-than-air airship and method for controlling said airship - Google Patents

Lighter-than-air airship and method for controlling said airship Download PDF

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WO2000073142A2
WO2000073142A2 PCT/EP2000/004708 EP0004708W WO0073142A2 WO 2000073142 A2 WO2000073142 A2 WO 2000073142A2 EP 0004708 W EP0004708 W EP 0004708W WO 0073142 A2 WO0073142 A2 WO 0073142A2
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lighter
gas body
cell
air
stabilizers
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PCT/EP2000/004708
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Berthold Knauer
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Uti Holding + Management Ag
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    • B64B1/06Rigid airships; Semi-rigid airships
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    • B64B1/00Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/58Arrangements or construction of gas-bags; Filling arrangements
    • B64B1/60Gas-bags surrounded by separate containers of inert gas

Definitions

  • the invention relates to a lighter-than-air aircraft according to the preamble of claim 1 with a carrier gas body with at least two ballonets integrated in the carrier gas body and at least one loading bay at least partially protruding into the interior of the carrier gas body and closable downwards for the receptacle a payload to be transported, and an empennage, comprising a plurality of stabilizers and rudder blades articulated thereon, a rudder being articulated aft to a stabilizer of the empennage standing vertically upward.
  • lighter-than-air aircraft are provided with a stabilizer to stabilize their position, which is arranged essentially in the rear area of the aircraft and usually consists of a vertical stabilizer and two horizontal stabilizers.
  • the disadvantage of these known flying apparatuses is their sensitivity to snow or other deposits, for example due to air pollution that settles on the horizontal wings.
  • these known aircraft are unable to maneuver if the rudder fails. If one of the two elevators fails, the maneuverability is also severely impaired, since the other elevator is rarely able to do more than compensate for the negative effect of the failed elevator.
  • Rigid airships are known in practice, in which an upward-facing stabilizer and two pairs of lateral stabilizers are provided in the stern area, with between each of the two pairs of stabilizers three vertically extending, side-by-side elevators which are arranged around one vertical axis can be pivoted, are arranged in a protected manner Contamination can also settle on these side stabilizers, but this is not so important, since no rudder blade is attached to the stabilizer extension. These forms are limited in their effectiveness
  • DE-A-42 18 239 describes a rigid airship whose supporting gas body is essentially rotationally symmetrical and in which a loading bay protrudes at least partially into the interior of the supporting gas body.
  • the loading bay extends almost over the entire length of the keel line of the cigar-shaped rigid airship and distributes the load, that on the loading bay is evenly loaded on the skeleton that forms the body of the carrier gas body.
  • the well-known rigid airship can only be loaded and unloaded on the ground, i.e. after landing, and also has considerable disadvantages in terms of dynamic flight characteristics, which on the one hand are specific to rigid airships are, on the other hand, there are also fundamental errors to be found in the design of the aircraft
  • Dynamic flight characteristics are those characteristics that occur during the flight. They occur in addition to the equilibrium conditions that must be observed in order to lift the weight with the buoyancy of the flying apparatus. As a rule, it must be assumed that there is always a payload during the flight is to be transported, ie if there is an "empty run", the payload is balanced by ballast water or similar ballast
  • the center of gravity of the resulting system is the flying machine - load located clearly below an imaginary bow-stern line, so that the resulting lever arm multiplied by the distance to the bow or stern of the aircraft can be added together as a normal lever arm to form significant moment forces, with the result that in the known aircraft with a load, for example, due to cross winds or load changes in the area of dynamic buoyancy, the aircraft sets in, causing almost undamped rolling, ramming and other movements, which are disadvantageous for the overall stability of the aircraft and above endanger the integrity of the load.
  • Another problem then arises that with very strongly punctiform attacking payloads, the Overcoming the gravity of the buoyancy to be applied buoyancy must be introduced almost punctiform, which leads to extraordinary oversizing in aircraft with small diameter and long extension
  • the loading bay is designed as a rigid cell, which takes up the weight of the payload that the supporting gas body has a ratio of length to diameter between 2 0 and 3.0 and is designed as an impact airship with the weight forces acting on the cell are lifted by the supporting gas body and that others four lateral stabilizers each have an aft articulated rudder blade and the lateral stabilizers are inclined by the same spread angle to the horizontal
  • the aircraft according to the invention is designed as an impact airship (Bhmp), which means that the balance of forces between dead weight and payload on one side and buoyancy on the other side is to be introduced via the hull by means of suitable measures.
  • Bhmp impact airship
  • a rigid skeleton has to absorb these opposing forces this results in increased flexibility in stressing the components of the aircraft
  • the loading bay is a rigid cell, which may twist or be elastically deformed under the influence of the attacking loads, especially in the case of training as a truss from a multitude of tension and compression bars, but does not undergo any plastic and thus permanent shape changes a keel-forming cell attacks the weight of the payload and other components of the aircraft.
  • the cell is particularly suitable for the arrangement of other parts of the aircraft, such as propellers, thrust engines (vectors), but also, for example, the wheels, due to its statics to which a landed aircraft is set down.
  • the weight of the aircraft also weighs on the cell, insofar as it is not lifted by the buoyancy forces in the carrier gas body
  • connection points for the suspension cables are located at strategically favorable junctions inside the hull, which transmit the buoyancy of the lifting gas via the catenanes
  • the flying apparatus according to the invention advantageously assumes a self-resetting position in which the vibration amplitude is already low and there is practically no overshoot This results in a high level of stability during the flight, but also in the stationary suspension, in which no travel is made, with the dimensioning according to the invention from length to diameter of the lifting gas pers the additional fuel consumption at speeds of less than 80 km / h turns out to be extremely low
  • the contour of the carrier gas body thus already closely approximates the spherical shape, which is more difficult to control and also has less damping, but with regard to the introduction of forces such as they are initiated by payloads of several tons in weight, is cheap
  • the clear Hera is particularly advantageous in the inventive design of the ratio of length to diameter Set the inclination of the aircraft to oscillate about its main axis, which requires a special securing of the payload.
  • the pendulum deflection of the aircraft remains low. This is the case with the aircraft according to the invention given in a special way so that a load can be removed from the loading bay with simple means.
  • the loading bay is preferably integrated into the interior of the carrier gas body, whereby the center of gravity, which is influenced by the payload, is increased, thereby increasing the inclination of the flying apparatus for lurching, nodding, tumbling, commuting or combinations thereof is advantageously reduced
  • Another advantage of the dimensioning of the aircraft according to the invention is the relatively low consumption of hull material, since the required ratio to the carrying gas volume is optimized by the approximation to the spherical shape.
  • the aerodynamic deviation from the spherical shape at relative low surface area the heat losses of the carrier gas due to cooler surroundings flowing past the carrier gas body or the aircraft exercise air is extremely low.
  • the redundant design of the rudders ensures on the one hand that the failure of one of these rudders does not immobilize the entire aircraft, but that the failure can be compensated for by a symmetrically arranged rudder, while the other pair of symmetrical elevators continues to allow the aircraft to operate even in the event of a failure
  • the vertical rudder can be maneuvered to the sides by appropriate actuation of the rudders, which have an angle to the horizontal. This is a result of the stabilizers arranged with an inclination to the horizontal, which also allow a control component in the vertical direction.
  • the arrangement of the stabilizers or rudders enables the control of the flying apparatus with lower rudder deflections, so that a curve can be carried out with less braking of the trip.
  • the spreading angle which is preferably approximately 30 °, it is also ensured that storage stakes, especially snow, do not remain lying down
  • a particular advantage of the trained tail unit is that it is no longer necessary to provide a downward-facing stabilizer provided in almost all aircraft, which is the so-called “scratching angle", that is to say the maximum climb angle during take-off from the ground, which does not touch the lower one Stabilizer is adjustable, limited If necessary, a shortened stabilizer can be provided, which preferably does not extend further down than the lower side stabilizers
  • Another particular advantage of the empennage designed according to the invention is that the effective empennage area is increased in an advantageous manner without protruding appreciably beyond the dimensions of the supporting gas body Steering commands result in particular at low wind or driving speeds, for example when driving low over ground or in a stationary position
  • the position of the rudders can be influenced by conventional cable pulls.
  • servomotors are provided for this purpose which enable fly-by-wire technology, for example by means of a servo motor and fork rod linkage.
  • Direct actuation of the rudders via cable or Bowden cables is particularly preferred, means being preferably provided for length compensation to compensate for aerodynamically induced deformations of the carrier gas body. This enables the rudder blades to be actuated effectively, maintenance-friendly and reliably in a technically less demanding and cost-effective manner
  • the supporting gas body has a ratio of length to diameter of approximately 2.7, in which a maneuverability and top speed that are hardly inferior to the conventional aircraft can be achieved with conventional drive methods, without the stability advantages of the dimensioning having disappeared
  • the aircraft according to the invention enables a particularly favorable ratio of commercial payload to total mass of approx 0.4
  • the loading bay which is at least partially integrated in the carrier gas body, has an opening which points downward and which can expediently be closed, also for aerodynamic reasons, in particular in order to prevent air turbulence, turbulence and other currents which restrict the speed of the aircraft.
  • the aircraft enables this to drop the payload without landing, in which the opening can be opened during the flight, preferably in the standing position.
  • the cover chosen for this purpose is expediently designed in the manner of a blind or roller shutter, which can be drawn in laterally or aft into a storage space arranged on the loading bay with the aid of a suitable motor drive.
  • the cover elements can be connected to one another by chain links, softly pull the cover members in the manner of a spiral around a drivable roller
  • the center of gravity of the aircraft is expediently located in the interior of the cargo bay and here again preferably in the part that protrudes into the carrier gas body of the aircraft
  • the center of gravity of the flying apparatus is advantageously arranged in the vertical direction above the center of mass. By avoiding an offset in the longitudinal or transverse direction of the flying apparatus, moments are avoided and the flying stability of the flying apparatus is improved. sert This also advantageously results in the optimal position of the loading bay in the longitudinal axis of the aircraft
  • the flying apparatus While in known flying apparatuses a plurality of ballonets are arranged distributed over the length of the carrying gas body, it is possible in the flying apparatus according to the invention advantageously to arrange one balloon in the front and one ballonet in the rear area of the carrying gas body, as a result of which they are arranged at a distance from the loading bay are located and in the area of the maximum distance from the center of mass or lift of the flying apparatus displacing the lifting gas.
  • a particular advantage of this arrangement is that the lifting acts on the longitudinal axis of the flying device or the lifting gas body primarily in the middle area and less in the bow or stern area, whereby the effective carrying gas volume within the still elongated flying apparatus is already moving more strongly in the direction of the spherical shape.
  • This distribution of the carrying gas enables the payload to be picked up particularly cheaply in an area near the center of gravity of the fl ugapparates
  • propellers are provided for propelling the aircraft, which are arranged in the aft half of the aircraft in the longitudinal direction and which, with slowly rotating propellers, make it possible to travel over ground at speeds of up to 125 km / h.
  • the aircraft is steered via the rudder blades, which are activated by additional Thrust engines, which are located not far in the middle of the extent of the supporting gas body on this, can be supported.
  • Thrust engines are not designed for continuous operation, but for initiating conscious changes in direction and are pivoted about at least two axes on their suspension. The thrust engines thus enable one Support when flying curves by reducing the turning radius by advancing on one side and counter-thrust on the other.
  • lighter-than-air aircraft expediently has means for the introduction of force into the loading bay into that of the carrier gas body, as a result of which it is possible to absorb high, even punctiform loads in the interior of the loading space.
  • the transmission is expediently so flexible that the load fluctuates with fluctuating weights the transmission takes place without impairing the flight characteristics of the aircraft
  • the means for the introduction of force expediently comprise a rope bracing which connects the cell, preferably its cross member forming an upper end, to the casing of the supporting gas body.
  • This bracing serves primarily to determine the weight of the load or the dead weight of the cell, which is essentially in Direction of gravity, with the counter-gravitational buoyancy forces that attack the envelope of the carrier gas body, which allows the flight of the aircraft and thus the transport of the payload. It is understood that preferably several Emtechnischsstellen on the envelope for the Rope bracing can be selected, these points tending to constrictions due to the special stress due to the weight that acts here.
  • these rope seals are arranged relatively close to the center or near the tip of the carrier gas body in order to narrow the aircraft to prevent it and the associated reduction in its buoyancy effect and, in addition, not to unnecessarily increase sensitivity to gusts of wind and cross winds
  • the cable tensioning acts on at least two points of the crossmember of the cell and on at least two cable seals in the sheath, the parts of the cable tensioning being able to be connected to one another via a connecting element to which all parts of the cable tensioning act
  • the connecting element can be constructed in the manner of shock absorbers or other energy storage means such as springs or the like, and thus can flexibly counteract high moment loads. It is also possible to arrange strain gauges or other measuring devices at this point which make it possible to detect significant loads for the control of the aircraft
  • the means for the introduction of force preferably comprise a hose bead, which at least preferably completely surrounds the cell and is kept under pressure, which prevents the envelope of the supporting gas body from coming into contact with the outer wall of the cell.
  • the hose bead is preferably filled with helium under a pressure which is greater than The full pressure of the carrier gas body is hereby expediently prevented that the envelope of the carrier gas body has come into abutment against the outer wall of the cell, which reduces the buoyancy of the flying apparatus and, furthermore, there is a risk that forces from the cell are introduced directly into the shell and local surges have caused cracks in the casing
  • a tank for Baiastwasser is integrated into the cell.
  • the static properties of the cell are used in particular in the area of their suspension or their attachment to the shell, and at the same time create a possibility of evenly distributing the payload of the water to the truss the cell forms to distribute
  • the otherwise hollow space in the truss can be used sensibly for storing the water
  • the flight apparatus preferably comprises a lifting mechanism in its loading bay, which allows the payload to be shifted outside the cell through an - otherwise lockable - loading bay opening, furthermore means being provided for the payload during the flight or outside the time when the payload is lowered or is to be picked up, is effectively locked against harmful swinging.
  • the hoist also expediently enables horizontal displacement in the direction of flight and transversely to the direction of flight, in order to enable better positioning when lifting the load or when lowering the load from a stationary suspension of the flying aircraft
  • the stabilizers on the side of the flight apparatus are of equal length. This enables the trigonometric functions with which the failure of a rudder to be replaced by the actuation of the other rudders to be set up particularly easily, so that if the control fails, the required angle of attack of the rudder can be used using simple tables Rudder can be determined
  • each of the stabilizers has at least one central spar, on which the stabilizer cladding is arranged and which is also used to anchor the tail unit to the aircraft.
  • the spars of the five stabilizers which preferably indicate a star, with the one pointing downward Spikes are missing within the flying apparatus connected to each other in the center of the star.
  • the external forces acting on the stabilizers are thus mutually absorbed in the manner of a truss.
  • the star-shaped arrangement in which the spars meet at angles of less than 90 °, offers a favorable opportunity to transmit the forces and moments that act on one spar, on the other spars and thus contribute to the stability of the tail unit.
  • each stabilizer has two of the spars described, which are arranged one behind the other and each form a star. It is possible for the two Stars, i In particular, the centers should be stiffened together to increase the torsional rigidity within the carrier gas envelope
  • the carrying gas envelope of the lighter-than-air aircraft is expediently reinforced in the area of the passage of the spars. This results in an inexpensive possibility for sealing, and the risk of tearing the envelope due to the relative movement of the envelope and spars is reduced, especially in the case of impact airships, the mobility between the shell and rigid parts, this is inexpensive.
  • a protective sleeve can be propped up on the sleeve reinforcement, which protects the transition from the stabilizer to the sleeve in terms of electrical engineering.
  • flow interruptions and turbulent turbulence which are disadvantageous for buoyancy and controllability are advantageously prevented.
  • the protective sleeve is made of an elastomer material with a smooth surface, thus offering low air resistance and can nevertheless bend to adapt to the deformation of the sleeve.
  • the empennage is not rigidly connected to a keel of the aircraft, but that forces are transmitted through the hull. It is also possible to connect the stabilizers via an external rope tension.
  • the control lines are installed inside the tail unit and in the center of the tail star with the main control cable, e.g. connected via connectors.
  • the stabilizer can be laid through the protective sleeve.
  • the protective sleeve from a material which is so flexible that it deforms in accordance with the displacement of the sleeve material and advantageously absorbs the deformation energy in the manner of a spring in order to use this pretension to pull the sleeve back towards the starting position .
  • the maximum displacement path of the casing in the area of the passage of a spar is limited by a first stop below the stabilizer and by a second stop on the spar inside the carrier gas casing of the aircraft, a bellows arranged on these parts advantageously being used between the second stop and the casing is, which traces the envelope movements and thereby guides the envelope.
  • a suitably provided control advantageously makes it easier to control the lighter-than-air flight apparatus, as a result of which course changes are achieved either by actuating the rudder and / or by actuating a pair of rudder blades articulated on the lateral stabilizers on the one hand of the carrier gas body. In this case, a change in direction can be triggered by actuating the rudder.
  • both pairs can also be actuated simultaneously and, if necessary, also with the same amount
  • the vertical and horizontal effective rudder blade surface which can be determined in accordance with the known trigonometric functions, is received differently by the spread angle of preferably 30 °, for example by correspondingly compensating for the turns of the rudder blades, a suitable one for the optimal speed of rotation, ascent and descent of the flying apparatus Location can be provided Here it can also be taken into account that large rudder deflections lead to braking of the journey and should therefore be avoided
  • a first variant it is thus possible to provide all four elevators for controlling the height of the flying apparatus (so-called X configuration).
  • X configuration it is possible to control only two, on both sides of the throttle body and on the one hand the horizontally arranged elevator, for controlling the height of the flying apparatus to be provided (so-called V- Configuration), while the other pair of elevators is used for steering to port or starboard.
  • V- Configuration the horizontally arranged elevator
  • control takes over the influence of the static flight parameters, e.g. the influence of the static flight parameters Heating or cooling of the lifting gas, changing the size of the ballonets, pumping over and / or loading or lowering ballast, etc.
  • the elevator which is arranged on the one hand of the lifting gas body, for example via a common channel
  • FIG. 1 shows a frontal view of the bow of an exemplary embodiment of an aircraft according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of the flying apparatus from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III through the flight apparatus from FIG. 2 in the region of the tail unit and through the loading bay
  • FIG. 4 shows an enlarged detail IV from FIG. 3
  • FIG. 5 shows an enlarged side view of a stabilizer of the flying apparatus with the rudder articulated
  • FIG. 6 shows a section along the line IV-IV through the flying apparatus from FIG. 2
  • FIG. 7 shows the detail V from FIG. 4 in an enlarged representation
  • FIG. 8 shows the detail VI from FIG. 5 in an enlarged representation
  • FIG. 9 schematically shows the loading bay of the aircraft from the direction of arrow VII in FIG. 6
  • FIG. 10 schematically shows the loading bay of the flying apparatus from FIG. 6 in a side view
  • FIG. 1 1 shows an alternative design of the loading bay of the flight apparatus from FIG. 1
  • FIG. 12 shows a schematic side view of the way in which the cells are integrated into an aircraft
  • FIG. 13 shows a diagram of a control for the aircraft according to FIG. 1
  • the flying apparatus 100 is a blimp. Its length is approximately 11.5 m and the diameter of the flying apparatus 100 its thickest point in the central area of its extent approx. 44 m (without taking into account the above parts, such as tail unit 150, loading bay 102, propellers 101, etc.)
  • the flight apparatus 100 which is designed as an impact airship, does not have any stiffening skeleton via which attached loads can transmit their weight to a center of buoyancy.
  • the lack of rigid skeletons makes it difficult to attach loads in principle
  • Carrying gas body designated by reference number 158 has partially integrated loading bay 102, which both relocates a payload 21 in the Z direction (vertical) and to a limited extent in the loading bay 102 in the X direction (flight direction) and Y direction (transverse to the flight direction and parallel to the lower cover of the loading bay 102)
  • the tail 150 consists of five stabilizers 151-155 with aft articulated rudder blades 151 a-1 55a there is the stabilizer 151 protrudes vertically upwards from the flight apparatus 100 and projects beyond it.
  • a rudder blade 151 a is articulated on the stabilizer 151, which is used as a rudder.
  • the stabilizers 152 to 155 also have rudder blades 152a to 155a articulated aft on, which are p ⁇ mar elevator
  • the stabilizers 152, 154 are on the one hand on the port side, the stabilizers 153, 155 on the other hand on the starboard side of the flying apparatus 100. As can be seen particularly well in FIG. 1, the stabilizers 152 to 155 also protrude above the maximum circumference of the flying apparatus 100, however none of the stabilizers is laterally above the maximum width of the flight apparatus 100. As a result, the overall width of the flight apparatus 100 is not exceeded by the tail unit 150 in a particularly advantageous manner.
  • the stabilizers 152 to 155 have an expansion angle of 30 ° to the horizontal, so that the vertical components of the rudder pair arranged on the port and starboard side are compensated or neutralized on both sides. This advantageous effect is explained further below in connection with the control or with the method for controlling the aircraft 100 described in further detail
  • the five stabilizers form the shape of a six-pointed star, the lower prong of which is missing.
  • the loading bay 102 with a gondola attached to it is provided, in which a load or persons are requested to allow a climb angle when driving close to the ground or when lifting off, which avoids contact with the tail unit 150, it is also expedient to arrange the lower stabilizers 154, 155 as far as possible from the floor or the lowest point of the loading bay 102.
  • the scratching angle 157 which results from this in the arrangement of the tail unit according to the invention, is sufficient to enable longitudinal inclination angles of up to 16 ° when lifting off the ground.
  • the aircraft 100 according to the invention advantageously differs from aircraft with known tail units.
  • the tail unit 150 In front of the tail unit 150 and below the lower stabilizers 154, 155, there are slow-moving propellers 101 on both sides of the aircraft 100, which provide the propulsion of the aircraft 100
  • the stabilizers 151 to 155 protrude the circumference of the envelope of the flight apparatus 100 by an identical amount in each case.
  • the angle between two adjacent stabilizers is approximately 60 °.
  • the vertically downward side Arrange stabilizer which preferably has a rare rudder blade articulated in the aft.
  • the stabilizer is formed from six stabilizers, of which at least the five stabilizers 151 to 155 corresponding to the stabilizer 150 will be equipped with an aft articulated rudder blade 151 a to 155a
  • each of the stabilizers is about one-third of its height Spar interspersed, which is preferably made of fiber composite materials
  • the spars 151b to 155b are clamped together at a central point or ring 158 and thus actually form a star, which forms a stable and resilient basic construction for the tail unit 150.
  • the spars are 151 b to 155b are mutually prestressed by a compression spring (not shown) provided between the spar and ring 158, the springs pretensioning the spars outward against a stop provided for this purpose or the like and, in the case of compression induced by the external conditions, without the other spars via a fee against the casing relocate to print
  • the outside of the spars 151 b to 155b is equipped with a conventional tailplane covering or the corresponding attachments, which is firmly connected to the part of the spars protruding from the aircraft. It should therefore be noted that the spars 151 b to 155b are relatively form the rigid unit, which is arranged to be movable within the flight apparatus 100. As can be seen particularly well in FIG. 4, the spar 151b penetrates the casing 106 of the flight apparatus 100. In the area of the stabilizer 151 and the other stabilizers, the casing 106 has a casing reinforcement 106a equipped, which takes into account the special stress in the area of the spar 1 51 b of the sheath 106
  • the sheath 106 or the sheath reinforcement 106a can be moved back and forth between two stops 159 designed as a path limitation outside the sheath 106 or 160 inside the flying apparatus 100.
  • the guiding of the sheath 106 is carried out by a bellows fixed to the stop 160 in the inside of the flying apparatus 100 161, which, in response to movements of the casing 106 due to external influences, in particular during flight operation, tracks the casing 106 along the spar 151b.
  • a protective sleeve 162 is vulcanized onto the reinforced region 106a of the casing 106 of the aircraft 100 and also in the area of the stabilizer 151 also vulcanized on its outer surface or fastened in some other suitable manner.
  • the protective sleeve 162 covers the outer region, which can be caused by the maximum gap 163 between the two stops 159, 160, which can result from displacement of the casing 106, so that this sensitive region out is not exposed to the effects of the weather.
  • the protective sleeve 162 fulfills an important sealing function
  • the spars 152b to 155b of the other stabilizers are carried out through the casing 106.
  • Two spars are each mutually braced in the manner described above via a central point 158. This contrasts each torsion bar with an additional torsional rigidity external attacking forces reached
  • FIG. 5 shows a stabilizer, for example the stabilizer 151.
  • 1 10 in FIG. 2 denotes the buoyancy point of the flight apparatus 100, 1 1 1 the center of mass which is below the buoyancy point 1 1 0. It can be observed that the center of mass 1 1 1 is in the vicinity of the loading bay 102, and thus only slightly changed in position by loading ballast or a good to be transported. It can also be seen that a front ballonet 159 and rear balloons "160 are arranged in the end regions of the carrier gas body 158, so that when filling is uneven, trimming effects by shifting the Buoyancy point 1 10 is possible.
  • the arrangement of the ballonets 159 160 in the bow and stern area of the supporting gas body is matched to the requirements of the elongation and the flexural strength of the supporting gas body. At the same time, it is advantageously ensured that the central envelope area that bears the load is also the area
  • the buoyancy 102 is approx. 32 m long and approx. 13 m wide (internal dimensions) and thus allows bulky goods with high point loads to be accommodated
  • 102a is a front gondola that connects to the loading bay 102, in which the operating personnel has a good view in the direction of flight and which also has a passage (not shown) to the loading bay 102.
  • Shear vectors 103 are arranged on the side of the loading bay 102, in particular while Takeoff and landing and for maneuvering the flight apparatus 100 can also be used.
  • the propellers 101 are also connected to the loading bay 102
  • the basic structure of the loading bay 102 and the deformation of the casing 130 under load can be recognized on the basis of a cross-sectional view of the flight apparatus 100.
  • the loading bay designated 140 can be provided on its underside with a blind (not shown), which is preferably attached to a (not ) Venetian blind box is arranged retractable, can be closed after taking up a load (not shown). This provides good protection against weather conditions and, moreover, the aerodynamics of the flight apparatus 100 are favorably influenced.
  • the majority of the loading bay 102 protrudes into the interior of the carrying gas body 158, the height of the loading bay 102 being about 12 m, of which about 2 30 m protruding beyond the lowest point of the carrying gas body 158.
  • the length of the loading shaft 140 is 32 m, and the width (internal dimension) is 13 m With its rectangular plan, in which the length exceeds the width by more than twice, the loading shaft 140 is particularly suitable for accommodating two loads of the same type and essentially square or rectangular plan in such a way that the long side of the rectangle essentially coincides with the longitudinal axis of the flight apparatus 100 is aligned
  • the loading bay 102 is defined by a truss cell 141 (FIG. 10) which delimits the loading shaft 140.
  • the cell 141 is designed in the manner of a flat truss structure, the inner area of which surround the clear dimensions of the load dimensions.
  • the truss consists of tension and compression elements , where the tension elements can preferably be designed as tension cables to minimize the dimensions. Tubes are preferably provided for the pressure elements.
  • the cell 141 is delimited on both sides by side support brackets 142 and closed at the top by a cross member 143.
  • the cross member 143 has an essentially axial extension - Kung the loading bay 102 extending bridge crane 144 is arranged, which can be moved along a guide connected to the cross member 143 in the X direction and which in turn has a trolley track 145, which allows a movement of a load essentially in the Y direction by means of a trolley 146 .
  • the trolley 146 also has a lifting mechanism 147 with which a load can be pulled up and down and thus shifted in the Z direction, an electrically driven winch being held ready for this purpose.
  • the cargo is preferably suspended from a crossbar (not shown) , which enables simple and quick coupling to the lifting mechanism 147.
  • means for securing the load such as seat belts, prevent the load from oscillating in the loading shaft 141, and thus the load, if the threshold acceleration exceeds a threshold value Touch support bracket 142 and thus prevent damage to one of the two parts
  • the load is expediently assumed after it has assumed a transport position within the loading shaft 140 has locked against it in such a way that large pendulum movements are excluded, whereby it is ensured that this transmits the dead weight of the payload to the charging bay system designed as a truss cell 141 and thus initially the total weight of the aircraft 100 is essentially loaded on the cargo bay 102
  • the lifting mechanism 147 can not only be used when the aircraft 100 has landed, but rather also allows the payloads to be released from the so-called stationary levitation, that is to say in tied flight, of the aircraft 100, thereby giving the aircraft 100 versatility, which has not been achieved with high loads so far
  • a rope bracing 132 is provided, which consists of tensioned ropes 133 which connect the framework cell 141 of the loading bay 102 to the upper end of the casing 130 of the aircraft 100 via a connecting element 134.
  • This rope tensioning 132 which can also be chains or other suitable connecting means, is connected to the sheath 130 at - with appropriate - reinforcements provided in the sheath 130 in order to bring the weight of cells 141 and Payload and also to be arranged on the truss cell 141, slowly rotating propellers 101 and thrust engines 103.
  • the half-timbered cell 141 provided at a height surrounding the tubular bead 171, the tubular bead 171, as can be seen better in FIG.
  • a flexible hose bead which is basically designed with a round cross section, is provided here, the prestressing in the direction of its round shape, the deviating Chend from the round cross-section, for example, a T ⁇ zikloiden cross-section can be formed such that the outer shell 130 is biased in the opposite direction to a narrowing of the opening angle at the joint 170.
  • the contact point 172 which is defined by a sleeve clamp designed for this purpose at the same time preferably the location of the cover 130 on the outer surface of the truss cell 141, so that essentially the shape of the carrier gas body 158 of the aircraft 100 is also determined at this point.
  • a sleeve spar 178 is against a corresponding recess on which Truss cell fastened receptacle 179 pretensioned, the sleeve spar 178 and the receptacle 179 fixing the sleeve material of the inner sleeve 136 and the outer sleeve 130 and an extension of the tubular bead 171 in a clamped manner.
  • the tubular bead 171 is a closed tube h bead formed so that the deformation occurs only in dependence on the weight that is loaded on the truss cell 141.
  • valve means not shown
  • the tensioning spar 178 runs around the entire, centrally arranged rigid cell 141 and is identical to the contact area of the sheath 130. Between the tensioning spar 178 and the circumferential tensioning device 178 there is the inner gas envelope 136 sealing the load shaft hm, the tubular bead 171 and the outer gas envelope 130
  • the clamping device uses special connecting elements to print the sleeve parts listed into the recess of the clamping spar and thus ensures a secure attachment.
  • the clamping spar is a profiled support which has one recess in the middle or two for a redundant version. A major advantage of this solution lies in the good accessibility during installation. Installation from the outside is possible.
  • tubular bead 171 is essentially circumferential, the greatest loads in the flanks that occur on the side support brackets 142 are supported, while the tubular bead in the bow region is supported on a bent horn designated 175 and on the rear side from The support structure, which is designed in the manner of a truss, and on which the engines 103 and the rear are arranged and in particular the propellers 101 are attached. It goes without saying that reinforcements of the cover 130 can be provided in the region between the tubular bead 171 and the cover 130. to prevent tearing at this point where a strong force is transmitted
  • a circumferential tubular bead 171 filled with helium and under pressure is provided.
  • E-moduli elasticity behavior
  • tubular bead 171 which encloses the entire cell 141, should distribute the forces flatly onto the rigid substructure len in addition to the voltage belly at the sleeve attachment points also act as a support element and contribute to the dimensional stability in cross-section
  • tubular bead 171 Further details of the tubular bead 171 also result from the view according to FIG. 10, the additional clamping border in the bow and stern being shown particularly well here
  • tubular bead 171 runs between the bow structure and a support structure and is guided in the rear area between the engine supports 176 and the stern. This ensures that part of the buoyancy forces transmitted via the casing 130 are elastically applied to the a trunk keel defined cell 141 is transmitted
  • ballast tanks or compensating tanks 177 filled with water are preferably provided, which are then filled, for example
  • the baast tank 177 is advantageously provided near the suspensions of the ropes 133 and is preferably integrated in the upper cross member 143 in the present exemplary embodiment, as a result of which the transmission of the load is low Stress outside the points of application of the load, so that the corresponding components lent their resistance to moments and torsions, especially in the area of the lower end of the keel, to be smaller.
  • the aircraft according to the invention is characterized in particular by the fact that the essential functions such as drive, control, hull application and force application are arranged around the framework cell 141 defining the loading bay and thus do not require a keel.
  • FIG. 12 shows a side view of an aircraft 100 which is basically constructed in accordance with the aircraft 100 from FIG. 2 and in which the same reference numerals therefore designate the same parts.
  • the ropes 133 start at a plurality of introduction points in the casing 130 and thus ensure the distributed introduction of the weight into the casing 130 of the carrier gas body 158.
  • the attacking forces are shown with arrows.
  • A the feed forces of the main engines are designated, which are designed here as propellers 101.
  • B designates the feed forces of the maneuvering engines, which are designed here as thrust vectors 103.
  • the orientation of the arrow B also shows in which positions the thrust vectors 103 can be pivoted by positions limited by end stops.
  • C denotes the aerodynamic drag forces that occur during flight.
  • D denotes the chassis forces.
  • E is the weight of the payload.
  • F is the lifting force of the rope tension.
  • F denotes the buoyancy of the casing connection comprising the tubular bead 171.
  • the shape of the buoyancy body is ensured by a helium filling which is subjected to an internal pressure corresponding to the size of the buoyancy body.
  • the static buoyancy, the resistance, weight and inertia forces of the rigid supporting structure and the tail unit, as well as most of the aerodynamic loads on the buoyancy unit and the tail unit during flight, are absorbed by the casing 130, converted into tangential stresses and to a large extent via the corresponding ones Junction points in the centrally arranged rigid truss cell 141, which are predominantly located within the flexible Korpers 1 58 is introduced No rigid structures that stabilize the shape of the airship longitudinal axis, not even as a continuous keel
  • the intended slight extension of the supporting gas body 158 enables the mass forces to be attached to the places of greatest buoyancy.
  • the absence of a scaffold structure results in mass savings which can be used to increase the payload.
  • the force transmission of the casing takes place via the rope tensioning 132, which is preferably designed as a warp curve suspension , the Hullenspannholm 178 and the tubular bead 171
  • the load-related Hullenemschnurung on the rope binding points 135 leads in the longitudinal direction to a professional manufacture of the carrier gas envelope, which also has an aerodynamically stabilizing effect (envelope contour 136 in FIG. 6).
  • the length of the rope tensioning 132 can be adjusted by suitable elements, so that all of the supporting elements involved are corresponding their intended load-bearing capacity can be loaded.
  • the seams, which are partly due to technology, in the radial and axial direction result in an additional improvement of the power transmission in a kind of grid structure 12 shows a circuit arrangement for controlling the aircraft according to the invention by actuating the rudder 151a to 155a, the method for controlling the aircraft being explained in more detail below.
  • the control commands can be specified by a manually actuable steering wheel or joystick by the aircraft operator. It is understood that the control is equipped with a processor that prevents the aircraft from oversteering, i.e. that prevents unauthorized flight movements from being given up or optionally generates a corresponding display.It is possible to use a servo system to apply the forces on the rudder to the control unit, e.g. the joystick or the steering wheel, so that the helmsman is given a realistic picture of the situation.
  • the controller 120 receives, as input-sized feedback messages about the fill level of the ballast water tanks and the balloon filling and about the ship's equipment (location, Course, height, and condition of the carrier gas)
  • the accelerations in vertical, horizontal and transverse accelerations of the aircraft are registered as a further input variable.
  • Angular accelerations around the respective longitudinal, transverse and vertical axes are registered as a further input variable.
  • control unit 120 All the input variables mentioned are converted by the control unit 120 to manipulated variables, the valves of a pump for supplying the ballast water, the ballonet ventilation and the position of thrust vectors are also controlled by the control unit 120
  • a further manipulated variable direct access to the tail unit 150 and the rudder surfaces 151a, 152a, 153a, 154a and 155a anchored there acts in the event of a lack and to support insufficient aerodynamic damping due to insufficient or insufficient flow around the control surfaces
  • the control unit 120 also as a damping element, which takes the form of passive damping (aerodynamic damping, dampening by tethered winches) and active damping (anti-wheelmg through ballast distribution, differentiated balloon ventilation and differentiated use of the available thrust vectors, Generation of steaming rudder forces by active steamers in the control circuit of the flight attitude control) ensures that vibrations that occur are reduced to an acceptable level for the

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Abstract

The invention relates to a lighter-than-air airship comprising a lifting gas body having at least two ballonets (159, 160) integrated into said lifting gas body (158) and at least one loading bay (102) projecting at least partially into the interior of the lifting gas body (158) and closing downward for receiving a useful load that is to be transported, in addition to an empennage (150) comprising several stabilizers (151) and rudder blades (151a), whereby a side rudder is coupled on the stern side to a stabilizer of the empennage (150) that stands upward vertically. The aircraft is characterized in that the loading bay (102) is embodied in the form of a rigid cell (141) that receives the weight of the useful load, the lifting gas body (158) has a length-diameter ratio ranging from 2.0 to 3.0 and is embodied as a blimp, whereby the weight force acting upon the cell (141) are compensated for by the lifting gas body (158). Four additional side stabilizers (152 - 155) have a rudder blade (152a - 155a) coupled on the stern side and the lateral stabilizers (152 - 155) are inclined at the same spread angle relative to the horizontal in terms of value. The invention also relates to a method for controlling said airship.

Description

TITEL DER ERFINDUNG Leichter-als-Luft-Flugapparat und Verfahren zum Steuern eines solchen TITLE OF THE INVENTION Lighter-than-air aircraft and method of controlling one
FlugapparatsAircraft
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
TECHNISCHES GEBIET Die Erfindung betrifft einen Leichter-als-Luft-Flugapparat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Traggaskörper mit wenigstens zwei in dem Traggaskörper integrierten Ballonetts und wenigstens eine wenigstens teilweise in das Innere des Traggaskörpers hinein ragende und nach unten verschließbare Ladebucht für die Aufnahme einer zu transportierenden Nutzlast, und einem Leitwerk, umfassend mehrere Stabilisatoren und daran angelenkte Ruderblätter, wobei ein Seitenruder an einem vertikal nach oben stehenden Stabilisator des Leitwerks achterlich angelenkt ist.TECHNICAL FIELD The invention relates to a lighter-than-air aircraft according to the preamble of claim 1 with a carrier gas body with at least two ballonets integrated in the carrier gas body and at least one loading bay at least partially protruding into the interior of the carrier gas body and closable downwards for the receptacle a payload to be transported, and an empennage, comprising a plurality of stabilizers and rudder blades articulated thereon, a rudder being articulated aft to a stabilizer of the empennage standing vertically upward.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Aus der Praxis ist bekannt, daß Leichter-als-Luft-Flugapparate zur Stabilisierung ihrer Lage mit einem Leitwerk versehen sind, das im wesentlichen im Heckbereich des Flugapparats angeordnet ist und üblicherweise aus einem vertikalen Stabilisator und zwei horizontalen Stabilisatoren besteht. Nachteil dieser bekannten Flugapparate ist deren Empfindlichkeit bei Schneefall oder sonstigen Ablagerungen, beispielsweise durch Verunreinigung der Luft, die sich auf den horizontalen Flügeln absetzen. Ferner sind diese bekannten Flugapparate bei Ausfall des Seitenruders manövrierunfähig. Fällt eines der beiden Höhenruder aus, wird ebenfalls die Manövrierfähigkeit stark beeinträchtigt, da das andere Höhenruder selten mehr auszurichten vermag, als den negativen Effekt des ausgefallenen Höhenruders auszugleichen.It is known from practice that lighter-than-air aircraft are provided with a stabilizer to stabilize their position, which is arranged essentially in the rear area of the aircraft and usually consists of a vertical stabilizer and two horizontal stabilizers. The disadvantage of these known flying apparatuses is their sensitivity to snow or other deposits, for example due to air pollution that settles on the horizontal wings. Furthermore, these known aircraft are unable to maneuver if the rudder fails. If one of the two elevators fails, the maneuverability is also severely impaired, since the other elevator is rarely able to do more than compensate for the negative effect of the failed elevator.
Aus der Praxis sind Starrluftschiffe bekannt, bei denen im Heckbereich ein nach oben weisender Stabilisator sowie zwei Paare seitlicher Stabilisatoren vorgesehen sind, wobei zwischen jedem der beiden Paare von Stabilisatoren drei vertikal verlaufende, nebeneinander angeordnete Höhenruder, die um eine vertikale Achse verschwenkbar sind, geschützt angeordnet sind Auch auf diesen seitlichen Stabilisatoren können sich Verunreinigungen absetzen, was jedoch nicht so wichtig ist, da an diese kein Ruderblatt in der Veriangerung des Stabilisators angelenkt ist Diese Formen sind in ihrer Wirksamkeit eingeschränktRigid airships are known in practice, in which an upward-facing stabilizer and two pairs of lateral stabilizers are provided in the stern area, with between each of the two pairs of stabilizers three vertically extending, side-by-side elevators which are arranged around one vertical axis can be pivoted, are arranged in a protected manner Contamination can also settle on these side stabilizers, but this is not so important, since no rudder blade is attached to the stabilizer extension. These forms are limited in their effectiveness
DE-A-42 18 239 beschreibt ein Starrluftschiff, dessen Traggaskorper im wesentlichen rotationssymetrisch ausgebildet ist und bei dem eine Ladebucht wenigstens teilweise in das Innere des Traggaskorpers hineinragt Die Ladebucht verlauft fast über die gesamte Lange der Kiellinie des zigarrenartig geformten Starrluftschiffs und verteilt die Last, die auf der Ladebucht lastet gleichmäßig auf das Gerippe, das den Korpus des Traggaskorpers bildet Das bekannte Starrluftschiff kann nur am Boden, also nach der Landung, be- und entladen werden und weist darüber hinaus erhebliche Nachteile bei den dynamischen Flugeigenschaften auf, die zum einen starrluftschiffspezifisch sind, zum anderen aber auch in grundsätzlichen Fehlern bei der Auslegung des Flugapparates zu suchen sindDE-A-42 18 239 describes a rigid airship whose supporting gas body is essentially rotationally symmetrical and in which a loading bay protrudes at least partially into the interior of the supporting gas body. The loading bay extends almost over the entire length of the keel line of the cigar-shaped rigid airship and distributes the load, that on the loading bay is evenly loaded on the skeleton that forms the body of the carrier gas body. The well-known rigid airship can only be loaded and unloaded on the ground, i.e. after landing, and also has considerable disadvantages in terms of dynamic flight characteristics, which on the one hand are specific to rigid airships are, on the other hand, there are also fundamental errors to be found in the design of the aircraft
Dynamischen Flugeigenschaften sind diejenigen Eigenschaften, die wahrend des Fluges auftreten Sie treten zusätzlich zu den Gleichgewichts- bedingungen auf, die einzuhalten sind, um mit dem Auftrieb des Flugapparates das Gewicht zu heben Hierbei muß in der Regel davon ausgegangen werden daß wahrend des Fluges stets eine Nutzlast zu transportieren ist, d h wenn eine „Leerfahrt" vorliegt, die Nutzlast durch Ballastwasser oder ähnlichen Ballast ausgeglichen wirdDynamic flight characteristics are those characteristics that occur during the flight. They occur in addition to the equilibrium conditions that must be observed in order to lift the weight with the buoyancy of the flying apparatus. As a rule, it must be assumed that there is always a payload during the flight is to be transported, ie if there is an "empty run", the payload is balanced by ballast water or similar ballast
Als besonders problematisch hat sich beim Transport von Nutzlasten, die mehrere Tonnen ausmachen, die Manövrierfähigkeit von zigarrenformigen Flugapparaten herausgestellt Die Zigarrenform wird traditionell wegen des geringen Luftwiderstandes gewählt, der bei vertretbarem Treibstoffeinsatz Fluggeschwindigkeiten von bis zu 120 km/h zulaßt Werden Punktlasten an dem Flugapparat befestigt - entweder in der Art eines Containers unterhalb des Traggaskorpers wie im Stand der Technik oder auch in einer teilweise in das Innere des Traggaskorpers hineinragenden Ladebucht - andern sich die Luft- widerstandskoeffizienten des Gesamt-Flugapparates durch den über den Trag- gaskorper vorstehenden Teil der Ladebucht Selbst wenn diese aerodynamisch verkleidet wird, ist der Luftwiderstand, der auf den Stirnbereich der vorstehenden Teile der Ladebucht einwirkt, bedeutend Darüber hinaus ist der Massenschwerpunkt des resultierenden Systems Flugapparat - Last deutlich unterhalb einer imaginären Linie Bug - Heck gelegen, so daß sich der hieraus resultierende Hebelarm multipliziert mit dem Abstand zum Bug bzw Heck des Flugapparates als hierzu normaler Hebelarm zu bedeutenden Momentenkraften zusammenrechnen lassen, mit dem Ergebnis, daß bei den bekannten Flugapparaten bei einer Beanspruchung, beispielsweise aufgrund von Seitenwind oder von Lastwechseln im Bereich des dynamischen Auftriebs sich ein Einschwingen des Flugapparates einstellt, das nahezu ungedämpfte Roll-, Stampf- und andere Bewegungen verursacht, die für die Gesamtstabilitat des Flugapparates nachteilig sind und darüber hinaus auf die Unversehrtheit der Last gefährden Hieraus ergeben sich zahlreiche weitere Nachteile hinsichtlich der Auslegung der Teile, mit denen die Nutzlast festgemacht wird, sowie die dynamische Beanspruchung der tragenden Bestandteile des Traggaskorpers Ein weiteres Problem besteht dann, daß bei sehr stark punktformig angreifenden Nutzlasten die zur Überwindung der Schwerkraft der Nutzlast aufzubringenden Auftriebe nahezu punktformig eingebracht werden müssen, was bei Flugapparaten mit geringem Durchmesser und langer Erstreckung zu außerordentlichen Uberdimensionierungen fuhrtThe maneuverability of cigar-shaped aircraft has been found to be particularly problematic when transporting payloads of several tons.The cigar shape is traditionally chosen because of the low air resistance, which allows air speeds of up to 120 km / h with reasonable fuel use. Point loads are attached to the aircraft - either in the manner of a container below the carrier gas body as in the prior art or also in a loading bay partially protruding into the interior of the carrier gas body - the air drag coefficients of the entire flying apparatus due to the part of the loading bay protruding above the supporting gas body. Even if this is aerodynamically clad, the air resistance which acts on the forehead region of the protruding parts of the loading bay is significant. Furthermore, the center of gravity of the resulting system is the flying machine - load located clearly below an imaginary bow-stern line, so that the resulting lever arm multiplied by the distance to the bow or stern of the aircraft can be added together as a normal lever arm to form significant moment forces, with the result that in the known aircraft with a load, for example, due to cross winds or load changes in the area of dynamic buoyancy, the aircraft sets in, causing almost undamped rolling, ramming and other movements, which are disadvantageous for the overall stability of the aircraft and above endanger the integrity of the load This results in numerous other disadvantages with regard to the design of the parts with which the payload is fixed, as well as the dynamic loading of the load-bearing components of the lifting gas body. Another problem then arises that with very strongly punctiform attacking payloads, the Overcoming the gravity of the buoyancy to be applied buoyancy must be introduced almost punctiform, which leads to extraordinary oversizing in aircraft with small diameter and long extension
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Leichter-als-Luft-Flugapparat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der in der Lage ist, hohe Lasten aufzunehmen und zu transportieren und zugleich eine stabile Lage und eine hohe Manövrierfähigkeit auch bei Ausfall von Teilen der Ruderanlage gewährleistetIt is the object of the invention to provide a lighter-than-air flying apparatus which is able to take up and transport high loads and at the same time has a stable position and high maneuverability even if parts fail the rudder system guaranteed
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Flugapparat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelost, daß die Lade- bucht als starre Zelle ausgebildet ist, die das Gewicht der Nutzlast aufnimmt daß der Traggaskorper ein Verhältnis von Lange zu Durchmesser zwischen 2 0 und 3,0 aufweist und als Pralluftschiff ausgebildet ist wobei die an der Zelle angreifende Gewichtskrafte durch den Traggaskorper aufgehoben werden und daß weitere vier seitliche Stabilisatoren je ein achterlich angelenktes Ruderblatt aufweisen und die seitlichen Stabilisatoren betragsmaßig um denselben Spreizwinkel zur Horizontalen geneigt sindThis object is achieved in the aircraft mentioned above with the characterizing features of claim 1 in that the loading bay is designed as a rigid cell, which takes up the weight of the payload that the supporting gas body has a ratio of length to diameter between 2 0 and 3.0 and is designed as an impact airship with the weight forces acting on the cell are lifted by the supporting gas body and that others four lateral stabilizers each have an aft articulated rudder blade and the lateral stabilizers are inclined by the same spread angle to the horizontal
Der erfindungsgemaße Flugapparat ist als Pralluftschiff (Bhmp) ausgebildet, wodurch mittels geeigneter Maßnahmen das Kräftegleichgewicht zwischen Eigengewicht und Nutzlast auf der einen Seite und Auftrieb auf der anderen Seite über die Hülle einzuleiten ist Gegenüber dem Starrluftschiff, in dem ein starres Skelett diese entgegengesetzten Kräfte aufzunehmen hat wird dadurch erhöhte Flexibilität bei der Beanspruchung der Komponenten des Flugapparates erreichtThe aircraft according to the invention is designed as an impact airship (Bhmp), which means that the balance of forces between dead weight and payload on one side and buoyancy on the other side is to be introduced via the hull by means of suitable measures. Compared to the rigid airship, in which a rigid skeleton has to absorb these opposing forces this results in increased flexibility in stressing the components of the aircraft
Die Ladebucht stellt eine starre Zelle dar, die sich zwar unter dem Einfluß der angreifenden Lasten, insbesondere im Falle einer Ausbildung als Fachwerk aus einer Vielzahl von Zug- und Druckstaben ggf verwindet oder auch elastisch deformiert, jedoch keine plastischen und somit bleibende Formanderungen erfahrt An dieser einen Kiel bildenden Zelle greifen die Gewichtskrafte der Nutzlast und ferner von weiteren Bauteilen des Flugapparats an Die Zelle eignet sich insbesondere durch ihre Statik für das Anordnen weiterer Teile des Flugapparats, wie der Luftschrauben, der Schubtriebwerke (Vektoren), aber auch beispielsweise der Rader, auf denen ein gelandeter Flugapparat abgesetzt wird Gerade in diesem Fall lastet neben der unmittelbar an der Zelle angreifenden Last ferner auch das Eigengewicht des Flugapparats, soweit es durch die Auftriebskräfte der in dem Traggaskorper nicht aufgehoben ist, an der ZelleThe loading bay is a rigid cell, which may twist or be elastically deformed under the influence of the attacking loads, especially in the case of training as a truss from a multitude of tension and compression bars, but does not undergo any plastic and thus permanent shape changes a keel-forming cell attacks the weight of the payload and other components of the aircraft.The cell is particularly suitable for the arrangement of other parts of the aircraft, such as propellers, thrust engines (vectors), but also, for example, the wheels, due to its statics to which a landed aircraft is set down. In this case, in addition to the load acting directly on the cell, the weight of the aircraft also weighs on the cell, insofar as it is not lifted by the buoyancy forces in the carrier gas body
Damit der Flugapparat fliegt und die in der Ladebucht angeordnete Last befordert, ist es erforderlich, daß die an die Ladebucht angreifenden Lasten einschließlich ihres Eigengewichts von dem Traggaskorper angehoben werden, wodurch die Beförderung einer Nutzlast ermöglicht wird Die Integration der starren Zelle in die Hülle des Traggaskorpers erfordert hierzu wegen der hohen Nutzlast entsprechend Maßnahmen, mit denen das Pralluftschiff die Last aufheben kannIn order for the aircraft to fly and to load the load arranged in the loading bay, it is necessary that the loads acting on the loading bay, including their own weight, are lifted by the carrier gas body, which enables the transport of a payload rigid cell in the envelope of the carrier gas body requires due to the high payload corresponding measures with which the impact airship can lift the load
Wenn man von dem klassischen Problem des Luftschiffbaus hinsichtlich der möglichst gleichförmigen Lastverteilung ausgeht, dann stellt der Transport von konzentrierten Nutzlasten zuzüglich einer punktformigen internen Kranauf- hangung eine extrem schwierige Aufgabe dar Der herkömmliche Losungsansatz konzentriert sich in diesen und ahnlichen Fallen auf die Lastverteilung mittels einer mehr oder weniger aufwendigen Kielkonstruktion Die Erfahrung aber habt gezeigt daß sich entsprechende halbstarre Kielluftschiffe in einem Dilemma zischen Festigkeit und Elastizität befinden Dynamische Belastungen des Schiffskörpers erfordern einerseits ein elastisches Nachgeben des Kiels um die möglichen enormen Zwangskrafte zu vermeiden, wodurch andererseits wiederum die erforderliche Festigkeit des Kiels in Frage gestellt wird Es bleibt in einem solchen Fall nur noch die Möglichkeit, den Kiel derart zu verstarken, daß er auch die größten Zwangskrafte als sichere Last aufnehmen kann Dies kann allerdings nur mit erheblichem Zuwachs an toter Masse erkauft werden Im vorliegenden Fall ist das Streckungsverhaltnis des Schiffsrumpfs derart klein, daß die Ladebucht mit anschließender Gondel die Funktion der Lastverteilung über den wesentlichen Teil der Schiffslange übernehmen kann An strategisch gunstigen Knotenpunkten befinden sich die Anschlußpunkte für die Aufhangekabel im Inneren des Schiffskörpers, welche über die Catenanen die Auftriebskraft des Traggases übertragenIf one starts from the classic problem of airship construction with regard to the most uniform load distribution possible, then the transport of concentrated payloads plus a punctiform internal crane suspension is an extremely difficult task.The conventional solution approach in these and similar cases focuses on the load distribution by means of a more Or less complex keel construction Experience has shown, however, that corresponding semi-rigid keel airships are in a dilemma between strength and elasticity. Dynamic loads on the hull require elastic resilience of the keel on the one hand to avoid the possible enormous constraining forces, which on the other hand in turn increases the required strength of the keel In such a case, the only question left is to strengthen the keel in such a way that it can also absorb the greatest constraining forces as a safe load. This can a However, they can only be bought with a considerable increase in dead mass. In the present case, the stretching ratio of the hull is so small that the loading bay with subsequent gondola can take over the function of load distribution over the major part of the length of the ship. The connection points for the suspension cables are located at strategically favorable junctions inside the hull, which transmit the buoyancy of the lifting gas via the catenanes
Bei dem erfindungsgemaßen Flugapparat ist das Schwingen bei Scherwinden oder Änderungen der Beschleunigung, auch bei Änderungen der Windrichtung oder dergl , stark herabgesetzt Der erfindungsgemaße Flugapparat nimmt vorteilhaft eine selbstruckstellende Lage ein, bei dem die Schwin- gungsamplitude bereits gering ist und ein Uberschwingen praktisch nicht vorkommt Hierdurch ergibt sich eine hohe Stabilität wahrend des Flugs, aber auch in der Standschwebe, bei der keine Fahrt gemacht wird, wobei bei der erfindungsgemaßen Dimensionierung von Lange zu Durchmesser des Traggaskor- pers der Treibstoffmehrverbrauch bei Geschwindigkeiten von unter 80 km/h ausgesprochen gering ausfallt Die Kontur des Traggaskorpers nähert sich damit bereits sehr stark der Kugelform an, die zwar schwerer zu steuern ist und auch eine geringere Dampfung aufweist, die jedoch hinsichtlich der Einleitung von Kräften, wie sie durch Nutzlasten von mehreren Tonnen Gewicht eingeleitet werden, gunstig ist Es bestehen keine langen Hebel zwischen Bug bzw Heck und dem Massenschwerpunkt, und der Auftriebsschwerpunkt ist auch in Erstreckungsrichtung des Traggaskorpers nicht wesentlich weiter vom Massenschwerpunkt entfernt als in der quer zur Hauptachse verlaufenden horizontalen Nebenachse Hierdurch laßt sich konstruktiv die Krafteinleitung in die Hülle die den für die Überwindung der Schwerkraft der Nutzlast aufzubringenden Auftrieb aufnehmen muß, gunstig gestalten Besonders vorteilhaft bei der erfindungs- gemaßen Gestaltung des Verhältnisses von Lange zu Durchmesser ist das deutliche Herabsetzen der Neigung des Flugapparates zum Pendeln um seine Hauptachse, die eine besondere Sicherung der Nutzlast erforderlich macht Gerade beim Herablassen von Nutzlasten aus der Standschwebe also ohne Landung des Flugapparates, ist es wichtig, daß der Pendelausschlag des Flugapparates gering bleibt Dies ist bei dem erfmdungsgemaßen Flugapparat in besonderer Weise gegeben, so daß mit einfachen Mitteln eine Last aus der Ladebucht herabfuhrbar ist Die Ladebucht ist aus aerodynamischen Gründen vorzugsweise in das Innere des Traggaskorpers integriert, wobei hierdurch der Massenschwerpunkt, der durch die Nutzlast mit beeinflußt wird, angehoben wird, wodurch die Neigung des Flugapparates zum Schlingern, Nicken, Taumeln, Pendeln oder Kombinationen hieraus vorteilhaft herabgesetzt wirdIn the flying apparatus according to the invention, the oscillation in the case of shear winds or changes in acceleration, even in the event of changes in the wind direction or the like, is greatly reduced. The flying apparatus according to the invention advantageously assumes a self-resetting position in which the vibration amplitude is already low and there is practically no overshoot This results in a high level of stability during the flight, but also in the stationary suspension, in which no travel is made, with the dimensioning according to the invention from length to diameter of the lifting gas pers the additional fuel consumption at speeds of less than 80 km / h turns out to be extremely low The contour of the carrier gas body thus already closely approximates the spherical shape, which is more difficult to control and also has less damping, but with regard to the introduction of forces such as they are initiated by payloads of several tons in weight, is cheap There are no long levers between the bow or stern and the center of gravity, and the center of buoyancy is not significantly further away from the center of mass in the direction of extension of the lifting gas body than in the horizontal secondary axis running transverse to the main axis constructively, the introduction of force into the shell, which must accommodate the buoyancy to be overcome in order to overcome the gravity of the payload, can be affordably designed. The clear Hera is particularly advantageous in the inventive design of the ratio of length to diameter Set the inclination of the aircraft to oscillate about its main axis, which requires a special securing of the payload.When lowering the payload from the standing position without landing the aircraft, it is important that the pendulum deflection of the aircraft remains low.This is the case with the aircraft according to the invention given in a special way so that a load can be removed from the loading bay with simple means. For aerodynamic reasons, the loading bay is preferably integrated into the interior of the carrier gas body, whereby the center of gravity, which is influenced by the payload, is increased, thereby increasing the inclination of the flying apparatus for lurching, nodding, tumbling, commuting or combinations thereof is advantageously reduced
Ein weiterer Vorteil der Dimensionierung des erfmdungsgemaßen Flugapparates besteht in dem verhältnismäßig geringen Verbrauch an Hullen- mateπal, da die benotigte im Verhältnis zu dem Traggasvolumen durch die Annäherung an die Kugelform optimiert wird Überraschenderweise kann festgestellt werden, daß durch die aerodynamische Abweichung von der Kugelform bei relativ geringer Oberflache die Warmeverluste des Traggases durch an dem Traggaskorper bzw dem Flugapparat vorbeistromende kuhlere Umge- bungsluft ausgesprochen gering ist Hierdurch laßt sich eine relativ konstante Temperatur über die Lange des Flugapparat gunstig einstellen, so daß die Flugstabilitat zusatzlich zu den bereits genannten Gründen weiter erhöht wirdAnother advantage of the dimensioning of the aircraft according to the invention is the relatively low consumption of hull material, since the required ratio to the carrying gas volume is optimized by the approximation to the spherical shape. Surprisingly, it can be found that the aerodynamic deviation from the spherical shape at relative low surface area the heat losses of the carrier gas due to cooler surroundings flowing past the carrier gas body or the aircraft exercise air is extremely low. This allows a relatively constant temperature to be set favorably over the length of the aircraft, so that flight stability is further increased in addition to the reasons already mentioned
Durch die redundante Ausbildung der Ruder ist einerseits gewahrleistet, daß der Ausfall eines dieser Ruder nicht den gesamten Flugapparat immobilisiert, sondern daß der Ausfall durch ein symmetrisch angeordnetes Ruder ausgeglichen werden kann, wahrend das andere Paar symmetrischer Höhenruder weiterhin den Betrieb des Flugapparates zulaßt Auch bei Ausfall des vertikalen Seitenruders kann durch entsprechende Betätigung der einen Winkel zur Horizontalen aufweisenden Ruder eine Manovπerbarkeit zu den Seiten hin gewährleistet werden Dies ist eine Folge der mit Neigung zur Horizontalen angeordneten Stabilisatoren, die eine Steuerkomponente auch in die Vertikale zulassen Ferner ermöglicht die Anordnung der Stabilisatoren bzw Ruder das Steuern des Flugapparates mit geringeren Ruderausschlagen, so daß eine Kurve bei geringerer Bremsung der Fahrt ausgeführt werden kann Bei entsprechender Auswahl des Spreizwinkeis, der vorzugsweise ca 30° betragt, ist ferner sichergestellt, daß Ablagerungen, insbesondere Schnee, nicht liegenbleibenThe redundant design of the rudders ensures on the one hand that the failure of one of these rudders does not immobilize the entire aircraft, but that the failure can be compensated for by a symmetrically arranged rudder, while the other pair of symmetrical elevators continues to allow the aircraft to operate even in the event of a failure The vertical rudder can be maneuvered to the sides by appropriate actuation of the rudders, which have an angle to the horizontal. This is a result of the stabilizers arranged with an inclination to the horizontal, which also allow a control component in the vertical direction. Furthermore, the arrangement of the stabilizers or rudders enables the control of the flying apparatus with lower rudder deflections, so that a curve can be carried out with less braking of the trip. With an appropriate selection of the spreading angle, which is preferably approximately 30 °, it is also ensured that storage stakes, especially snow, do not remain lying down
Ein besonderer Vorteil des ausgebildeten Leitwerks besteht darin, daß es nicht mehr erforderlich ist, einen bei fast allen Flugapparaten vorgesehenen nach unten weisenden Stabilisator vorzusehen, der den sogenannten "Kratzwinkel", also derjenige maximale Steigwinkel beim Start vom Boden aus, der ohne Berührung des unteren Stabilisators einstellbar ist, beschrankt Gegebenenfalls kann noch ein verkürzter Stabilisator vorgesehen werden, der vorzugsweise nicht weiter nach unten reicht als die unteren seitlichen StabilisatorenA particular advantage of the trained tail unit is that it is no longer necessary to provide a downward-facing stabilizer provided in almost all aircraft, which is the so-called "scratching angle", that is to say the maximum climb angle during take-off from the ground, which does not touch the lower one Stabilizer is adjustable, limited If necessary, a shortened stabilizer can be provided, which preferably does not extend further down than the lower side stabilizers
Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemaß ausgebildeten Leitwerks besteht darin, daß in gunstiger Weise die wirksame Leitwerksflache vergrößert wird, ohne nennenswert über die Maße der Traggaskorpers hinauszuragen Die Vergrößerung der Leitwerksflache hat ein deutlich besseres Reagieren des Flugapparats, das vorzugsweise ein halbstarres Luftschiff ist, auf Lenkbefehle zur Folge insbesondere bei niedrigen Wind- oder Fahrtgeschwindigkeiten z B bei geringer Fahrt über Grund oder in der StandschwebeAnother particular advantage of the empennage designed according to the invention is that the effective empennage area is increased in an advantageous manner without protruding appreciably beyond the dimensions of the supporting gas body Steering commands result in particular at low wind or driving speeds, for example when driving low over ground or in a stationary position
Es versteht sich, daß die Stellung der Ruder durch konventionelle Seilzuge beeinflußbar ist Alternativ sind jedoch hierfür Stellmotoren vorgesehen die eine Fly-By-Wire-Technologie ermöglichen, z B mittels Servomotor und Gabelkopfgestange So ist es insbesondere möglich, den Ausfall eines der Ruder durch entsprechende Simulation in der Steuerung, die die Befehle an die Stellmotoren abgibt, zu berücksichtigen und die verbleibenden funktionsfähigen Elemente der Ruderanlage entsprechend zu betätigen Im Ergebnis ist auf diese Weise der Ausfall von bis zu drei Rudern verkraftbar, wodurch die Betriebssicherheit des Flugapparates den Uberflug auch von dicht besiedelten Gebieten ohne weiteres zulaßt Ebenso ist es möglich, den Ausfall anderer oder weiterer Komponenten des Flugapparats, die die aerodynamischen Flugeigenschaften beeinflussen, z B den Ausfall einer Luftschraube oder einer Ballastwasserpumpe, in derselben Weise zu kompensierenIt is understood that the position of the rudders can be influenced by conventional cable pulls. Alternatively, however, servomotors are provided for this purpose which enable fly-by-wire technology, for example by means of a servo motor and fork rod linkage. It is thus possible in particular to compensate for the failure of one of the rudders by appropriate means The simulation in the control system, which issues the commands to the servomotors, must be taken into account and the remaining functional elements of the rudder system actuated accordingly.As a result, the failure of up to three rudders is manageable, which means that the operational safety of the aircraft also prevents the overflight from leaking populated areas without further ado It is also possible to compensate in the same way for the failure of other or further components of the flying apparatus which influence the aerodynamic flight properties, for example the failure of an air screw or a ballast water pump
Besonders bevorzugt ist die direkte Betätigung der Ruder über Seil- oder Bowdenzuge, wobei vorzugsweise Mittel für einen Langenausgleich zur Kompensation aerodynamisch bedingter Verformungen des Traggaskorpers vorgesehen sind Dies ermöglicht in technisch wenig anspruchsvoller und kostengünstiger Weise eine wirkungsvolle, wartungsfreundliche und zuverlässige Betätigung der RuderblatterDirect actuation of the rudders via cable or Bowden cables is particularly preferred, means being preferably provided for length compensation to compensate for aerodynamically induced deformations of the carrier gas body.This enables the rudder blades to be actuated effectively, maintenance-friendly and reliably in a technically less demanding and cost-effective manner
Alternativ ist es möglich, die Ruder der seitlichen Stabilisatoren paarweise zu koppeln, um bei Betätigung des Ruders auf der einen Seite des Flugapparates zugleich einen Ausgleich durch Ruderausschlag auf der gegenüberliegenden Seite des Flugapparates vorzusehenAlternatively, it is possible to couple the rudders of the lateral stabilizers in pairs, so that when the rudder on one side of the aircraft is actuated, compensation is also provided by a rudder deflection on the opposite side of the aircraft
Bei dem erfmdungsgemaßen Flugapparat ist zweckmäßig, daß der Traggaskorper ein Verhältnis von Lange zu Durchmesser von ca 2,7 aufweist, bei dem eine dem üblichen Flugapparat kaum noch nachstehende Manövrierfähigkeit und Endgeschwindigkeit mit konventionellen Antriebsmethoden erreichbar ist, ohne daß die Stabilitatsvorteile der Dimensionierung hierbei schwinden wurden Die zuladbare Nutzlast des Flugapparates betragt dabei zweckmaßigerweise über 40 Tonnen (1 Tonne = 1 000 kg) oder bis zu 44 Tonnen, wodurch mit dem erfmdungsgemaßen Flugapparat der Transport von großen Punktlasten, beispielsweise von einem Haus oder von zwei Hausern zu je 20 Tonnen bei einer Zuladung von ca 4 Tonnen für Hebezeuge ermöglicht wird Dies ermöglicht es vorteilhaft, eine Nutzlast von bis zu 44000 kg bei einer Reisegeschwindigkeit von 74 km/h bei einer Flugweite von 500 km (Aktionsradius 250 km) zu transportieren Der erfindungsgemaße Flugapparat ermöglicht ein besonders gunstiges Verhältnis von kommerzieller Nutzlast zu Gesamtmasse von ca 0,4In the aircraft according to the invention, it is expedient that the supporting gas body has a ratio of length to diameter of approximately 2.7, in which a maneuverability and top speed that are hardly inferior to the conventional aircraft can be achieved with conventional drive methods, without the stability advantages of the dimensioning having disappeared The payload of the aircraft is payable Expediently over 40 tons (1 ton = 1,000 kg) or up to 44 tons, so that with the aircraft according to the invention the transport of large point loads, for example from a house or two houses of 20 tons each, with a load of approx. 4 tons for hoists This advantageously makes it possible to transport a payload of up to 44000 kg at a cruising speed of 74 km / h at a flight distance of 500 km (operating radius 250 km). The aircraft according to the invention enables a particularly favorable ratio of commercial payload to total mass of approx 0.4
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die in dem Traggaskorper wenigstens teilweise integrierte Ladebucht eine nach unten weisende Öffnung auf, die zweckmaßigerweise, auch aus aerodynamischen Gründen, verschließbar ist, insbesondere um Luftverwirbelungen, Turbulenzen und andere die Fahrtgeschwindigkeit des Flugapparates einschränkende Strömungen zu unterbinden Der Flugapparat ermöglicht es, die Nutzlast ohne zu Landen abzusetzen, in dem die Öffnung wahrend des Fluges, vorzugsweise in der Standschwebe, geöffnet werden kann. Zweckmaßigerweise ist die Abdeckung, die hierfür gewählt wird, in der Art einer Jalousie bzw eines Rolltores ausgebildet, die mit Hilfe eines geeigneten motorischen Antriebes seitlich oder achterlich in einen an der Ladebucht angeordneten Ablageraum einziehbar sind So können beispielsweise die Abdeckelemente durch Kettenglieder miteinander verbunden sein, weiche die Abdeckglieder in der Art einer Spirale um eine antreibbare Walze einziehenAccording to a preferred development, the loading bay, which is at least partially integrated in the carrier gas body, has an opening which points downward and which can expediently be closed, also for aerodynamic reasons, in particular in order to prevent air turbulence, turbulence and other currents which restrict the speed of the aircraft. The aircraft enables this to drop the payload without landing, in which the opening can be opened during the flight, preferably in the standing position. The cover chosen for this purpose is expediently designed in the manner of a blind or roller shutter, which can be drawn in laterally or aft into a storage space arranged on the loading bay with the aid of a suitable motor drive. For example, the cover elements can be connected to one another by chain links, softly pull the cover members in the manner of a spiral around a drivable roller
Der Massenschwerpunkt des Flugapparates befindet sich zweckmaßigerweise im Inneren der Ladebucht und hier wieder vorzugsweise in demjenigen Teil, der in den Traggaskorper des Flugapparates hineinragtThe center of gravity of the aircraft is expediently located in the interior of the cargo bay and here again preferably in the part that protrudes into the carrier gas body of the aircraft
Vorteilhafterweise ist der Auftriebsschwerpunkt des Flugapparates in vertikaler Richtung oberhalb des Massenschwerpunktes angeordnet Durch das Vermeiden eines Versatzes in Längs- bzw Querrichtung des Flugapparates werden Momente vermieden und die Flugstabilitat des Flugapparates verbes- sert Hierdurch ergibt sich auch in vorteilhafter Weise die optimale Lage der Ladebucht in der Langsachse des FlugapparatesThe center of gravity of the flying apparatus is advantageously arranged in the vertical direction above the center of mass. By avoiding an offset in the longitudinal or transverse direction of the flying apparatus, moments are avoided and the flying stability of the flying apparatus is improved. sert This also advantageously results in the optimal position of the loading bay in the longitudinal axis of the aircraft
Wahrend bei bekannten Flugapparaten eine Mehrzahl von Ballonetts über die Lange des Traggaskorpers verteilt angeordnet wird ist es bei dem erfmdungsgemaßen Flugapparat möglich, vorteilhafterweise je ein Ballone« im vorderen und ein Ballonett im hinteren Bereich des Traggaskorpers anzuordnen, wodurch diese sich im Abstand von der Ladebucht angeordnet befinden und im Bereich des maximalen Abstandes vom Massen- bzw Auftriebsschwerpunkt des Flugapparates das Traggas verdrangen Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Auftrieb über die Langsachse des Flugapparates bzw des Traggaskorpers schwerpunktmäßig im mittleren Bereich und weniger in dem Bug- bzw Heckbereich angreift, wodurch das wirksame Traggasvolumen innerhalb des noch länglich sich erstreckenden Flugapparat sich bereits starker in Richtung der Kugelform begibt Diese Verteilung des Traggases ermöglicht ein besonders gunstiges Aufnehmen der Nutzlast in einem Bereich nahe dem Auftriebsschwerpunkt des FlugapparatesWhile in known flying apparatuses a plurality of ballonets are arranged distributed over the length of the carrying gas body, it is possible in the flying apparatus according to the invention advantageously to arrange one balloon in the front and one ballonet in the rear area of the carrying gas body, as a result of which they are arranged at a distance from the loading bay are located and in the area of the maximum distance from the center of mass or lift of the flying apparatus displacing the lifting gas. A particular advantage of this arrangement is that the lifting acts on the longitudinal axis of the flying device or the lifting gas body primarily in the middle area and less in the bow or stern area, whereby the effective carrying gas volume within the still elongated flying apparatus is already moving more strongly in the direction of the spherical shape. This distribution of the carrying gas enables the payload to be picked up particularly cheaply in an area near the center of gravity of the fl ugapparates
Zweckmaßigerweise sind für den Vortrieb des Flugapparates Luftschrauben vorgesehen, die in Längsrichtung des Flugapparates in der achterlichen Hälfte angeordnet sind und die mit iangsamdrehenden Luftschrauben eine Fahrt über Grund von bis zu 125 km/h ermöglichen Die Lenkung des Flugapparats erfolgt über die Ruderblatter, die durch zusätzliche Schubtriebwerke, die unweit in der Mitte der Erstreckung des Traggaskorpers an diesem mittelbar angeordnet sind, unterstutzt werden können Die Schubtriebwerke sind nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt, sondern zum initiieren bewußter Richtungsanderungen und sind um wenigstens zwei Achsen an ihrer Aufhangung schwenkbar angeordnet Die Schubtriebwerke ermöglichen somit eine Unterstützung beim Fliegen von Kurven, in dem sie durch Vorschub auf der einen Seite und Gegenschub auf der anderen Seite den Drehradius verkleinern, ferner ist es möglich, z B für Starts und Landungen zusätzlichen Auftrieb durch den Ruckstoß der Schubtriebwerke vorzusehen Zweckmaßigerweise weist der Leichter-als-Luft-Flugapparat Mittel für die Krafteinleitung der Ladebucht in die des Traggaskorpers auf, wodurch die Aufnahme hoher, selbst punktformiger Lasten im Innenbereich des Laderaums ermöglicht wird Hierbei ist zweckmäßig die Übertragung derart flexibel, daß bei schwankenden Gewichten der Last die Übertragung ohne Beeinträchtigung der Flugeigenschaften des Flugapparates erfolgtAppropriately, propellers are provided for propelling the aircraft, which are arranged in the aft half of the aircraft in the longitudinal direction and which, with slowly rotating propellers, make it possible to travel over ground at speeds of up to 125 km / h. The aircraft is steered via the rudder blades, which are activated by additional Thrust engines, which are located not far in the middle of the extent of the supporting gas body on this, can be supported.The thrust engines are not designed for continuous operation, but for initiating conscious changes in direction and are pivoted about at least two axes on their suspension.The thrust engines thus enable one Support when flying curves by reducing the turning radius by advancing on one side and counter-thrust on the other. It is also possible, for example for take-offs and landings, to generate additional lift due to the recoil of the thrust engines watch The lighter-than-air aircraft expediently has means for the introduction of force into the loading bay into that of the carrier gas body, as a result of which it is possible to absorb high, even punctiform loads in the interior of the loading space. Here, the transmission is expediently so flexible that the load fluctuates with fluctuating weights the transmission takes place without impairing the flight characteristics of the aircraft
Zweckmaßigerweise umfassen die Mittel für die Krafteinleitung eine Seilabspannung, die die Zelle, vorzugsweise deren einen oberen Abschluß bildenden Querträger, mit der Hülle des Traggaskorpers verbindet Diese Abspannung dient in erster Linie dazu, die Gewichtskrafte der Last bzw des Eigengewichts der Zelle, die im wesentlichen in Richtung der Schwerkraft gerichtet sind, mit den entgegen der Schwerkraft gerichteten Auftriebskräften, die an der Hülle des Traggaskorpers angreifen, aufzuheben, wodurch der Flug des Flugapparates und somit die Beförderung der Nutzlast ermöglicht wird Es versteht sich, daß vorzugsweise mehrere Emleitungsstellen an der Hülle für die Seilabspannung gewählt werden, wobei diese Stellen durch die besondere Beanspruchung infolge des Gewichtes, daß hier angreift, zu Einschnürungen tendieren Zweckmaßigerweise werden diese Seilembmdungen relativ nahe am Zentrum bzw nahe an der Spitze des Traggaskorpers angeordnet um ein schmaler werden des Flugapparates und damit einhergehend eine Reduzierung seiner Auftriebswirkung zu verhindern und darüber hinaus die Empfindlichkeit entgegen Böen- und Seitenwind nicht unnötig zu erhohenThe means for the introduction of force expediently comprise a rope bracing which connects the cell, preferably its cross member forming an upper end, to the casing of the supporting gas body.This bracing serves primarily to determine the weight of the load or the dead weight of the cell, which is essentially in Direction of gravity, with the counter-gravitational buoyancy forces that attack the envelope of the carrier gas body, which allows the flight of the aircraft and thus the transport of the payload. It is understood that preferably several Emleitungsstellen on the envelope for the Rope bracing can be selected, these points tending to constrictions due to the special stress due to the weight that acts here. Conveniently, these rope seals are arranged relatively close to the center or near the tip of the carrier gas body in order to narrow the aircraft to prevent it and the associated reduction in its buoyancy effect and, in addition, not to unnecessarily increase sensitivity to gusts of wind and cross winds
Vorzugsweise kann vorgesehen werden, daß die Seilabspannung an wenigstens zwei Stellen des Querträgers der Zelle und an wenigstens zwei Seilembmdungen in der Hülle angreift, wobei die Teile der Seilabspannung über ein Verbindungselement, an dem alle Teile der Seilabspannung angreifen, miteinander in Verbindung stehen können Vorteil dieser Anordnung ist u a daß das Verbindungselement in der Art von Stoßdampfern oder anderen Ener- giespeichermitteln wie Federn oder dergleichen aufgebaut sein kann, und damit hohen Momentenbelastungen nachgiebig begegnen kann Es ist ferner möglich, an dieser Stelle Dehnmeßstreifen oder andere Meßgerate anzuordnen, die es ermöglichen für die Steuerung des Flugapparates bedeutsame Belastungen zu detektierenIt can preferably be provided that the cable tensioning acts on at least two points of the crossmember of the cell and on at least two cable seals in the sheath, the parts of the cable tensioning being able to be connected to one another via a connecting element to which all parts of the cable tensioning act The arrangement is, inter alia, that the connecting element can be constructed in the manner of shock absorbers or other energy storage means such as springs or the like, and thus can flexibly counteract high moment loads. It is also possible to arrange strain gauges or other measuring devices at this point which make it possible to detect significant loads for the control of the aircraft
Vorzugsweise umfassen die Mittel für die Krafteinleitung eine die Zelle wenigstens vorzugsweise vollständig umgebende und unter Druck gehaltene Schlauchwulst, die die Hülle des Traggaskorpers daran hindert, in Anlage gegen die Außenwand der Zelle zu gelangen Die Schlauchwulst ist vorzugsweise mit Helium unter einem Druck gefüllt, der über dem Fulldruck des Traggaskorpers liegt Hierdurch wird zweckmäßig verhindert, daß die Hülle des Traggaskorpers in Anlage gegen die Außenwand der Zelle gelangen wurde, wodurch der Auftrieb des Flugapparates herabgesetzt und darüber hinaus die Gefahr bestünde, daß Kräfte von der Zelle unmittelbar in die Hülle eingeleitet werden und lokale Überspannungen zu Rissen in der Hülle fuhren wurdenThe means for the introduction of force preferably comprise a hose bead, which at least preferably completely surrounds the cell and is kept under pressure, which prevents the envelope of the supporting gas body from coming into contact with the outer wall of the cell. The hose bead is preferably filled with helium under a pressure which is greater than The full pressure of the carrier gas body is hereby expediently prevented that the envelope of the carrier gas body has come into abutment against the outer wall of the cell, which reduces the buoyancy of the flying apparatus and, furthermore, there is a risk that forces from the cell are introduced directly into the shell and local surges have caused cracks in the casing
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Tank für Baiastwasser in die Zelle integriert Hierdurch werden die statischen Eigenschaften der Zelle insbesondere im Bereich ihrer Aufhangung bzw ihrer Anbmdung an die Hülle benutzt und zugleich eine Möglichkeit geschaffen, die Nutzlast des Wassers gleichmäßig auf das Fachwerk, das die Zelle bildet, zu verteilen Darüber hinaus kann auf diese Weise der ansonsten hohle Zwischenraum in dem Fachwerk sinnvoll zur Speicherung des Wassers genutzt werdenAccording to an advantageous development of the invention, a tank for Baiastwasser is integrated into the cell. As a result, the static properties of the cell are used in particular in the area of their suspension or their attachment to the shell, and at the same time create a possibility of evenly distributing the payload of the water to the truss the cell forms to distribute In addition, the otherwise hollow space in the truss can be used sensibly for storing the water
Vorzugsweise umfaßt der Flugapparat in seiner Ladebucht ein Hubwerk, das eine Verlagerung der Nutzlast auch außerhalb der Zelle durch eine - im übrigen verschließbare - Ladebuchtoffnung zulaßt wobei ferner Mittel vorgesehen sind, um die Nutzlast wahrend des Fluges oder außerhalb des Zeitpunktes, an dem die Nutzlast abgesenkt oder aufgenommen werden soll, wirksam gegen ein schädliches Pendeln verriegelt ist Darüber hinaus ermöglicht das Hubwerk zweckmaßigerweise auch ein horizontales Verlagern in Flugrichtung und quer zur Flugrichtung, um damit ein besseres Positionieren bei der Lastaufnahme oder beim Absetzen der Last aus einer Standschwebe des fliegenden Flugapparates zu ermöglichen Vorteilhafterweise sind die seitlich angeordneten Stabilisatoren des Flugapparats gleich lang Hierdurch lassen sich die trigonometrischen Funktionen mit denen der Ausfall eines Ruders durch die Betätigung der anderen Ruder substituiert wird, besonders einfach aufstellen, so daß bei Ausfall der Steuerung anhand einfacher Tabellen der jeweils benotigte Anstellwinkel der einsatzbereiten Ruder ermittelbar istThe flight apparatus preferably comprises a lifting mechanism in its loading bay, which allows the payload to be shifted outside the cell through an - otherwise lockable - loading bay opening, furthermore means being provided for the payload during the flight or outside the time when the payload is lowered or is to be picked up, is effectively locked against harmful swinging. In addition, the hoist also expediently enables horizontal displacement in the direction of flight and transversely to the direction of flight, in order to enable better positioning when lifting the load or when lowering the load from a stationary suspension of the flying aircraft Advantageously, the stabilizers on the side of the flight apparatus are of equal length.This enables the trigonometric functions with which the failure of a rudder to be replaced by the actuation of the other rudders to be set up particularly easily, so that if the control fails, the required angle of attack of the rudder can be used using simple tables Rudder can be determined
Zweckmaßigerweise weist jeder der Stabilisatoren wenigstens einen zentralen Holm auf, an dem die Verkleidung des Stabilisators angeordnet ist und der zugleich der Verankerung des Leitwerks mit dem Flugapparat dient Hierfür sind die Holme der fünf Stabilisatoren, die vorzugsweise einen Stern andeuten, bei dem der nach unten weisende Zacken fehlt innerhalb des Flugapparats miteinander im Zentrum des Sterns verbunden Die auf die Stabilisatoren wirkenden externen Kräfte werden somit gegenseitig in der Art eines Fachwerks aufgefangen Hierbei bietet die sternförmige Anordnung, bei der die Holme in Winkeln kleiner 90° aufeinandertreffen, gunstige Gelegenheit zur Übertragung der Kräfte und Momente, die auf einen Holm wirken, auf die anderen Holme und tragt so zur Stabilität des Leitwerks bei Besonders vorteilhaft ist es, wenn jeder Stabilisator zwei der beschriebenen Holme aufweist, die hintereinander angeordnet sind und jeweils einen Stern bilden Es ist möglich, die beiden Sterne, insbesondere die Zentren, zur Erhöhung der Verwindungsstei- figkeit innerhalb der Traggashulle miteinander aussteifend zu verbindenConveniently, each of the stabilizers has at least one central spar, on which the stabilizer cladding is arranged and which is also used to anchor the tail unit to the aircraft. For this purpose, the spars of the five stabilizers, which preferably indicate a star, with the one pointing downward Spikes are missing within the flying apparatus connected to each other in the center of the star.The external forces acting on the stabilizers are thus mutually absorbed in the manner of a truss.Here, the star-shaped arrangement, in which the spars meet at angles of less than 90 °, offers a favorable opportunity to transmit the forces and moments that act on one spar, on the other spars and thus contribute to the stability of the tail unit. It is particularly advantageous if each stabilizer has two of the spars described, which are arranged one behind the other and each form a star. It is possible for the two Stars, i In particular, the centers should be stiffened together to increase the torsional rigidity within the carrier gas envelope
Zweckmaßigerweise ist die Traggashulle des Leichter-als-Luft- Flugapparats im Bereich der Durchfuhrung der Holme verstärkt Hierdurch ergibt sich eine gunstige Möglichkeit zur Abdichtung, ferner wird die Gefahr des Einreißens der Hülle aufgrund der Relativbewegung von Hülle und Holmen herabgesetzt Gerade bei Pralluftschiffen, die Beweglichkeit zwischen Hülle und starren Teilen erfordern, ist dies gunstig Außerdem kann auf der Hullen- verstarkung eine Schutzmanschette abgestutzt werden, die stromungstech- nisch gunstig den Übergang vom Stabilisator zur Hülle verkleidet und so insbe- sondere für Auftrieb und Steuerbarkeit nachteilige Strömungsabrisse und turbulente Verwirbelungen vorteilhaft verhindert. Die Schutzmanschette besteht aus einem Elastomerwerkstoff mit glatter Oberfläche, und bietet so einen geringen Luftwiderstand und kann sich dennoch in Anpassung an die Verformung der Hülle verbiegen.The carrying gas envelope of the lighter-than-air aircraft is expediently reinforced in the area of the passage of the spars. This results in an inexpensive possibility for sealing, and the risk of tearing the envelope due to the relative movement of the envelope and spars is reduced, especially in the case of impact airships, the mobility between the shell and rigid parts, this is inexpensive. In addition, a protective sleeve can be propped up on the sleeve reinforcement, which protects the transition from the stabilizer to the sleeve in terms of electrical engineering. Advantageously, flow interruptions and turbulent turbulence which are disadvantageous for buoyancy and controllability are advantageously prevented. The protective sleeve is made of an elastomer material with a smooth surface, thus offering low air resistance and can nevertheless bend to adapt to the deformation of the sleeve.
Es ist festzuhalten, daß das Leitwerk nicht starr mit einem Kiel des Flugapparates verbunden ist, sondern daß auftretende Kräfte über die Hülle übertragen werden. Es ist möglich, die Stabilisatoren zusätzlich über eine äußere Seilverspannung zu verbinden. Die Steuerleitungen sind im Leitwerksinneren verlegt und im Zentrum des Leitwerksterns mit dem Steuerhauptkabel, z.B. über Steckverbinder, verbunden.It should be noted that the empennage is not rigidly connected to a keel of the aircraft, but that forces are transmitted through the hull. It is also possible to connect the stabilizers via an external rope tension. The control lines are installed inside the tail unit and in the center of the tail star with the main control cable, e.g. connected via connectors.
Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der Stabilisator durch die Schutzmanschette hindurch verlegbar ist. Es ist aber auch möglich, die Schutzmanschette aus so flexiblem Material auszuwählen, daß sie sich entsprechend der Verschiebung des Hüllenmaterials verformt und die Verformungsenergie vorteilhaft in der Art einer Feder aufnimmt, um diese Vorspannung dazu zu nutzen, die Hülle zurück in Richtung der Ausgangslage zu ziehen. Der maximale Verlagerungsweg der Hülle im Bereich der Durchführung eines Holms ist durch einen ersten Anschlag unterhalb des Stabilisators und durch einen zweiten Anschlag am Holm im Innern der Traggashülle des Flugapparats begrenzt, wobei zwischen dem zweiten Anschlag und der Hülle vorteilhaft ein an diesen Teilen angeordneter Faltenbalg eingesetzt ist, der die Hüllenbewegungen nachvollzieht und dabei die Hülle führt.In particular, it is expedient if the stabilizer can be laid through the protective sleeve. However, it is also possible to select the protective sleeve from a material which is so flexible that it deforms in accordance with the displacement of the sleeve material and advantageously absorbs the deformation energy in the manner of a spring in order to use this pretension to pull the sleeve back towards the starting position . The maximum displacement path of the casing in the area of the passage of a spar is limited by a first stop below the stabilizer and by a second stop on the spar inside the carrier gas casing of the aircraft, a bellows arranged on these parts advantageously being used between the second stop and the casing is, which traces the envelope movements and thereby guides the envelope.
Eine zweckmäßigerweise vorgesehene Steuerung erleichtert vorteilhaft, den Leichter-als-Luft-Flugapparat zu steuern, wodurch Kursänderungen wahlweise durch Betätigen des Seitenruders und/oder durch gegensinniges oder gleichsinniges Betätigen eines Paars von an den seitlichen Stabilisatoren angelenkten Ruderblättern einerseits des Traggaskorpers erzielt werden. Hierbei kann durch Betätigen des Seitenruders eine Richtungsänderung ausgelöst werden, die zusätzlich durch die Betätigung von an den seitlichen Stabilisatoren angelenkten Ruderblättern, die ohne Einschränkung im weiteren als Höhen- rüder bezeichnet werden, unterstutzt und ggf noch durch die bereits erwähnte Vektor-Schubtriebwerke unterstutzt wird Werden beispielsweise beide einerseits des Traggaskorpers angeordneten Höhenruder betätigt fuhrt dies an der betreffenden Seite zu einer relativen Bremsbewegung die - unterstellt, die Höhenruder auf der anderen Seite werden nicht betätigt - dazu fuhrt, daß das dynamische Moment die Flugrichtung des Flugapparats in Richtung der betätigten Seite ändert Wenn die beiden betätigten Höhenruder hierzu gegensinnig betätigt werden, heben sich die in Hohennchtung wirkenden Kräfte in erster Näherung auf, und der Flugapparat fuhrt quasi keine Hohenanderung aus Gleichzeitig entsteht jedoch ein Moment um die LangsachseA suitably provided control advantageously makes it easier to control the lighter-than-air flight apparatus, as a result of which course changes are achieved either by actuating the rudder and / or by actuating a pair of rudder blades articulated on the lateral stabilizers on the one hand of the carrier gas body. In this case, a change in direction can be triggered by actuating the rudder. are referred to, supported and possibly also supported by the aforementioned vector thrusters. If, for example, both elevators arranged on the carrier gas body are actuated, this leads to a relative braking movement on the relevant side which - assuming the elevators on the other side are not actuated - leads to the fact that the dynamic moment changes the flight direction of the flying apparatus in the direction of the actuated side. If the two actuated elevators are actuated in opposite directions for this purpose, the forces acting in the high direction cancel each other out in the first approximation, and the flying apparatus practically does not change altitude a moment around the long axis
Zweckmaßigerweise reicht es für eine Hohenanderung aus, ein wahlweise oberhalb oder unterhalb der Horizontalen angeordnetes Paar (also z B die beiden unteren Höhenruder) von an den seitlichen Stabilisatoren achterlich angelenkten Ruderblattern gleichsinnig (also z B beide nach oben) zu betätigen In diesem Fall kurzen sich die seitlichen Komponenten, da vorzeichenverschieden, im wesentlichen weg Es versteht sich, daß auch beide Paare gleichzeitig und ggf auch mit demselben betragsmaßigen Einschlag betätigt werden könnenFor a change in height, it is expediently sufficient to actuate a pair of rudder blades articulated either above or below the horizontal (e.g. the two lower elevators) of rudder blades articulated aft on the side stabilizers (e.g. both upwards) the lateral components, since they differ in sign, essentially gone. It goes without saying that both pairs can also be actuated simultaneously and, if necessary, also with the same amount
Da durch den Spreizwmkel von vorzugsweise 30° die vertikal und horizontal wirksame Ruderblattflache, die gemäß den bekannten trigonometrischen Funktionen ermittelbar ist, unterschiedlich eingeht kann z B durch entsprechendes Ausgleichen der Einschlage der Ruderblatter eine für die optimale Dreh- und Steig- bzw Sinkgeschwindigkeit des Flugapparats geeignete Lage vorgesehen werden Hierbei kann ferner berücksichtigt werden, daß große Ruderausschlage zu einer Bremsung der Fahrt fuhren, und daher vermieden werden sollenSince the vertical and horizontal effective rudder blade surface, which can be determined in accordance with the known trigonometric functions, is received differently by the spread angle of preferably 30 °, for example by correspondingly compensating for the turns of the rudder blades, a suitable one for the optimal speed of rotation, ascent and descent of the flying apparatus Location can be provided Here it can also be taken into account that large rudder deflections lead to braking of the journey and should therefore be avoided
Gemäß einer ersten Variante ist es somit möglich zum Steuern der Hohe des Flugapparates alle vier Höhenruder vorzusehen (sogenannte X- Konfiguration) Gemäß einer anderen Variante ist es möglich, zum Steuern der Hohe des Flugapparates nur zwei, beiderseits des Traggaskorpers und einerseits der horizontalen angeordnete Höhenruder vorzusehen (sogenannte V- Konfiguration) wahrend das andere Paar von Höhenrudern für die Lenkung nach Backbord bzw Steuerbord eingesetzt wird Durch diese beiden Varianten zwischen denen eine Steuerung auch hin- und herwechseln kann, ist einerseits eine die Flugsicherheit erhöhende Redundanz aller Lenkungstelle gegeben Andererseits kann in der Luft mit der V-Konfiguration die Manövrierfähigkeit durch engere Kurvenradien verbessert werden, wahrend in der X-Konfiguration Höhenunterschiede besser überwunden werden können, z B beim Landeanflug Es ist ferner möglich, daß die Steuerung neben der Beeinflussung der dynamischen Flugeigenschaften die Beeinflussung der statischen Einflußparameter übernimmt, z B die Aufheizung oder Abkühlung des Traggases, die Größenänderung der Ballonetts, das Umpumpen und/oder Zuladen bzw Ablassen von Ballast, etc Es ist aber auch möglich, die jeweils einerseits des Traggaskorpers angeordneten Höhenruder z B über einen gemeinsamen Kanal anzusteuernAccording to a first variant, it is thus possible to provide all four elevators for controlling the height of the flying apparatus (so-called X configuration). According to another variant, it is possible to control only two, on both sides of the throttle body and on the one hand the horizontally arranged elevator, for controlling the height of the flying apparatus to be provided (so-called V- Configuration), while the other pair of elevators is used for steering to port or starboard. These two variants, between which a control system can also switch back and forth, on the one hand provide redundancy to all steering points that increases flight safety. On the other hand, in the air with the V -Configuration the maneuverability can be improved by narrower curve radii, while in the X configuration differences in height can be better overcome, e.g. during a landing approach. It is also possible that the control takes over the influence of the static flight parameters, e.g. the influence of the static flight parameters Heating or cooling of the lifting gas, changing the size of the ballonets, pumping over and / or loading or lowering ballast, etc. However, it is also possible to control the elevator, which is arranged on the one hand of the lifting gas body, for example via a common channel
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Un- teranspruchen sowie aus der nachfolgenden BeschreibungFurther advantages and features of the invention result from the subclaims and from the following description
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfuhrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen naher erläutertThe invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
Fig 1 zeigt eine frontale Ansicht auf den Bug ein Ausfuhrungs- beispiel eines erfmdungsgemaßen Flugapparates1 shows a frontal view of the bow of an exemplary embodiment of an aircraft according to the invention
Fig 2 zeigt eine Seitenansicht des Flugapparats aus Fig 1FIG. 2 shows a side view of the flying apparatus from FIG. 1
Fig 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie lll-lll durch den Flugapparat aus Fig. 2 im Bereich des Leitwerks sowie durch die LadebuchtFIG. 3 shows a section along the line III-III through the flight apparatus from FIG. 2 in the region of the tail unit and through the loading bay
Fig 4 zeigt vergrößert das Detail IV aus Fig 3FIG. 4 shows an enlarged detail IV from FIG. 3
Fig 5 zeigt vergrößert einen Stabilisator des Flugapparats mit angelenktem Ruder in Seitenansicht5 shows an enlarged side view of a stabilizer of the flying apparatus with the rudder articulated
Fig 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch den Flugapparat aus Fig 2FIG. 6 shows a section along the line IV-IV through the flying apparatus from FIG. 2
Fig 7 zeigt das Detail V aus Fig 4 in vergrößerter Darstellung Fig 8 zeigt das Detail VI aus Fig 5 in vergrößerter DarstellungFIG. 7 shows the detail V from FIG. 4 in an enlarged representation FIG. 8 shows the detail VI from FIG. 5 in an enlarged representation
Fig 9 zeigt schematisch die Ladebucht des Flugapparats aus Richtung des Pfeils VII in Fig 6FIG. 9 schematically shows the loading bay of the aircraft from the direction of arrow VII in FIG. 6
Fig 10 zeigt schematisch die Ladebucht des Flugapparats aus Fig 6 in einer SeitenansichtFIG. 10 schematically shows the loading bay of the flying apparatus from FIG. 6 in a side view
Fig 1 1 zeigt eine alternative Gestaltung der Ladebucht des Flugapparats aus Fig 11 1 shows an alternative design of the loading bay of the flight apparatus from FIG. 1
Fig 12 zeigt in schematischer Seitenansicht die Art der Einbindung der Zellen an einen FlugapparatFIG. 12 shows a schematic side view of the way in which the cells are integrated into an aircraft
Fig 13 zeigt ein Schema einer Steuerung für den Flugapparat nach Fig 1FIG. 13 shows a diagram of a control for the aircraft according to FIG. 1
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG Bezug nehmend auf die Fig 1 bis 3 wird nachstehend zunächst der prinzipielle Aufbau des Flugapparats 100 naher erläutert Der Flugapparat 100 ist ein Pralluftschiff (Blimp) Seine Lange betragt ca 1 18,5 m und der Durchmesser des Flugapparats 100 an seiner dicksten Stelle im zentralen Bereich seiner Erstreckung ca 44 m (ohne Berücksichtigung der vorstehenden Teile, wie Leitwerk 150, Ladebucht 102, Luftschrauben 101 usw )DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION With reference to FIGS. 1 to 3, the basic structure of the flying apparatus 100 is first explained in more detail below. The flying apparatus 100 is a blimp. Its length is approximately 11.5 m and the diameter of the flying apparatus 100 its thickest point in the central area of its extent approx. 44 m (without taking into account the above parts, such as tail unit 150, loading bay 102, propellers 101, etc.)
Im Gegensatz zu Starrluftschiffen verfugt der als Pralluftschiff ausgebildete Flugapparat 100 über kein versteifendes Gerippe, über das angehängte Lasten ihre Gewichtskraft an einen Auftriebsschwerpunkt übertragen können Das Fehlen des starren Gerippes erschwert grundsätzlich das Anhangen von Lasten Für die Aufnahme von Lasten weist der Flugapparat 100 eine in den mit Bezugszeichen 158 bezeichneten Traggaskorper teilweise integrierte Ladebucht 102 auf, die sowohl eine Verlagerung einer Nutzlast 21 in Z- Richtung (Vertikale) als auch innerhalb der Ladebucht 102 in begrenztem Umfang in X-Richtung (Flugrichtung) und Y-Richtung (quer zur Flugrichtung und parallel zur unteren Abdeckung der Ladebucht 102) ermöglichtIn contrast to rigid airships, the flight apparatus 100, which is designed as an impact airship, does not have any stiffening skeleton via which attached loads can transmit their weight to a center of buoyancy.The lack of rigid skeletons makes it difficult to attach loads in principle Carrying gas body designated by reference number 158 has partially integrated loading bay 102, which both relocates a payload 21 in the Z direction (vertical) and to a limited extent in the loading bay 102 in the X direction (flight direction) and Y direction (transverse to the flight direction and parallel to the lower cover of the loading bay 102)
In der Bugansicht gemäß Fig 1 erkennt man, daß das Leitwerk 150 aus fünf Stabilisatoren 151 -155 mit achterlich angelenkten Ruderblattern 151 a-1 55a besteht Der Stabilisator 151 steht vertikal vom Flugapparat 100 nach oben ab und überragt diesen Achterlich ist an dem Stabilisator 151 ein Ruderblatt 151 a angelenkt, das als Seitenruder Verwendung findet Auch die Stabilisatoren 152 bis 155 weisen achterlich angelenkte Ruderblatter 152a bis 155a auf, bei denen es sich pπmar um Höhenruder handelt1 shows that the tail 150 consists of five stabilizers 151-155 with aft articulated rudder blades 151 a-1 55a there is the stabilizer 151 protrudes vertically upwards from the flight apparatus 100 and projects beyond it. A rudder blade 151 a is articulated on the stabilizer 151, which is used as a rudder. The stabilizers 152 to 155 also have rudder blades 152a to 155a articulated aft on, which are pπmar elevator
Die Stabilisatoren 152, 154 sind einerseits auf der Backbordseite, die Stabilisatoren 153, 155 andererseits auf der Steuerbordseite des Flugapparates 100 angeordnet Wie insbesondere in Fig 1 gut zu erkennen, stehen auch die Stabilisatoren 152 bis 155 über dem maximalen Umfang des Flugapparates 100 vor, jedoch steht keiner der Stabilisatoren seitlich über die maximale Breite des Flugapparates 100 Hierdurch wird in besonders gunstiger Weise die Gesamtbreite des Flugapparates 100 durch das Leitwerk 150 nicht überschritten Dies ist besonders vorteilhaft, weil dadurch für das Leitwerk 150 kein seitliches Übermaß bei Hallenkonstruktionen oder dergleichen vorgesehen werden muß Die Stabilisatoren 152 bis 155 weisen einen Spreizwmkel von 30° zur Horizontalen auf, so daß sich beiderseits die vertikalen Komponenten des jeweils Backbord und Steuerbord angeordneten Ruderpaars kompensieren bzw neutralisieren Diese vorteilhafte Wirkung wird weiter unten im Zusammenhang mit der Steuerung bzw. mit dem Verfahren zum Steuern des Flugapparates 100 in weiteren Einzelheiten beschriebenThe stabilizers 152, 154 are on the one hand on the port side, the stabilizers 153, 155 on the other hand on the starboard side of the flying apparatus 100. As can be seen particularly well in FIG. 1, the stabilizers 152 to 155 also protrude above the maximum circumference of the flying apparatus 100, however none of the stabilizers is laterally above the maximum width of the flight apparatus 100. As a result, the overall width of the flight apparatus 100 is not exceeded by the tail unit 150 in a particularly advantageous manner. This is particularly advantageous because it means that the tail unit 150 does not have to have an excessive lateral dimension in hall structures or the like The stabilizers 152 to 155 have an expansion angle of 30 ° to the horizontal, so that the vertical components of the rudder pair arranged on the port and starboard side are compensated or neutralized on both sides. This advantageous effect is explained further below in connection with the control or with the method for controlling the aircraft 100 described in further detail
Wie insbesondere in Fig 3 zu erkennen ist, bilden die fünf Stabilisatoren die Gestalt eines sechszackigen Sterns, dessen unterer Zacken fehlt In der Veriangerung des fehlenden unteren Zackens ist beispielsweise die Ladebucht 102 mit hieran angebauter Gondel vorgesehen, in der eine Last oder Personen befordert werden Um bei Fahrt dicht über Grund bzw beim Abheben einen Steigwinkel zuzulassen, der die Berührung mit dem Leitwerk 150 vermeidet, ist es ebenfalls zweckmäßig, die unteren Stabilisatoren 154, 155 in einem möglichst großen Abstand von dem Boden bzw dem tiefsten Punkt der Ladebucht 102 anzuordnen. Der Kratzwinkel 157, der bei der erfmdungsgemaßen Anordnung des Leitwerks hieraus resultiert, reicht aus, um Langsneigungswm- kel von bis zu 16° beim Abheben vom Boden zu ermöglichen Insoweit unter- scheidet sich der erfindungsgemaße Flugapparat 100 vorteilhaft von Flugapparaten mit bekannten Leitwerken Vor dem Leitwerk 150 und unterhalb der unteren Stabilisatoren 154, 155 befinden sich beidseitig des Flugapparates 100 langsamdrehende Luftschrauben 101 , die für den erforderlichen Vortrieb des Flugapparats 100 sorgenAs can be seen in particular in FIG. 3, the five stabilizers form the shape of a six-pointed star, the lower prong of which is missing. In the extension of the missing lower prong, for example, the loading bay 102 with a gondola attached to it is provided, in which a load or persons are requested to allow a climb angle when driving close to the ground or when lifting off, which avoids contact with the tail unit 150, it is also expedient to arrange the lower stabilizers 154, 155 as far as possible from the floor or the lowest point of the loading bay 102. The scratching angle 157, which results from this in the arrangement of the tail unit according to the invention, is sufficient to enable longitudinal inclination angles of up to 16 ° when lifting off the ground. The aircraft 100 according to the invention advantageously differs from aircraft with known tail units. In front of the tail unit 150 and below the lower stabilizers 154, 155, there are slow-moving propellers 101 on both sides of the aircraft 100, which provide the propulsion of the aircraft 100
Wie in Fig 1 zu sehen, überragen die Stabilisatoren 151 bis 155 den Umfang der Hülle des Flugapparats 100 um einen jeweils identischen Betrag Der Winkel zwischen jeweils zwei benachbarten Stabilisatoren betragt ca 60° Es ist möglich, auch auf der vertikal nach unten weisenden Seite einen verkürzten Stabilisator anzuordnen, der vorzugsweise ein Seltenruderblatt achterlich angelenkt aufweist In diesem Fall wird das Leitwerk aus sechs Stabilisatoren gebildet von denen zumindest die fünf dem Leitwerk 150 entsprechenden Stabilisatoren 151 bis 155 mit einem achterlich angelenkten Ruderblatt 151 a bis 155a ausgestattet sein werdenAs can be seen in FIG. 1, the stabilizers 151 to 155 protrude the circumference of the envelope of the flight apparatus 100 by an identical amount in each case. The angle between two adjacent stabilizers is approximately 60 °. It is also possible to shorten the vertically downward side Arrange stabilizer, which preferably has a rare rudder blade articulated in the aft. In this case, the stabilizer is formed from six stabilizers, of which at least the five stabilizers 151 to 155 corresponding to the stabilizer 150 will be equipped with an aft articulated rudder blade 151 a to 155a
Bezug nehmend auf Fig 3 und 4 wird der Aufbau und die Montage der Stabilisatoren 151 bis 155 an den Flugapparat 100 naher erläutert Wie insbesondere in Fig 4, aber auch in Fig 3 zu erkennen ist jeder der Stabilisatoren über etwa 2/3 seiner Hohe von einem Holm durchsetzt, der vorzugsweise aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt ist Die Holme 151 b bis 155b sind in einem zentralen Punkt oder Ring 158 miteinander verspannt und bilden so tatsächlich einen Stern, der eine stabile und belastbare Grundkonstruktion für das Leitwerk 150 bildet Gemäß einer bevorzugten Variante sind die Holme 151 b bis 155b durch eine zwischen Holm und Ring 158 vorgesehene (nicht dargestellte) Druckfeder gegenseitig vorgespannt, wobei die Federn die Holme auswärts gegen einen hierzu vorgesehenen Anschlag oder dergl vorspannen und bei durch die Außenverhaltnisse induzierter Kompression ohne die übrigen Holme über Gebuhr gegen die Hülle zu drucken verlagern3 and 4, the construction and assembly of the stabilizers 151 to 155 on the aircraft 100 is explained in more detail. As can be seen in particular in FIG. 4, but also in FIG. 3, each of the stabilizers is about one-third of its height Spar interspersed, which is preferably made of fiber composite materials The spars 151b to 155b are clamped together at a central point or ring 158 and thus actually form a star, which forms a stable and resilient basic construction for the tail unit 150. According to a preferred variant, the spars are 151 b to 155b are mutually prestressed by a compression spring (not shown) provided between the spar and ring 158, the springs pretensioning the spars outward against a stop provided for this purpose or the like and, in the case of compression induced by the external conditions, without the other spars via a fee against the casing relocate to print
Die Außenseite der Holme 151 b bis 155b ist mit einer üblichen Leitwerksbespannung bzw den entsprechenden Anbauten ausgestattet, die fest mit dem aus dem Flugapparat herausragenden Teil der Holme verbunden ist Es ist also festzustellen, daß die Holme 151 b bis 155b eine relativ zueman- der starre Einheit bilden, die innerhalb des Flugapparats 100 beweglich angeordnet ist Wie insbesondere in Fig 4 gut zu erkennen, durchsetzt der Holm 151 b die Hülle 106 des Flugapparate 100 Im Bereich des Stabilisators 151 und der anderen Stabilisatoren ist die Hülle 106 mit einer Hullenverstarkung 106a ausgerüstet, die die besondere Beanspruchung im Bereich des Holms 1 51 b der Hülle 106 Rechnung tragtThe outside of the spars 151 b to 155b is equipped with a conventional tailplane covering or the corresponding attachments, which is firmly connected to the part of the spars protruding from the aircraft. It should therefore be noted that the spars 151 b to 155b are relatively form the rigid unit, which is arranged to be movable within the flight apparatus 100. As can be seen particularly well in FIG. 4, the spar 151b penetrates the casing 106 of the flight apparatus 100. In the area of the stabilizer 151 and the other stabilizers, the casing 106 has a casing reinforcement 106a equipped, which takes into account the special stress in the area of the spar 1 51 b of the sheath 106
Die Hülle 106 bzw die Hullenverstarkung 106a kann zwischen zwei als Wegbegrenzung ausgebildeten Anschlagen 159 außerhalb der Hülle 106 bzw 160 innerhalb des Flugapparates 100 hin- und herbewegt werden Die Fuhrung der Hülle 106 wird durch einen im Inneren des Flugapparates 100 an dem Anschlag 1 60 festgelegten Faltenbalg 161 unterstutzt, der in Reaktion auf Bewegungen der Hülle 106 aufgrund äußerer Einflüsse insbesondere wahrend des Flugbetriebs, die Hülle 106 entlang des Holm 151 b nachfuhrt Eine Schutzmanschette 162 ist auf dem verstärkten Bereich 106a der Hülle 106 des Flugapparates 100 aufvulkaniert und ferner im Bereich des Stabilisators 151 an dessen Außenflache ebenfalls aufvulkaniert oder in anderer geeigneter Weise befestigt Hierdurch bedeckt die Schutzmanschette 162 umlaufend den äußeren Bereich, der durch den maximalen Spalt 163 zwischen den beiden Anschlagen 159, 160, der durch Verlagerung der Hülle 106 entstehen kann, so daß dieser empfindliche Bereich äußeren Witterungseinflussen nicht ausgesetzt wird Hierdurch erfüllt die Schutzmanschette 162 eine wichtige DichtungsfunktionThe sheath 106 or the sheath reinforcement 106a can be moved back and forth between two stops 159 designed as a path limitation outside the sheath 106 or 160 inside the flying apparatus 100. The guiding of the sheath 106 is carried out by a bellows fixed to the stop 160 in the inside of the flying apparatus 100 161, which, in response to movements of the casing 106 due to external influences, in particular during flight operation, tracks the casing 106 along the spar 151b. A protective sleeve 162 is vulcanized onto the reinforced region 106a of the casing 106 of the aircraft 100 and also in the area of the stabilizer 151 also vulcanized on its outer surface or fastened in some other suitable manner. As a result, the protective sleeve 162 covers the outer region, which can be caused by the maximum gap 163 between the two stops 159, 160, which can result from displacement of the casing 106, so that this sensitive region out is not exposed to the effects of the weather. As a result, the protective sleeve 162 fulfills an important sealing function
Ganz entsprechend wie der Holm 151 b sind die Holme 152b bis 155b der anderen Stabilisatoren durch die Hülle 106 durchgeführt Es sind je Stabilisator jeweils zwei Holme in der beschriebenen Weise über einen zentralen Punkt 158 gegenseitig verspannt Hierdurch wird eine zusatzliche Torsions- steifigkeit jedes einzelnen Holms gegenüber äußeren angreifenden Kräften erreichtIn exactly the same way as the spar 151b, the spars 152b to 155b of the other stabilizers are carried out through the casing 106. Two spars are each mutually braced in the manner described above via a central point 158. This contrasts each torsion bar with an additional torsional rigidity external attacking forces reached
Fig 5 zeigt einen Stabilisator, beispielsweise den Stabilisator 151 Hierin sind weitere Einzelheiten der Anordnung relativ zu Hülle 106 bzw Traggaskorper erkennbar Mit 1 10 ist in Fig 2 der Auftriebspunkt des Flugapparats 100 bezeichnet, mit 1 1 1 der Massenschwerpunkt, der unterhalb des Auftriebspunktes 1 1 0 liegt Es ist zu beobachten, daß der Massenschwerpunkt 1 1 1 in der Nahe der Ladebucht 102 liegt, und somit durch Zuladung von Ballast oder eines zu transportierenden Gutes nur geringfügig in seiner Lage verändert wird Es ist ferner zu erkennen, daß ein vorderes Ballonett 159 und hinteres Ballone« 160 in den Endbereichen des Traggaskorpers 158 angeordnet sind, so daß bei ungleichmäßiger Befullung Trimmeffekte durch Verlagerung des Auftriebspunktes 1 10 möglich ist Die Anordnung der Ballonetts 159 160 im Bug- und Heckbereich des Traggaskorpers ist auf die Erfordernisse der Langstπmmung und der Biegefestigkeit des Traggaskorpers abgestimmt Gleichzeitig ist in gunstiger Weise sichergestellt, daß der zentrale Hullenbereich, der die Last tragt auch derjenige Bereich ist, an den die Auftriebskräfte angreifen Die Ladebucht 102 ist ca 32 m lang und ca 13 m breit (Innenmaße) und erlaubt somit die Aufnahme sperriger Guter mit hohen PunktlastenFIG. 5 shows a stabilizer, for example the stabilizer 151. Further details of the arrangement relative to the casing 106 or the supporting gas body can be seen here 1 10 in FIG. 2 denotes the buoyancy point of the flight apparatus 100, 1 1 1 the center of mass which is below the buoyancy point 1 1 0. It can be observed that the center of mass 1 1 1 is in the vicinity of the loading bay 102, and thus only slightly changed in position by loading ballast or a good to be transported. It can also be seen that a front ballonet 159 and rear balloons "160 are arranged in the end regions of the carrier gas body 158, so that when filling is uneven, trimming effects by shifting the Buoyancy point 1 10 is possible. The arrangement of the ballonets 159 160 in the bow and stern area of the supporting gas body is matched to the requirements of the elongation and the flexural strength of the supporting gas body. At the same time, it is advantageously ensured that the central envelope area that bears the load is also the area The buoyancy 102 is approx. 32 m long and approx. 13 m wide (internal dimensions) and thus allows bulky goods with high point loads to be accommodated
Mit 102a ist eine sich frontal an die Ladebucht 102 anschließende Gondel bezeichnet, in der das Bedienpersonal eine gute Sicht in Flugrichtung hat und die ferner einen (nicht dargestellter) Durchlaß zur Ladebucht 102 aufweist Seitlich an die Ladebucht 102 sind Schubvektoren 103 angeordnet, die insbesondere wahrend Start und Landung und zum Manövrieren des Flugapparats 100 einsetzbar sind Ferner sind auch die Luftschrauben 101 mit der Ladebucht 102 verbunden102a is a front gondola that connects to the loading bay 102, in which the operating personnel has a good view in the direction of flight and which also has a passage (not shown) to the loading bay 102. Shear vectors 103 are arranged on the side of the loading bay 102, in particular while Takeoff and landing and for maneuvering the flight apparatus 100 can also be used. The propellers 101 are also connected to the loading bay 102
Bezugnehmend auf Fig 6 kann anhand einer Querschnittsansicht des Flugapparates 100 der grundsätzliche Aufbau der Ladebucht 102 sowie die Verformung der Hülle 130 bei Belastung erkannt werden Der mit 140 bezeichnete Ladeschacht kann an seiner Unterseite mit einer (nicht dargestellten) Jalousie, die vorzugsweise an einem (nicht dargestellten) Jalousierolienkasten einfahrbar angeordnet ist, nach Aufnahme einer (nicht dargestellten) Last verschlossen werden Dadurch ergibt sich ein guter Schutz gegen Witterungsem- flusse und darüber hinaus wird die Aerodynamik des Flugapparats 100 gunstig beeinflußt Es ist zu erkennen, daß der überwiegende Teil der Ladebucht 102 in den Innenraum des Traggaskorpers 158 hineinragt wobei die Hohe der Ladebucht 102 ca 12 m ausmacht, von denen ca 2 30 m über den tiefsten Punkt des Traggaskorpers 158 vorstehen Die Lange des Ladeschachts 140 betragt 32 m, und die Breite (Innenmaß) betragt 13 m Mit seinem rechteckigen Grundriß, bei dem die Lange die Breite um mehr als das Doppelte übertrifft, ist der Ladeschacht 140 besonders geeignet, zwei Lasten gleicher Art und im wesentlichen quadratischen oder derart rechteckigen Grundrisses aufzunehmen, daß die lange Seite des Rechtecks im wesentlichen mit der Langsachse des Flugapparats 100 ausgefluchtet istWith reference to FIG. 6, the basic structure of the loading bay 102 and the deformation of the casing 130 under load can be recognized on the basis of a cross-sectional view of the flight apparatus 100. The loading bay designated 140 can be provided on its underside with a blind (not shown), which is preferably attached to a (not ) Venetian blind box is arranged retractable, can be closed after taking up a load (not shown). This provides good protection against weather conditions and, moreover, the aerodynamics of the flight apparatus 100 are favorably influenced. It can be seen that the majority of the loading bay 102 protrudes into the interior of the carrying gas body 158, the height of the loading bay 102 being about 12 m, of which about 2 30 m protruding beyond the lowest point of the carrying gas body 158. The length of the loading shaft 140 is 32 m, and the width (internal dimension) is 13 m With its rectangular plan, in which the length exceeds the width by more than twice, the loading shaft 140 is particularly suitable for accommodating two loads of the same type and essentially square or rectangular plan in such a way that the long side of the rectangle essentially coincides with the longitudinal axis of the flight apparatus 100 is aligned
Die Ladebucht 102 wird durch eine Fachwerk-Zelle 141 (Fig 10) definiert, die den Ladeschacht 140 begrenzt Die Zelle 141 ist in der Art einer flächigen Fachwerkstruktur ausgebildet, deren innere Bereich die lichten Maße der Lastabmessungen umschließen Das Fachwerk besteht aus Zug- und Druckelementen, wobei die Zugelemente vorzugsweise zur Minimierung der Maße als Spannseile ausgebildet sein können Für die Druckelemente sind vorzugsweise Rohre vorgesehen Die Zelle 141 wird beidseitig durch seitliche Stutztrager 142 begrenzt und nach oben von einem Querträger 143 abgeschlossen An dem Querträger 143 ist ein im wesentlichen in axialer Erstrek- kung der Ladebucht 102 verlaufender Bruckenkran 144 angeordnet, der entlang einer mit dem Querträger 143 verbundenen Fuhrung in X-Richtung verlagerbar ist und der selbst wiederum eine Katzlaufbahn 145 aufweist, die ein Verfahren einer Last im wesentlichen in Y-Richtung mittels einer Katze 146 zulaßt. Die Katze 146 weist auch ein Hubwerk 147 auf, mit dem das Hinaufziehen und Herablassen einer Last und damit eine Verlagerung in Z-Richtung möglich ist, wobei hierfür eine elektrisch angetriebene Winde bereit gehalten ist Vorzugsweise wird das Ladegut an einer (nicht dargestellten) Traverse hangen, die eine einfache und schnelle Ankopplung an das Hubwerk 147 ermöglicht Es ist ferner vorteilhaft vorgesehen, daß Mittel zur Lastsicherung in der Art von Sicherheitsgurten bei übersteigen eines Schwellenwertes einer Grenzbeschleunigung die Last daran hindern, im Ladeschacht 141 zu pendeln und damit die Stutztrager 142 zu berühren und somit einer Beschädigung eines der beiden Teile vorbeugenThe loading bay 102 is defined by a truss cell 141 (FIG. 10) which delimits the loading shaft 140. The cell 141 is designed in the manner of a flat truss structure, the inner area of which surround the clear dimensions of the load dimensions. The truss consists of tension and compression elements , where the tension elements can preferably be designed as tension cables to minimize the dimensions. Tubes are preferably provided for the pressure elements. The cell 141 is delimited on both sides by side support brackets 142 and closed at the top by a cross member 143. The cross member 143 has an essentially axial extension - Kung the loading bay 102 extending bridge crane 144 is arranged, which can be moved along a guide connected to the cross member 143 in the X direction and which in turn has a trolley track 145, which allows a movement of a load essentially in the Y direction by means of a trolley 146 . The trolley 146 also has a lifting mechanism 147 with which a load can be pulled up and down and thus shifted in the Z direction, an electrically driven winch being held ready for this purpose. The cargo is preferably suspended from a crossbar (not shown) , which enables simple and quick coupling to the lifting mechanism 147. It is also advantageously provided that means for securing the load, such as seat belts, prevent the load from oscillating in the loading shaft 141, and thus the load, if the threshold acceleration exceeds a threshold value Touch support bracket 142 and thus prevent damage to one of the two parts
Wie bereits dargelegt besteht die Möglichkeit eine Mehrzahl von Nutzlasten in den Ladeschacht 140 aufzunehmen, wobei hierfür nicht erforderlich ist, daß für jede Nutzlast ein eigenes Hubwerk 147 mit eigener Winde vorgesehen ist Vielmehr wird hierzu zweckmäßig die Last nachdem sie eine Transportposition innerhalb des Ladeschachts 140 angenommen hat, gegen diesen derart verriegelt, daß große Pendelbewegungen ausgeschlossen sind, wobei sichergestellt ist, daß diese das Eigengewicht der Nutzlast auf das als Fachwerk-Zelle 141 ausgebildete Ladebuchtsystem übertragen wird und somit zunächst einmal das Gesamtgewicht des Flugapparates 100 im wesentlichen an der Ladebucht 102 lastetAs already explained, there is the possibility of accommodating a plurality of payloads in the loading shaft 140, it not being necessary for this to have a separate hoist 147 with its own winch for each payload. Rather, the load is expediently assumed after it has assumed a transport position within the loading shaft 140 has locked against it in such a way that large pendulum movements are excluded, whereby it is ensured that this transmits the dead weight of the payload to the charging bay system designed as a truss cell 141 and thus initially the total weight of the aircraft 100 is essentially loaded on the cargo bay 102
Es versteht sich, daß das Hubwerk 147 nicht nur bei einem gelandeten Flugapparat 100 einsetzbar ist, sondern vielmehr das Ablassen der Nutzlasten auch aus der sog. Standschwebe, also im gefesselten Flug, des Flugapparats 100 zulaßt, wodurch dem Flugapparat 100 eine Vielseitigkeit verliehen wird, die bei bisherigen Transporten von hohen Lasten nicht erzielt wurdeIt goes without saying that the lifting mechanism 147 can not only be used when the aircraft 100 has landed, but rather also allows the payloads to be released from the so-called stationary levitation, that is to say in tied flight, of the aircraft 100, thereby giving the aircraft 100 versatility, which has not been achieved with high loads so far
Wie in Fig. 6 zu sehen, ist eine Seilabspannung 132 vorgesehen, die aus gespannten Seilen 133 besteht, die über ein Verbindungselement 134 die Fachwerk-Zelle 141 der Ladebucht 102 mit dem oberen Ende der Hülle 130 des Flugapparates 100 verbinden. Diese Seilabspannung 132, bei der es sich auch um Ketten oder andere geeignete Verbmdungsmittel handeln kann, ist an - mit entsprechenden - Verstärkungen in der Hülle 130 vorgesehenen Haltepunkten mit der Hülle 130 verbunden, um in den oberen Bereich der Hülle die Gewichtskrafte von Zelle 141 und Nutzlast sowie darüber hinaus an die Fachwerk-Zelle 141 angeordneten, langsam drehenden Luftschrauben 101 und Schubtriebwerken 103 vorzusehen. Hieraus ergibt sich unter Last einer von der idealen Querschnittsform als Kreis abweichende Gestalt der Hülle 130, die in erster Näherung an eine Herz-Form 130' erinnert Die Einschnürungen, die hier mit Bezugszeichen 135 bezeichnet sind werden durch die Seilembmdung in der Hülle 130 erreicht Durch die Einleitung der Kräfte über das Verbindungselement 134, das im wesentlich keiner eigenen Befestigung innerhalb des Traggaskorpers 158 bedarf, ist ferner sichergestellt, daß auch bei einer Exzentrizität der Belastung die Krafteinleitung in die Hülle 130 im wesentlichen gleichmäßig erfolgt Ferner wird ein Kippen der Fachwerk-Zelle 141 relativ zu den Hauptachsen des Flugapparates 100 vorgebeugt so daß ein Ein- und Ausfahren der Last auch im Flugbetrieb, auch bei exzentrischer Aufhangung der Last in dem Ladeschacht 140, ermöglicht ist So ist es insbesondere möglich, wahrend der Aufnahme und des Absetzens der Nutzlast einen geographischen Versatz zwischen Flugapparat 100 und Absetzposition durch verlagern der Last entlang der Katzlaufbahn 145 bzw entlang des Bruckenkrans 144 auszugleichen Hierdurch können insbesondere solche Korrekturen vorgenommen werden, die aufgrund der sich ändernden Windverhaltnisse wahrend des Absetzens erforderlich werdenAs can be seen in FIG. 6, a rope bracing 132 is provided, which consists of tensioned ropes 133 which connect the framework cell 141 of the loading bay 102 to the upper end of the casing 130 of the aircraft 100 via a connecting element 134. This rope tensioning 132, which can also be chains or other suitable connecting means, is connected to the sheath 130 at - with appropriate - reinforcements provided in the sheath 130 in order to bring the weight of cells 141 and Payload and also to be arranged on the truss cell 141, slowly rotating propellers 101 and thrust engines 103. Under load, this results in a shape of the sheath 130 which deviates from the ideal cross-sectional shape as a circle and which, in a first approximation, is reminiscent of a heart shape 130 ' achieved by the introduction of the forces via the connecting element 134, which essentially does not require its own fastening within the supporting gas body 158, it is further ensured that the force is introduced into the casing 130 essentially uniformly even with an eccentricity of the load Tilting of the truss cell 141 relative to the main axes of the flying apparatus 100 is prevented so that the load can be extended and retracted even during flight operation, even when the load is eccentrically suspended in the loading shaft 140. It is thus possible in particular during the recording and When the payload has been set down, a geographical offset between the aircraft 100 and the set down position can be compensated for by shifting the load along the trolley track 145 or along the gantry crane 144. In this way, such corrections can be made which are necessary due to the changing wind conditions during the set down
Um ein Abknicken der äußeren Hülle 130 im Bereich der Fachwerk-Zelle 141 insbesondere an der Außenflache der seitlichen Stutztrager 142 zu verhindern, ist an der mit 170 bezeichneten Stoßstelle von äußerer und innerer Hülle 130 eine im inneren Traggaskorpers 158 angeordnete und vorzugsweise mit Helium unter Überdruck gefüllte, die Fachwerk-Zelle 141 auf einer Hohe umgebende Schlauchwulst 171 vorgesehen, wobei die Schlauchwulst 171 , wie in Fig 8 besser zu sehen, am Ort 172 derart eingeklemmt und von dem Hullenmatenal 130 umgeben ist, daß eine Fixierung in der Stoßstelle 170 gegeben ist An der Stoßstelle 170 laufen die mit Bezugszeichen 136 bezeichnete innere Hülle und die äußere Hülle 130 in einem Winkel von deutlich unter 90° aufeinander zu, wobei dieser Winkel unter der Gewichstbelastung der Fachwerk-Zelle dazu tendiert, sich gegen Null zu reduzieren, was hier jedoch unerwünscht istIn order to prevent the outer casing 130 from kinking in the area of the truss cell 141, in particular on the outer surface of the side support brackets 142, there is a joint in the inner carrying gas body 158, preferably with helium, at the abutment designated by 170 between the outer and inner casing 130 filled, the half-timbered cell 141 provided at a height surrounding the tubular bead 171, the tubular bead 171, as can be seen better in FIG. 8, clamped in place 172 and surrounded by the casing material 130 such that there is a fixation in the joint 170 At the joint 170, the inner shell and the outer shell 130, designated by reference numeral 136, converge at an angle of significantly less than 90 °, this angle tending to reduce to zero under the weight load of the truss cell, but here is undesirable
Anders als bei einem Starrluftschiff, bei dem das Gerippe des Starrluftschiffs den Offnungswmkel an der Stoßstelle 170 vorgibt, ist hier eine grundsätzlich mit rundem Querschnitt ausgebildete, flexible Schiauchwulst vorgesehen, deren Vorspannung in Richtung auf ihre runde Gestalt, die abwei- chend von dem runden Querschnitt beispielsweise auch ein Tπzikloiden- Querschnitt ausgebildet sein kann, derart, daß die äußere Hülle 130 in Richtung entgegengesetzt zu einem Verkleinern des Offnungswinkels an der Stoßstelle 170 vorgespannt wird Die Beruhrungsstelle 172, die von einem hierzu ausgebildeten Hullenspannholm definiert ist, ist zugleich vorzugsweise der Befestigungsort der Hülle 130 an der äußeren Flache der Fachwerk-Zelle 141 , so daß im wesentlichen die Formgebung des Traggaskorpers 158 des Flugapparates 100 an dieser Stelle mitbestimmt wird Zu diesem Zweck wird ein Hullenspannholm 178 gegen eine eine entsprechende Ausnehmung aufweisende, an der Fachwerkzelle befestigte Aufnahme 179 vorgespannt wobei der Hullenspannholm 178 und die Aufnahme 179 das Hullenmatenal der inneren Hülle 136 und der äußeren Hülle 130 sowie einen Fortsatz der Schlauchwulst 171 klemmend fixieren In dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist die Schlauchwulst 171 als geschlossene Schlauchwulst ausgebildet, so daß die Deformation nur in Abhängigkeit von dem Gewicht, das an der Fachwerk-Zelle 141 lastet, eintritt. Es ist alternativ aber möglich, die Schlauchwulst 171 sowohl zum Ausgleich von entschwundenem Fullgas als auch zum Steuern und Regeln der Vorspannung gegen die Hülle 130 mit (nicht dargestellten) Ventilmit- teln auszustatten derart, daß ein Nachfüllen und damit auch eine Druckanderung innerhalb der Schlauchwulst 171 gewahrleistet istIn contrast to a rigid airship, in which the skeleton of the rigid airship predetermines the opening angle at joint 170, a flexible hose bead, which is basically designed with a round cross section, is provided here, the prestressing in the direction of its round shape, the deviating Chend from the round cross-section, for example, a Tπzikloiden cross-section can be formed such that the outer shell 130 is biased in the opposite direction to a narrowing of the opening angle at the joint 170. The contact point 172, which is defined by a sleeve clamp designed for this purpose at the same time preferably the location of the cover 130 on the outer surface of the truss cell 141, so that essentially the shape of the carrier gas body 158 of the aircraft 100 is also determined at this point.For this purpose, a sleeve spar 178 is against a corresponding recess on which Truss cell fastened receptacle 179 pretensioned, the sleeve spar 178 and the receptacle 179 fixing the sleeve material of the inner sleeve 136 and the outer sleeve 130 and an extension of the tubular bead 171 in a clamped manner. In the present exemplary embodiment, the tubular bead 171 is a closed tube h bead formed so that the deformation occurs only in dependence on the weight that is loaded on the truss cell 141. Alternatively, however, it is possible to equip the tubular bead 171 with valve means (not shown) both to compensate for lost full gas and to control and regulate the pretension against the envelope 130 in such a way that refilling and thus also a change in pressure within the tubular bead 171 is guaranteed
Der Spannholm 178 lauft um die gesamte, zentral angeordnete starre Zelle 141 und ist identisch mit der Beruhrungslmie der Hülle 130. Zwischen dem Spannholm 178 und der umlaufenden Spannvorrichtung 178 liegt die zum Lastschacht hm abdichtende innere Gashulle 136, die Schlauchwulst 171 und die äußere Gashulle 130. Über spezielle Anschlußelemente druckt die Spannvorrichtung die aufgeführten Hullenteile in die Vertiefung des Spannholms und gewährleistet damit eine sichere Anbmdung Der Spannholm ist ein profilierter Trager, der in der Mitte eine oder für eine redundante Ausfuhrung zwei Vertiefungen besitzt. Ein wesentlicher Vorteil dieser Losung egt in der guten Zuganglichkeit bei der Montage Eine Montage von außen ist möglich Unter der Spannvorrichtung und den Anschlußelementen sind zum Schutz vor Beschädigungen der Hullenmateπa en Unterlagen vorgesehen (z B Leichtbau Gegenprofil) Um eine Redundanz der Hullenanbmdung zu ermöglichen können durch entsprechende Gestaltung des Spannholms weitere Spannvorrichtungen angebracht werden Mit dieser Losung ist eine kraft- und formschlussige Verbindung gewährleistetThe tensioning spar 178 runs around the entire, centrally arranged rigid cell 141 and is identical to the contact area of the sheath 130. Between the tensioning spar 178 and the circumferential tensioning device 178 there is the inner gas envelope 136 sealing the load shaft hm, the tubular bead 171 and the outer gas envelope 130 The clamping device uses special connecting elements to print the sleeve parts listed into the recess of the clamping spar and thus ensures a secure attachment. The clamping spar is a profiled support which has one recess in the middle or two for a redundant version. A major advantage of this solution lies in the good accessibility during installation. Installation from the outside is possible. Under the tensioning device and the connection elements, protection is provided Damage to the sleeve material provided (e.g. lightweight counter-profile) In order to enable redundancy of the sleeve attachment, additional tensioning devices can be attached by designing the tensioning spar accordingly. This solution ensures a non-positive and positive connection
Bezugnehmend auf Fig 9 erkennt man, daß die Schlauchwulst 171 im wesentlichen umlaufend ausgebildet ist, wobei die stärksten Belastungen in den Flanken, die an den seitlichen Stutztragern 142 auftreten, sind wahrend die Schlauchwulst im Bugbereich an einem mit 175 bezeichneten Bughorn abgestutzt ist und heckseitig von der Tragkonstruktion abgehenden fachwer- kartig ausgebildeten Tragern 176, an denen die Triebwerke 103 und das Heck angeordnet sind und insbesondere die Luftschrauben 101 angebracht sind abgestutzt ist Es versteht sich, daß im Bereich zwischen Schlauchwulst 171 und Hülle 130 Verstärkungen der Hülle 130 vorgesehen sein können, um ein Einreißen an dieser Stelle, an der eine starke Kraft übertragen wird, zu unterbindenWith reference to FIG. 9, it can be seen that the tubular bead 171 is essentially circumferential, the greatest loads in the flanks that occur on the side support brackets 142 are supported, while the tubular bead in the bow region is supported on a bent horn designated 175 and on the rear side from The support structure, which is designed in the manner of a truss, and on which the engines 103 and the rear are arranged and in particular the propellers 101 are attached. It goes without saying that reinforcements of the cover 130 can be provided in the region between the tubular bead 171 and the cover 130. to prevent tearing at this point where a strong force is transmitted
Um die ungunstige Spannungsverteilung, die durch den annähernd rechteckigen Ausschnitt der Hülle 130 bedingt durch die Einbindung der Ladebucht 102 in den Ellipsoiden entsteht, abzubauen und eine verbesserte Formstabilitat an der Anbmdungsstelle zu gewährleisten ist eine mit Helium gefüllte und unter Überdruck stehende umlaufend schlauchartige Wulst 171 vorgesehen Ursachen für die hohen Spannungen in den Eckbereichen der Hullenanbmdung liegen in den starken Unterschieden des Elastizitatsverhaltens (E-Moduli) des Hullenwerkstoffes in bezug auf die vorgesehenen Strukturelemente der starren Zelle und die örtlich stark begrenzte, punkt- oder linienformi- ge Krafteinleitung Der Hullenausschnitt unterbricht dabei den Kraftlinienfluß, wobei im Bereich der hnienformigen Hullenanbmdung die Struktur nach außen verformt wird Um diese Wirkungen zu neutralisieren, soll die Schlauchwulst 171 , die die gesamte Zelle 141 umschließt, die Kräfte flachig auf die starre Unterkonstruktion verteilen Die Schlauchwulst soll neben dem Spannungsab- bauch an den Hullenanbmdungsstellen zusätzlich als Stutzelement wirken und im Querschnitt zur Formstabilitat beitragenIn order to reduce the unfavorable stress distribution that results from the approximately rectangular cutout of the casing 130 due to the integration of the loading bay 102 in the ellipsoids, and to ensure improved dimensional stability at the attachment point, a circumferential tubular bead 171 filled with helium and under pressure is provided The reasons for the high tensions in the corner areas of the sleeve connection lie in the strong differences in the elasticity behavior (E-moduli) of the sleeve material in relation to the structural elements provided for the rigid cell and the locally limited, point or line-shaped application of force. The sleeve cutout interrupts the flow of lines of force, the structure being deformed outwards in the area of the hernial sleeve cover. In order to neutralize these effects, the tubular bead 171, which encloses the entire cell 141, should distribute the forces flatly onto the rigid substructure len in addition to the voltage belly at the sleeve attachment points also act as a support element and contribute to the dimensional stability in cross-section
Nähere Einzelheiten der Schlauchwulst 171 ergeben sich auch aus der Ansicht gemäß Fig 10, wobei hier besonders gut die zusätzliche klemmende Einfassung in Bug- und Heckpartie dargestellt sindFurther details of the tubular bead 171 also result from the view according to FIG. 10, the additional clamping border in the bow and stern being shown particularly well here
Durch die Kielgestalt, die vorliegend gewählt wurde, ist es vorteilhaft möglich, eine ganz erhebliche Gewichtslast über die starr ausgebildete Ladebucht 102 auf den Flugapparat 100 und insbesondere auf dessen Hülle 130 die die Auftriebskräfte aufnimmt, zu übertragen, wodurch die Bestandteile und insbesondere die tragenden Bestandteile der Ladebucht 102 lediglich elastischen Formanderungen ihrer Materialien unterworfen werden Zusatzlich ist es möglich, in ähnlicher Bauweise wie bei einem Starrluftschiff die Luftschraube 101 und ggf weitere Teile, wie in dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel z B die Gondel 102a sowie die Schubtriebwerke 103 starr mit der Ladebucht 102 zu verbinden, wodurch das erhebliche Problem bei Prallluftschiffen, namlich die Art der Anordnung der Antriebsmittel, eine gunstige Losung findetDue to the keel shape chosen here, it is advantageously possible to transmit a very considerable weight load via the rigidly designed loading bay 102 to the flight apparatus 100 and in particular to its casing 130, which absorbs the buoyancy forces, as a result of which the components and in particular the load-bearing components the loading bay 102 is only subjected to elastic changes in the shape of its materials. In addition, it is possible, in a construction similar to that of a rigid airship, to rigidly attach the propeller 101 and possibly other parts, such as, for example, the nacelle 102a and the thrust engines 103 to the loading bay 102 in the present exemplary embodiment connect, whereby the considerable problem with impact airships, namely the type of arrangement of the drive means, finds an inexpensive solution
In den Fig 9 und 10 ist zu erkennen, daß die Schlauchwulst 171 zwischen Bugstruktur und einer Stutzkonstruktion verlauft und im hinteren Bereich zwischen den Tπebwerkstragern 176 und dem Heck gefuhrt wird Damit ist sichergestellt, daß ein Teil der über die Hülle 130 weitergeleiteten Auftriebskräfte elastisch auf die einen Rumpfkiel definierte Zelle 141 übertragen wirdIn FIGS. 9 and 10 it can be seen that the tubular bead 171 runs between the bow structure and a support structure and is guided in the rear area between the engine supports 176 and the stern. This ensures that part of the buoyancy forces transmitted via the casing 130 are elastically applied to the a trunk keel defined cell 141 is transmitted
Es ist ferner möglich, wie in Fig 1 1 beispielsweise dargestellt, weitere Lasten an dem durch die Fachwerk-Zelle 141 definierten starren Kielge- rust angreifen zu lassen, wobei hier vorzugsweise mit Wasser gefüllte Ballasttanks oder Ausgleichstanks 177 vorgesehen sind, die beispielsweise dann gefüllt werden, wenn eine Last im Flug abgesetzt wurde und der Weiterflug ohne zuviel He umverlust erfolgen soll Hierzu ist vorteilhaft der Baiasttank 177 nahe den Aufhangungen der Seile 133 vorgesehen und vorzugsweise in dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel in den oberen Querträger 143 integriert, wodurch die Übertragung der Last eine geringe Beanspruchung außerhalb der Angriffspunkte der Last ermöglicht, so daß die entsprechenden Bauteile bezug- lieh ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Momente und Torsionen insbesondere im Bereich des unteren Endes des Kiels kleiner demissioniert werden können.It is also possible, as shown in FIG. 11, for example, to allow further loads to be applied to the rigid keel frame defined by the truss cell 141, wherein ballast tanks or compensating tanks 177 filled with water are preferably provided, which are then filled, for example If a load was put down in flight and the onward flight should take place without too much loss of weight, the baast tank 177 is advantageously provided near the suspensions of the ropes 133 and is preferably integrated in the upper cross member 143 in the present exemplary embodiment, as a result of which the transmission of the load is low Stress outside the points of application of the load, so that the corresponding components lent their resistance to moments and torsions, especially in the area of the lower end of the keel, to be smaller.
Insgesamt zeichnet sich der erfindungsgemäße Flugapparat insbesondere dadurch aus, daß die wesentlichen Funktionen wie Antrieb, Steuerung, Hullenanbmdung und Krafteinleitung um die die Ladebucht definierende Fachwerkzelle 141 anordnet und so keinen Kiel benötigt.Overall, the aircraft according to the invention is characterized in particular by the fact that the essential functions such as drive, control, hull application and force application are arranged around the framework cell 141 defining the loading bay and thus do not require a keel.
In Fig. 12 ist in Seitenansicht ein Flugapparat 100 gezeigt, der grundsätzlich entsprechend dem Flugapparat 100 aus Fig. 2 aufgebaut ist und bei dem daher dieselben Bezugszeichen dieselben Teile bezeichnen. Hier ist insbesondere zu erkennen, daß die Seile 133 an einer Mehrzahl von Einleitungsstellen in der Hülle 130 ansetzen und so für die verteilte Einleitung der Gewichtskraft in die Hülle 130 des Traggaskorpers 158 sorgen. Mit Pfeilen sind die jeweils angreifenden Kräfte dargestellt. Mit A sind die Vorschubkräfte der Haupttriebwerke bezeichnet, die hier als Luftschrauben 101 ausgebildet sind. Mit B sind die Vorschubkräfte der Manövriertriebwerke bezeichnet, die hier als Schubvektoren 103 ausgebildet sind. Aus der Orientierung des Pfeils B ergibt sich auch, in welche durch Endanschläge begrenzte Positionen die Schubvektoren 103 verschwenkbar sind. Mit C sind die im Flug auftretenden Luftwiderstandskräfte bezeichnet. Mit D sind die Fahrwerkskräfte bezeichnet. Mit E ist die Gewichtskraft der Nutzlast bezeichnet. Mit F ist die Auftriebskraft der Seilverspannung bezeichnet. Mit F ist schließlich die Auftriebskraft der die Schlauchwulst 171 umfassenden Hüllenanbindung bezeichnet.FIG. 12 shows a side view of an aircraft 100 which is basically constructed in accordance with the aircraft 100 from FIG. 2 and in which the same reference numerals therefore designate the same parts. It can be seen here in particular that the ropes 133 start at a plurality of introduction points in the casing 130 and thus ensure the distributed introduction of the weight into the casing 130 of the carrier gas body 158. The attacking forces are shown with arrows. With A the feed forces of the main engines are designated, which are designed here as propellers 101. B designates the feed forces of the maneuvering engines, which are designed here as thrust vectors 103. The orientation of the arrow B also shows in which positions the thrust vectors 103 can be pivoted by positions limited by end stops. C denotes the aerodynamic drag forces that occur during flight. D denotes the chassis forces. E is the weight of the payload. F is the lifting force of the rope tension. Finally, F denotes the buoyancy of the casing connection comprising the tubular bead 171.
Die Form des Auftriebskörpers wird durch eine Heliumfüllung gewährleistet, die mit einem, der Größe des Auftriebskörpers entsprechenden Innendruck beaufschlagt ist. Der statische Auftrieb, die Widerstands-, Gewichts- und Trägheitskräfte der starren Tragkonstruktion und des Leitwerkes sowie der größte Teil der aerodynamischen Belastungen von Auftriebskörper und Leitwerk während des Fluges wird durch die Hülle 130 aufgenommen, in Tangentialspannungen umgewandelt und zu einem großen Teil über die entsprechenden Anschlußstellen in der zentral angeordneten starren Fachwerk- Zelle 141 , die sich zum überwiegenden Teil innerhalb des flexiblen Traggas- korpers 1 58 befindet eingeleitet Über die Luftschifflangsachse sind keine formstabihsierenden starren Strukturen, auch nicht als durchgehender Kiel vorgesehenThe shape of the buoyancy body is ensured by a helium filling which is subjected to an internal pressure corresponding to the size of the buoyancy body. The static buoyancy, the resistance, weight and inertia forces of the rigid supporting structure and the tail unit, as well as most of the aerodynamic loads on the buoyancy unit and the tail unit during flight, are absorbed by the casing 130, converted into tangential stresses and to a large extent via the corresponding ones Junction points in the centrally arranged rigid truss cell 141, which are predominantly located within the flexible Korpers 1 58 is introduced No rigid structures that stabilize the shape of the airship longitudinal axis, not even as a continuous keel
Durch die vorgesehene geringe Streckung des Traggaskorpers 158 wird die Anbmdung der Massekrafte an die Stellen des größten Auftriebes ermöglicht Der Verzicht auf Geruststruktur ergibt Masseneinsparungen, die für die Erhöhung der Nutzlast eingesetzt werden können Die Kraftübertragung der Hülle erfolgt dabei über die vorzugsweise als Kettkurvenaufhangung ausgeführte Seilabspannung 132 , den Hullenspannholm 178 und die Schlauchwulst 171The intended slight extension of the supporting gas body 158 enables the mass forces to be attached to the places of greatest buoyancy. The absence of a scaffold structure results in mass savings which can be used to increase the payload. The force transmission of the casing takes place via the rope tensioning 132, which is preferably designed as a warp curve suspension , the Hullenspannholm 178 and the tubular bead 171
In Hohe der Scheitellmie des Auftnebskorpers wird über eine in die Hülle eingebundene innere Kettkurvenaufhangung (sogenannte Cartenary Curtams) ein Großteil der Last (zentrale starre Zelle 141 mit Nutzlast) aufgenommen Dabei soll die Aufhangung im Querschnitt paarweise und gekreuzt erfolgen Die Kreuzungspunkte der jeweils zueinander gehörenden Abspann- seile sind fest miteinander fixiert Durch diese Hullenembindung ist eine gunstige Imienformige bis flächige Krafteinleitung möglich Der paarweisen Einsatz der Seilverspannung ermöglicht eine gleichmäßigere Lastverteilung Durch die Kreuzung der Abspannung und die Verhinderung der Verschiebung der kreuzenden Seile 133 mittels geeigneter Verbindungselemente 134 kann die Schwingneigung des Flugapparats 100 in Querrichtung beträchtlich reduziert werden Die Flugstabilitat nimmt zuAt the height of the apex of the Auftnebskorpers a majority of the load (central rigid cell 141 with payload) is absorbed via an inner warp curve suspension (so-called Cartenary Curtams) embedded in the shell. The cross-section of the suspension should take place in pairs and crossed The crossing points of the respective credits - Ropes are firmly fixed to one another.Thanks to this sleeve connection, an inexpensive imien-shaped to flat force transmission is possible.The paired use of the rope tensioning enables a more even load distribution.By crossing the bracing and preventing the crossing of the crossing ropes 133 by means of suitable connecting elements 134, the vibration tendency of the flying apparatus 100 can be reduced are considerably reduced in the transverse direction. Flight stability increases
Die lastbedingte Hullenemschnurung an den Seile bindungsstel- len 135 fuhrt in Längsrichtung zu einer Profiherung der Traggashulle, die zusätzlich aerodynamisch stabilisierend wirkt (Hullenkontur 136 in Fig 6) Die Seilabspannung 132 kann durch geeignete Elemente in ihrer Lange eingestellt werden, so daß alle beteiligten Tragelemente entsprechend ihrer vorgesehenen Tragfähigkeit belastet werden können Die zum Teil technologisch bedingten Nahte in radialer und axialer Richtung bewirken in einer Art Gitterstruktur eine zusätzliche Verbesserung der Kraftübertragung Fig 12 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des erfmdungsgemaßen Flugapparates durch Betätigung der Ruder 151 a bis 155a, wobei das Verfahren zum Steuern des Flugapparates nachstehend naher erläutert wird Die Steuerbefehle können von einem manuell betatigbaren Steuerrad oder Joystick durch den Flugapparatefuhrer vorgegeben werden Es versteht sich, daß die Steuerung mit einem Prozessor ausgerüstet ist, der ein Übersteuern des Flugapparates verhindert, d h der das Aufgeben von unzulässigen Flugbewegungen verhindert oder wahlweise eine entsprechende Anzeige generiert Es ist möglich, mittels eines Servosystems die auf den Rudern lastenden Kräfte auf das Bediengerat, beispielsweise den Joystick oder das Lenkrad, zu übertragen, damit dem Steuermann ein realistisches Bild der Verhaltnisse übermittelt wird Die Steuerung 120 erhalt als Eingangsgroße Ruckmeldungen über den Füllstand der Ballastwassertanks und der Ballonetfullung und über die Schiffsgerateausrustung (Lage, Kurs, Hohe, und Zustand des Traggases) Als weitere Eingangsgroße werden die Beschleunigungen in Vertikal-, Honzontal- und Querrbeschleunigungen des Flugapparates registriert Als weitere Ein- gangsroße werden Winkelbeschleunigungen um die jeweilige Längs- Quer- und Hochachsen registriert Ferner werden noch Windrichtung und Windgeschwindigkeit, Außentemperatur und Temperaturfeld des Traggases sowie die mechanischen Seilzugkrafte bei der Festlegung delektiert Alle genannten Eingangsgroßen werden von der Steuerung 120 zu Stellgroßen umgewandelt, die Ventile einer , Pumpe zur Forderung des Ballastwassers, die Ballonettbe- luftung und die Stellung von Schubvektoren steuern Die Steuerung 120 hat auch als weitere Stellgroße direkten Zugriff zu dem Leitwerk 150 und den dort angeienkten Ruderflachen 151 a, 152 a, 153a, 154a und 155a Für den Fall des Fehlens und zur Unterstützung einer zu geringen aerodynamischen Dampfung durch fehlende oder zu geringe Umstromung der Steuerflachen wirkt die Steuerung 120 auch als Damfpungselement, das in Form einer passiver Dampfung (aerodynamische Dampfung, Dampfung durch Fesselwinden) und einer aktiver Dampfung (Antiheelmg durch Ballastumverteilung, differenzierte Ballonettbeluftung und differenzierten Einsatz der verfugbaren Schubvektoren, Erzeugung von dampfenden Ruderkraften durch aktive Dampfer im Steuerkreis der Fluglageregelung) dafür sorgt, daß auftretenden Schwingungen auf ein für den Betrieb des Luftschiffes im extremen Langsamflug bis in den Bereich der Standschwebe akzeptables Niveau reduziert werden Bei Fluggeraten mit geringer Streckung hegt der Schwerpunkt im Bereich der aktiven Dampfung, da ein solches Fluggerat nur über eine geringe Eigendampfung verfugt Eine besondere Bedeutung kommt dem Steuern und Ausbalancieren dann zu wenn eine Last aufgenommen bzw abgesetzt wird Insbesondere dann, wenn der Flugapparat 100 voll beladen ist, also eine Zuladung in der Größenordnung von ca 44 t Nutzlast zuzüglich einiger Tonnen Ballastwasser in der Luft halt, denn je nach Exzentrizität der Lasten wirken die Lasten auch um kurze Hebelarme mit hohen MomentenThe load-related Hullenemschnurung on the rope binding points 135 leads in the longitudinal direction to a professional manufacture of the carrier gas envelope, which also has an aerodynamically stabilizing effect (envelope contour 136 in FIG. 6). The length of the rope tensioning 132 can be adjusted by suitable elements, so that all of the supporting elements involved are corresponding their intended load-bearing capacity can be loaded. The seams, which are partly due to technology, in the radial and axial direction result in an additional improvement of the power transmission in a kind of grid structure 12 shows a circuit arrangement for controlling the aircraft according to the invention by actuating the rudder 151a to 155a, the method for controlling the aircraft being explained in more detail below. The control commands can be specified by a manually actuable steering wheel or joystick by the aircraft operator. It is understood that the control is equipped with a processor that prevents the aircraft from oversteering, i.e. that prevents unauthorized flight movements from being given up or optionally generates a corresponding display.It is possible to use a servo system to apply the forces on the rudder to the control unit, e.g. the joystick or the steering wheel, so that the helmsman is given a realistic picture of the situation. The controller 120 receives, as input-sized feedback messages about the fill level of the ballast water tanks and the balloon filling and about the ship's equipment (location, Course, height, and condition of the carrier gas) The accelerations in vertical, horizontal and transverse accelerations of the aircraft are registered as a further input variable. Angular accelerations around the respective longitudinal, transverse and vertical axes are registered as a further input variable. Outside temperature and temperature field of the lifting gas as well as the mechanical cable tensile forces detected during the determination All the input variables mentioned are converted by the control unit 120 to manipulated variables, the valves of a pump for supplying the ballast water, the ballonet ventilation and the position of thrust vectors are also controlled by the control unit 120 As a further manipulated variable, direct access to the tail unit 150 and the rudder surfaces 151a, 152a, 153a, 154a and 155a anchored there acts in the event of a lack and to support insufficient aerodynamic damping due to insufficient or insufficient flow around the control surfaces the control unit 120 also as a damping element, which takes the form of passive damping (aerodynamic damping, dampening by tethered winches) and active damping (anti-wheelmg through ballast distribution, differentiated balloon ventilation and differentiated use of the available thrust vectors, Generation of steaming rudder forces by active steamers in the control circuit of the flight attitude control) ensures that vibrations that occur are reduced to an acceptable level for the operation of the airship in extremely slow flight down to the range of the stationary suspension. For aircraft with low extension, the focus is on the area of the active ones Damping, since such an aircraft has only a small amount of self-damping. Control and balancing are of particular importance when a load is picked up or set down, especially when the aircraft 100 is fully loaded, i.e. a load of the order of approximately 44 t Payload plus a few tons of ballast water in the air, because depending on the eccentricity of the loads, the loads also act on short lever arms with high moments
Die Erfindung ist vorstehend anhand eines bevorzugten Ausfuhrungs- beispiels erläutert worden Es versteht sich jedoch, daß alle dem Fachmann gelaufigen Bestandteile eines Flugapparates, also Luftschrauben, Schubvektorantrieb, usw , ebenfalls von der Steuerung zur Betätigung des Flugapparates mitbedient werden können Hierfür kann seitens des Bedienpersonal einzelnen Vorschubaggregaten manuell die Ermächtigung zum Zuschalten gegeben werden The invention has been explained above on the basis of a preferred exemplary embodiment. However, it goes without saying that all components of a flying apparatus familiar to the person skilled in the art, that is to say propellers, thrust vector drive, etc., can also be operated by the control for actuating the flying apparatus. Individuals can do this for the operating personnel Feed units are given the authorization to switch on manually

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Leichter-als-Luft-Flugapparat mit einem Traggaskorper mit wenigstens zwei in dem Traggaskorper (158) integrierten Ballonetts (159, 160) und wenigstens eine wenigstens teilweise in das Innere des Traggaskorpers (158) hinein ragende und nach unten verschließbare Ladebucht (102) für die Aufnahme einer zu transportierenden Nutzlast, und einem Leitwerk (150), umfassend mehrere Stabilisatoren (151 ) und daran angelenkte Ruderblätter (151 a), wobei ein Seitenruder an einem vertikal nach oben stehenden Stabilisator des Leitwerks (150) achterlich angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebucht (102) als starre Zelle (141 ) ausgebildet ist, die das Gewicht der Nutzlast aufnimmt, daß der Traggaskorper (158) ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser zwischen 2,0 und 3,0 aufweist und als Pralluftschiff ausgebildet ist, wobei die an der Zelle (141 ) angreifende Gewichtskräfte durch den Traggaskorper (158) aufgehoben werden, und daß weitere vier seitliche Stabilistoren (152 - 155) je ein achterlich angelenktes Ruderblatt (152a - 155a) aufweisen und die seitlichen Stabilisatoren (152 -155) betragsmäßig um denselben Spreizwinkel zur Horizontalen geneigt sind.1. Lighter-than-air aircraft with a carrier gas body with at least two ballonets (159, 160) integrated in the carrier gas body (158) and at least one loading bay (102) that projects at least partially into the interior of the carrier gas body (158) and can be closed down ) for receiving a payload to be transported, and a tail unit (150) comprising a plurality of stabilizers (151) and rudder blades (151 a) articulated thereon, a rudder being articulated aft to a stabilizer of the tail unit (150) standing vertically upward, characterized in that the loading bay (102) is designed as a rigid cell (141) which bears the weight of the payload, in that the supporting gas body (158) has a length to diameter ratio between 2.0 and 3.0 and is designed as an impact airship whereby the weight forces acting on the cell (141) are canceled out by the supporting gas body (158), and that a further four lateral stabilizers (152-155) each have a rudder blade (152a - 155a) articulated in the aft and the lateral stabilizers (152 - 155) are inclined by the same spread angle to the horizontal.
2. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zuladbare Nutzlast bis zu 44 Tonnen beträgt.2. Lighter-than-air aircraft according to claim 1, characterized in that the payload is up to 44 tons.
3. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Traggaskorper ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 2,7 aufweist.3. Lighter-than-air aircraft according to claim 1 or 2, characterized in that the supporting gas body has a ratio of length to diameter of 2.7.
4. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladebucht (102) ein Hubwerk umfaßt, das eine Verlagerung der Nutzlast außerhalb der Zelle (141 ) durch eine von unten zugängliche Öffnung aufweist.4. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 3, characterized in that the loading bay (102) comprises a hoist, the one Displacement of the payload outside the cell (141) through an opening accessible from below.
5. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, und daß der Abschluß in der Ebene verlagerbar zum Öffnen und Schließen angeordnet ist und der Abschluß eine aus gelenkigen Abdeckelementen gebildete und einziehbare Abdeckung umfaßt.5. Lighter-than-air aircraft according to claim 4, characterized in that the opening is arranged in a horizontal plane, and that the closure is arranged in the plane displaceable for opening and closing and the closure is a retractable formed from articulated cover elements Cover includes.
6. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenschwerpunkt (1 1 1 ) des Flugapparats (100) in der Nähe der Ladebucht (102) und der Auftriebspunkt (1 10) des Flugapparats oberhalb des Massenschwerpunktes (1 1 1 ) liegt.6. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the center of gravity (1 1 1) of the aircraft (100) in the vicinity of the loading bay (102) and the lift point (1 10) of the aircraft lies above the center of mass (1 1 1).
7. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Ballone« im vorderen und im hinteren Bereich des Traggaskorpers (158) und im Abstand von der Ladebucht (102) angeordnet ist.7. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 6, characterized in that a balloons «in the front and in the rear region of the carrier gas body (158) and at a distance from the loading bay (102) is arranged.
8. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Vortrieb des Flugapparats (102) Luftschrauben (101 ) vorgesehen sind und die Zelle mit Trägern (176) verbunden ist, an denen die Luftschrauben (101 ) lasten.8. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 7, characterized in that for propelling the aircraft (102) propellers (101) are provided and the cell is connected to carriers (176) on which the propellers (101) burden.
9. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung des Flugapparats (100) im Mittenbereich Schubtriebwerke vorgesehen sind, deren Schubvektor durch Drosseln des Schubes und Verschwenken ihrer Schubdüse veränderbar ist. 9. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 9, characterized in that thrust engines are provided for the control of the aircraft (100) in the central region, the thrust vector is variable by throttling the thrust and pivoting its thrust nozzle.
10 Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Traggaskorper (158) wenigstens bereichsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist10 lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 9, characterized in that the carrier gas body (158) is at least partially rotationally symmetrical
1 1 Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für die Krafteinleitung der Ladebucht (102) in die Hülle (130) des Traggaskorpers (158) vorgesehen sind1 1 Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 9, characterized in that means for the introduction of force of the loading bay (102) into the envelope (130) of the carrier gas body (158) are provided
12 Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Krafteinleitung eine Seilabspannung (132) umfassen, die die Zelle mit der Hülle (130) des Traggaskorpers (158) verbindet und die Seilabspannung (132) an wenigstens zwei Stellen eines Querträgers (143) der Zelle (141 ) und an wenigstens zwei Seileinbmdungen (135) in der Hülle (130) angreift.12 Lighter-than-air flying apparatus according to claim 1 1, characterized in that the means for the introduction of force comprise a cable bracing (132) which connects the cell with the sheath (130) of the carrier gas body (158) and the cable bracing (132) acts on at least two points of a cross member (143) of the cell (141) and on at least two cable inserts (135) in the sheath (130).
13. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Krafteinleitung eine die Zelle (141 ) wenigstens teilweise umgebende, unter Druck gehaltene Schlauchwulst (171 ) umfassen, die die Hülle (130) des Traggaskorpers (158) daran hindert, in Anlage gegen die Zelle (141 ) zu gelangen13. Lighter-than-air aircraft according to claim 1 1 or 12, characterized in that the means for the introduction of force comprise a cell bead (171) at least partially surrounding, held under pressure, the tubular bead (171), which cover (130) of the carrier gas body (158) prevents it from coming into contact with the cell (141)
14. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Wassertank (177) in die Zelle integriert ist.14. Lighter-than-air flying apparatus according to one of claims 1 to 13, characterized in that at least one water tank (177) is integrated in the cell.
15 Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (141 ) als Fachwerkkonstruktion ausgebildet ist und mehrere über horizontale Querträger (143) verbundene seitliche Stutztrager (142) umfaßt), wobei benachbarte Stutztrager (142) zur Bildung der Zellenstruktur in der Art eines Fachwerks miteinander verbunden sind. 15 Lighter-than-air flying apparatus according to one of claims 1 to 14, characterized in that the cell (141) is designed as a truss structure and comprises a plurality of lateral support beams (142) connected via horizontal cross beams (143), whereby adjacent support beams ( 142) are connected to one another to form the cell structure in the manner of a framework.
16. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (141 ) bodenseitig in den Ecken der Zelle ein Fahrwerk umfaßt, auf dem der Leichter-als-Luft-Flugapparat landen kann.16. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 19, characterized in that the cell (141) comprises a landing gear on the bottom in the corners of the cell, on which the lighter-than-air aircraft can land.
17. Leicher-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den oberen seitlichen Stabilisatoren (152, 153) und dem vertikalen Stabilisator (151 ) etwa doppelt so groß ist wie der Spreizwinkel zur Horizontalen.17. Lighter-than-air flying apparatus according to one of claims 1 to 16, characterized in that the angle between the upper lateral stabilizers (152, 153) and the vertical stabilizer (151) is approximately twice as large as the spreading angle to the horizontal .
18. Leicher-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizwinkel 30° beträgt.18. Lighter-than-air aircraft according to claim 17, characterized in that the spread angle is 30 °.
19. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren (151 - 155) gleiche Länge aufweisen.19. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 18, characterized in that the stabilizers (151 - 155) have the same length.
20. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatoren (151 - 155) jeweils einen Holm (151 b - 155b) aufweisen, der mit den Holmen der anderen Stabilisatoren im Innern der Hülle (106) des Traggaskorpers verbunden ist und die Hülle (106) im Bereich der Durchführung der Holme eine Hüllenverstärkung (106a) aufweist.20. Lighter-than-air flying apparatus according to one of claims 1 to 19, characterized in that the stabilizers (151 - 155) each have a spar (151 b - 155b), which with the spars of the other stabilizers inside the shell (106) of the carrier gas body and the casing (106) has a casing reinforcement (106a) in the area of the passage of the spars.
21. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Hülle (106) im Bereich der Durchführung der Holme (151 b - 155b) durch mindestens einen auf der Innenseite der Hülle (106) angreifenden Faltenbalg (161 ) gegen Beanspruchungen abgefedert ist. 21. Lighter-than-air aircraft according to claim 20, characterized in that the interior of the casing (106) in the area of the passage of the spars (151b - 155b) by at least one bellows engaging on the inside of the casing (106) ( 161) is cushioned against stress.
22. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 20 und 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (106) im Bereich der Durchführung auf der Außenseite eine Schutzmanschette (162) aufweist, die einen sich bildenden Spalt (163) zwischen Stabilisator (151 - 155) und Hülle (106) verkleidet.22. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 20 and 21, characterized in that the casing (106) in the area of the passage on the outside has a protective sleeve (162) which forms a gap (163) between the stabilizer (151-155) and casing (106) are clad.
23. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die an den seitlichen Stabilisatoren (152 -23. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 22, characterized in that the on the side stabilizers (152 -
155) angeordneten Ruderblätter (152a - 155a) Höhenruder sind, die wenigstens paarweise in ihren Bewegungen synchronisiert sind.155) arranged rudder blades (152a - 155a) are elevators which are synchronized in their movements at least in pairs.
24. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (120) die Betätigung der achterlich an den Stabilisatoren (151 - 155) angeordneten Ruderblätter (151 a - 155a) ausgehend von Lenkbefehlen einer Steuereinheit (120) entsprechend abgibt.24. Lighter-than-air aircraft according to one of claims 1 to 23, characterized in that a control (120) the actuation of the aft on the stabilizers (151 - 155) arranged rudder blades (151 a - 155a) based on steering commands one Control unit (120) releases accordingly.
25. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Paar einerseits des Traggaskorpers angeordneter Ruderblätter (151 a - 155a) gegensinnig oder gleichsinnig ansteuert, um eine Kursänderung des Flugapparats (100) auszulösen.25. Lighter-than-air aircraft according to claim 24, characterized in that the controller controls a pair of rudder blades (151 a - 155 a) arranged on the one hand on the carrier gas body in opposite or in the same direction in order to trigger a change in course of the aircraft (100).
26. Leichter-als-Luft-Flugapparat nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (120) wenigstens ein Paar beiderseits des Traggaskorpers angeordneter Ruderblätter (152a - 155a) gleichsinnig ansteuert, um eine Höhenänderung des Flugapparats (100) auszulösen.26. Lighter-than-air aircraft according to claim 24 or 25, characterized in that the controller (120) controls at least one pair of rudder blades (152a - 155a) arranged on either side of the carrier gas body in order to trigger a change in height of the aircraft (100).
27. Verfahren zum Steuern eines Leichter-als-Luft-Flugapparats nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß Kursänderungen wahlweise durch Betätigen des Seitenruders und/oder durch gegensinniges oder gleichsinniges Betätigen eines Paars von an den seitlichen Sta- bilisatoren (152 - 155) angelenkten Ruderblättern (152a - 155a) einerseits des Traggaskorpers ausgelöst wird.27. A method for controlling a lighter-than-air flying apparatus according to one of claims 1 to 26, characterized in that course changes either by operating the rudder and / or by operating a pair of opposite or opposite directions on the side stakes. bilisators (152 - 155) articulated rudder blades (152a - 155a) on the one hand the throttle body is triggered.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß Höhenänderungen durch gleichsinniges Betätigen wenigstens eines Paars von an den seitlichen Stabilisatoren (152 - 155) angelenkten Ruderblättern (151 a - 155a) beiderseits des Traggaskorpers und einerseits der Horizontalen ausgelöst wird.28. The method according to claim 27, characterized in that changes in height are triggered by actuating at least one pair of rudder blades (151 a - 155 a) articulated on the lateral stabilizers (152 - 155) on both sides of the carrier gas body and on the one hand the horizontal.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß Kursänderungen durch gegensinniges Betätigen wenigstens eines Paars dem an den seitlichen Stabilisatoren (152 - 155) angelenkten Ruderblättern (151 a - 155a) beiderseits des Traggaskorpers und einerseits der Horizontalen ausgelöst wird.29. The method according to claim 27 or 28, characterized in that course changes are triggered by operating in opposite directions at least one pair of the rudder blades (151 a - 155 a) articulated on the lateral stabilizers (152 - 155) on both sides of the carrier gas body and on the one hand the horizontal.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von an den seitlichen Stabilisatoren (152 -155) angelenkten Ruderblättern (152a - 155a) beiderseits des Traggaskorpers und einerseits der Horizontalen für die Kursänderung betätigt wird, und das andere Paar von an den seitlichen Stabilisatoren (152 -155) angelenkten Ruderblättern (152a - 155a) andererseits der Horizontalen für die Höhenänderung betätigt wird. 30. The method according to any one of claims 27 to 29, characterized in that a pair of rudder blades (152a-155a) articulated on the lateral stabilizers (152-155) are actuated on both sides of the carrier gas body and on the one hand the horizontal for the course change, and the other Pair of rudder blades (152a-155a) articulated on the lateral stabilizers (152-155), on the other hand, the horizontal is actuated for the change in height.
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