PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004018535A1 29.12.2005
Titel Fluggerät
Anmelder Mattiza, Sascha, 38518 Gifhorn, DE
Erfinder Mattiza, Sascha, 38518 Gifhorn, DE
Vertreter Brümmerstedt Oelfke Seewald & König Anwaltskanzlei, 30159 Hannover
DE-Anmeldedatum 14.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004018535
Offenlegungstag 29.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.12.2005
IPC-Hauptklasse B64C 29/00
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Fluggerät, das insbesondere zur Beförderung von Personen geeignet ist und mindestens aufweist:
eine Tragstruktur (2),
mindestens drei im Wesentlichen vertikal ausgerichtete, eine Ebene aufspannende Antriebseinheiten (3a, 3b, 3c, 3d) zur Erzeugung eines Auftriebs, wobei jede Antriebseinheit ein Gehäuse (20), einen in dem Gehäuse (20) angeordneten Impeller (22) und eine oberhalb des Impellers (22) angeordnete Verschlusseinrichtung (24) zum Verschließen eines Luftstroms zu dem Impeller (22) aufweist, und
eine Steuereinrichtung (9, 12) zum Steuern der Verschlusseinrichtung (24) der Antriebseinheiten (3), derartig, dass das Flugerät (1) durch wahlweises Verschließen und Öffnen der Verschlusseinrichtungen (24) in seiner Neigung um zwei Achsen (X, Y) verstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird eine Neigungsverstellung durch eine gegenläufige Kopplung der Verschlusseinrichtungen und eine Änderung der Gesamtauftriebskraft durch eine gleichgerichtete Kopplung ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Fluggerät kann sicher beherrscht werden, ermöglicht Starts und Ladungen mit wenig Auslauffläche und bei schlechten Bodenverhältnissen und bewirkt eine geringe Gefährdung seiner Umgebung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fluggerät, das insbesondere zur Beförderung von Personen geeignet ist.

Zum Transport von Personen und Gütern sind zum einen Landfahrzeuge bekannt. Die Transportkapazität des Straßenverkehrs für Landfahrzeuge stößt jedoch in vielen Teilen der Welt aufgrund der begrenzten Verkehrsfläche an ihre Grenzen; weiterhin führt der Straßenverkehr zu hohen Belastungen und einer hohen Gefährdung der Bewohner.

Eine systematische Nutzung des dreidimensionalen Flugraums durch Fluggeräte ist derzeit nicht unproblematisch. Als Fluggeräte sind insbesondere Flugzeuge und Helikopter bekannt. Flugzeuge ermöglichen hohe Transportkapazitäten bei geringen direkten Transportkosten; sie benötigen jedoch eine große Auslauffläche und gute Bodenverhältnisse, wobei die Landung von Flugzeugen durch Seitenwinde stark gestört wird. Weiterhin sind die Wartungskosten der Flugzeuge relativ hoch und die Wartungsintervalle relativ klein.

Bei einem Helikopter wird durch den Propeller ein Auftrieb erzeugt, der zum Start und zur Landung genutzt werden kann. Durch Schwenken bzw. Schrägstellung der Tragstruktur wird ein Teil dieses Auftriebs als Vortrieb genutzt. Helikopter ermöglichen Starts und Landungen ohne wesentliche Auslauffläche und sind grundsätzlich auch bei schlechten Bodenverhältnissen einsetzbar. Allerdings benötigt der Propeller einen erheblichen Freiraum, so dass der Einsatz eines Helikopters in der Nähe von Menschen zu einer Gefährdung und Verletzung umstehender Personen in Kopf- und Halshöhe durch den Propeller führen kann. Auch durch z.B. Straßenschilder, Bäume und Gebüsch kann die sichere Landung eines Helikopters verhindert werden, da bereits ein leichter Kontakt des Propellers des Helikopters mit anderen Gegenständen zu dessen Zerstörung führen kann, was in der Regel einen Absturz des Helikopters bewirkt.

Weiterhin sind herkömmliche Helikopter in der Regel relativ schwer, so dass sie einen hohen Treibstoffverbrauch aufweisen. Um die Schrägstellung zu erreichen, wird eine aufwändige Verstellung der Rotorblätter in Abhängigkeit von ihrer Drehposition vorgenommen, so dass Helikopter grundsätzlich einen komplexen, kostenträchtigen Aufbau erfordern.

Bei einem Helikopter ist zusätzlich zu dem den Auftrieb bewirkenden Rotor ein Zusatzrotor als Seitenruder erforderlich, um eine definierte Drehposition der Tragstruktur gegenüber dem sich drehenden Rotor zu gewährleisten. Eine Beschädigung oder ein Defekt in diesem Zusatzrotor führt in der Regel zu einer Manövrierunfähigkeit, bei der die Tragstruktur des sich in der Luft befindenden Helikopters frei verdreht wird. Für den nicht zum Auftrieb beitragenden Zusatzrotor ist hierbei ein erheblicher aparativer Aufwand erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fluggerät zu schaffen, das sicher beherrschbar ist, Starts und Landungen mit wenig Auslauffläche und bei schlechten Bodenverhältnissen ermöglicht und eine geringe Gefährdung seiner Umgebung bewirkt.

Diese Aufgabe wird durch ein Fluggerät nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.

Das erfindungsgemäße Fluggerät weist mehrere Antriebseinheiten mit zumindest im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Achsen auf, wobei die Antriebseinheiten eine Ebene aufspannen, d.h. nicht z.B. auf einer Geraden liegen. Vorteilhafterweise verlaufen sämtliche Achsen der Antriebseinheiten genau vertikal; alternativ hierzu kann auch eine leichte Schrägstellung der Achsen der Antriebseinheiten z.B. gleichläufig zur Ausbildung eines leichten Vortriebsmomentes vorgesehen sein. Ein derartiges leichtes Vortriebsmoment erfordert hierbei keine Nickverstellung des ganzen Fluggerätes, sodass die Gesamtnickverstellung verringert werden kann. Weiterhin kann eine gegenläufige Schrägstellung der Achsen der Antriebseinheiten vorgesehen sein, z.B. mit nach unten divergierenden bzw. nach unten außen weisenden Achsen, wodurch eine Stabilisierung bei der Landung des Fluggerätes erreicht wird, indem die bei einem Helikopter unter dem Rotor auftretende vertikale Luftsäule, die zu einer labilen Gleichgewichtsstellung führt, vermieden wird. Die Achsen der Antriebseinheiten sind vorteilhafterweise starr angeordnet, so dass die Neigungsverstellung des Fluggerätes ausschließlich durch gekoppeltes Verstellen der Verschlusseinrichtungen erfolgt. Grundsätzlich ist jedoch auch eine leichte Verstellbarkeit, z.B. Schwenkbarkeit, der Antriebseinheiten zur Ausbildung der zusätzlichen Effekte möglich.

Die von den Antriebseinheiten aufgespannte Ebene ist vorzugsweise im wesentlichen horizontal; grundsätzlich können die Antriebseinheiten jedoch auch z.B. in ihrer Höhenanordnung gegeneinander versetzt sein; relevant ist lediglich, dass durch eine Veränderung der Auftriebskraft der einzelnen Antriebseinheiten wahlweise Kippmomente um mehrere Achsen des Fluggerätes erzeugt werden können.

Die Antriebseinheiten weisen ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse aufgenommenen Impeller auf, d.h. sie saugen Luft von oben an und blasen sie nach unten aus. Hierdurch wird eine sehr effiziente Auftriebskraft erzeugt. Die erfindungsgemäße Steuerung des Fluggerätes erfolgt durch in den Gehäusen der einzelnen Antriebseinheiten oberhalb des jeweiligen Impellers vorgesehene Verschlusseinrichtungen. Die Verschlusseinrichtungen der Antriebseinheiten können hierbei wahlweise geöffnet und verschlossen werden und somit den Luftstrom ganz oder teilweise freigeben bzw. sperren. Erfindungsgemäß erfolgt somit die wesentliche Steuerung des Fluggerätes nicht durch Leitklappen an Tragflächen, wie es beim Flugzeug vorgesehen ist, oder eine Verstellung der Rotorblätter, wie es bei einem Helikopter vorgesehen ist, sondern es werden durch Ändern der Auftriebskraft der jeweiligen Antriebseinheiten über deren Verschlusseinrichtungen Kippmomente um zwei im wesentlichen horizontale Achsen, z.B. die Fahrzeuglängsachse und die Fahrzeugquerachse, erzeugt.

Insgesamt ist für das Fluggerät lediglich ein gemeinsamer Motor, ein Getriebe mit Abtriebswellen zu den mehreren Antriebseinheiten, ein Tank und ein leichtes Steuergestänge erforderlich. Ergänzend kann eine niedrig dimensionierbare Steuerungs-Antriebseinheit vorgesehen sein, die die Ausübung von Giermomenten verbessert. Sie kann z.B. durch einen in Fahrzeuglängsrichtung wirkenden Impeller mit nachgeordneten Leitklappen ausgebildet sein, die von dem Benutzer über z.B. Pedale verstellbar sind. Alternativ zu der Steuerungs-Antriebseinheit kann auch eine Einstellung für einen unsymmetrischen Luftstrom durch eine oder mehrere Antriebseinheiten vorgesehen sein. Hierzu können in den Gehäusen – z.B. der hinteren oder der vorderen und hinteren – Antriebseinheiten unterhalb der Impeller Klappen vorgesehen sein, die wahlweise geöffnet werden können und hierdurch einen Rückstoß in die jeweilige Richtung ermöglichen.

Da erfindungsgemäß – anders als bei Helikoptern – keine freistehenden, seitlich herausragenden Propeller, sondern in Gehäusen aufgenommene Impeller verwendet werden, sind die schnelldrehenden Teile für den Menschen sicher verbaut, so dass ein Berühren des Fluggerätes ungefährlich ist und weiterhin keine Beschädigungen der Umwelt oder des Fluggerätes durch einen Kontakt des Fluggerätes mit umgebenen Teilen, z.B. einer Böschung oder Verkehrsschildern usw. auftreten können. Um ergänzend ein Eindringen von Gegenständen und ein unbefugtes Hineingelangen in die Antriebseinheiten zu verhindern, können Gitter oberhalb der Verschlusseinrichtungen vorgesehen sein. Die Impeller können vorteilhafterweise nicht verstellbare, starre Flügelblätter aufweisen und somit kostengünstiger herstellbar sein als z.B. Propeller eines Helikopters; dennoch wird eine effiziente Auftriebsleistung gewährleistet.

Die Verschlusseinrichtungen können z.B. als Verschlussklappen mit parallel angeordneten Lamellen ausgebildet sein, die im geschlossenen Zustand die Lufteintrittsöffnung weitgehend verschließen. Alternativ hierzu können z.B. auch sternförmig angeordnete Klappen vorgesehen sein.

Zwischen der Verschlusseinrichtung und dem Impeller entsteht bei geschlossener Verschlusseinrichtung und weiter drehendem Impeller ein Unterdruck. Der Motor benötigt hierbei aufgrund des geringen Luftstroms bzw. niedrigeren Luftdruck eine geringere Leistungsaufnahme. Durch eine Frequenzregelung kann hierbei eine geringe Leistungsaufnahme der teilweise oder ganz verschlossenen Antriebseinheiten erreicht werden.

Beim Öffnen der Verschlusseinrichtung dringt Luft ein, so dass oberhalb des Impellers ein sofortiger Luftstrom entsteht, der mit einer sehr hohen Geschwindigkeit wieder die Austrittsöffnung der Antriebseinheit unterhalb des Impellers verlässt. Hierdurch verringert sich oberhalb der Verschlusseinrichtung der Luftdruck. Unter den Antriebseinheiten entsteht ein Überdruck, der das Fluggerät nach oben drückt.

Die Steuerung der Verschlusseinrichtungen kann sowohl mechanisch über ein geeignetes Kopplungsgestänge als auch rechnergesteuert erfolgen. Eine einfache mechanische Steuerung wird bereits ermöglicht durch einen Steuerknüppel, der ein gegenläufiges Öffnen und Verschließen der Verschlusseinrichtungen der mehreren Antriebseinheiten ermöglicht, und einen zusätzlichen Gaszug, der eine gemeinsame Leistungsänderung sämtlicher Antriebseinheiten und/oder ein gemeinsames Öffnen und Schließen sämtlicher Verschlusseinrichtungen ermöglicht. Grundsätzlich ist eine Steuerung des Flugzeuges ohne Leistungsänderung nur durch Verstellung der Verschlusseinrichtungen möglich, wobei bei geeigneter Frequenzregelung die Leistungsaufnahme gering ist.

Eine einfache mechanische Steuerung ist insbesondere bei einer Ausführungsform mit z.B. vier vorzugsweise ein Rechteck bildenden Antriebseinheiten und einer gegenläufigen Kopplung der einander diagonal gegenüberliegenden Antriebseinheiten möglich.

Um die Ausbildung eines Gesamtdrehimpulses aller Impeller zu verhindern oder zumindest zu begrenzen, drehen sich die einzelnen Impeller vorteilhafterweise gegenläufig. Hierdurch wird die zum Beispiel bei einem üblichen Hubschrauber auftretende Ausbildung eines Gesamtdrehmomentes des Impellers weitgehend verhindert.

Erfindungsgemäß kann die Beschallung der Umwelt durch Gegenschall verringert werden. Hierzu können Mikrofone z.B. innen oder außen am Rahmen vorgesehen sein, die die Schallausbildung messen, und mehrere Lautsprecher einen geeigneten phasenverschobenen Gegenschall aussenden. Die Lautsprecher können insbesondere nach unten und zu den Seiten hin ausgerichtet sein. Es können z.B. zehn bis fünfzehn Lautsprecher mit jeweils 110 dB angeordnet werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf ein Fluggerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit vier Antriebseinheiten;

2 eine Draufsicht auf ein weiteres Fluggerät mit drei Antriebseinheiten;

3 eine Seitenansicht einer Antriebseinheit im Schnitt;

4 eine Vorderansicht der Antriebseinheit im Schnitt;

5 eine Draufsicht auf die Antriebseinheit der 3 und 4;

6 das Koppelgestänge zur Betätigung der Verschlussklappen der Ausführungsform der 1;

7 eine perspektivische Ansicht einer Antriebseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Ein Fluggerät 1 weist eine auch als Rahmen dienende Tragstruktur 2, mehrere Antriebseinheiten 3, einen in der Tragstruktur 2 aufgenommenen Sitz 4 für den Piloten, einen Motor 5 mit angeschlossenem Tank 6, ein dem Motor 5 nachgeordnetes Getriebe 7 und von dem Getriebe 7 zu den Antriebseinheiten 3 abgehende Abtriebswellen 8 auf. In Reichweite des auf dem Sitz 4 sitzenden Benutzers ist ein Steuerknüppel 9 vorgesehen, der über Kopplungsstangen 10 mit den Antriebseinheiten 3 verbunden ist. Von dem Benutzer ist weiterhin ein Gasgriff 12 betätigbar, der über einen Gaszug 13 – der sowohl als Stange als auch z.B. als federvorgespannter Bowdenzug ausgebildet sein kann – zur Erhöhung der Auftriebsleistung aller Antriebseinheiten durch entweder eine Steuerung der Motorleistung des Motors 5 oder eine weiter unten beschriebene kollektive Verstellung der Antriebseinheiten 3 dient. Über Pedale 14 kann der auf dem Sitz 4 sitzende Benutzer weiterhin über ein Steuerungsgestänge 16 eine Steuerungs-Antriebseinheit 18 verstellen.

Gemäß dieser Ausführungsform sind die Achsen A der Antriebseinheiten 3 nicht verstellbar; die Steuerung bzw. Lenkung des erfindungsgemäßen Fluggerätes 1 erfolgt ausschließlich durch gekoppeltes Verstellen der Antriebseinheiten 3.

Die Antriebseinheiten 3 weisen jeweils ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 20, einen im Wesentlichen als Flügelrad ausgebildeten, entlang der Achse A der Antriebeinheit ausgerichteten Impeller 22 und eine Verschlussklappe 24 auf, die in dem Gehäuse 20 oberhalb des Impellers 22 angeordnet ist. Der Impeller 22 bläst Luft in Richtung der Pfeile L nach unten und erzeugt somit eine Luftströmung von oben nach unten. Durch die Verschlussklappe 24 kann der Luftstrom in dem Gehäuse 20 oberhalb des Impellers 22 unterbrochen werden. Oberhalb der Verschlussklappe 24 ist vorteilhafterweise ein Gitter 26 an oder in dem Gehäuse 20 befestigt, um den Eintritt von Gegenständen, z.B. angesaugtem Laub, und ein Hineinfassen in die Antriebseinheit 3 zu verhindern. Indem die Verschlussklappe 24 oberhalb des Impellers 22 angeordnet ist, ist ihre Belastung durch den Luftstrom gegenüber einer Anordnung unterhalb des Impellers 22 verringert. Die Steuerung der Verschlussklappen 24 erfolgt über den Steuerknüppel 9 und die Kopplungsstangen 10; weiterhin kann auch über den Gaszug 13 eine kollektive Verstellung erfolgen. Die Verschlussklappe 24 weist hierbei mehrere, parallele – in den gezeigten Ausführungsformen in Querrichtung verlaufende – schwenkbare Lamellen 28 auf, die bei Betätigung durch die Kopplungsstangen 10 gleichzeitig verschwenkt werden. Hierbei kann z.B. von der Kopplungsstange 10 eine in Längsrichtung verlaufende Stellstange 30 verstellt werden, die sämtliche Lamellen 28 verstellt. Auch andere Kopplungen der Lamellen 28 sind hierbei möglich. Somit wird über die Kopplungsstangen 10 der Luftstrom L zwischen der Eintrittsseite 31 und Austrittsseite 32 der Antriebseinheit 3 gesteuert.

Der Impeller 22 wird von dem Motor 5 über das Getriebe 7 und die Abtriebswellen 8 z.B. über das in 3 und 4 gezeigte Winkelgetriebe 34 angetrieben. Bei der gezeigten Ausführungsform erfolgt in Abhängigkeit der Betätigung des Gasgriffs 12 eine gleichmäßige Frequenzverstellung der Impeller 22 der einzelnen Antriebseinheiten 3. Um die Ausbildung eines Gesamtdrehimpulses aller Impeller 22 zu verhindern oder zumindest zu begrenzen, drehen sich die einzelnen Impeller 22 gemäß 1 gegenläufig, wobei z.B. die beiden vorderen Impeller 22 sich gegenläufig zueinander drehen und entsprechend die beiden hinteren Impeller 22 sich gegenläufig zueinander drehen.

Erfindungsgemäß wird durch eine geeignete Kopplung der Verschlussklappen 24 der mehreren Antriebseinheiten 3 eine Verkippung des Fluggerätes 1 um die Querachse Y und/oder die Längsachse X ermöglicht, so dass entsprechend der Schrägstellung des Fluggerätes 1 ein Teil der Auftriebskraft der Antriebseinheiten 3 der transversalen Beschleunigung dient. Der Benutzer wird hierbei in der Regel zusätzlich zur Verkippung des Fluggerätes 1 über den Steuerknüppel 9 ergänzend eine Korrektur der Gesamtauftriebskraft der Antriebseinheiten 3 über den Gasgriff 12 vornehmen. Der Gaszug 13 kann hierbei gemäß alternativen Ausführungsformen entsprechend der Darstellung der 1 die Drehzahl des Motors 5 verändern oder gemäß 6 eine kollektive Verstellung der Verschlussklappen 24 bewirken. Im letzteren Fall kann der Motor 5 auf eine konstante Drehzahl von z.B. 4.000 Umdrehungen pro Minute geregelt werden. Die Drehzahl der Rotoren kann z.B. zwischen 15.000 und 30.000 Umdrehungen pro Minute liegen.

Bei der Ausführungsform der 1 ist eine gegenläufige Kopplung der Verschlussklappen 24 der vorderen rechten Antriebseinheit 3b und der hinteren linken Antriebseinheit 3d sowie entsprechend der vorderen linken Antriebseinheit 3a und hinteren rechten Antriebseinheit 3c vorgesehen. Dementsprechend wird bei einer Betätigung des Steuerknüppels 9 bei einem stärkeren Verschließen der Verschlussklappe 24 der vorderen linken Antriebseinheit 3a eine entsprechende stärkere Öffnung der Verschlussklappe 24 der hinteren rechten Antriebseinheit 3c erreicht und umgekehrt; entsprechend auch bezüglich der Antriebseineinheiten 3b und 3d. Durch eine derartige Kopplung sind die vier Freiheitsgerade der Verstellung der vier Verschlussklappen 24 auf zwei Freiheitsgerade verringert. Es ist somit für den Benutzer möglich, durch die Betätigung des Steuerknüppels 9 zum einen eine Kippbewegung um die Querachse Y zu erreichen, in dem die Verschlussklappen 24 der vorderen Antriebseinheit 3a und 3b stärker verschlossen und entsprechend die Verschlussklappen 24 der hinten Antriebseinheiten 3c und 3d stärker geöffnet werden; hierdurch wird eine Nickbewegung des Fluggerätes 1 nach vorne erreicht, die zu einem stärkeren Vortrieb des Fluggerätes 1 führt; entsprechend wird bei einer umgekehrten Verstellung eine Nickbewegung des Fluggerätes 1 nach hinten erreicht.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann eine Verkippung um die Längsachse X vorgenommen werden, gemäß der z.B. die Verschlussklappen 24 der beiden rechten Antriebseinheiten 3b und 3c stärker geöffnet und die Verschlussklappen 24 der linken Antriebseinheiten 3a und 3d stärker verschlossen werden; hierdurch wird die rechte Hälfte des Fluggerätes 1 stärker angehoben und die linke Hälfte abgesenkt, so dass das Fluggerät 1 einen Teil der Auftriebskräfte der Antriebseinheiten 3 für eine Bewegung nach links, insbesondere eine Linkskurve nutzen kann. Entsprechend wird bei entgegengesetzter Steuerung der Verschlussklappen 24 eine Rechtskurve eingeleitet.

Die Steuerungs-Antriebseinheit 18 dient der Ausbildung von Giermomenten um die Hochachse und kann z.B. einen zusätzlichen Impeller 36 mit dahinter angeordneten Leitklappen 37 aufweisen, die durch die Steuerstangen 16 verstellt werden. Der zusätzliche Impeller 36 ist vorteilhafterweise in der horizontalen Ebene, z.B. entlang der X-Achse des Fluggerätes 1 ausgerichtet.

Gemäß 6 kann die erfindungsgemäße Kopplung der Verschlussklappen 24 der drei Antriebseinheiten 3a-d direkt durch die von dem Steuerknüppel 9 in entgegengesetzte Richtung abgehende Kopplungsstangen 10 erreicht werden. Gemäß 6 kann der Steuerknüppel 9 z.B. in einem Kugelgelenk 40 gelagert sein, das an der Tragstruktur 2 starr gelagert ist, wie in 6 durch von dem Kugelgelenk 40 abgehende, gerade Linien 41 gezeigt ist. Die Kopplungsstangen 10 sind in einem Anbindungsbereich 42 eines unteren Endes des Steuerknüppels 9 angelenkt und in Schwenkachsen A3 schwenkbar gelagert, um einer Verstellung des Steuerknüppels 9, die zu keiner Betätigung der betreffenden Kopplungsstange 10 führt, folgen zu können. Die Anbindung der Kopplungsstange 10 in den Schwenkachsen A3 kann bereits in der Nähe des Steuerknüppels 9 oder bei den Verschlussklappen 24 erfolgen.

Durch den Gasgriff 12 wird über den Gaszug 13 eine kollektive Verstellung der Verschlussklappen 24 erreicht, d.h. ein gemeinsames Öffnen und Schließen sämtlicher Verschlussklappen 24 ohne gegenläufige Kopplung. Der Gaszug 13 kann hierzu z.B. im Bereich des Kugelgelenkes 40 oder des Anbindungsbereiches 42 des Steuerknüppels 9 angreifen.

Bei der Ausführungsform der 2 sind drei Antriebseinheiten 3e, 3f und 3g mit Impellern 22 vorgesehen. Hierbei ist die vordere Antriebseinheit 3e größer als die beiden hinteren Antriebseinheiten 3f und 3g ausgebildet und dreht sich gegenläufig zu diesen. Vorteilhafterweise gleichen sich hierbei auch bei dieser Ausführungsform die gegenläufigen Drehungen der Impeller 22 ganz oder weitgehend aus, d.h., dass der Gesamtdrehimpuls der Impeller gering ist oder ganz verschwindet. Auch bei dieser Ausführungsform sitzt der Pilot auf dem Sitz 4 in einem mittleren Bereich der Tragstruktur 2 und steuert über seinen Steuerknüppel 9 die Verschlussklappen 24 der entsprechend den 3 bis 5 ausgebildeten Antriebseinheiten 3e, 3f, 3g. Weiterhin ist ein Gasgriff mit Gaszug vorgesehen, der die Verschlussklappen 24 der Antriebseineinheiten gleichmäßig verstellt. Für eine Nickbewegung werden hierbei die Verschlussklappen 24 der hinteren Antriebseinheiten 3f, 3g gemeinsam und entgegengesetzt zu der Verstellung der Verschlussklappen 24 der vorderen Antriebseinheit 3e verstellt. Eine Rollbewegung, d.h. Drehung um die Fahrzeug-Längsachse X, kann durch gegenläufige Ansteuerung der Verschlussklappen 24 der beiden hinteren Antriebseinheiten 3f, 3g erfolgen. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Steuerungs-Antriebseinheit 18 vorgesehen, die verstellbare Leitklappen 37 zur Ausübung von Giermomenten auf das Fluggerät 1 aufweist.

Alternativ zu der Verwendung der Steuerungs-Antriebseinheit 18 kann bei allen Ausführungsformen auch eine unsymmetrische Verteilung des Luftstroms durch eine oder mehrere Antriebseinheiten 3 erfolgen. Beispielhaft sind hierzu in 1 an den hinteren Antriebseinheiten 3c, 3d gestrichelt angedeutete Klappen 50 angeordnet, wie in 7 detaillierter beschrieben ist. Derartige Klappen 50 können ergänzend auch an den vorderen Antriebseinheiten 3a, 3b und den hinteren und/oder der vorderen Antriebseinheit 3e, f, g der 2 vorgesehen sein; hierbei entfällt dann die Steuerungs-Antriebseinheit 18, wobei das Steuerungsgestänge 16 zu den Klappen 50 geführt wird. Die Klappen 50 sind vorteilhafterweise an den zur Außenseite des Fluggerätes 1 weisenden Bereichen des Gehäuses 20 angeordnet. Gemäß 7 ist die Klappe 50 unterhalb des Impellers 22 in dem Gehäuse 20 angeordnet. Durch Öffnen einer der beiden Klappe 50 wird somit ein Teil der verdichteten Luft seitlich abgelassen, wodurch ein Rückstoß erzielt wird, der zu einem Giermoment des Fluggerätes führt. Die andere Klappe 50 führt beim Öffnen entsprechend zu einem entgegengesetzten Giermoment. Die Klappen öffnen vorteilhafterweise nach innen.

Die Antriebseinheit 3 der 7 weist abweichend zu den anderen Ausführungsformen anstelle der parallelen Lamellen 28 sternförmige Verschlussklappen 52 auf, die über eine Kopplungsstange 10 und Verbindungen 54 angesteuert werden. Derartige Verschlussklappen 52 können bei allen Ausführungsformen der 1, 2 vorgesehen sein.

Alternativ zu den gezeigten Ausführungsformen können auch mehr als vier Antriebseinheiten 3, z.B. sechs Antriebseinheiten in drei Reihen hintereinander, vorgesehen sein.


Anspruch[de]
  1. Fluggerät, dass mindestens aufweist:

    eine Tragstruktur (2),

    mindestens drei im Wesentlichen vertikal ausgerichtete, eine Ebene aufspannende Antriebseinheiten (3; 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g) zur Erzeugung eines Auftriebs, wobei jede Antriebseinheit (3) ein Gehäuse (20), einen in dem Gehäuse (20) angeordneten Impeller (22) und eine oberhalb des Impellers (22) angeordnete Verschlusseinrichtung (24) zum Verschließen eines Luftstroms (L) zu dem Impeller (22) aufweist, und

    eine Steuereinrichtung (9) zum Steuern der Verschlusseinrichtungen (24) der Antriebseinheiten (3) derartig, dass das Fluggerät (1) durch wahlweises Verschließen und Öffnen der Verschlusseinrichtungen (24) in seiner Neigung um zwei Achsen (X, Y) verstellbar ist.
  2. Fluggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (3) im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene der Tragstruktur (2) angeordnet sind.
  3. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (3) starr in der Tragstruktur (2) angebracht sind.
  4. Fluggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (3) in der Tragstruktur (2) verstellbar angebracht sind.
  5. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gaszug (13) für eine Verstellung der Motorleistung des Motors (5) der Antriebseinheiten vorgesehen ist.
  6. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gaszug (13) für eine kollektive Verstellung der Verschlusseinrichtungen (24) der Antriebseinheiten vorgesehen ist.
  7. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impeller (22) auf eine vorgegebene Drehzahl frequenzgeregelt sind.
  8. Fluggerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme der Impeller (22) variabel ist.
  9. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei hintere Antriebseinheiten (3c, 3d; 3f, 3g) aufweist, die in Fahrzeug-Querrichtung zueinander beabstandet sind.
  10. Fluggerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es vier Antriebseinheiten (3a, 3b, 3c, 3d) aufweist mit zwei in Fahrzeug-Querrichtung beabstandeten vorderen Antriebseinheiten (3a, 3b) und zwei zueinander in Fahrzeug-Querrichtung beabstandeten hinteren Antriebseinheiten (3c, 3d).
  11. Fluggerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtungen (24) der vorderen linken Antriebseinheit (3a) und der hinteren rechten Antriebseinheit (3c) sowie die Verschlusseinrichtungen (24) der vorderen rechten Antriebseinheit (3b) und der hinteren linken Antriebseinheit (3d) gegenläufig gekoppelt sind.
  12. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es drei Antriebseinheiten (3e, 3f, 3g) aufweist mit zwei in Querrichtung beabstandeten hinteren Antriebseinheiten (3f, 3g) und einer zu diesen in Längsrichtung (X) beabstandeten vorderen Antriebseinheit (3e), wobei die vordere Antriebseinheit (3e) eine größere Auftriebsleistung als die hinteren Antriebseinheiten (3f, 3g) aufweist.
  13. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Antriebseinheiten jeweils die Verschlusseinrichtung (24) in dem Gehäuse (20) vorgesehen und in mehreren Zwischenpositionen zwischen einer Offen-Stellung und einer Verschluss-Stellung verstellbar (24) sind.
  14. Fluggerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtungen (24) Verschlussklappen sind, wobei jede Verschlussklappe (24) mehrere parallele, um Schwenkachsen (A2) schwenkbare Lamellen (28) aufweist, deren Stellungen über eine Stellstange (30) gekoppelt sind.
  15. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtungen (24) jeweils sternförmig verlaufende, schwenkbare Verschlussklappen (52) aufweisen, deren Stellungen über eine Verbindungen (54) gekoppelt sind
  16. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuerungs-Antriebseinheit (18) zur Ausübung von Giermomenten um die Hochachse des Fluggerätes (1) aufweist.
  17. Fluggerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-Antriebseinheit einen in einer horizontalen Ebene ausgerichteten Impeller (36) und verstellbare Leitklappen (37) aufweist.
  18. Fluggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Teil der Antriebseinheiten in dem Gehäuse (20) unterhalb der Impeller (22) eine Klappe (50) zur Erzeugung eines Rückstoßes für Gierbewegungen vorgesehen ist.
  19. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (3a, 3b, 3c, 3d; 3e, 3f, 3g) über einen gemeinsamen Motor (5) angetrieben werden.
  20. Fluggerät nach Anspruch 16 oder 17 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Steuerungs-Antriebseinheit (18) von dem Motor (5) angetrieben wird.
  21. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine von dem Benutzer bedienbare Steuerhandhabe (9) zum gegenläufigen Verstellen der Verschlusseinrichtungen für eine Schwenkbewegung des Fluggerätes und eine Gashandhabe (12) zur kollektiven Verstellung der Verschlusseinrichtungen (22) für eine kollektive Änderung der Antriebsleistung der Antriebseinheiten (3) aufweist.
  22. Fluggerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerknüppel (9) zwischen den Verschlusseinrichtungen (22) angeordnet ist und mit den Verschlusseinrichtungen (22) über Kopplungsstangen (10) gekoppelt ist.
  23. Fluggerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impeller (22) mit vorgegebener, zu einander gegenläufiger Drehrichtung drehbar sind.
  24. Verfahren zum Betreiben eines Fluggerätes nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (1) durch eine gleichmäßige Einstellung der Verschlusseinrichtungen (22) in eine horizontale Schwebehaltung mit veränderlicher Auftriebskraft eingestellt wird, und bei gegenläufig gekoppelter Einstellung der Verschlusseinrichtungen (22) in einer um ein oder zwei Achsen (X, Y) geneigten Schrägstellung eingestellt wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch gegenläufig gekoppelte Einstellung der Verschlusseinrichtungen (22) Nickbewegungen des Fluggerätes (1) um seine Querachse (Y) und Rollbewegungen um seine Längsachse (X) eingestellt werden.
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine gleichmäßige Kopplung der Verschlusseinrichtungen (22) eine Auftriebskraft aller Antriebseinheiten verändert wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Impeller (22) jeweils auf eine konstante Drehzahl frequenzgeregelt werden.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com