3-篩選及標引后的專利著錄項目數(shù)據(jù)及專利全文-1

1、*DE102007055313A120090528*(10) DE 10 2007 055 313 A1 2009.05.28(19)Bundesrepublik Deutschland Deutsches Patent- und MarkenamtOffenlegungsschrift(12)(51) Int Cl.8: B64C 15/12 (2006.01)B64C 29/00 (2006.01)B64D 27/00 (2006.01)B64D 29/00 (2006.01)(21) Aktenzeichen: 10 2007 055 313.9(22) Anmeldetag: 20.1

2、1.2007(43) Offenlegungstag: 28.05.2009Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen(54) Bezeichnung: Universal-Flugobjekt(57) Zusammenfassung: Universal-Flugobjekt in unter- schiedlichen Bauformen fr den zivilen und militrischen Einsatzbereich, das vorzugsweise vier

3、schwenkbare An- triebskrper (7) aufweist, die jeweils mit mindestens einer Torsionsdse (7.3), einem Propeller mit Klappflgeln (7.5) und einer Schubstrahldse (7.9) ausgerstet sind, so dass ein senkrechtes Starten und Landen sowie ein Steil-, Horizontal- und Sinkflug sowohl im Propeller- als auch im S

4、chubstrahldsen-Betrieb mglich ist.Aufgrund dieser Flugeigenschaften sind fr das Starten und Landen dieses Universal-Flugobjektes keine eigens dafr hergestellten oder prparierten Landebahnen erfor- derlich. Je nach Beschaffenheit der Bodenverhltnisse kann fr das Starten oder Landen zwischen der Betri

5、ebsart Propeller-Betrieb oder Schubstrahldsen-Betrieb vari- iert werden.Bei sandigem Untergrund oder bei einer Vegetation im Um- feld des Landeplatzes kommt in der Regel der Propel- ler- Betrieb zum Einsatz.Bei festem oder auch felsigem Untergrund ohne wesentli- che Vegetation im Umfeld des Landepla

6、tzes oder in kriti- schen Situationen kann das Landen oder ein Schnellstart mittels des Schubstrahldsen-Betriebs erfolgen; des Wei- teren kann in dieser Betriebsart auch ein planmig vorge- sehener Landeplatz gekennzeichnet bzw. markiert werden. Fr die Funktion aller vorgenannten Bauelemente (7.3/7.5

7、/7.9) der Antriebskrper (7) wird hauptschlich Druckluft bentigt, die von bis zu vier um jeweils eine verti- kale Achse schwenkbaren .(71) Anmelder:Hitschler, Alexander, Dipl.-Ing. (FH), 67246 Dirmstein, DE(72) Erfinder:gleich AnmelderDE 10 2007 055 313 A1Beschreibung2009.05.280001 Die Erfindung betr

8、ifft ein Universal-Flugobjekt (nachfolgend auch als Uniflob bezeichnet), das unter anderem die Flugeigenschafteneines Hubschraubers, eines Propeller-Flugzeugesund eines Strahldsen-Flugzeuges in sich vereinigt.0002 Fr das Starten oder Landen des Universal-Flugobjektes sind keine besonderen Landebahne

9、n oder Straen erforderlich, da dieses Flugobjekt senkrecht Starten und Landen kann.0003 Zur Erfllung der variablen, primren Flugfunktionen verfgt das Universal-Flugobjekt ber vorzugs- weise vier Antriebskrper (7), die symmetrisch zum Flugobjekt-Schwerpunkt (USP) angeordnet sind.0004 Die Antriebskrpe

10、r (7) sind am Ende der Schwenkarme (6) befestigt, die im Rumpf (8) des Uniflob ge- lagert und um ihre horizontale Achse (y-Achse) um mindestens 90 schwenkbar sind. Beim Betrieb der An- triebskrper in vertikaler Stellung sind diese in der Lage das gesamte Gewicht des Universal-Flugobjektes, d.h. Eige

11、ngewicht, Treibstoff, Nutzlast und eventuelle Montagelasten, bei Propeller- oder Schubstrahldsen-Be- trieb zu heben.0005 Zur Erfllung dieser Primrfunktion der Antriebskrper wird auer Brennstoff auch Druckluft bentigt, die von ebenfalls vier Turbo-Luftverdichtern (5) erzeugt wird. Diese Luftverdichte

12、r sind im Bereich zwischen dem Bodengehuse (3) und dem Rumpf (8) drehbar angeordnet und gelagert.0006 Im Bodengehuse (3) sind vorzugsweise die mechanischen Bauteile untergebracht fr den Verstell- mechanismus (VS) der Turbo-Luftverdichter (5), dem Teleskop- oder Klappmechanismus fr die Standfe, die W

13、indenmechanik fr eventuelle Traglasten, sowie eine ausfahrbare oder klappbare kurze Treppe (2 u, 16).0007 Zwischen dem Bodengehuse (3) und dem darber angeordneten Rumpf (8) befindet sich das Zwi- schengehuse (4) mit Zugangstr (4.1) und dem inneren Treppenlauf (4.2) zur Uniflob-Kanzel (9). Des weite-

14、 ren ist im Zwischengehuse (4) der Batterie- und Schaltanlagenraum (4.5) untergebracht mit den erforderli- chen Montage- bzw. Wartungstren (4.4).0008 Am Rumpf (8) des Uniflob sind die beidseitigen Tragflgel (10) angeordnet, die bei geschwenkten An- triebskrpern (7), d. h. in horizontaler Stellung, u

15、nd beim Betrieb der Propeller oder Schubstrahldsen fr den erforderlichen Auftrieb sorgen.0009 Am Ende des Rumpfes sind, je nach Baureihe der Universal-Flugobjekte, die Turbo-Generatoren (14) aufgebaut, die fr die erforderliche Stromerzeugung betrieben werden. Des weiteren befinden sich am Rumpf(8) d

16、iverse Leiteinrichtungen, wie Seitenruder (12), Luftleitbleche fr den Bremsvorgang, sogenannte Brems- klappen (21), sowie eine nicht nher dargestellte Beleuchtungs- und Scheinwerferanlage.0010 Auf dem Rumpf (8) ist die Kanzel (9) aufgebaut, die an vorderster Position, fr den oder die Piloten, mit de

17、m Steuer- und berwachungspult (17), sowie der Video-berwachung fr die von der Kanzel aus nicht einsehbare Uniflob-Umgebung ausgerstet ist.0011 Fr das Flugpersonal und die eventuellen Flugpassagiere sind in der Kanzel die Hochlehnsitze (18), entlang einer beidseitigen Fensterfront, vorgesehen.0012 In

18、nerhalb des Rumpfes (8) befinden sich die Behlter fr den flssigen oder gasfrmigen Brennstoff, die Druckluft- und Wasserbehlter mit allen sonst noch erforderlichen Steuer- und Hilfsaggregaten, sowie das komplette Leit-, Funk-, Navigations- und Sicherheitssystem.0013 Bei der Rumpf-Konfiguration werden

19、 zwei Baureihen unterschieden, die sich gravierend in dem ue- ren Erscheinungsbild und der Baugre unterscheiden, und zwar:a) bei der Uniflob-Bauart mit den Turbo-Generatoren (14), in konventioneller Technik, fr die Stromerzeu- gung (Fig. 1 bis 14) wird eine mglichst kleine Oberflche konzipiert und s

20、trmungstechnisch optimiert, um den Luftwiderstand mglichst gering zu halten und um damit den Verbrauch von herkmmlichem Brennstoff (wie z. Bsp. Flugbenzin) zu minimieren.2/39DE 10 2007 055 313 A12009.05.28b) bei der Uniflob-Baureihe mit solartechnischen Systemen, als Weiterentwicklung der Ausfhrung

21、gem Punkt a), ergibt sich zwangslufig eine flchige und grere Bauausfhrung der Universal-Flugobjekte (Fig. 15 bis 22). Es wird eine relativ groe sonnenbestrahlte Oberflche realisiert zur Erzeugung des erfor- derlichen elektrischen Stromes, mit dem auch der Wasserstoff als Energietrger erzeugt wird, f

22、r den Be- trieb der Torsionsdsen (7.3), den Schubstrahldsen (7.9), sowie einem eventuellen Turbo-Generator als zustzliches Reserveaggregat (RA, Fig. 22). Die Universal-Flugobjekte dieser Baureihe sind unabhngig von der herkmmlichen Brennstoffversorgung.0014 Der hierbei auftretende voraussichtlich et

23、was hhere Luftwiderstand und der damit verbundene hhe- re Brennstoffverbrauch ist nicht von Bedeutung, da die Wasserstoff-Erzeugung nahezu kostenlos erfolgt.0015 Nachfolgend werden die erfindungsgemen Hauptbauteile, sowie die Flugfunktionen des Univer- sal-Flugobjektes beschrieben:1. Antriebskrper00

24、16 Die vorzugsweise vier Antriebskrper (7) sind paarweise koppelbar und mindestens um 90 in gleicher Richtung schwenkbar, sie verfgen ber jeweils folgende Haupt-Funktionsgruppen:1.1 vorzugsweise zwei gegenlufige Propeller (7.5 und 7.6), mit jeweils einem klappbarem Flgelpaar. Die Propellerflgel besi

25、tzen entgegen der Drehrichtung angeordnete Strahldsen die mit Druckluft beauf- schlagt werden knnen. Die hierbei entstehende Reaktionskraft (Rckstoprinzip) versetzt die Flgel in eine Rotationsbewegung. In Folge dieser Drehbewegung und aufgrund des Flgel-Querschnittprofils erfolgt eine Kraftwirkung i

26、n Richtung der Flgel-Oberseite, wobei gleichzeitig eine entgegengesetzte Luftstrmung entsteht.Je nach Stellung der Antriebskrper wird somit entweder der notwendige Auftrieb fr das Uniflob (senkrech- te Stellung) oder die erforderliche Zugkraft fr den schrgen bzw. waagerechten Flug (horizontale Stell

27、ung) erzeugt.Bei der horizontalen Stellung der Antriebskrper (7) und Betrieb der Propeller fr den Vorschub wird, infolge der hierbei erreichten Fluggeschwindigkeit, der erforderliche Auftrieb fr das Universal-Flugobjekt durch die am Rumpf befindlichen Tragflgel bzw. Tragflchen (10 und 23) erzeugt.1.

28、2 vorzugsweise zwei Schubstrahldsen (7.9), die aus Brennkammern (7.8) mit heien Verbrennungsga- sen gespeist werden. In den Brennkammern werden gasfrmige oder flssige Brennstoffe mit Druckluft ver- mischt und zur Verbrennung gebracht. Die mit hoher Geschwindigkeit aus den Strahl-Diffusoren (7.10) au

29、s- tretenden heien Gase bewirken eine entsprechende Reaktionskraft. Je nach Stellung der Antriebskrper kann ein sogenannter Heistart (senkrechte Stellung) erfolgen, oder bei schrger bzw. waagerechter Stel- lung eine entsprechend hohe Vorschubkraft erzielt werden, wodurch groe Fluggeschwindigkeiten (

30、 400 km/h) bis in Hhen ber 10 000 m erreichbar sind.1.3 vorzugsweise zwei Torsionsdsen (7.3) am Kopf eines jeden Antriebskrpers (7), die vorwiegend mit Druckluft und nach Bedarf mit zustzlicher Brennstoff-Zugabe, zwecks Schuberhhung, betrieben werden knnen.Die Torsionsdsen sind bei den 4 Antriebskrp

31、ern paarweise entgegengesetzt angeordnet, so dass wech- selweise ein links- oder rechtsdrehendes Moment auf das Universal-Flugobjekt erzeugt werden kann.Im Schwebezustand des Universal-Flugobjektes, d. h. bei senkrechter Stellung der Antriebskrper (7) und deren Betrieb (Propeller oder Schubstrahldse

32、n), kann mittels den Torsionsdsen das Flugobjekt um seine vertikale Achse (z-Achse) links- oder rechtsherum gedreht werden, was speziell fr Beobachtungsflge und insbesondere beim Landeanflug oder bei Transport- bzw. Hubarbeiten uerst vorteilhaft ist.Beim Schrg- oder Horizontalflug kann das Universal

33、-Flugobjekt mittels den Torsionsdsen um seine Lngsachse (x-Achse) links- oder rechtsherum gedreht werden, wodurch das Flugobjekt eine hohe Flug- wendigkeit bzw. Manvrierfhigkeit besitzt.und 1.4 Im Kopf der Antriebskrper (7) sind optische Linsen (7.2) eingebaut, zwecks berwachung der nicht direkt ein

34、sehbaren Bereiche unterhalb der Tragflgel (10) oder Tragflchen (23), sowie des Rumpfes (8) in jeder Betriebs- und Parkposition.0017 Die Anzahl der bei den Antriebskrpern (7) realisierten Schubstrahldsen (7.9) und der Torsionsdsen (7.3) kann in Abhngigkeit der Gre eines Universal-Flugobjektes, der pl

35、anmigen Flugobjekt-Leistung, dem erforderlichen oder gewnschten Regelbereich, dem vorgesehenen Verwendungszweck,3/39DE 10 2007 055 313 A1entsprechend variiert werden.2009.05.282. Turbo-Luftverdichter0018 Fr die drei genannten Funktionsgruppen 1.1 bis 1.3 der Antriebskrper (7) wird fr deren Betrieb,

36、ne- ben einem Brennstoff, hauptschlich Druckluft bentigt, die von vier schwenkbaren Turbo-Luftverdichtern (5), herkmmlicher Bauart, erzeugt wird. Auer der Druckluft-Erzeugung kann mit den Turbo-Luftverdichtern, je nach ihrer Stellung und Schaltung, auch eine in jeweils Wellenachse verlaufende Flugbe

37、wegung erzeugt wer- den. Hierbei werden die beiden nachfolgenden Stellungen unterschieden:2.1 Grundstellung0019 Die Turbo-Luftverdichter sind in ihrer Grundstellung im Grundriss gesehen nahezu quadratisch an- geordnet und knnen in ihrer drehbar gelagerten Befestigung (Geblse-Schwenkarm 5.1) mittels

38、einer Schwenkeinrichtung um die vertikale Achse verstellt werden.0020 Die Drehrichtung der Turbo-Luftverdichter ist wechselweise links und rechts, so dass bei einem paar- weisen Betrieb benachbarter Luftverdichter oder beim gleichzeitigen Betrieb aller vier Luftverdichter kein Re- aktionsmoment auf

39、das Gesamtsystem des Universal-Flugobjektes ausgebt wird.0021 Jeder Turbo-Luftverdichter (5) verfgt ber einen eigenen Antriebsmotor mit Drehzahlregelung. Je nach dem Gesamtkonzept eines Universal-Flugobjektes kann es sich hierbei um einen Verbrennungsmotor oder um einen Elektromotor handeln. Jeder L

40、uftverdichter bewirkt durch die Luftansaugung eine entgegenge- setzte horizontale Reaktionskraft in Richtung seiner Ansaugseite.0022 Beim Betrieb aller 4 Luftverdichter, in ihrer nahezu quadratischen Grundstellung, heben sich diese Re- aktionskrfte gegenseitig auf.0023 Beim Betrieb nur eines Luftver

41、dichters bewirkt die vorgenannte, freie Reaktionskraft im Schwebezu- stand des Uniflob eine horizontale Flugbewegung.0024 Je nach Wahl des betriebenen Luftverdichters kann somit die horizontale Flugbewegung in vier Rich- tungen variiert werden.0025 Beim Betrieb von jeweils zwei benachbarten Luftverd

42、ichtern entsteht als geometrische Summe der beiden Reaktionskrfte eine um 40% grere, resultierende Kraft, gegenber der Betriebsweise mit nur einem Luftverdichter, die dann automatisch auch zu einer greren horizontalen Fluggeschwindigkeit fhrt. Bei dieser Betriebsweise lassen sich ebenfalls vier Flug

43、richtungen realisieren, die jedoch im Grundriss gesehen um 45 gegenber dem Luftverdichter-Einzelbetrieb gedreht sind.0026 Dies bedeutet, dass mit dem Uniflob im Schwebeflug planmig 8 horizontale Flugrichtungen, jeweils um 45 versetzt, geflogen werden knnen ohne Bercksichtigung der Wirkungsweise von

44、den Torsionsdsen (7.3) gem. Punkt 1.3. Unter Einbeziehung der Torsionsdsen an den Antriebskrpern (7) kann das Uniflob im Schwebezustand beliebig um die vertikale Achse (z-Achse) verdreht werden, so dass letztlich jede beliebige horizontale Richtung geflogen werden kann.0027 Beim Betrieb von jeweils

45、drei Luftverdichtern heben sich die Reaktionskrfte der beiden ueren Luft- verdichter gegenseitig auf, so dass die gleiche Wirkung entsteht wie beim Betrieb von nur einem Luftverdichter. Diese Betriebsweise ist jedoch bei einem greren Luftbedarf des Uniflob erforderlich, wenn beispielsweise auer dem

46、Horizontalflug gleichzeitig eine grere Flughhe erreicht werden soll. Beim Betrieb der Turbo-Luft- verdichter (5) in der Grundstellung, fr die Flugphasen Starten, Landen, sowie fr Beobachtungs- oder Transportflge, befinden sich die Antriebskrper (7) in der vertikalen Stellung.2.2 Parallel-Stellung002

47、8 Bei einem planmigen, also zielgerichteten und vorwiegendem Horizontalflug, mit den in die waage- rechte Richtung gedrehten Antriebskrpern (7), werden die vier Turbo-Luftverdichter (5) so geschwenkt, dass ihre Ansaugffnungen direkt gegen die Flugrichtung stehen, d. h. die Wellenachsen der vier Turb

48、o-Luftverdich- ter verlaufen parallel.4/39DE 10 2007 055 313 A12009.05.280029 Dies bewirkt bei einer geringen Fluggeschwindigkeit einen zustzlichen Schubeffekt, solange die An- sauggeschwindigkeit der Turbo-Luftverdichter grer ist als die Fluggeschwindigkeit.0030 Mit Zunahme der Fluggeschwindigkeite

49、n reduziert sich dieser Schubeffekt, dafr steigt jedoch der Staudruck am Luftverdichter-Einlass, so dass der Verdichtungsgrad der Turbo-Luftverdichter entsprechend vergrert wird, was entweder zur Leistungssteigerung genutzt werden kann oder zur Kraftstoffreduzierung.3. Flugphasen0031 Bei den mgliche

50、n Flugphasen des Universal-Flugobjektes werden nachfolgende Komponenten in ih- ren bestimmungsgemen Positionen aktiviert:3.1 Propeller-Betrieb3.1.1 Steig- und SinkflugBedingung:a) Antriebskrper (7) in senkrechter Positionb) Turbo-Luftverdichter (5) in GrundstellungAnwendung:Normalbetrieb fr den Star

51、t und die Landung des Uniflob, da keine Brandgefahr fr den Umgebungsbereich besteht (so genannter Kaltstart bzw. Kaltlandung)0032 Fr die vertikalen Flugbewegungen im erdnahen Bereich kommen in der Regel die oberen, druckluft- betriebenen Propeller (7.5), mit klappbarem Flgelpaar, der in senkrechter

52、Stellung befindlichen Antriebskr- per (7) zum Einsatz, da von dieser Antriebsart keinerlei Brandgefahr fr den Start- oder Landebereich besteht. Die unteren ebenfalls druckluftbetriebenen Propeller (7.6), mit klappbarem Flgelpaar, knnen fr einen schnelleren Start oder beim Hubtransport von groen Last

53、en zustzlich aktiviert werden, wobei die beiden Pro- pellerpaare systemtechnisch so verriegelt sind, dass keine Kollision bei den Propeller-Flgeln auftreten kann.0033 Bei senkrechter Stellung der Antriebskrper und beim Betrieb der oberen oder beider Propeller kann somit das Uniflob je nach Steuerung

54、 der Luftzufuhr zu den Propeller-Strahldsen entweder Steigen, oder in beliebiger atmosphrischer Hhe in Schwebe gehalten, oder zum Sinken bewegt werden.0034 Bei den vorgenannten Flugphasen sind, wegen des hohen Druckluftbedarfs, mindestens zwei gegen- ber liegende, oder alle vier Turbo-Luftverdichter

55、 (5) in Betrieb.0035 Die klappbaren Propellerflgel haben eine nicht vernderbare Profilanstellung gegen den Vektor der Umfangsgeschwindigkeit. Der starre Profil-Anstellwinkel ist im Nabenbereich relativ gro ( = ca. 15) und kann sich zum Ende des Flgels stetig verringern.0036 Die Tragflchen (10) des U

56、niversal-Flugobjektes haben bei dieser Flugphase keine Funktion.3.1.2 Schrg- und Horizontalflug mit geringer Fluggeschwindigkeit (bis ca. 100 km/h)Bedingung:a) Antriebskrper (7) in senkrechter Position und Betrieb der oberen Propeller(7.5)b) Turbo-Luftverdichter (5) in GrundstellungAnwendung:Bei die

57、ser Flugweise handelt es sich um einen nahezu richtungsunabhngigen Schwebeflug, der vorwiegend fr Erkundungs- bzw. Aufklrungs- oder Beobachtungsflge betrieben wird.0037 Den vorgenannten vertikalen Flugbewegungen des Universal-Flugobjektes kann eine horizontale, re- lativ geringe Fluggeschwindigkeit (z. Bsp. 0ca. 70 km/h), durch entsprechende Zu- bzw. Abschaltung von min-5/39DE 10 2007 055 313 A12009.05.28destens einem oder drei in der Grundstellung befindlichen Turbo-Luftverdichtern (5), berlagert werden. Beim Betrieb von jeweils zwei benachbarten Turbo-Luftverdichtern kann die horizontale