DE10023269A1

DE10023269A1 - Luftfahrzeug

Info

Publication number: DE10023269A1
Application number: DE10023269A
Authority: DE
Inventors: Josef Sykora
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-29

Abstract

Es wird ein Luftfahrzeug mit einem im wesentlichen kreisförmigen Grundriß beschrieben, das mit einem gasbefüllten Traggaskörper und daran schwenkbar befestigten Richtungspropellern ausgestattet ist. Wesentlich ist, daß der Traggaskörper als Schlauchreifen (1) ausgebildet ist und daß eine Kabine (5, 6) vorgesehen ist, die über eine Haltevorrichtung (3, 4) mit dem Reifen verbunden ist, während an der Kabinenoberseite mindestens ein Hubschrauberrotor (10, 11) und an der Kabinenunterseite eine Lastbefestigungsvorrichtung (12) vorgesehen ist sowie außen an der Kabine diagonal entgegengesetzt zwei in Radialebene verschwenkbare Antriebspropeller (7) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftfahrzeug mit kreisförmigem Grundriß, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es insbesondere zum Transportieren von Lasten Verwendung findet.

Luftfahrzeuge zum Transportieren von Lasten und auch Personen sind in unterschiedli cher Ausführungsform bekannt.

So ist allgemein der "Zeppelin" bekannt, der ein lenkbares Starr Luftschiff ist und durch den aerostatischen Auftrieb einer Traggasfüllung aus Wasserstoff oder He lium getragen wird, wobei ein Innengerüst aus Leichtmetall vorgesehen ist, das mit Stoff überzogen ist. Die Zeppelin-Luftschiffe haben den Nachteil, daß sie den Vertikalflug nur mittels Ballast- oder Traggasverlust regeln können. Starts und Landungen sind nur mit Hilfe vom Boden aus und nur an dafür vorgesehenen Haltemasten möglich. Außerdem ist eine sehr genaue Gewichtsverteilung not wendig, um die horizontale Fluglage zu sichern. Der Antrieb erfolgt über Propel lertrieb werke, die außerhalb des Luftschiffkörpers in bzw. an Gondeln angeord net sind. Gesteuert wird das Luftschiff mit Ruderflächen, die am Heck angeordnet sind.

In der DE 34 21 115 C2 ist eine Luft-Lastenhubeinrichtung beschrieben, die aus mehreren Luftfahrzeugeinheiten zusammengesetzt ist, wovon eine ein Zeppelin ist, unterhalb dessen mehrere flugzeugähnliche Einheiten mit Richtungspropellern angebracht sind, wobei zuunterst an dem komplexen Aufbau hängend eine Nutz last transportiert werden kann. Dies ist insgesamt eine äußerst komplexe Einrich tung, an sich bestehend aus einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die über diverse Kabel miteinander gekoppelt sind und somit insgesamt relativ störanfällig und re lativ unflexibel im Einsatz ist.

Aus der DE 197 00 182 All ist ein Luftfahrzeug mit einem im wesentlichen als aerostatischen Auftriebskörper ausgebildeten Rumpf bekannt, mit kreis förmigem Grundriß, in dessen Äquatohalbereich an einem Antriebsrahmen in gleichmäßiger Verteilung vier Propeller-Antriebseinheiten schwenkbar angeordnet vorgesehen sind, über die das Luftfahrzeug gesteuert wird. Insgesamt ist dieses bekannte Luftschiff sehr komplex aufgebaut, sehr groß, schwierig zu steuern und für Einsatzgebiete, die schwer zugänglich sind, nicht geeignet. Die Lastenvertei lung im Luftschiff ist sehr sorgfältig vorzunehmen und kompliziert den Einsatz als Transportmittel.

Auch aus der DE 41 32 718 A1 ist ein Luftschiff bekannt, das einen kreisförmigen Grundriß aufweist, wobei der Luftschiff-Körper in der Form eines stehenden Fas ses mit aufgesetzter Kalotte ausgebildet ist. Dabei ist in der Hochachse eine dreh- und schwenkbare Triebwerk-Einheit vorgesehen, um durch senkrechten Schub zusätzlich Auf- und Abtrieb zu erzeugen und die Bodenhaftung zu verstärken und zudem ein leichteres Manövrieren am Boden zu ermöglichen. Es weist einen fla chen Boden auf, an dem ein Fahrwerk vorgesehen ist. Auch dieses Luftfahrzeug ist relativ groß und komplex aufgebaut und trägt die Lasten in seinem Körper, so daß sein Einsatz als Transportmittel relativ kompliziert ist.

Aufgabe der Erfindung ist somit, ein Luftfahrzeug obiger Gattung anzugeben, das bei relativ einfachem Aufbau eine optimale Hub- und Lenkfähigkeit besitzt, eine große Einsatzflexibilität aufweist und so auch in schwer zugänglichen Gebieten zum Transportieren großer und schwerer Lasten optimal geeignet ist, wie in der Waldwirtschaft, auf Großbaustellen und im Tagebau.

Diese Aufgabe wird durch ein Luftfahrzeug obiger Gattung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet.

Demgemäß weist das erfindungsgemäße Luftfahrzeug einen Schlauch-Reifen, al so einen ringförmig ausgebildeten Traggaskörper auf. Zudem ist eine außerhalb des Reifens angeordnete Kabine vorgesehen, die sich zumindest teilweise verti kal-axial im Innenraum des Reifens erstreckt. Dabei ist die Kabine mit dem Reifen über eine Haltevorrichtung verbunden und trägt gleichzeitig an ihrer Oberseite mindestens einen Hubschrauberrotor und diagonal entgegengesetzt an ihrem Außenmantel je einen schwenkbaren Antriebspropeller, während an ihrer Unter seite, im wesentlichen zentrisch, eine Lastbefestigungsvorrichtung vorgesehen ist. Es ist zu erkennen, daß hier praktisch eine Kombination aus Luftschiff und Hubschrauber vorhanden ist, also die Vorteile beider Flugeinrichtungen vereint sind. Als besonderen Vorteil ist anzusehen, daß der mindestens eine Hubschrau berrotor das Luftschiff in vertikaler Richtung bewegt und auch die Nutzlast trägt. Start und Landung - mit oder ohne Fracht - erfolgen ohne fremde Hilfe wie bei ei nem Hubschrauber. Durch den mit Traggas gefüllten Schlauch-Reifen kann das Luftschiff insgesamt in der Schwebe gehalten oder zumindest der Großteil seines Gewichts aufgefangen werden. Da der Vertikalflug sowie das Tragen der Nutzlast durch den mindestens einen im Zentrum des Traggasreifens befindlichen Hub schrauberrotors besorgt wird, ist kein Ballast mehr notwendig, wie dies sonst meist bei Luftschiffen der Fall ist. Durch die beiden horizontal, d. h. quer zur Ring achse schwenkbaren Antriebspropeller kann das Luftschiff in jede beliebige Richtung fliegen. Schließlich wird durch die genau im Zentrum der Traghülle, d. h. zentrisch an der Kabinenunterseite angeordnete Lastenbefestigungsvorrichtung, ist eine gute Horizontallage des Luftfahrzeuges sichergestellt.

Von Vorteil ist, wenn zwei Hubschrauberrotoren vorzugsweise gegenläufig und in axialer Aufeinanderfolge übereinander angeordnet sind. Hierdurch wird die Hubkraft verstärkt und zugleich eine Optimierung der Lenkbarkeit des Fahrzeugs in an sich bei Hubschraubern bekannter Art, erreicht.

Vorteilhaft ist, wenn die Haltevorrichtung, weiche die Kabine in bzw. am Reifen festhält, mindestens zwei Haltearme aufweist, die den Reifen im wesentlichen von innen her zumindest teilweise bis über die obere und untere Stirnseite reichend, umspannt. Je nach Kabinenform kann dabei auch eine drei- oder vierarmige Ausführungsform sinnvoll sein.

Besonders gute Fahreigenschaften werden erzielt, wenn die Antriebspropeller in einer Ebene parallel zur Reifenebene liegend und darin zumindest horizontal schwenkbar angeordnet sind.

In besonders vorteilhafter Ausführungsweise ist die Kabine zumindest in ihrem unteren Teil als eine sich diagonal quer erstreckende, langgestreckte Gondel ausgebildet, wobei die beiden Antriebspropeller jeweils an den Gondel-Schmal seiten im wesentlichen nach außen weisend, angeordnet sind. Dabei kann die Gondel eine wesentlich größere Länge aufweisen als der innere Freiraum des Reifens und wird somit sich insgesamt unterhalb der unteren Reifen-Stirnfläche angeordnet befinden. Hierdurch liegt der Schwerpunkt der gesamten Konstruktion relativ tief, so daß eine große Kippsicherheit des Luftfahrzeugs vorhanden ist. Zu dem kann an der Unterseite der realtiv langen Gondel ein Fahrwerk vorgesehen sein, so daß das Luftfahrzeug auch am Boden gut manövrierfähig ist. Bei dieser Gondel-Konstruktion befindet sich auf der Gondeloberseite eine Turmkonstruktion angeordnet, die an ihrer Oberseite die Hubschrauberrotoren trägt und den Roto renantrieb aufnehmen kann. Hierdurch erstrecken sich die Hubschrauberrotoren weit nach oben zentrisch in den freien Reifeninnenraum hinein, unter optimaler Platzausnutzung.

Erfindungsgemäß kann der Traggaskörper aus einem einzigen Schlauchreifen bestehen oder aus zwei, drei oder mehr koaxial zueinander angeordneten Reifen zusammengesetzt sein. Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, wenn mindestens zwei koaxialen Reifen im wesentlichen in gleicher Reifenebene ineinander und gleichzeitig aneinanderliegend angeordnet sind. Sind dann auch noch der je weilige Schlauchdurchmesser der mehreren koaxialen Reifen von innen nach außen sich verringernd ausgebildet, ergibt sich insgesamt ein sich nach außen verjüngender Trag-Querschnitt, wodurch sich die Aerodynamik des Fahrzeugs wesentlich verbessern läßt. Dabei können die mehreren, sich nach außen hin im Durchmesser verringernden Reifen so zueinander angeordnet sein, daß z. B. de ren untere Stirnseite in der gleichen Radialebene liegen, während deren Ober seite im wesentlichen eine Schrägfläche, gesehen zur zentralen Reifenachse Höchstwahrscheinlich können die Vnehreren Reifen über eine gemeinsame Außenhaut verbunden bzw. von einer solchen umhüllt sein, so daß insgesamt ei ne optimale Tragflügelkonstruktion, wie bei Flugzeugkonstruktionen bekannt, er reichbar ist.

Der Grundriß des Körpers kann in vorteilhafter Ausbildung auch ein gleichseitiges Dreieck sein, wobei am Außenumfang des Reifens bzw. des äußeren Reifens in gleichmäßiger Umfangsbeabstandung Dreieckkammern angeordnet sind. Der Grundriß des Körpers kann aber auch elliptisch sein, wobei am Reifenaußenum fang diagonal gegenüberliegend je eine Kalotten- oder Dreieckkammer angeord net ist. Hierdurch wird die Fahreigenschaft des Luftfahrzeugs noch verbessert.

Schließlich kann die Fahrzeugkabine im wesentlichen insgesamt im Innen- Zwischenraum des Reifens angeordnet sein, wobei die Hubschrauberrotoren vorzugsweise über die obere Stirnseite des Reifens hinausragen und die An triebspropeller an der oberen Stirnseite des Reifens angeordnet sind. Dabei kön nen nicht nur zwei sondern drei oder vier Propeller angeordnet sein, dies auch in Abhängigkeit von den Haltevorrichtungsarmen, an denen die Antriebspropeller vorzugsweise anzubringen sind.

Es ist zu erkennen, daß der größte und nützlichste Einsatzbereich des erfin dungsgemäßen Luftfahrzeugs insbesondere in der Waldwirtschaft zu sehen ist.

Bei Waldwirtschaft mit erdgebundenen Holzerntemaschinen ist ein teueres Forst straßennetz notwendig. Das führt zwangsläufig zur Abholzung großer Flächen, die mit erheblichem Aufwand wieder aufgeforstet werden müssen. Dies ist nicht nur unwirtschaftlich, sondern auch ökologisch katastrophal, insbesondere wenn man an die Regenwälder denkt. Durch das erfindungsgemäße Luftfahrzeug wird eine bessere Form der Waldwirtschaft ermöglicht und zwar eine "selektive Wald wirtschaft. Es werden nur einzelne Bäume auf beliebig weitem Abstand gefällt. Der Wald schließt selbst die kleine Wunde und man kann nach wenigen Jahren wieder ernten. Die Regenerationsfähigkeit des Waldes ist nicht geschädigt.

Auch auf Großbaustellen und im Tagebergbau kann das erfindungsgemäße Luftfahrzeug wirtschaftlich eingesetzt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen axialen Schnitt durch ein Luftfahrzeug in erster Ausführung, mit unten befindlicher Quer-Gondel,

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf das Luftfahrzeug nach Fig. 1,

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch ein Luftfahrzeug ähnlich wie in Fig. 1, jedoch mit mehreren koaxialen Traggasreifen,

Fig. 4 eine Ansicht von unten auf das Luftfahrzeug nach Fig. 3, mit Drei eck-Grundriß,

Fig. 5 einen axialen Schnitt durch ein Luftfahrzeug in weiterer Ausfüh rung, mit zentrischer Kabine und oberhalb angeordneten Propellern, und

Fig. 6 eine Ansicht von unten auf ein Luftfahrzeug mit elliptischem Grundriß.

Wie insbesondere aus Fig. 1 zu entnehmen, besteht das erfindungsgemäße Luftfahrzeug im wesentlichen aus einem Traggaskörper in Form eines SchlauchReifen 1, der als Traggasfüllung 2 Helium oder Wasserstoff hat. über eine Haltevorrichtung 3, die z. B. vier den Reifen 1 zumindest teilweise umgrei fende Haltearme 4 aufweist, wird eine symmetrisch angeordnete Kabine 5 ge halten, die hier als diagonal ausgerichtete lange Gondel 6 ausgebildet ist. An den beiden Enden der Gondel 6 ist je ein Antriebspropeller 7 angeordnet, der horizontal, d. h. in der Gondelebene bzw. in einer Ebene parallel zur Reifenebe ne, verschwenkbar ist. An der Unterseite der Gondel 6 ist ein Fahrwerk bzw. sind Räder 8 vorgesehen, zum leichteren Bewegen des Luftfahrzeugs auf dem Boden.

Oben auf der Gondel 6, ist mittig, d. h. im Zentrum des Traggaskörper-Reifens 1 in axialer Erstreckung nach oben ein Kabinenaufbau bzw. eine Turmkonstruktion 9 vorgesehen, auf der wiederum zwei gegenläufige Hubschrauberrotoren 10, 11 montiert sind. An der Untgrseite der Gondel ist zentrisch eine Lastbefestigungs vorrichtung 12 in Form z. B. einer Seilwinde angeordnet.

Aus Fig. 2 ist die diagonale Anordnung der Gondel 6 am Traggaskörper-Reifen 1 und zudem die Anordnung der Antriebspropeller 7 an den Gondelenden, zu erkennen. Zudem ist zu erkennen, daß die Gondel 6 auch über breit seitig mittig angreifende Haltearme mit dem Reifen 1 verbunden ist.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß der Traggaskörper aus mehreren Reifen 1 zu sammengesetzt ist, die koaxial ineinander- und gleichzeitig aneinanderliegend angeordnet sind, wobei jeweils der weiter nach außen liegende Reifen einen kleineren Durchmesser hat als der vorhergehende, innenliegende Reifen. Die Reifen sind in dieser Ausbildung auf einer Horizontalebene 13 aufliegend ange ordnet, so daß sich eine obere Schrägebene 14 ergibt, was insbesondere er kennbar ist, wenn die Reifen noch zusätzlich mit einem über die Reifen insge samt überspannenden Überzug 15 versehen sind.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ansicht sind die Antriebspropeller 7 aus ihrer in Fig. 2 ersichtlichen Radialausrichtung in winkelig verschwenktem Zustand dargestellt, während am Außenumfang des äußeren Reifens 1 in gleichmäßiger Umfangs beabstandung Dreieckkammern 16 kalottenförmig aufgesetzt sind, so daß ins gesamt ein Dreieck-Grundriß des Traggaskörpers, mit leicht geschweiften Drei eckseiten 17 vorhanden ist.

In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist eine Kabine 5 im wesentlichen in Hubschrauber-Form vorgesehen, die insgesamt im Reifenzwischenraum, sich axial erstreckend, angeordnet ist. Dabei erstrecken sich die beiden Rotoren 10 und 11 über die obere Reifen-Stirnseit hinaus, während die Antriebspropeller an der Reifenoberseite und dort an den Haltearmen 4 in radialer Ebene schwenkbar angeordnet sind. An der unteren Reifenstirnseite und dort ebenfalls an den Hal tearmen 4, sind Räder 8 angeordnet. Es ist selbstverständlich, daß vorzugswei se in gleichmäßiger Beabstandung vier Räder 8 vorgesehen sind.

Schließlich zeigt Fig. 6 eine elliptische Ausführung des Traggaskörpers, wobei zwei radial-koaxial angeordnete Reifen 1 vorgesehen sind und am äußeren Um fang des äußeren Reifens 1 diagonal gegenüberliegend, je eine Kalottenkammer 18 oder eine (in unterbrochener Linie dargestellt) Dreieckkammer 16 kalottenför mig aufgesetzt ist. Hierdurch ergibt sich eine Zigarren- bzw. Zeppelinform, die eine höhere Transportgeschwindigkeit zuläßt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Schlauch-Reifen

2

Traggasfüllung

3

Haltevorrichtung

4

Haltearme

5

Kabine

6

Gondel

7

Antriebpropeller

8

Räder

9

Turmkonstruktion

10

Hubschrauber-Rotoren

11

Hubschrauber-Rotoren

12

Lastbefestigungsvorrichtung

13

Radial-Ebene

14

Schräg-Ebene

15

Überzug

16

Dreieckkammer

17

Dreieckseite

18

Kalottenkammer

Claims

1. Luftfahrzeug mit einem im wesentlichen kreisförmigen Grundriß, mit
einem gasgefüllten Tragkörper (Auftriebskörper)
und daran mindestens zwei schwenkbar befestigten Richtungspropellern
dadurch gekennzeichnet, daß
der Tragkörper als Schlauch-Reifen (1) ausgebildet ist,
in mittensymmetrischer Anordnung zum Reifen (1) eine Kabine (5, 6) vorge sehen ist,
die Kabine (5, 6) mit dem Reifen (1) über eine Haltevorrichtung (3, 4) verbun den ist,
an der Oberseite der Kabine (5, 6) mindestens ein Hubschrauberrotor (10, 11) vorgesehen ist,
zwei Antriebspropeller (7) diagonal entgegengesetzt außen an der Kabine (5, 6) angeordnet sind, und
an der Kabinen-Unterseite eine Lastbefestigungsvorrichtung (12) vorgesehen ist.

2. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei vorzugsweise gegenläufige Hubschrauberrotoren (10, 11) in axia ler Aufeinanderfolge übereinander angeordnet sind.

3. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (3) mindestens zwei Haltearme (4) aufweist, die die Reifen(1) im wesentlichen von innen her zumindest teilweise an der oberen und unteren Stirnseite umspannen.

4. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebspropeller (7) in ihrer Achsausrichtung in einer Ebene parallel zur Reifenebene liegend und darin schwenkbar angeordnet sind.

5. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastbefestigungsvorrichtung (12) zentrisch an der Unterseite der Kabine (5, 6) angeordnet ist.

6. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (5, 6) zumindest in ihrem unteren Teil als sich diagonal quer er streckende, langgestreckte Gondel (6) ausgebildet ist und an den beiden Gondel Schmalseiten jeweils einer der beiden Antriebspropeller im wesentlichen nach außen weisend angeordnet ist.

7. Luftfahrzeug nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubschrauberrotoren (10, 11) an der Oberseite einer auf der Gondel (6) angeordneten Turmkonstruktion (9) angebracht sind, die den Rotorenantrieb ent hält.

8. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper aus mindestens zwei koaxial zueinander angeordneten Schlauch-Reifen (1) besteht.

9. Luftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Reifen (1) in im wesentlichen gleicher Ebene koaxial ineinanderliegend angeordnet sind.

10. Luftfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Reifen (1) von innen nach außen im Schlauchdurch messer sich verjüngend ausgebildet sind.

11. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifen (1) dimensionsmäßig so ausgelegt sind, daß die in den Reifen enthaltene Gasmenge das Luftfahrzeug ohne Nutzlast in der Schwebe hält, wäh rend der Vertikalflug und das Tragen der Nutzlast durch die zentralen Hub schraubenrotoren (10, 11) erfolgt.

12. Luftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kabinen-Gondel (6) insgesamt unterhalb der unteren Stirnseite des Reifens (1) befindet und in ihrer Längserstreckung größer ist als der Innendurch messer des Reifens.

13. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabine (5) im wesentlichen insgesamt im Innen-Zwischenraum des Rei fens (1) angeordnet ist, wobei die Hubschrauberrotoren (10, 11) vorzugsweise über die obere Stirnseite des Reifens herausragen und daß die Antriebspropeller (7) an der oberen Stirnseite des Reifens angeordnet sind.

14. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundriß des Tragkörpers ein vorzugsweise gleichseitiges Dreieck ist, wobei am Außenumfang des Reifens in gleichmäßiger Beabstandung drei Drei eck-Kammern (16) angeordnet sind.

15. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundriß des Tragkörpers im wesentlichen eine Ellipse ist, wobei am Reifenaußenumfang diagonal gegenüberliegend je eine Kalotten- (8) oder Drei eck-Kammer (16) angeordnet ist.