DE102006028885B4

DE102006028885B4 - VTOL hybrid aircraft

Info

Publication number: DE102006028885B4
Application number: DE102006028885.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Hybrid Airplane Tech GmbH
Current assignee: Hybrid-Airplane Technologies De GmbH
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2026-06-22
Also published as: DE102006028885A1; DE202005009621U1

Abstract

Hybridflugzeug mit mindestens einer rotationssymmetrischen Hülle (1) mit einem stabilisierenden Ring (1.3), wobei die Hülle (1) ein Volumen (2) einschließt, das mit einem Gas leichter als Luft gefüllt ist, und mit mindestens zwei an der Hülle (1) seitlich symmetrisch angeordneten Tragflügeln (3.1 /3.2), die zumindest zu einer horizontalen Ebene, welche eine Flügeltiefenrichtung beinhaltet, symmetrisch ausgebildet sind, wobei die mindestens zwei Tragflügel (3.1/3.2) jeweils mittels mindestens eines Drehmechanismus um ihre Längsachse drehbar sind oder jeweils mittels einer Klappenkonstruktion wahlweise in eine rotationssymmetrische oder eine spiegelsymmetrische Konfiguration bezüglich der Hülle (1) verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Hauptantriebe (7.1/7.2) vorgesehen sind, die jeweils an den äußeren Enden der mindestens zwei Tragflügel (3.1/3.2) angeordnet sind, wobei mindestens einer der Hauptantriebe (7.1/7.2) um seine horizontale Querachse um 180° schwenkbar ist, um in einer ersten, gegenläufigen Konfiguration der Hauptantriebe (7.1/7.2) eine hubschrauberartige Rotation der Hülle (1) mit den mindestens zwei Tragflügeln (3.1/3.2) und in einer zweiten, gleichsinnigen Konfiguration der Hauptantriebe (7.1/7.2) einen Flug in horizontaler Richtung zu bewirken.Hybrid aircraft with at least one rotationally symmetrical envelope (1) with a stabilizing ring (1.3), the envelope (1) enclosing a volume (2) that is filled with a gas that is lighter than air, and with at least two on the envelope (1) laterally symmetrically arranged hydrofoils (3.1/3.2) which are embodied symmetrically at least in relation to a horizontal plane which contains a chord direction, wherein the at least two hydrofoils (3.1/3.2) can each be rotated about their longitudinal axis by means of at least one rotary mechanism or each by means of a Flap construction can be optionally adjusted into a rotationally symmetrical or a mirror-symmetrical configuration with respect to the envelope (1), characterized in that at least two main drives (7.1/7.2) are provided, which are each arranged on the outer ends of the at least two wings (3.1/3.2). , wherein at least one of the main drives (7.1/7.2) can be pivoted by 180° about its horizontal transverse axis r is, in a first, opposite configuration of the main drives (7.1/7.2), a helicopter-like rotation of the envelope (1) with the at least two wings (3.1/3.2) and in a second, same-direction configuration of the main drives (7.1/7.2). to cause flight in a horizontal direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein senkrecht startendes und senkrecht landendes Hybridflugzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere ein senkrecht startendes und senkrecht landendes Hybridflugzeug mit der Fähigkeit alle zum Senkrechtstart und zur Senkrechtlandung benötigten Komponenten für den Reiseflug auszunutzen.The invention relates to a vertical take-off and vertical-landing hybrid aircraft according to the preamble of claim 1, in particular a vertical take-off and vertical-landing hybrid aircraft with the ability to utilize all components required for vertical take-off and vertical landing for cruise flight.

Es ist bekannt, dass herkömmliche Flugzeuge eine Start beziehungsweise Landebahn benötigen und dass herkömmliche Hubschrauber vergleichsweise kleine Reichweiten erreichen. Während bei Hubschraubern die Reichweite stark von der Nutzlast abhängt, können Flugzeuge nur unter erheblichen Problemen senkrecht Starten und in eine Konfiguration für den Reiseflug wechseln. Es ist bekannt, dass herkömmliche Luftschiffe nur einen kurzen Startbereich benötigen, relativ schwere Nutzlasten über relativ große Reichweiten befördern können. Luftschiffe sind jedoch wegen ihrer großen Fläche sehr windempfindlich, langsam und meistens nicht starr. Es sind leichter als Luft (LA, Lighter than Air) Konstruktionen mit Linsenförmigen Hüllen bekannt, sowie Flugzeuge, welche ihre Flügel um 90 Grad drehen können um so senkrecht zu starten.It is known that conventional aircraft require a runway and that conventional helicopters can achieve comparatively short ranges. While the range of helicopters depends heavily on the payload, aircraft can only take off vertically and switch to a configuration for cruise flight with considerable problems. It is well known that conventional airships only require a short take-off range and can carry relatively heavy payloads over relatively long ranges. However, because of their large area, airships are very sensitive to wind, slow and mostly not rigid. Lighter than Air (LA) designs with lenticular envelopes are known, as well as airplanes that can rotate their wings 90 degrees for vertical takeoff.

Versuche Fluggeräte durch Verwendung von drehbaren Flügeln sowohl für den Senkrechtstart, wie auch für den Reiseflug zu konzipieren haben sich bisher nicht bewährt.Attempts to design aircraft using rotatable wings both for vertical take-off and for cruising have not proven successful to date.

Ein gattungsgemäßes Fluggerät ist aus der DE 25 56 907 A1 bekannt, welches nach der Art eines Hubschraubers konzipiert ist und dabei zusätzlich zu einem Zentralrotor eine Gashülle zur Erzeugung zusätzlicher Auftriebskraft aufweist. Ein Verschwenken des Zentralrotors von einer Vertikalsteigstellung in eine Horizontalreisestellung ist dort nicht möglich. Ein vergleichbares Fluggerät ist aus der DE 29 22 059 A1 bekannt. Bei einem aus der US 1 726 062 A bekannten Fluggerät sind schwenkbare Flügel mit daran angeordneten Triebwerken vorgesehen, die sich von einer vertikalen Steigstellung in eine horizontale Reisestellung verschwenken lassen. Ein gegensinniges Anordnen zweier Antriebe zur Erzeugung einer hubschrauberartigen Rotation der Flügel ist dort nicht möglich.A generic aircraft is from DE 25 56 907 A1 known, which is designed in the manner of a helicopter and in addition to a central rotor has a gas envelope to generate additional lift. A pivoting of the central rotor from a vertical climbing position to a horizontal travel position is not possible there. A comparable aircraft is from the DE 29 22 059 A1 famous. At one from the U.S. 1,726,062 A known aircraft pivotable wings are provided with engines arranged thereon, which can be pivoted from a vertical climbing position to a horizontal travel position. Arranging two drives in opposite directions to generate a helicopter-like rotation of the wings is not possible there.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Fluggerät zu schaffen, welches durch Verschwenken der Flügel einen Senkrechtstart und eine Senkrechtlandung sowie einen Horizontalflug erlaubt und mit welchem relativ schwere Nutzlasten über relativ große Reichweiten transportiert werden können.The object of the invention is therefore to create an aircraft which, by pivoting the wings, allows a vertical take-off and a vertical landing as well as horizontal flight and with which relatively heavy payloads can be transported over relatively large ranges.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Hybridflugzeug zunächst prinzipiell wie ein Hubschrauber senkrecht startet und danach durch Manipulation der Konfiguration nahezu alle Systeme, welche für den senkrechten Start benötigt wurden, für den Reiseflug verwendet. Gleichzeitig ist das Potenzial der „leichter als Luft“ Konstruktionen große Nutzlasten heben zu können durch eine kreisrunde, linsenförmige Hülle optimal bezüglich Auftrieb und Widerstand ausgenutzt.The advantages achieved with the invention consist in particular in the fact that the hybrid aircraft initially takes off vertically in principle like a helicopter and then, by manipulating the configuration, uses almost all of the systems that were required for the vertical takeoff for cruising. At the same time, the potential of the "lighter-than-air" constructions to be able to lift large payloads is optimally exploited in terms of buoyancy and resistance thanks to a circular, lens-shaped shell.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Hybridfluggerät mit einer vorzugsweise kreisrunden, linsenförmigen Hülle vorgeschlagen, welches die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei Hauptantriebe vorgesehen sind, die jeweils an den äußeren Enden der mindestens zwei Tragflügel angeordnet sind, wobei mindestens einer der Hauptantriebe um seine horizontale Querachse um 180° schwenkbar ist, um in einer ersten, gegenläufigen Konfiguration der Hauptantriebe eine hubschrauberartige Rotation der Hülle mit den mindestens zwei Tragflügeln und in einer zweiten, gleichsinnigen Konfiguration der Hauptantriebe einen Flug in horizontaler Richtung zu bewirken. Es sind also an der Hülle seitlich zwei Flügel mit beispielsweise symmetrischem Flügelprofil angebracht sind, von denen mindestens einer so aufgebaut ist, dass sowohl das vordere, als auch das hintere Teil des Flügels um einen bestimmten Winkel geklappt werden kann und somit die Flügel des Hybridflugzeugs sowohl eine rotationssymmetrische, als auch eine spiegelsymmetrische Konfiguration einnehmen können. Die Anstellwinkel der Flügel mit beispielsweise symmetrischem Flügelprofil können vorzugsweise mit Hilfe des Drehmechanismus geregelt an den aktuellen Flugzustand angepasst werden.To solve this problem, a hybrid aircraft with a preferably circular, lenticular shell is proposed, which has the features mentioned in claim 1. Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims. According to the invention, at least two main drives are provided, each of which is arranged on the outer ends of the at least two wings, with at least one of the main drives being pivotable by 180° about its horizontal transverse axis in order to rotate in a first, opposite configuration of the main drives to cause a helicopter-like rotation of the envelope with the at least two wings and in a second configuration of the main drives in the same direction to fly in a horizontal direction. Two wings with, for example, a symmetrical wing profile are attached to the side of the envelope, at least one of which is constructed in such a way that both the front and the rear part of the wing can be folded by a certain angle and thus the wings of the hybrid aircraft both a rotationally symmetrical as well as a mirror-symmetrical configuration. The angle of attack of the wings, for example with a symmetrical wing profile, can preferably be adjusted to the current flight condition in a controlled manner with the aid of the rotary mechanism.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Hybridflugzeuges, bei welchem die Rotation der Hülle mit den Flügeln für den Senkrechtstart mit beweglichen ummantelten Propellern, welche an den äußeren Enden der Flügel in die Flügel eingearbeitet sind, realisiert wird. Die Beweglichkeit der ummantelten Propeller besteht vorzugsweise darin, dass ihre Schubrichtung, wie auch ihr Schub geregelt an den aktuellen Flugzustand angepasst werden kann.An exemplary embodiment of the hybrid aircraft is particularly preferred in which the rotation of the envelope with the wings for the vertical take-off is realized with movable sheathed propellers which are incorporated into the wings at the outer ends of the wings. The mobility of the encased propellers preferably consists in the fact that their direction of thrust, as well as their thrust, can be adjusted to the current flight condition in a controlled manner.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Hybridflugzeuges, bei welchem die Kabine an der Hüllenkonstruktion drehbar gelagert ist, sodass die Hülle um ihre vertikale Spiegelachse rotieren kann, während die Kabine nicht mitrotiert. Die eben erwähnte drehbare Lagerung beinhaltet vorzugsweise einen Schleifkontakt zur Energieübertragung von der Energieversorgung zu den Hauptantrieben. Die Steuerung erfolgt von der Kabine aus. Steuersignale werden über Funk an einen Bordcomputer in der Hülle übertragen. Dieser steuert und regelt die entsprechenden Mechanismen sowohl bei Senkrechtstart, als auch im Reiseflug und bei der Landung. Bei einem Ausfall des Bordcomputers oder der Mechanik sind manuelle Steuerimpulse zur sicheren Landung aktivierbar.An exemplary embodiment of the hybrid aircraft is particularly preferred in which the cabin is rotatably mounted on the hull structure, so that the hull can rotate about its vertical mirror axis while the cabin does not rotate with it. The rotatable bearing just mentioned preferably contains a sliding contact for the transmission of energy from the energy supply to the main drives. Control is from the cabin. Control signals are transmitted via radio to an on-board com transferred to the computer in the case. This controls and regulates the corresponding mechanisms for vertical take-off, cruising and landing. In the event of a failure of the on-board computer or the mechanics, manual control impulses can be activated for safe landing.

Die Energieversorgung befindet sich in der Kabine und/oder als Solarzellen auf der oberen Hüllenoberfläche.The energy supply is located in the cabin and/or as solar cells on the upper surface of the hull.

Die drehbare Lagerung ist so ausgestaltet, dass sie bei einem bestimmten Drehwinkel der Hülle gegenüber der stehenden Kabine geregelt einrasten kann, sodass Hüllen- und Kabinenkonstruktion dann fest miteinander verbunden sind und eine ausgerichtete spiegelsymmetrische Flugzeugkonfiguration einen geregelten Vorwärtsflug gewährleisten kann. Die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Hülle wird nach dem Senkrechtstart abgebremst, sodass der Einrastvorgang flugmechanisch kein Problem darstellt. In der Übergangsphase vom Senkrechtstart in den Reiseflug verliert dieses Fluggerät aufgrund der großen Fläche nur wenig an Höhe, vergleichbar mit einem Fallschirm. Ein Trudeln tritt nicht auf, wie bei etwa einem Teller in einem Swimmingpool, da ein LA-Gas als Flächenlast der Schwerkraft entgegenwirkt, wie etwa eine gefangene stabile Luftblase unter dem Teller im Pool.The rotatable bearing is designed in such a way that it can engage in a controlled manner at a certain angle of rotation of the shell relative to the stationary cabin, so that the shell and cabin construction are then firmly connected to one another and an aligned, mirror-symmetrical aircraft configuration can ensure controlled forward flight. The angular velocity of the rotating shell is slowed down after the vertical take-off, so that the locking process does not pose a problem in terms of flight mechanics. In the transition phase from vertical takeoff to cruising flight, this aircraft loses only a little altitude due to its large area, comparable to a parachute. A spin does not occur, as with, say, a plate in a swimming pool, since an LA gas counteracts gravity as a surface load, such as a trapped stable air bubble under the plate in the pool.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Hybridflugzeuges ist zwischen der Kabine und dem drehbaren Lager mit dem Schleifkontakt eine schienenartige Konstruktion eingebracht, um die Position der Kabine gegenüber der Hülle mittels beispielsweise gleitender Lager oder Rollen veränderbar zu gestalten. Die Kabine kann vorzugsweise von der Schiene einfach getrennt und ausgetauscht werden. Durch die Schiene an der drehbaren Lagerung kann die Kabine nahezu zu jedem, für einen sicheren Flug erforderlichen, Punkt hinbewegt werden.In the preferred embodiment of the hybrid aircraft, a rail-like construction is introduced between the cabin and the rotatable bearing with the sliding contact, in order to make the position of the cabin relative to the hull variable by means of, for example, sliding bearings or rollers. The cabin can preferably be easily separated from the rail and replaced. The rail on the rotatable bearing allows the cabin to be moved to almost any point required for safe flight.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet das Hybridflugzeug dadurch aus, dass die Energieversorgung durch mindestens einen dimensionierten Verbrennungsmotor und Treibstoff und/oder durch mindestens eine dimensionierte Batterieeinheit und/oder durch mindestens eine dimensionierte Brennstoffzelleneinheit und/oder durch mindestens eine dimensionierte Solarzelleneinheit gewährleistet wird. Beispielsweise können Solarzellen auf der Oberseite der Hülle angebracht sein, wie auch Brennstoffzellen in der Nutzlast, welche die Elektromotoren der ummantelten Propeller, der Regelung und der Drehmechanismen mit Strom versorgen.Another preferred exemplary embodiment characterizes the hybrid aircraft in that the energy supply is ensured by at least one dimensioned internal combustion engine and fuel and/or by at least one dimensioned battery unit and/or by at least one dimensioned fuel cell unit and/or by at least one dimensioned solar cell unit. For example, solar cells can be mounted on top of the hull, as can fuel cells in the payload, which power the electric motors of the ducted propellers, controls, and turning mechanisms.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet das Hybridflugzeug dadurch aus, dass Nebenantriebe, welche vorzugsweise seitlich an der Kabine und/oder beispielsweise auch an der Schiene befestigt sind, für eine geregelt kontrollierbare Ausrichtung der Kabine beim Senkrechtstart vorgesehen sind.Another preferred exemplary embodiment characterizes the hybrid aircraft in that auxiliary drives, which are preferably attached to the side of the cabin and/or, for example, also to the rail, are provided for a regulated, controllable alignment of the cabin during vertical takeoff.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet das Hybridflugzeug dadurch aus, dass mindestens eine beispielsweise ausfahrbare Seitenleitwerkseinrichtung den Freiheitsgrad um die Hochachse des Hybridflugzeuges im Reiseflug stabilisiert. Das Seitenleitwerk kann beispielsweise aus der Hülle ausfahrbar realisiert werden. Vorzugsweise befindet sich das Seitenleitwerk aber am hinteren Ende der Schiene, sodass sie nicht ausfahrbar gestaltet werden muss und es dort die Rotation der Hüllenkonstruktion beim Senkrechtstart nicht stört. Als konstruktive Maßnahme, um den Schwerpunkt des Systems beim Senkrechtstart in der Rotationsachse zu halten, wird z.B. die Motorisierung der Kabinenverstellbarkeit auf der vorderen Seite der Schiene positioniert.Another preferred exemplary embodiment characterizes the hybrid aircraft in that at least one vertical stabilizer device, which can be extended, for example, stabilizes the degree of freedom around the vertical axis of the hybrid aircraft during cruising flight. The rudder unit can be implemented such that it can be extended out of the envelope, for example. However, the vertical stabilizer is preferably located at the rear end of the rail, so that it does not have to be designed to be extendable and it does not interfere with the rotation of the hull construction there during vertical take-off. As a constructive measure to keep the center of gravity of the system in the axis of rotation during vertical take-off, for example, the motorized cabin adjustability is positioned on the front side of the rail.

Das Ausführungsbeispiel zeichnet das Hybridflugzeug dadurch aus, dass die statische bzw. dynamische Stabilität des Hybridflugzeuges im Reiseflug, bzw. die Steuerung des Nickmoments geregelt in umgedrehter T-Leitwerkskonfiguration von einem relativ kleinen Höhenleitwerk vorgenommen wird. Für das Momentengleichgewicht ist auch eine „Canard-Konstruktion“ vor der Kabine denkbar. Das Höhenleitwerk kann beispielsweise aus dem Seitenleitwerk ausklappbar realisiert werden. Vorzugsweise befindet sich das Höhenleitwerk aber am hinteren Ende der Schiene unter dem Seitenleitwerk, sodass sie nicht ausfahrbar gestaltet werden muss und es dort die Rotation der Hüllenkonstruktion beim Senkrechtstart nicht stört. Die umgedrehte T-Leitwerkskonfiguration dient gleichzeitig als Stütze am Boden und kann stabil jedoch leicht ausgestaltet werden, sodass sie die Konstruktion gemeinsam mit der Kabine auch ohne Helium trägt. In die Kabine wie auch in das Höhenleitwerk können Räder eingebracht werden, damit sich das Hybridflugzeug auch am Boden fortbewegen kann.The exemplary embodiment distinguishes the hybrid aircraft in that the static or dynamic stability of the hybrid aircraft in cruising flight, or the control of the pitching moment, is carried out in a controlled manner in an inverted T-tail configuration by a relatively small horizontal stabilizer. A "canard construction" in front of the cabin is also conceivable for the moment balance. The tailplane can, for example, be folded out of the rudder. However, the tailplane is preferably located at the rear end of the rail under the vertical tailplane, so that it does not have to be designed to be extendable and it does not interfere with the rotation of the hull construction there during vertical takeoff. The inverted T-tail configuration doubles as ground support and can be made strong yet lightweight to support the structure along with the cabin even without helium. Wheels can be installed in the cabin as well as in the tailplane so that the hybrid aircraft can also move on the ground.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet das Hybridflugzeug dadurch aus, dass in einer geeigneten, vorzugsweise horizontalen Ebene der horizontal ausgerichteten Hülle ein Notfallschirm gespannt ist, welcher die Kabine bei einem unwahrscheinlichen Versagen der Hülle und Entweichen des LA-Gases heil wieder zur Erde bringt.A further preferred exemplary embodiment characterizes the hybrid aircraft in that an emergency parachute is stretched in a suitable, preferably horizontal plane of the horizontally aligned envelope, which brings the cabin safely back to earth in the unlikely event of the envelope failing and the LA gas escaping.

Innerhalb der Hülle befindet sich eine rotationssymmetrische Ballonett-Konstruktion, mit welcher die Druckdifferenz zwischen dem Traggasdruck und dem Umgebungsdruck geregelt konstant gehalten wird.Inside the envelope there is a rotationally symmetrical ballonet construction, with which the pressure difference between the lifting gas pressure and the ambient pressure is kept constant in a controlled manner.

Die Erfindung ist anschließend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hybridfluggerätes in der rotationssymmetrischen Konfiguration für den Senkrechtstart und Senkrechtlandung in seitlicher Ansicht (1.1) und der Flügel von der Seite (1.2)
2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hybridfluggerätes in der spiegelsymmetrischen Konfiguration für den Reiseflug in seitlicher Ansicht und
3 eine Prinzipskizze des Übergangs von der rotationssymmetrischen Konfiguration in die spiegelsymmetrische Konfiguration bzw. des Übergangs vom Senkrechtstart in den Reiseflug darstellt.

The invention is further described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:

1 a first embodiment of a hybrid aircraft in the rotationally symmetrical configuration for vertical takeoff and vertical landing in a side view ( 1.1 ) and the wing from the side ( 1.2 )
2 a first embodiment of a hybrid aircraft in the mirror-symmetrical configuration for cruising in a side view and
3 represents a basic sketch of the transition from the rotationally symmetrical configuration to the mirror-symmetrical configuration or the transition from vertical take-off to cruising flight.

1.1 zeigt eine kreisrunde, linsenförmige Hülle (1), welche ein Volumen (2) einschließt, das mit einem leichter als Luft Gas gefüllt werden kann. Die Ballonett-Konstruktion (1.1) verläuft konzentrisch zur Hülle in welche regelbare Lüfter (1.2) eingebaut sind. Am Außenradius der Hülle (1) befindet sich vorzugsweise ein Kohlefaserring (1.3), womit die Ausdehnung der Hülle (1) zu einer Kugel verhindert wird. 1.1 shows a circular, lenticular envelope (1) which encloses a volume (2) which can be filled with a lighter-than-air gas. The ballonet construction (1.1) runs concentrically to the shell in which controllable fans (1.2) are installed. A carbon fiber ring (1.3) is preferably located on the outer radius of the cover (1), which prevents the cover (1) from expanding into a sphere.

Des Weiteren zeigt 1.1 zwei Flügel (3.1 und 3.2), die an der Hülle (1) seitlich und horizontal angeordnet sind und sowohl eine rotationssymmetrische Hubschrauber-, als auch eine spiegelsymmetrische Flugzeugkonfiguration mit regelbarem Anstellwinkel einnehmen können.Furthermore shows 1.1 two wings (3.1 and 3.2), which are arranged laterally and horizontally on the envelope (1) and can assume both a rotationally symmetrical helicopter configuration and a mirror-symmetrical aircraft configuration with an adjustable angle of attack.

1.1 zeigt die Flügel (3.1 und 3.2) von hinten bzw. von vorne. In 1.2 wird der rechte Flügel (3.2) von rechts gesehen dargestellt. In beide Flügel sind gemäß 1.2 Klappen (3.1.1, 3.1.2 und 3.2.1, 3.2.2) eingebaut, die für eine rotationssymmetrische Hubschrauber-, wie auch spiegelsymmetrische Flugzeug-Auftriebskonfiguration geregelt Sorge tragen. 1.1 shows the wings (3.1 and 3.2) from behind and from the front. In 1.2 the right wing (3.2) is shown seen from the right. In both wings are according 1.2 Flaps (3.1.1, 3.1.2 and 3.2.1, 3.2.2) installed, which ensure a rotationally symmetrical helicopter as well as mirror-symmetrical aircraft lift configuration.

Wenn es für den dynamischen Auftrieb erforderlich ist, können die Flügel (3.1 und 3.2) auch schwenkbar gestaltet werden, damit ihr Anstellwinkel geregelt verändert werden kann. Die Drehung der Flügel (3.1 und 3.2) um die Rotationsachse (4) kann mit Drehmechanismen (5) gewährleistet werden, die direkt zwischen Hülle (1) bzw. Ring (1.3) und Flügel (3.1 und 3.2) montiert sind. 1.1 veranschaulicht ein Drehmechanismus (5) in der Mitte der Hülle (1).If necessary for dynamic lift, the wings (3.1 and 3.2) can also be made pivotable so that their angle of attack can be changed in a controlled manner. The rotation of the wings (3.1 and 3.2) about the axis of rotation (4) can be ensured with rotary mechanisms (5) mounted directly between the casing (1) or ring (1.3) and the wings (3.1 and 3.2). 1.1 illustrates a turning mechanism (5) in the middle of the case (1).

Es wird darauf hingewiesen, dass für die Funktionalität des Vorschlags nicht die Drehbarkeit der Flügel von Bedeutung ist, sondern die Fähigkeit der Flügelkonstruktion sowohl eine rotationssymmetrische Hubschrauber-, als auch eine spiegelsymmetrische Flugzeugkonfiguration mit regelbarem Anstellwinkel einnehmen zu können.It is pointed out that the ability of the wing to rotate is not important for the functionality of the proposal, but rather the ability of the wing construction to assume both a rotationally symmetrical helicopter configuration and a mirror-symmetrical aircraft configuration with an adjustable angle of attack.

1.1 veranschaulicht zusätzlich die Hauptantriebe (7.1 und 7.2), die an den Enden der Flügel (3.1 und 3.2) montiert sind. Ihre Schubvektoren (8) zeigen in der Ausgangskonfiguration für den Senkrechtstart in die entgegengesetzte Richtung und sind rotationssymmetrisch angeordnet. Eine weitere Möglichkeit zum Senkrechtstart kann erfolgen, wenn die Schubvektoren vertikal nach unten wirken. Dies ist jedoch erfahrungsgemäß gefährlich wegen des Aufschaukelverhaltens. Wesentlich sicherer ist ein Senkrechtstart in der Hubschrauberkonfiguration. 1.1 Figure 11 additionally illustrates the prime movers (7.1 and 7.2) mounted at the ends of the wings (3.1 and 3.2). In the initial configuration for vertical take-off, their thrust vectors (8) point in the opposite direction and are arranged rotationally symmetrically. Another possibility for a vertical take-off can occur when the thrust vectors act vertically downwards. However, experience has shown that this is dangerous because of the rocking behavior. A vertical take-off in the helicopter configuration is much safer.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Hauptantriebe (7.1 und 7.2), die an den Enden der Flügel (3.1 und 3.2) montiert sind, gegenüber der Flügel (3.1 und 3.2) mittels eingebrachter Drehmechanismen geregelt um die Rotationsachse (4) schwenkbar sind, um z.B. die Schubrichtung des Hauptantriebes (3.1 und 3.2) horizontal zu halten, während der Anstellwinkel des vollsymmetrischen Flügelprofils durch geregelte Drehung der Flügel (3.1 und 3.2) beim Senkrechtsart für den notwendigen Auftrieb sorgt. Des Weiteren wird die Hülle (1) beim ausgerichteten Reiseflug nicht angestellt, sondern geregelt in der Horizontalen gehalten, während der dynamische Auftrieb von den Flügeln (3.1 und 3.2) und von einer angepassten Canard-Konstruktion (6) an der Kabine erzeugt wird. Dem durch die Luftkräfte am Flügel entstehenden Moment um den Schwerpunkt wirkt das von den Luftkräften an der angepassten Canard-Konstruktion (6) erzeugte Moment entgegen. Somit kann man auf ein überdimensionales Höhenleitwerk verzichten und dennoch relativ schnell fliegen. Das Höhenleitwerk dient zur Steuerung des Nickmoments und zur Unterbringung einer Fahrwerkskonstruktion.It should be noted that the main drives (7.1 and 7.2), which are mounted at the ends of the wings (3.1 and 3.2), can be pivoted about the axis of rotation (4) in relation to the wings (3.1 and 3.2) by means of incorporated rotary mechanisms in order to For example, to keep the direction of thrust of the main drive (3.1 and 3.2) horizontal, while the angle of attack of the fully symmetrical wing profile provides the necessary lift through controlled rotation of the wings (3.1 and 3.2) in the vertical type. Furthermore, the envelope (1) is not engaged during cruising flight, but held in a controlled manner in the horizontal, while the dynamic lift is generated by the wings (3.1 and 3.2) and by an adapted canard construction (6) on the cabin. The moment around the center of gravity caused by the air forces on the wing is counteracted by the moment generated by the air forces on the adapted canard construction (6). This means you can do without an oversized tailplane and still fly relatively fast. The tailplane is used to control the pitching moment and to accommodate a landing gear construction.

In 1.1 ist die Situation dargestellt, wie die Hauptantriebe (7.1 und 7.2) bei rotationssymmetrischer Konfiguration die Hülle (1) mit den Flügeln (3.1 und 3.2) in Rotation um die Rotationsachse (10) der Hülle (1) versetzen und durch Anstellung der Flügel (3.1 und 3.2) gegen die Rotationsrichtung Auftrieb erzeugen.In 1.1 the situation is shown how the main drives (7.1 and 7.2) in a rotationally symmetrical configuration set the shell (1) with the wings (3.1 and 3.2) in rotation about the axis of rotation (10) of the shell (1) and by employing the wings (3.1 and 3.2) generate lift against the direction of rotation.

Des Weiteren zeigt 1.1 die Kabine (15), die mit der Hülle (1) mittels eines drehbaren Lagers (12) verbunden ist. Zwischen die Kabine (15) und das drehbare Lager (12) ist eine schienenartigen Konstruktion (11) eingebracht, um die Position der Kabine (15) gegenüber der Hülle (1) mittels beispielsweise gleitender Lager (14) oder beispielsweise Rollen veränderbar zu gestalten. Dies dient zur Regelung des Schwerpunktes. Die Kabine (15) kann von der Schiene (11) einfach getrennt und ausgetauscht werden. Die Kabine (15) kann die Energieversorgung (16) beinhalten. Beim Austausch der Kabine (15) wird zunächst eine Hilfsstütze unter das Hybridflugzeug geschoben, welche beim Entfernen der Kabine sowohl die Masse der Kabine, als auch deren Tragfähigkeit ersetzt.Furthermore shows 1.1 the cabin (15) connected to the shell (1) by means of a rotary bearing (12). A rail-like construction (11) is inserted between the cabin (15) and the rotatable bearing (12) in order to change the position of the cabin (15) relative to the shell (1) by means of, for example, sliding bearings (14) or, for example, rollers. This serves to regulate the center of gravity. The cabin (15) can be easily separated from the rail (11) and replaced. The cabin (15) can contain the power supply (16). When replacing the cabin (15), an auxiliary support is first pushed under the hybrid aircraft, which when removed of the cabin replaces both the mass of the cabin and its carrying capacity.

1.1 veranschaulicht zusätzlich die Nebenantriebe (17), die an den Seiten der Kabine (15) mit einem horizontalen Schubvektor (19) befestigt sind. Die Nebenantriebe (17) an den Seiten der Kabine (15) sind symmetrisch angeordnet und verhindern bei rotationssymmetrischer Konfiguration von Hülle (1) und Flügeln (3.1 und 3.2) das Mitrotieren der Kabine (15) und regeln deren Ausrichtung. 1.1 Figure 12 additionally illustrates the power take-offs (17) mounted on the sides of the cab (15) with a horizontal thrust vector (19). The auxiliary drives (17) on the sides of the cabin (15) are arranged symmetrically and, with a rotationally symmetrical configuration of the shell (1) and wings (3.1 and 3.2), prevent the cabin (15) from rotating and regulate its alignment.

Sowohl das Seitenleitwerk (20), als auch das Höhenleitwerk (21) sind in 1.1 veranschaulicht und weil sie mit der Schiene verbunden sind, welche in der rotierenden Konfiguration nicht mitrotiert, hat die umgedrehte T-Leitwerkskonfiguration keinen bremsenden Effekt auf die rotierende Hülle. Es ist auch denkbar, dass keine Nebenantriebe (17) montiert sind, sondern ein Fenestron im Seitenleitwerk (20), welches das Mitrotieren der Kabine (15) verhindert und die Ausrichtung des fest verbundenen Kabinen-Schienen-Leitwerkssystems regelt.Both the vertical stabilizer (20) and the horizontal stabilizer (21) are in 1.1 and because they are connected to the rail, which does not rotate in the rotating configuration, the inverted T-tail configuration has no braking effect on the rotating envelope. It is also conceivable that no auxiliary drives (17) are mounted, but a fenestron in the vertical tail (20), which prevents the cabin (15) from rotating and controls the alignment of the permanently connected cabin-rail-tail system.

Die horizontale Ebene (22), welche beispielhaft die ideale Position für den gespannten Notfallschirm (23) darstellt, wird in 2 veranschaulicht.The horizontal plane (22), which is an example of the ideal position for the tensioned emergency parachute (23), is shown in 2 illustrated.

2 zeigt die gleiche kreisrunde, linsenförmige Hülle (1), wie 1, jedoch ist die Hülle (1) in 2 gegenüber der Hülle (1) in 1 um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn von oben gesehen gedreht. Der Flügel (3.1) in 2 ist im Vergleich zu 1 so verändert, dass die Schubvektoren (8) der Hauptantriebe (7.1 und 7.2) in die gleiche Richtung zeigen können, um an beiden Flügeln dynamischen Auftrieb zu erzeugen und somit 2 die spiegelsymmetrische Reisekonfiguration darstellt. 2 shows the same circular, lenticular shell (1) as 1 , however the shell (1) is in 2 opposite the shell (1) in 1 rotated 90 degrees counterclockwise as viewed from above. The wing (3.1) in 2 is compared to 1 changed so that the thrust vectors (8) of the main drives (7.1 and 7.2) can point in the same direction in order to generate dynamic lift on both wings and thus 2 represents the mirror-symmetrical travel configuration.

Die Hauptantriebe (7.1 und 7.2) an den Enden der Flügel (3.1 und 3.2) versetzen bei spiegelsymmetrischer Konfiguration das Hybridflugzeug in eine Vorwärtsbewegung durch gleichgerichtete Schubvektoren (8) und erzeugen durch Anstellung der Flügel (3.1 und 3.2) Auftrieb.The main drives (7.1 and 7.2) at the ends of the wings (3.1 and 3.2) put the hybrid aircraft in a mirror-symmetrical configuration in a forward motion through rectified thrust vectors (8) and generate lift by pitching the wings (3.1 and 3.2).

Des Weiteren zeigt 2 die Kabine (15), die mit der Hülle (1) mittels eines drehbaren Lagers (12) verbunden ist, das jedoch für die Reisekonfiguration bereits eingerastet ist und das dann eine feste Verbindung zwischen Kabine (15) und Hülle (1) darstellt. Zwischen der Kabine (15) und dem drehbaren Lager (12) ist eine schienenartige Konstruktion (11) angebracht. Der Massenschwerpunkt des Systems kann zum Zweck der statischen und dynamischen Stabilität im Reiseflug bewegt werden, indem die Kabine (15) auf der hierfür vorgesehenen Schiene (11) bewegt wird.Furthermore shows 2 the cabin (15) which is connected to the hull (1) by means of a rotating bearing (12), but which is already engaged for the travel configuration and which then constitutes a fixed connection between the cabin (15) and the hull (1). A rail-like construction (11) is fitted between the cabin (15) and the rotatable bearing (12). The center of mass of the system can be moved for the purpose of static and dynamic stability in cruise flight by moving the cabin (15) on the rail (11) provided for this purpose.

2 veranschaulicht zusätzlich die Nebenantriebe (17), die an den Seiten der Kabine (15) mit einem horizontalen Schubvektor (19) um die Rotationsachse (18) rotierbar befestigt sind. Die Nebenantriebe (17) an den Seiten der Kabine (15) sind symmetrisch angeordnet und unterstützen bei spiegelsymmetrischer Konfiguration durch gleichgerichteten Schub die Vorwärtsbewegung des Hybridflugzeuges. Würde man ein Fenestron verwenden, würde man wahrscheinlich Masse einsparen, jedoch diese unterstützende Schubkraft verlieren. 2 Figure 13 additionally illustrates the power take-offs (17) mounted on the sides of the cab (15) with a horizontal thrust vector (19) for rotation about the axis of rotation (18). The auxiliary drives (17) on the sides of the cabin (15) are arranged symmetrically and, in the case of a mirror-symmetrical configuration, support the forward movement of the hybrid aircraft through rectified thrust. Using a fenestron would likely save mass but lose that assisting thrust.

Sowohl das Seitenleitwerk (20), als auch das Höhenleitwerk (21) sind in 2 veranschaulicht. Sie gewährleisten in der spiegelsymmetrischen Konfiguration die Steuerbarkeit und die Stabilität des Hybridflugzeuges im Reiseflug. Both the vertical stabilizer (20) and the horizontal stabilizer (21) are in 2 illustrated. In the mirror-symmetrical configuration, they ensure the controllability and stability of the hybrid aircraft when cruising.

2 veranschaulicht zusätzlich die horizontale Ebene (22), welche beispielhaft die ideale Position für den gespannten Notfallschirm (23) darstellt. Der Notfallschirm weist in der Mitte ein Loch auf. Dieser Text wurde durch das DPMA aus Originalquellen übernommen. Er enthält keine Zeichnungen. Die Darstellung von Tabellen und Formeln kann unbefriedigend sein. 2 additionally illustrates the horizontal plane (22), which is an example of the ideal position for the tensioned emergency parachute (23). The emergency parachute has a hole in the middle. This text was taken from the original sources by the DPMA. It contains no drawings. The presentation of tables and formulas can be unsatisfactory.

3 zeigt das stark vereinfachte Hybridflugzeug von oben in vier Zuständen (Z1 bis Z4) und die skizzenhafte Darstellung des Übergangs aus dem Senkrechtstart in den Reiseflug. 3 shows the highly simplified hybrid aircraft from above in four states (Z1 to Z4) and a sketch of the transition from vertical takeoff to cruise flight.

Zunächst befindet sich das Fluggerät am Boden. Die Kabine ist ausgetauscht, die Nutzlast ist geladen und alle Systeme wurden auf ihre Funktionsfähigkeit ausreichend gecheckt. Die Hilfsstütze wird weg geschoben. Die Steuerkommandos für den Start werden von der Kabine aus zum Empfänger im Hüllensystem gesendet und vom Bordcomputer an die Klappenmotoren und den Hauptantrieb weitergegeben. Die Hauptantriebe erzeugen daraufhin entgegengesetzten Schub, versetzen die Hülle und die Flügel in Rotation und das Hybridflugzeug beginnt zu steigen, bis es eine gewünschte Höhe erreicht hat. Diese Höhe darf die Prallhöhe des Hybridflugzeuges nicht übersteigen.First, the aircraft is on the ground. The cabin has been replaced, the payload has been loaded and all systems have been adequately checked for functionality. The auxiliary support is pushed away. The control commands for the start are sent from the cabin to the receiver in the envelope system and passed on to the flap motors and the main drive by the on-board computer. The main engines then generate opposing thrust, rotating the envelope and wings, and the hybrid aircraft begins to climb to a desired altitude. This height must not exceed the impact height of the hybrid aircraft.

Das Abbremsen der Rotation nach der Steigphase (Z1) für den Übergang in den ausgerichteten Reiseflug (Z4) kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Eine sichere Variante besteht darin, nach dem Erreichen der gewünschten Höhe die Antriebe zunächst zu deaktivieren und die Flügel langsam und gleichmäßig anzustellen, so dass die Rotation wegen des erhöhten Widerstandes abklingt. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit einen für die einrastende Drehlagerung verträglichen Wert angenommen hat, rastet die Drehlagerung ein und Hülle, Flügel, Schiene, Kabine, Canard und Leitwerke bilden ein festes System, vergleichbar mit einem Flugzeug. Währenddessen sinkt das Hybridflugzeug langsam und stabil, vergleichbar mit einem Fallschirm, jedoch aufgrund des Auftriebsgases in der Hülle wesentlich langsamer. Nach dem Einrasten werden die Flügel und Klappen in die entsprechende spiegelsymmetrische Stellung gebracht und der Schub wird gleichgerichtet aktiviert. Die Steuerbefehle erfolgen auf Knopfdruck bzw. mit einem Joystick und werden für das Gerät vom Bordcomputer übersetzt.The rotation can be slowed down after the climb phase (Z1) for the transition to aligned cruising flight (Z4) in various ways. A safe variant consists in first deactivating the drives after reaching the desired height and adjusting the wings slowly and evenly so that the rotation subsides due to the increased resistance. When the rotational speed has reached a value that is compatible with the locking rotary bearing, the rotary bearing locks in place and the envelope, wing, rail, cabin, canard and tail units form a fixed system, comparable to an airplane. Meanwhile, the hybrid aircraft descends slowly and steadily, comparable to a parachute but much slower due to the buoyant gas in the envelope. After locking, the wings and flaps are brought into the corresponding mirror-symmetrical position and the thrust is activated in the same direction. The control commands are given at the push of a button or with a joystick and are translated for the device by the on-board computer.

Während des Reisefluges wird mit Hilfe der Canard- und Höhenleitwerkskonstruktion die Hülle geregelt horizontal gehalten. Die Flugmechanik im Reiseflug ist ähnlich zu einem Flugzeug bzw. Nurflügler. Der wesentliche Teil des dynamischen Auftriebs wird jedoch an den Flügeln erzeugt. Am Canard und an der Kabine entsteht ebenfalls dynamischer Auftrieb. Bei der Ankunft am Reiseziel werden die Hauptantriebe aktiviert und die Klappen als Bremsklappen benutzt, bis das Hybridflugzeug nahezu keine kinetische Energie mehr besitzt.During cruising flight, the envelope is kept horizontal in a regulated manner with the help of the canard and tailplane construction. The flight mechanics in cruise flight is similar to an airplane or flying wing. However, the main part of the dynamic lift is generated on the wings. Dynamic lift also occurs on the canard and cabin. Upon arrival at the destination, the main drives are activated and the flaps are used as airbrakes until the hybrid aircraft has almost no kinetic energy left.

Die Flügel-Klappenkonfiguration wird wieder auf rotationssymmetrische Stellung gebracht und durch entgegengesetzten Schub der Hauptantriebe wird die Hülle mit den Flügeln so in Rotation versetzt, dass nach einem langsamen, stabilen und sicheren Sinken eine weiche Landung erfolgt.The wing-flap configuration is brought back to a rotationally symmetrical position and the envelope with the wings is rotated by the opposite thrust of the main drives in such a way that after a slow, stable and safe descent a soft landing takes place.

Der Übergang zwischen den verschiedenen Flugphasen lässt sich aber auch wesentlich abenteuerlicher gestalten, indem der Schub nicht deaktiviert wird und die kinetische Energie der Rotation zum Teil erhalten bleibt, indem das Fluggerät spiralenförmig vom Steigflug in den Reiseflug übergeführt wird. Während des Spiralenfluges klingt die Rotation ebenfalls ab, die Kabine schaut dabei jedoch stets in dieselbe Himmelsrichtung. Die Flugregelung gewährleistet das Horizontalbleiben der Hülle. Nach dem Einrasten muss das Hybridflugzeug nun nicht mehr von Null aus beschleunigen. Die Landephase würde sich demnach mit immer enger geflogenen Kurven einleiten lassen, was sich jedoch als sehr abenteuerlich erweisen dürfte.However, the transition between the different flight phases can also be made much more adventurous, in that the thrust is not deactivated and the kinetic energy of the rotation is partially retained, in that the aircraft is transferred from climb to cruise flight in a spiral pattern. During the spiral flight, the rotation also subsides, but the cabin always looks in the same direction. The flight control ensures that the envelope remains level. Once locked, the hybrid aircraft no longer needs to accelerate from zero. The landing phase would therefore be initiated with ever tighter curves flown, which, however, should prove to be very adventurous.

Erste Überlegungen hierzu führen zu der Schlussfolgerung, dass es Maßnahmen gibt, welche die Änderung der Konfiguration von rotationssymmetrisch auf spiegelsymmetrisch und umgekehrt begünstigen.Initial considerations on this lead to the conclusion that there are measures that favor changing the configuration from rotationally symmetrical to mirror-symmetrical and vice versa.

Der Übergang erfolgt spiralenförmig, wobei die Spiralenrichtung durch die Rotationsrichtung (26) der Hülle (1) vorgegeben ist und ein innerer (3.1) und ein äußerer (3.2) Flügel definiert werden kann, wenn die rotationssymmetrische Hülle (1) eine Vorder- und eine Rückseite im Reiseflug definieren lässt. Die Rückseite kann mit einem beispielsweise aus der Hülle ausfahrbaren Seitenleitwerk (20) charakterisiert werden, während die Vorwärtsrichtung (24) der Hülle (1) in 3 mit dem entsprechenden Pfeil dargestellt wird. Die globale Ausrichtung (25) der Kabine (15) ändert sich beim Übergang nicht, sodass sie während des in 3 dargestellten Übergangs stets in die gleiche Richtung schaut.The transition takes place in a spiral, the spiral direction being determined by the direction of rotation (26) of the cover (1) and an inner (3.1) and an outer (3.2) wing can be defined if the rotationally symmetrical cover (1) has a front and a Rear can be defined in cruise flight. The rear can be characterized by a vertical stabilizer (20) that can be extended out of the hull, for example, while the forward direction (24) of the hull (1) is in 3 is shown with the corresponding arrow. The global orientation (25) of the cabin (15) does not change during the transition, so during the in 3 shown transition is always looking in the same direction.

Die möglichen Maßnahmen zur Änderung der Konfiguration von rotationssymmetrisch auf spiegelsymmetrisch sind: Der innere Flügel (3.1) wird um die Rotationsachse (4) gegen den Uhrzeigersinn so gedreht, dass der Schub des Hauptantriebes (7.1) die innere Seite des Hybridflugzeuges während der Übergangsphase nicht absacken lässt, während die vergrößerte Widerstandsfläche des Flügels (3.1) in Folge des Drehens zur Abschwächung der Rotation beiträgt. In 3 wird das in Zustand 2 (Z2) dargestellt.The possible measures to change the configuration from rotationally symmetrical to mirror-symmetrical are: The inner wing (3.1) is rotated counterclockwise about the rotational axis (4) in such a way that the thrust of the main engine (7.1) does not sag the inner side of the hybrid aircraft during the transition phase while the increased resistance area of the wing (3.1) as a result of turning contributes to the weakening of the rotation. In 3 this is shown in state 2 (Z2).

Um einen sanfteren Übergang zu gewährleisten ist es denkbar nur den Hauptantrieb (7.1) um 180 Grad zu drehen. Danach wird der Anstellwinkel des Flügels (3.1), der dann wie auch Flügel 3.2 vollsymmetrische Profile aufweist, an die symmetrische Reisekonfiguration angepasst. Denkbar ist auch, dass die Antriebe auf Umkehrschub gestellt werden oder ausgeschaltet werden, bis die Rotation aufgrund des Widerstandes abklingt. In derselben Zeit ändert man die Konfiguration.In order to ensure a smoother transition, it is conceivable to only turn the main drive (7.1) by 180 degrees. Then the angle of attack of the wing (3.1), which then has fully symmetrical profiles like the wing 3.2, is adjusted to the symmetrical travel configuration. It is also conceivable that the drives are set to reverse thrust or are switched off until the rotation subsides due to the resistance. In the same time you change the configuration.

Die Seitenleitwerke (20) werden ausgefahren und tragen durch die vergrößerte Widerstandsfläche zur Abschwächung der Rotation bei. In 3 wird das in Zustand 3 (Z3) dargestellt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Seitenleitwerke an der Schiene befestigt, dennoch könnten ausfahrbare Bremsklappen montiert sein, falls diese wegen des zu langsamen Abklingens der Rotation erforderlich sind.The fins (20) are extended and contribute to the weakening of the rotation due to the increased resistance area. In 3 this is shown in state 3 (Z3). In the preferred embodiment, the vertical stabilizers are fixed to the rail, but deployable airbrakes could be mounted if required because the rotation decays too slowly.

Einrasten der drehbaren Lagerung (12) für eine gleichgerichtete Ausrichtung von Hülle (1), Flügel (3.1 und 3.2) und Kabine (15) für den Reiseflug. Der Massenschwerpunkt des Systems wird zum Zweck der statischen und dynamischen Stabilität im Reiseflug nach außen bewegt, indem die Kabine (15) auf der hierfür vorgesehenen Schiene (5) nach vorne bewegt wird. Durch die Veränderung des Massenträgheitsmomentes wird die Rotation schließlich gestoppt. In 3 wird das in Zustand 3 (Z3) dargestellt. Der Übergang wird mit regelungstechnischen Maßnahmen realisiert.Engage the rotatable bearing (12) to align the envelope (1), wings (3.1 and 3.2) and cabin (15) for cruise flight. The center of mass of the system is moved outwards for static and dynamic stability in cruise flight by moving the cabin (15) forward on the rail (5) provided for this purpose. The rotation is finally stopped by changing the mass moment of inertia. In 3 this is shown in state 3 (Z3). The transition is implemented with control engineering measures.

Der Übergang in die Phase der Senkrechtlandung erfolgt analog zu 3, jedoch rückwärts. Zunächst fliegt das Hybridflugzeug eine immer engere Kurve, bis der geregelte Übergang stattfindet und das Hybridfluggerät senkrecht landet. Danach kann die Kabine (15) ausgetauscht und das Hybridflugzeug wieder senkrecht gestartet werden.

1: Hülle
1.1: Ballonett-Konstruktion
1.2: Lüfter
1.3: Kohlefaserring
2: Volumen
3.1: Flügel (innen, s. auch 3)
3.2: Flügel (außen, s. auch 3)
3.1.1: Klappe vorn
3.2.2: Klappe hinten
4: Rotationsachse (Flügel)
5: Drehmechanismus
6: Canard
7.1: Hauptantrieb (innen, s. auch 3)
7.2: Hauptantrieb (außen, s. auch 3)
8: Schubvektor (Hauptantriebe)
9: Nullauftriebsrichtung (Flügel, Neutralstellung)
10: Rotationsachse (Hülle)
11: Schiene
12: Lagerung (drehbar um 10)
13: Schleifkontakt
14: Lager (gleitend bzw. rollend)
15: Kabine
16: Energieversorgung
17: Nebenantriebe (90° um Achse 10 gedreht dargestellt)
18: Rotationsachse (Nebenantriebe) (90° um Achse 10 gedreht!)
19: Schubvektor (Nebenantriebe) (90° um Achse 10 gedreht!)
20: Seitenleitwerk
21: Höhenleitwerk
22: Ebene (vorzugsweise horizontal)
23: Notfallschirm
24: Vorwärtsrichtung (Hülle)
25: globale Richtung (Kabine)
26: Rotationsrichtung (Hülle)

The transition to the vertical landing phase is analogous to 3 , but backwards. First, the hybrid aircraft flies a tighter and tighter turn until the controlled transition occurs and the hybrid aircraft lands vertically. Then the cabin (15) can be exchanged and the hybrid aircraft can be started vertically again.

1: covering
1.1: Ballonet construction
1.2: Fan
1.3: carbon fiber ring
2: volume
3.1: wings (inside, see also 3 )
3.2: wings (outside, see also 3 )
3.1.1: flap in front
3.2.2: flap at the back
4: axis of rotation (wing)
5: turning mechanism
6: canard
7.1: Main drive (inside, see also 3)
7.2: Main drive (outside, see also 3)
8th: Thrust Vector (Main Engines)
9: Zero lift direction (wing, neutral position)
10: axis of rotation (envelope)
11: rail
12: Storage (rotatable by 10)
13: sliding contact
14: Bearing (sliding or rolling)
15: cabin
16: power supply
17: Power take-offs (shown rotated 90° about axis 10)
18: Axis of rotation (auxiliary drives) (rotated 90° around axis 10!)
19: Thrust vector (PTOs) (rotated 90° around axis 10!)
20: rudder
21: elevator
22: level (preferably horizontal)
23: emergency parachute
24: forward direction (shell)
25: global direction (cabin)
26: Direction of rotation (shell)

In 1.1 wurden wegen der Übersichtlichkeit 17 , 18 und 19 , um die Achse 10 um 90° gedreht dargestellt! Die Schubvektoren (19) sind konstruktiv immer in einer Parallelebene zur Schienenebene zu denken. Benutzt man z.B. die Fenestron-Technologie (17+) können die schweren Nebenantriebe (17) eingespart werden.In 1.1 17, 18 and 19 were shown rotated by 90° around the axis 10 for the sake of clarity! The thrust vectors (19) are always to be thought of in a plane parallel to the plane of the rails. If, for example, the Fenestron technology (17+) is used, the heavy secondary drives (17) can be saved.

Claims

Hybridflugzeug mit mindestens einer rotationssymmetrischen Hülle (1) mit einem stabilisierenden Ring (1.3), wobei die Hülle (1) ein Volumen (2) einschließt, das mit einem Gas leichter als Luft gefüllt ist, und mit mindestens zwei an der Hülle (1) seitlich symmetrisch angeordneten Tragflügeln (3.1 /3.2), die zumindest zu einer horizontalen Ebene, welche eine Flügeltiefenrichtung beinhaltet, symmetrisch ausgebildet sind, wobei die mindestens zwei Tragflügel (3.1/3.2) jeweils mittels mindestens eines Drehmechanismus um ihre Längsachse drehbar sind oder jeweils mittels einer Klappenkonstruktion wahlweise in eine rotationssymmetrische oder eine spiegelsymmetrische Konfiguration bezüglich der Hülle (1) verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Hauptantriebe (7.1/7.2) vorgesehen sind, die jeweils an den äußeren Enden der mindestens zwei Tragflügel (3.1/3.2) angeordnet sind, wobei mindestens einer der Hauptantriebe (7.1/7.2) um seine horizontale Querachse um 180° schwenkbar ist, um in einer ersten, gegenläufigen Konfiguration der Hauptantriebe (7.1/7.2) eine hubschrauberartige Rotation der Hülle (1) mit den mindestens zwei Tragflügeln (3.1/3.2) und in einer zweiten, gleichsinnigen Konfiguration der Hauptantriebe (7.1/7.2) einen Flug in horizontaler Richtung zu bewirken.Hybrid aircraft with at least one rotationally symmetrical envelope (1) with a stabilizing ring (1.3), the envelope (1) enclosing a volume (2) that is filled with a gas that is lighter than air, and with at least two on the envelope (1) laterally symmetrically arranged hydrofoils (3.1/3.2) which are embodied symmetrically at least in relation to a horizontal plane which contains a chord direction, wherein the at least two hydrofoils (3.1/3.2) can each be rotated about their longitudinal axis by means of at least one rotary mechanism or each by means of a Flap construction can be optionally adjusted into a rotationally symmetrical or a mirror-symmetrical configuration with respect to the envelope (1), characterized in that at least two main drives (7.1/7.2) are provided, which are each arranged at the outer ends of the at least two hydrofoils (3.1/3.2). , wherein at least one of the main drives (7.1/7.2) can be pivoted by 180° about its horizontal transverse axis ar is, in a first, opposite configuration of the main drives (7.1/7.2), a helicopter-like rotation of the envelope (1) with the at least two wings (3.1/3.2) and in a second, same-direction configuration of the main drives (7.1/7.2). to cause flight in a horizontal direction.

Hybridflugzeug nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, dass der die Hülle (1) stabilisierende Ring (1.3) aus Leichtbaumaterialien gefertigt ist und die Hülle (1) statisch stabilisiert.hybrid aircraft claim 1 , characterized in that the sleeve (1) stabilizing ring (1.3) is made of lightweight materials and the sleeve (1) is statically stabilized.

Hybridflugzeug nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass der die Hülle (1) stabilisierende Ring (1.3) als Vollrohr oder als ringförmiges Fachwerk ausgebildet ist.hybrid aircraft claim 1 or 2 , characterized in that the sleeve (1) stabilizing ring (1.3) is designed as a solid tube or as an annular framework.

Hybridflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,gekennzeichnet durch mindestens eine an der Hülle (1) angeordnete, unterhalb der Hülle (1) verlaufende Schiene (11).Hybrid aircraft after one of the Claims 1 until 3 , characterized by at least one rail (11) arranged on the cover (1) and running underneath the cover (1).

Hybridflugzeug nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Schiene (11) mindestens eine Lagerung (14) angebraucht ist, an welcher eine Kabine (15) befestigt ist.hybrid aircraft claim 4 , characterized in that at least one bearing (14) is attached to the at least one rail (11), to which a cabin (15) is fastened.

Hybridflugzeug nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Lagerung (14) mindestens ein Seitenleitwerk (20) und/oder mindestens ein Höhenleitwerk (21) und/oder mindestens ein Fenestron (17+) und/oder mindestens ein Canard (6) angeordnet ist.hybrid aircraft claim 5 , characterized in that at least one vertical stabilizer (20) and/or at least one vertical stabilizer (21) and/or at least one fenestron (17+) and/or at least one canard (6) is arranged on the at least one bearing (14).

Hybridflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieversorgung (16) vorgesehen ist, die die Hauptantriebe (7.1/7.2) und/oder Nebenantriebe (17) mittels photovoltaischer Solarzellen, welche an der nach oben weisenden Seite der Hülle angeordnet sind, und/oder mittels mindestens eines Verbrennungsmotors und Treibstoff und/oder mittels Batterien und/oder mittels Brennstoffzellen mit Energie versorgt.Hybrid aircraft after one of the Claims 1 until 6 , characterized in that an energy supply (16) is provided which powers the main drives (7.1/7.2) and/or auxiliary drives (17) by means of photovoltaic solar cells, which are arranged on the side of the shell pointing upwards, and/or by means of at least one Internal combustion engine and fuel and / or powered by batteries and / or fuel cells with energy.

Hybridflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen in einer horizontale Ebene (22) der Hülle (1) gespannten Notfallschirm (23).Hybrid aircraft after one of the Claims 1 until 7 , characterized by an emergency parachute (23) stretched in a horizontal plane (22) of the envelope (1).

Hybridflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine rotationssymmetrische Hülle (1) als Ballonettkonstruktion ausgebildet ist.Hybrid aircraft after one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the at least one rotationally symmetrical shell (1) is designed as a ballonet construction.

Hybridflugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Tragflügel (3.1/3.2) zu einer vertikalen, eine Flügelspannweitenrichtung enthaltenden Ebene symmetrisch ausgebildet sind.Hybrid aircraft after one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the at least two hydrofoils (3.1/3.2) are formed symmetrically to a vertical plane containing a wingspan direction.