DE102013215414A1

DE102013215414A1 - Transmitting and receiving system

Info

Publication number: DE102013215414A1
Application number: DE102013215414.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Eine Sende- und Empfangsanlage umfasst wenigstens eine Windrotationseinrichtung zur Erzeugung mechanischer Energie, die zumindest während der Erzeugung der mechanischen Energie schwebt, wenigstens einen Flugkörper, der ausgestaltet ist, bei Windeinwirkung durch Auftrieb zu schweben, und eine Halteverbindung zur gemeinsamen Fixierung des wenigstens einen Flugkörpers und der wenigstens einen Windrotationseinrichtung. Der wenigstens eine Flugkörper weist eine Sende- und Empfangseinrichtung und einen Generator auf, der zur Übernahme von mechanischer Energie, die von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung erzeugt wird, und zur Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie für die direkte oder indirekte Versorgung der Sende- und Empfangseinrichtung vorgesehen ist.A transmitting and receiving system comprises at least one wind rotation device for generating mechanical energy, which floats at least during the generation of mechanical energy, at least one missile, which is designed to float in the wind by buoyancy, and a holding connection for joint fixation of the at least one missile and the at least one wind rotation device. The at least one missile has a transmitting and receiving device and a generator, which is responsible for the takeover of mechanical energy generated by the at least one wind rotation device, and for converting the mechanical energy into electrical energy for the direct or indirect supply of the transmission and Receiving device is provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sende- und Empfangsanlage. The present invention relates to a transmitting and receiving system.

Bekannte Sende- und Empfangsanlagen sind häufig an eigens für diese gebauten Türmen oder an bereits vorhandenen hohen Gebäuden installiert. Im Bereich des Mobilfunks werden beispielsweise Türme mit einer Höhe von deutlich unter 100 Metern verwendet. Aufgrund dieser begrenzten Höhe weisen die Sende- und Empfangsanlagen eine begrenzte Reichweite auf, so dass zur Abdeckung einer vorgegebenen Fläche mit Sendesignalen relativ viele Sende- und Empfangsanlagen erforderlich sind. Known transmitting and receiving systems are often installed on specially built for these towers or existing high buildings. In the field of mobile telephony, for example, towers with a height of well below 100 meters are used. Due to this limited height, the transmitting and receiving systems have a limited range, so that a relatively large number of transmitting and receiving systems are required to cover a given area with transmission signals.

Eigens gebaute Fernseh- oder Rundfunktürme mit Höhen bis zu mehreren hundert Metern weisen zwar eine große Reichweite auf, sind jedoch mit sehr hohen Baukosten und einer langen Bauzeit verbunden. Bei einer Installation einer Sende- und Empfangsanlage an einem bereits bestehenden, hohen Gebäude, entfallen zwar die Baukosten, für den Betreiber einer solchen Anlage entstehen jedoch Kosten für die Genehmigung einer Anlage in einem solchen Gebäude und Mietkosten während des Betriebs. Specially built television or round towers with heights up to several hundred meters have a long range, but are associated with very high construction costs and a long construction time. The installation costs of installing a transmission and reception system on an existing, high-rise building do not apply, however, the operator of such a system incurs costs for the approval of a system in such a building and rental costs during operation.

Ferner sind Sende- und Empfangsanlagen unabhängig davon, ob sie an eigens für diese gebauten Türmen oder an bereits vorhandenen hohen Gebäuden installiert sind, auf eine Energieversorgung durch ein Stromnetz angewiesen. Daher kann es vorkommen, dass ein Standort für eine Sende- und Empfangsanlage zwar zum Senden und Empfangen sehr gut geeignet ist, aber weit entfernt von verfügbaren Leitungen eines Stromnetzes liegt. In diesem Fall entstehen für den Betreiber der Sende- und Empfangsanlage hohe Kosten für das Verlegen von Versorgungsleitungen bis zum gewünschten Standort. Furthermore, transmitting and receiving systems, regardless of whether they are installed on specially built for these towers or existing high buildings, rely on a power supply through a power grid. Therefore, it may happen that a location for a transmitting and receiving system is indeed very well suited for sending and receiving, but far from available lines of a power grid. In this case, incurred for the operator of the transmitting and receiving system high costs for the laying of supply lines to the desired location.

Als Alternative dazu können Sende- und Empfangsanlagen mittels eines Satelliten in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht werden. Dabei entstehen jedoch sehr hohe Kosten für die Weltraumtauglichkeit der Sende- und Empfangsanlage und für den Transport in den Weltraum. Alternatively, transmitting and receiving equipment can be brought into a geostationary orbit by means of a satellite. However, this results in very high costs for the space suitability of the transmitting and receiving system and for transport into space.

Eine weitere Möglichkeit, um eine Sende- und Empfangsanlage in eine große Höhe zu bringen, besteht darin, diese mit Hilfe von gasgefüllten Auftriebsgaskörpern, wie beispielsweise mittels eines Ballons oder eines Luftschiffs, in der Luft zu halten. Aufgrund des hohen Luftwiderstands sind Luftschiffe bzw. Ballons jedoch nur bei geringer bis mittlerer Windstärke einsetzbar. Insbesondere bei stürmischen Wetterlagen muss eine solche Sende- und Empfangsanlage zum Boden zurückgeführt werden. Ferner ist das Auftriebsgas für ein Luftschiff bzw. einen Ballon flüchtig, so dass dieses ständig ersetzt werden muss. Another way to bring a transmitting and receiving system to a high altitude is to keep them with the aid of gas-filled buoyancy gas bodies, such as by means of a balloon or an airship in the air. Due to the high air resistance airships or balloons can be used only at low to medium wind strength. Especially in stormy weather conditions such a transmitting and receiving system must be returned to the ground. Further, the lift gas for an airship or a balloon is volatile, so this must be constantly replaced.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstige Sende- und Empfangsanlage zu schaffen, die einerseits stationär in großer Höhe eingesetzt werden kann, beispielsweise zwischen 300 und 1000 m, und die andererseits eine eigene Energieversorgung aufweist. An object of the present invention is to provide a low-cost transmitting and receiving system, which can be used on the one hand stationary at high altitude, for example, between 300 and 1000 m, and on the other hand has its own power supply.

Diese Aufgabe wird durch eine Sende- und Empfangsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Unteransprüche sind auf bevorzugte Ausgestaltungen gerichtet. This object is achieved by a transmitting and receiving system with the features of claim 1. Subclaims are directed to preferred embodiments.

Eine erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage weist wenigstens eine Windrotationseinrichtung, die zur Erzeugung mechanischer Energie dient und zumindest während der Erzeugung der mechanischen Energie schwebt, wenigstens einen Flugkörper, der ausgestaltet ist, bei Windeinwirkung durch Auftrieb zu schweben, und eine Halteverbindung zur gemeinsamen Fixierung des wenigstens einen Flugkörpers und der wenigstens einen Windrotationseinrichtung auf. Der wenigstens eine Flugkörper weist ferner eine Sende- und Empfangseinrichtung sowie ein Generator auf, der zur Übernahme von mechanischer Energie, die von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung erzeugt wird, und zur Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie für die direkte oder indirekte Versorgung der Sende- und Empfangseinrichtung vorgesehen ist. A transmitting and receiving system according to the invention comprises at least one wind rotation device, which serves to generate mechanical energy and at least during the generation of mechanical energy floats, at least one missile, which is designed to float in the wind by buoyancy, and a holding connection for joint fixation of at least a missile and the at least one wind rotation device. The at least one missile further comprises a transmitting and receiving device and a generator which is adapted to take over mechanical energy generated by the at least one wind-rotation device and to convert the mechanical energy into electrical energy for the direct or indirect supply of the transmission and receiving device is provided.

Der Begriff "schwebend" wird in der vorliegenden Anmeldung für Objekte verwendet, die sich – ohne starre Fixierung am Boden – in der Luft befinden, unabhängig davon, ob sie fliegen oder beispielsweise durch angetriebene Rotoren oder durch Einwirkung von Wind, z.B. auf entsprechende Tragflügelprofile, in der Luft gehalten werden. Als "schwebender Teil der Anlage", "schwebende Windrotationseinrichtung" bzw. "schwebender Flugkörper" wird derjenige Teil der Anlage, eine Windrotationseinrichtung bzw. ein Flugkörper bezeichnet, der bzw. die während der Windenergienutzung bzw. zumindest bei der Umwandlung der Windenergie in Rotationsenergie – ohne starre Fixierung am Boden – in der Luft ist. The term "hovering" is used in the present application for objects that are in the air without rigid fixation on the ground, whether they fly or are driven, for example, by powered rotors or by the action of wind, e.g. on appropriate airfoils, kept in the air. As "floating part of the plant", "floating wind rotation device" or "floating missile" is that part of the system, a wind rotation device or a missile called the or during the use of wind energy or at least in the conversion of wind energy into rotational energy - without rigid fixation on the ground - in the air.

Die Halteverbindung kann beispielsweise am Boden fixiert sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Halteverbindung über dem Wasser zu fixieren, beispielsweise an einem Wasserfahrzeug oder an einer in einem Gewässer fest installierten Einrichtung. The holding connection can be fixed, for example, on the ground. In addition, it is also possible to fix the holding connection over the water, for example on a watercraft or on a permanently installed in a body of water.

Von bekannten Anlagen unterscheidet sich die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage wesentlich dadurch, dass keine Installation der Anlage an einem Turm oder einem hohen Gebäude erforderlich ist, sondern lediglich eine Fixierung mittels der Halteverbindung beispielsweise bezüglich des Bodens oder bezüglich eines festen Punkts über dem Wasser. Folglich entstehen im Vergleich zu an Türmen oder hohen Gebäuden angebrachten Anlagen geringere Kosten, um eine Sende- und Empfangseinrichtung in eine geeignete Höhe zu bringen. Dies erfolgt dadurch, dass der Flugkörper zusammen mit der Windrotationseinrichtung an der Halteverbindung in diese Höhe gebracht wird, wobei der Auftrieb unter Windeinwirkung ausgenutzt wird. From known systems, the transmission and reception system according to the invention differs substantially in that no installation of the system to a tower or a tall building is required, but only a fixation means of the holding connection, for example, with respect to the ground or with respect to a fixed point above the water. Consequently arise in comparison to an Towers or tall buildings lower costs to bring a transmitting and receiving device to a suitable height. This takes place in that the missile is brought together with the wind rotation device at the holding connection in this height, wherein the buoyancy is exploited under wind action.

Dabei sind Höhen erreichbar, die mit einer Installation einer Sende- und Empfangsanlage an einem Turm oder an einem hohen Gebäude unmöglich oder nur in extremen Ausnahmefällen erreichbar sind (z.B. 300 bis 1000 m). Aufgrund dieser großen Höhe, die lediglich durch die Halteverbindung begrenzt ist, besitzt die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage eine erheblich größere Reichweite als nahezu alle herkömmlichen Anlagen, die an Türmen oder hohen Gebäuden installiert sind. Dadurch kann beispielsweise im Fall eines Mobilfunknetzes die erforderliche Anzahl von Sende- und Empfangsanlagen zur Abdeckung eines vorgegebenen Gebietes verringert werden. In this case, heights can be reached which are impossible or can only be achieved in extreme exceptional cases (for example 300 to 1000 m) with an installation of a transmission and reception system on a tower or on a high building. Because of this large height, which is limited only by the holding connection, the transmitting and receiving system according to the invention has a much greater range than almost all conventional systems that are installed on towers or tall buildings. As a result, for example, in the case of a mobile radio network, the required number of transmitting and receiving systems for covering a given area can be reduced.

Ein weiterer Unterschied der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsanlage zu herkömmlichen Anlagen besteht darin, dass der Flugkörper eine eigene Energieversorgung in Form des Generators aufweist, der sich in oder an dem Flugkörper befindet. Dadurch ist die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage besonders für Gebiete bzw. Standorte geeignet, in denen eine Versorgung einer solchen Anlage mit elektrischer Energie technisch schwierig oder aufwendig ist. Another difference of the transmitting and receiving system according to the invention to conventional systems is that the missile has its own power supply in the form of the generator, which is located in or on the missile. As a result, the transmitting and receiving system according to the invention is particularly suitable for areas or locations in which a supply of such a system with electrical energy is technically difficult or expensive.

Bevorzugt weist die Sende- und Empfangsanlage ferner eine Station auf, die eine Einrichtung für eine Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers umfasst. Diese Station kann sich wiederum beispielsweise am Boden oder auf dem Wasser befinden, z.B. in oder an einem Wasserfahrzeug oder an einer fest installierten Einrichtung in einem Gewässer. Die Einrichtung für die Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers versorgt diese somit mit gegebenenfalls erforderlichen Sendesignalen und/oder empfängt Signale von der Sende- und Empfangseinrichtung, so dass ein kostengünstiger Signalaustausch ohne feste Verdrahtung zwischen der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers und der Station erfolgt, die beispielsweise mit einem Festnetz oder einem Mobilfunknetz verbunden sein kann. Preferably, the transmitting and receiving system further comprises a station comprising a device for a radio link with the transmitting and receiving device of the missile. This station may in turn be on the ground or on the water, e.g. in or on a watercraft or on a permanently installed body of water. The device for the radio link with the transmitting and receiving device of the missile thus provides them with any required transmission signals and / or receives signals from the transmitting and receiving device, so that a cost-effective signal exchange without fixed wiring between the transmitting and receiving device of the missile and the Station takes place, which may be connected, for example, to a landline or mobile network.

Ferner umfasst die Sende- und Empfangsanlage vorzugsweise eine Energieübertragungseinrichtung zur Übertragung von mechanischer Energie von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung zu dem Generator des Flugkörpers. Die mechanische Energie ist insbesondere Rotationsenergie, die durch die Windrotationseinrichtung erzeugt wird. Zu diesem Zweck kann die Energieübertragungseinrichtung wenigstens einen ersten Seiltrieb zwischen der wenigstens einen Windrotationseinrichtung und dem Flugkörper umfassen. Dabei ist bevorzugt zumindest eine Seilführung zur Aufnahme eines Seils des ersten Seiltriebs am Außendurchmesser der wenigstens einen Windrotationseinrichtung vorgesehen. Furthermore, the transmitting and receiving system preferably comprises an energy transmission device for transmitting mechanical energy from the at least one wind rotation device to the generator of the missile. The mechanical energy is in particular rotational energy which is generated by the wind rotation device. For this purpose, the energy transmission device may comprise at least one first cable drive between the at least one wind rotation device and the missile. In this case, at least one cable guide is preferably provided for receiving a cable of the first cable drive on the outer diameter of the at least one wind rotation device.

Durch die Energieübertragungseinrichtung und ihre spezielle Ausgestaltung kann somit eine feste Kopplung zwischen der Windrotationseinrichtung und dem Generator des Flugkörpers erfolgen. Dadurch werden die Windrotationseinrichtung und der Flugkörper zu einer Einheit, die vorinstalliert werden kann, bevor der Flugkörper zusammen mit der Windrotationseinrichtung in eine geeignete Höhe gebracht wird. By means of the energy transmission device and its special design, a fixed coupling between the wind rotation device and the generator of the missile can thus take place. Thereby, the wind rotation device and the missile become a unit which can be pre-installed before the missile is brought to a suitable height together with the wind rotation device.

Der Flugkörper weist dabei insbesondere eine Seilrolle zur Aufnahme des Seils des ersten Seiltriebs auf, wobei die Drehachse der Seilrolle des Flugkörpers vorteilhafterweise durch dessen Auftriebsschwerpunkt verläuft. Durch diese Anordnung der Achse der Seilrolle wird verhindert, dass sich die Drehung der Windrotationseinrichtung derart über die Seilrolle auf den Flugkörper auswirken würde, dass dieser in einer Weise aus einer Gleichgewichtslage gekippt würde, die nicht mehr ausgeglichen werden kann. The missile has in particular a pulley for receiving the rope of the first cable drive, wherein the axis of rotation of the pulley of the missile advantageously extends through its center of lift. This arrangement of the axis of the pulley is prevented that the rotation of the wind rotation device would affect the missile on the pulley so that this would be tilted in a manner from an equilibrium position, which can not be compensated.

Vorteilhafterweise ist die Energieübertragungseinrichtung auch zur Übertragung von mechanischer Energie von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung, d.h. vorzugsweise von Rotationsenergie, die durch diese erzeugt wird, an eine Generatorstation der Station ausgestaltet. Zu diesem Zweck umfasst die Energieübertragungseinrichtung insbesondere einen zweiten Seiltrieb zwischen der wenigstens einen Windrotationseinrichtung und der Generatorstation der Station, die sich am Boden oder über dem Wasser befindet. Vorzugsweise ist dafür zumindest eine zweite Seilführung zur Aufnahme eines Seiles des zweiten Seiltriebs ebenfalls am Außendurchmesser der wenigstens einen Windrotationseinrichtung vorgesehen. Advantageously, the energy transfer device is also for transmitting mechanical energy from the at least one wind rotation device, i. preferably of rotational energy generated thereby, to a generator station of the station. For this purpose, the energy transmission device comprises in particular a second cable drive between the at least one wind rotation device and the generator station of the station, which is located on the ground or above the water. Preferably, at least one second cable guide for receiving a cable of the second cable drive is also provided on the outer diameter of the at least one wind rotation device.

Die Windrotationseinrichtung kann somit in diesem Fall auch die Station am Boden oder auf dem Wasser mittels der Energieübertragungseinrichtung mit Energie versorgen, so dass die Sende- und Empfangsanlage als Ganzes die für ihren Betrieb erforderliche Energie selbst erzeugen kann bzw. von einer externen Energieversorgung unabhängig ist. Insbesondere kann auch die Einrichtung für die Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers, die sich in der Station befindet, mit Energie versorgt werden. Die Station kann zur Aufnahme des Seiles des zweiten Seiltriebs eine Umlenkrolle, eine Aufrolleinrichtung und eine mit dem Generator der Station verbundene Seilrolle aufweisen. The wind rotation device can thus in this case also supply the station on the ground or on the water by means of the energy transmission device, so that the transmission and reception system as a whole can generate the energy required for its operation itself or is independent of an external energy supply. In particular, the device for the radio link with the transmitting and receiving device of the missile, which is located in the station, be supplied with energy. The station may comprise a pulley, a retractor and a pulley connected to the generator of the station for receiving the rope of the second rope drive.

Die Windrotationseinrichtung und der Flugkörper der Sende- und Empfangsanlage können im schwebenden Zustand durch eine eigenständige, flexible Halteeinrichtung, z.B. durch ein Halteseil, beispielsweise am Boden oder über dem Wasser festgehalten sein. Es ist jedoch besonders vorteilhaft und kostengünstig, wenn die Energieübertragungseinrichtung gleichzeitig die Halteverbindung zur Verfügung stellt. Die Energieübertragungseinrichtung, also beispielsweise das Seil des ersten bzw. zweiten Seiltriebs, dient in diesem Fall folglich nicht nur zur Übertragung der mechanischen Energie, sondern auch zum Festhalten der schwebenden Windrotationseinrichtung und des schwebenden Flugkörpers. The wind rotation device and the missile of the transmitting and receiving system can be held in the suspended state by an independent, flexible holding device, for example by a tether, for example, on the ground or above the water. However, it is particularly advantageous and cost-effective if the energy transmission device at the same time provides the holding connection. The energy transmission device, that is, for example, the rope of the first or second rope drive, in this case consequently serves not only for transmitting the mechanical energy, but also for holding the floating wind rotation device and the floating missile.

Die Halteverbindung der Sende- und Empfangsanlage umfasst insbesondere eine Spannvorrichtung, die außenseitig an der wenigstens einen Windrotationseinrichtung angebracht ist. Diese Spannvorrichtung sorgt dafür, dass die Windrotationseinrichtung in eine gewünschte Lage gebracht bzw. in dieser gehalten werden kann, beispielsweise bezüglich des Flugkörpers. Dadurch kann auch ein Zusammenstoß der Windrotationseinrichtung mit dem Flugkörper bei böigem und/oder starkem Wind vermieden werden. The holding connection of the transmitting and receiving system comprises, in particular, a tensioning device which is attached to the outside of the at least one wind rotation device. This tensioning device ensures that the wind rotation device can be brought into or held in a desired position, for example with respect to the missile. As a result, a collision of the wind rotation device with the missile in gusty and / or strong wind can be avoided.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Sende- und Empfangsanlage weist der Flugkörper zumindest eine Flügelprofilstruktur zur Erzeugung des Auftriebs bei Windeinwirkung auf. Ferner weist der Flugkörper vorzugsweise einen Rumpf auf, in oder an dem die Sende- und Empfangseinrichtung untergebracht ist. According to a particularly preferred embodiment of the transmitting and receiving system, the missile has at least one wing profile structure for generating the buoyancy in the event of wind. Furthermore, the missile preferably has a fuselage in or on which the transmitting and receiving device is accommodated.

Somit kann der Flugkörper bekannte Elemente von Segel- oder Gleitflugzeugen aufweisen, die an die Eigenschaften der Sende- und Empfangseinrichtung und des Generators im Flugkörper, z.B. an deren Größe und Gewicht, angepasst werden können, indem eine geeignete, bekannte Flügelprofilstruktur und/oder eine geeignete Ausgestaltung des Rumpfs ausgewählt werden. Darüber hinaus ist die Sende- und Empfangseinrichtung vor äußeren Einflüssen geschützt, wenn sie sich im Rumpf des Flugkörpers befindet. Thus, the missile may comprise known elements of gliders or gliders which are adapted to the characteristics of the transceiver and the generator in the missile, e.g. can be adapted to their size and weight, by selecting a suitable, known wing profile structure and / or a suitable design of the fuselage. In addition, the transmitting and receiving device is protected from external influences when it is in the fuselage of the missile.

Die Flügelprofilstruktur des Flugkörpers umfasst dabei bevorzugt mindestens einen Flügel und mindestens ein Höhenleitwerk. Durch letzteres ist eine Steuerung des Flugkörpers auf eine Weise möglich, wie sie derjenigen bei Segel- und Modellflugzeugen ähnlich ist. The wing profile structure of the missile preferably comprises at least one wing and at least one tailplane. By the latter, a control of the missile is possible in a manner similar to that of sail and model aircraft.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Sende- und Empfangsanlage kann der Flugkörper darüber hinaus zwei getrennte Rumpfelemente, die über einen Abschnitt der Flügelprofilstruktur miteinander verbunden sind, und zwei Höhenleitwerke aufweisen. Durch diese Doppelstruktur des Rumpfs wird zum einen zusätzlicher Bauraum für die Sende- und Empfangseinrichtung und den Generator des Flugkörpers geschaffen. Außerdem ist eine redundante Ausgestaltung mit beispielsweise zwei Generatoren möglich, so dass die Ausfallsicherheit der Sende- und Empfangsanlage verbessert wird. Ferner ermöglichen die zwei Höhenleitwerke eine genauere Steuerung des Flugkörpers. According to a further embodiment of the transmitting and receiving system, the missile may moreover comprise two separate fuselage elements, which are connected to one another via a section of the wing profile structure, and two horizontal stabilizers. By this double structure of the fuselage on the one hand additional space for the transmitting and receiving device and the generator of the missile is created. In addition, a redundant design with, for example, two generators is possible, so that the reliability of the transmitting and receiving system is improved. Furthermore, the two horizontal stabilizers allow a more precise control of the missile.

Vorzugsweise weist der Flugkörper der Sende- und Empfangsanlage darüber hinaus mindestens einen Rotationsflugkörper auf, der als Auftrieb erzeugender Rotor und/oder als Steuerpropeller ausgestaltet ist. Mit Hilfe dieses Rotationsflugkörpers kann der Flugkörper der Sende- und Empfangsanlage einerseits dann in einer geeigneten Höhe gehalten werden, wenn die momentane Windeinwirkung keinen ausreichenden Auftrieb bewirkt, um den Flugkörper in der schwebenden Position zu halten. Andererseits eignet sich der Rotationsflugkörper auch dazu, um den Flugkörper zusammen mit der Windrotationseinrichtung von der Station aus, d.h. vom Boden oder über dem Wasser, unabhängig vom vorhandenen Wind zu starten. Ferner kann die Lage des Flugkörpers mittels des Rotationsflugkörpers als Steuerpropeller verändert bzw. korrigiert werden. Preferably, the missile of the transmitting and receiving system further comprises at least one rotary missile, which is configured as a rotor generating rotor and / or as a control propeller. With the aid of this rotary missile, the missile of the transmitting and receiving system can be kept at a suitable height, on the one hand, if the momentary action of the wind does not produce sufficient buoyancy to keep the missile in the floating position. On the other hand, the rotary missile is also suitable for launching the missile together with the wind rotation device from the station, i. from the ground or above the water, regardless of the wind. Furthermore, the position of the missile can be changed or corrected by means of the rotary missile as a control propeller.

Außerdem kann der Flugkörper zusätzlich eine Energiespeichereinrichtung, vorzugsweise eine Batterie, zur Versorgung der Sende- und Empfangseinrichtung aufweisen. Die mechanische Energie bzw. Rotationsenergie, die durch die Windrotationseinrichtung erzeugt und von dem Generator des Flugkörpers übernommen wird, kann dadurch unabhängig von dem Energiebedarf der Sende- und Empfangseinrichtung im Flugkörper gespeichert werden, indem die Batterie mittels des Generators des Flugkörpers aufgeladen wird. Bei der Batterie handelt es sich somit um eine wieder aufladbare Batterie bzw. einen Akkumulator. In addition, the missile may additionally have an energy storage device, preferably a battery, for supplying the transmitting and receiving device. The mechanical energy or rotational energy which is generated by the wind rotation device and is taken over by the generator of the missile can thereby be stored independently of the energy requirement of the transmitting and receiving device in the missile by the battery is charged by means of the generator of the missile. The battery is thus a rechargeable battery or an accumulator.

Die Energiespeichereinrichtung ist insbesondere für den Start des Flugkörpers und der Windrotationseinrichtung vorteilhaft, da die Energiespeichereinrichtung zuvor vollständig aufgeladen werden kann, um den Rotationsflugkörper, d.h. den Auftrieb erzeugenden Rotor, beim Start des Flugkörpers mit Energie zu versorgen. The energy storage device is particularly advantageous for the launch of the missile and the wind rotation device, since the energy storage device may be previously completely charged to the rotation missile, i. to provide the buoyancy-generating rotor with energy at launch of the missile.

Außerdem weist die Windrotationseinrichtung der Sende- und Empfangsanlage bevorzugt wenigstens einen horizontal angeordneten H-Darrieus-Rotor auf. Solche H-Darrieus-Rotoren werden üblicherweise in vertikaler Anordnung zur Windenergieerzeugung am Boden verwendet, da sie durch die vertikale Anordnung unabhängig von der Windrichtung sind. Durch die schwebende Anordnung der erfindungsgemäßen Windrotationseinrichtung ist es jedoch möglich, diese H-Darrieus-Rotoren bezüglich des Bodens bzw. der Wasseroberfläche horizontal anzuordnen. Durch eine geeignete Drehrichtung der H-Darrieus-Rotoren können diese deswegen zusätzlichen Auftrieb mittels des Magnus-Effekts erzeugen, gemäß dem ein rotierender, zylindrischer oder kugelförmiger Körper in einer Strömung eine Ablenkungskraft senkrecht zur Richtung der Strömung erfährt. Die Rotoren der H-Darrieus-Rotoren werden daher bei geeigneter Drehrichtung im rechten Winkel zur Windrichtung, d.h. in Aufwärtsrichtung, abgelenkt. In addition, the wind rotation device of the transmitting and receiving system preferably has at least one horizontally arranged H-Darrieus rotor. Such H-Darrieus rotors are usually used in a vertical arrangement for wind power generation on the ground, since they are independent of the wind direction by the vertical arrangement. Due to the floating arrangement of the wind rotation device according to the invention, however, it is possible for these H-Darrieus rotors to be horizontal with respect to the ground or the water surface to arrange. By a suitable direction of rotation of the H-Darrieus rotors they can therefore generate additional buoyancy by means of the Magnus effect, according to which a rotating, cylindrical or spherical body in a flow undergoes a deflection force perpendicular to the direction of the flow. The rotors of the H-Darrieus rotors are therefore deflected in a suitable direction of rotation at right angles to the wind direction, ie in the upward direction.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren erläutert, die eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsanlage darstellen. Es zeigen: The invention will be explained with reference to the accompanying figures, which illustrate an embodiment of a transmitting and receiving system according to the invention. Show it:

1 eine perspektivische Übersichtsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsanlage, 1 FIG. 2 a perspective overview of an embodiment of a transmitting and receiving system according to the invention, FIG.

2 eine vergrößerte Ansicht des oberen, schwebenden Teils der Sende- und Empfangsanlage von 1, 2 an enlarged view of the upper, floating part of the transmitting and receiving system of 1 .

3 eine vergrößerte Ansicht des unteren Teils der Sende- und Empfangsanlage von 1, 3 an enlarged view of the lower part of the transmitting and receiving system of 1 .

4 eine Seitenansicht des oberen Teils der Sende- und Empfangsanlage von 1 und 4 a side view of the upper part of the transmitting and receiving system of 1 and

5 ein Detail der Darstellung von 4. 5 a detail of the representation of 4 ,

1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsanlage in einer perspektivischen Übersicht. Die Sende- und Empfangsanlage umfasst einen schwebenden Teil, der aus einer Windrotationseinrichtung 10, einem Flugkörper 20 und einer Halteverbindung 30 besteht, über welche die Windrotationseinrichtung 10 und der Flugkörper 20 mit einer Station 40 verbunden sind. Die Station 40 kann sich an Land, d.h. auf dem Boden, oder über dem Wasser befinden, d.h. auf einem Schiff oder einem anderen Wasserfahrzeug oder an einer fest installierten Einrichtung in einem Gewässer. 1 shows an embodiment of the transmitting and receiving system according to the invention in a perspective overview. The transmitting and receiving system comprises a floating part, which consists of a wind rotation device 10 , a missile 20 and a holding connection 30 exists over which the wind rotation device 10 and the missile 20 with a station 40 are connected. The station 40 It may be on land, ie on the ground, or above water, ie on a ship or other vessel or on a permanently installed body of water.

In 2 ist der obere, schwebende Teil der Sende- und Empfangsanlage im Detail dargestellt. Die Windrotationseinrichtung 10 besteht hier aus insgesamt fünf (vgl. 1 und 3) H-Darrieus-Rotoren 12, die Rotorblätter 14 zwischen jeweils drei Seilscheiben 16 sowie jeweils zwischen den äußeren Seilscheiben 16 und zwei Randscheiben 18 aufweisen. Die Rotorblätter 14 der H-Darrieus-Rotoren 12 verlaufen parallel zu deren Symmetrie- und Drehachse. In 2 the upper, floating part of the transmitting and receiving system is shown in detail. The wind rotation device 10 here consists of a total of five (cf. 1 and 3 ) H-Darrieus rotors 12 , the rotor blades 14 between each three pulleys 16 as well as between the outer sheaves 16 and two edge discs 18 exhibit. The rotor blades 14 the H-Darrieus rotors 12 run parallel to their symmetry and rotation axis.

Ferner sind die H-Darrieus-Rotoren 12 horizontal angeordnet, d.h. parallel zu einer Grundfläche 42 der Station 40 (1). Als Grundfläche 42 wird hier ein gegebenenfalls tatsächlich vorhandenes Element oder eine Bodenfläche bezeichnet, auf der sich das System befindet. H-Darrieus-Rotoren sind üblicherweise als vertikale Rotoren bekannt, d.h., dass ihre Achse in vertikaler Richtung zum Boden verläuft und an einer Seite am Boden gelagert ist. Durch diese vertikale Anordnung sind die H-Darrieus-Rotoren unabhängig von der Windrichtung, so dass eine Ausrichtung des Rotors bezüglich der Windrichtung nicht erforderlich ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangsanlage wird die Drehachse der H-Darrieus-Rotoren jedoch horizontal zur Grundfläche 42 angeordnet, da sich diese im schwebenden Teil der Sende- und Empfangsanlage befinden. Die Ausrichtung der H-Darrieus-Rotoren 12 erfolgt in noch zu beschreibender Weise über den Flugkörper 20, die Halteverbindung 30 und deren Verbindung zur Station 40. Further, the H-Darrieus rotors 12 arranged horizontally, ie parallel to a base 42 the station 40 ( 1 ). As a base area 42 is here an optionally actually existing element or a bottom surface referred to, on which the system is located. H-Darrieus rotors are commonly known as vertical rotors, that is, their axis is vertical to the ground and supported on one side at the bottom. By this vertical arrangement, the H-Darrieus rotors are independent of the wind direction, so that an alignment of the rotor with respect to the wind direction is not required. In the embodiment of the transmitting and receiving system according to the invention shown here, however, the axis of rotation of the H-Darrieus rotors is horizontal to the base 42 arranged, since they are located in the floating part of the transmitting and receiving system. The orientation of the H-Darrieus rotors 12 takes place in a manner to be described about the missile 20 , the holding connection 30 and their connection to the station 40 ,

Der Flugkörper 20 (2) umfasst zwei parallel ausgerichtete Rumpfelemente 22, in denen eine nicht dargestellte Sende- und Empfangseinrichtung untergebracht ist. Die Rumpfelemente 22 sind jeweils ähnlich wie ein Flugzeugrumpf ausgebildet. Ferner umfasst der Flugkörper 20 eine Flügelprofilstruktur, die aus drei Flügelelementen 24 und zwei Höhenleitwerken 26 besteht, die jeweils einem Rumpfelement 22 zugeordnet sind. Das mittlere Flügelelement 24 verbindet die beiden Rumpfelemente 22. The missile 20 ( 2 ) comprises two parallel aligned hull elements 22 in which a transmitting and receiving device, not shown, is housed. The hull elements 22 are each similar to a fuselage. Furthermore, the missile includes 20 a wing profile structure consisting of three wing elements 24 and two horizontal stabilizers 26 each consists of a body element 22 assigned. The middle wing element 24 connects the two fuselage elements 22 ,

Ferner umfasst der Flugkörper 20 einen Generator 28, auf dessen Drehachse eine obere Seilrolle 29 angeordnet ist, über die der Generator 28 in noch zu beschreibender Weise angetrieben wird. Außerdem umfasst der Flugkörper vier Rotationsflugkörper in der Form von vertikalen Hilfsrotoren 60, von denen jeweils zwei an einem vorderen bzw. hinteren Abschnitt jeweils eines Rumpfelements 22 angebracht sind. Zur Speicherung elektrischer Energie ist in dem Flugkörper 20 darüber hinaus eine nicht dargestellte, wieder aufladbare Batterie vorgesehen, über welche die Sende- und Empfangseinrichtung und die Hilfsrotoren 60 des Flugkörpers 20 mit Energie versorgt werden. Furthermore, the missile includes 20 a generator 28 , on the axis of rotation of an upper pulley 29 is arranged over which the generator 28 is driven in a manner to be described. In addition, the missile comprises four rotary missiles in the form of vertical auxiliary rotors 60 of which two in each case at a front or rear portion of each Rumpfelements 22 are attached. For storing electrical energy is in the missile 20 Moreover, a non-illustrated, rechargeable battery is provided, via which the transmitting and receiving device and the auxiliary rotors 60 of the missile 20 be energized.

Die Halteverbindung 30 umfasst einerseits einen ersten Seiltrieb 32 (1), der die fünf H-Darrieus-Rotoren 12 jeweils miteinander und mit der oberen Seilrolle 29 verbindet, die jeweils an einem der Generatoren 28 des Flugkörpers 20 angebracht ist. Der erste Seiltrieb umfasst Verbindungsseile 36, die jeweils über zwei Seilscheiben 16 benachbarter H-Darrieus-Rotoren 12 sowie über die äußeren Seilscheiben 16 des obersten H-Darrieus-Rotors 12 und jeweils eine Seilrolle 29 eines Generators 28 verlaufen. Die H-Darrieus-Rotoren 12 sind jeweils abwechselnd über ein einziges Verbindungsseil 36, das über die mittleren Seilscheiben 16 zweier benachbarter H-Darrieus-Rotoren 12 verläuft, und über zwei Verbindungsseile 36 miteinander verbunden, die über die äußeren Seilscheiben 16 zweier benachbarter H-Darrieus-Rotoren verlaufen. The holding connection 30 on the one hand comprises a first rope drive 32 ( 1 ), the five H-Darrieus rotors 12 each with each other and with the upper pulley 29 connects, each to one of the generators 28 of the missile 20 is appropriate. The first rope drive comprises connecting cables 36 , each with two sheaves 16 adjacent H-Darrieus rotors 12 as well as over the outer sheaves 16 of the highest H-Darrieus rotor 12 and one pulley each 29 a generator 28 run. The H-Darrieus rotors 12 are each alternately over a single connecting cable 36 that over the middle sheaves 16 two adjacent H-Darrieus rotors 12 runs, and over two connecting cables 36 connected to each other over the outer sheaves 16 two adjacent H-Darrieus rotors run.

Die fünf H-Darrieus-Rotoren 12 sind außerdem über eine Spannvorrichtung mit dem Flugkörper 20 verbunden, welche aus Seilspannern 38 besteht. Die Seilspanner 38 verlaufen jeweils im Bereich der Randscheiben 18 der H-Darrieus-Rotoren 12 im Bereich von deren Drehachse. Die Seilspanner 38 sind hier als gebogene Elemente ausgebildet, die beispielsweise aus Federstahl hergestellt sind und die Verbindungsseile 36 zwischen dem Flugkörper 20 und dem oberen H-Darrieus-Rotor 12 sowie jeweils zwischen den H-Darrieus-Rotoren 12 vorspannen. Durch die Seilspanner 38 wird somit die räumliche Lage der fünf H-Darrieus-Rotoren 12 jeweils gegeneinander und bezüglich des Flugkörpers 20 stabilisiert. The five H-Darrieus rotors 12 are also on a jig with the missile 20 connected, which from rope tensioners 38 consists. The rope tensioners 38 each run in the area of the edge discs 18 the H-Darrieus rotors 12 in the range of its axis of rotation. The rope tensioners 38 are here designed as curved elements, which are made for example of spring steel and the connecting cables 36 between the missile 20 and the upper H-Darrieus rotor 12 as well as between the H-Darrieus rotors 12 Pretension. Through the cable tensioner 38 Thus, the spatial position of the five H-Darrieus rotors 12 each against each other and with respect to the missile 20 stabilized.

Die Halteverbindung umfasst andererseits einen zweiten Seiltrieb 34 (1 und 3), der hier aus einem einzigen Verbindungsseil 36 besteht. Dieses Verbindungsseil 36 verbindet den untersten der fünf H-Darrieus-Rotoren 12 über dessen mittlere Seilscheibe 16 mit der Station 40. On the other hand, the holding connection comprises a second cable drive 34 ( 1 and 3 ), here from a single connecting rope 36 consists. This connection rope 36 connects the bottom of the five H-Darrieus rotors 12 over the middle pulley 16 with the station 40 ,

Die Station 40 ist in 3 detailliert dargestellt. Sie umfasst eine Generatorstation 44, die über ein Verbindungsseil 36 mit dem untersten der fünf H-Darrieus-Rotoren 12 verbunden ist, eine Energiespeichereinrichtung 46 und eine Einrichtung 48 für eine Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers 20. Die Energiespeichereinrichtung 46 besteht aus einer wieder aufladbaren Batterie und einem Umrichter und ist auf geeignete Weise mit der Generatorstation 44 verbunden. Die Einrichtung 48 für die Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers 20 ist als eine Parabolantenne dargestellt. The station 40 is in 3 shown in detail. It includes a generator station 44 that have a connection rope 36 with the lowest of the five H-Darrieus rotors 12 is connected, an energy storage device 46 and a facility 48 for a radio link with the transmitting and receiving device of the missile 20 , The energy storage device 46 consists of a rechargeable battery and a converter and is suitably connected to the generator station 44 connected. The device 48 for the radio connection with the transmitting and receiving device of the missile 20 is shown as a parabolic antenna.

Die Einrichtung 48 weist ferner nicht dargestellte Anschlüsse zur Verbindung beispielsweise mit einem Festnetz oder Mobilfunknetz auf. Außerdem umfasst die Station 40 eine nicht dargestellte Einrichtung zur Steuerung der Energieübertragung von der Generatorstation 44 zur Energiespeichereinrichtung 46 und zur Steuerung der Signalübertragung zum und vom Flugkörper 20. The device 48 also has connections, not shown, for connection to, for example, a landline or mobile network. It also includes the station 40 a device, not shown, for controlling the transmission of energy from the generator station 44 to the energy storage device 46 and for controlling signal transmission to and from the missile 20 ,

Die Generatorstation 44 umfasst eine Umlenkrolle 50, eine Aufrolleinrichtung 52 und einen Generator 54, die auf einer Grundplatte 56 befestigt sind, welche über eine drehbare Lagerung 58 mit der Grundfläche 42 der Station 40 verbunden ist. Die drehbare Lagerung 58 gestattet die Ausrichtung des schwebenden Teils der Sende- und Empfangsanlage, d.h. der Windrotationseinrichtung 10, des Flugkörpers 20 und der Halteverbindung 30, bezüglich der Windrichtung W (vgl. 4). The generator station 44 includes a pulley 50 , a roll-up device 52 and a generator 54 on a base plate 56 which are attached via a rotatable mounting 58 with the base area 42 the station 40 connected is. The rotatable storage 58 Allows the alignment of the floating part of the transmitting and receiving system, ie the wind rotation device 10 , the missile 20 and the holding connection 30 , with respect to the wind direction W (cf. 4 ).

Das Verbindungsseil 36 des zweiten Seiltriebs 34 verläuft über die Umlenkrolle 50, die Aufrolleinrichtung 52 und eine Seilrolle 62 des Generators 54. Somit wird der Generator 54 der Station 40 mittels der H-Darrieus-Rotoren 12 über den zweiten Seiltrieb 34 angetrieben. Die von dem Generator 54 erzeugte elektrische Energie wird mittels einer nicht dargestellten geeigneten Verbindung zur Energiespeichereinrichtung 46 übertragen und steht damit der nicht dargestellten Steuereinrichtung der Station 40 und der Einrichtung 48 für die Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Funkkörpers 20 zur Verfügung. The connecting rope 36 of the second rope drive 34 runs over the pulley 50 , the roll-up device 52 and a pulley 62 of the generator 54 , Thus, the generator 54 the station 40 by means of the H-Darrieus rotors 12 over the second rope drive 34 driven. The from the generator 54 generated electrical energy is by means of a not shown suitable connection to the energy storage device 46 transferred and is thus the control device of the station, not shown 40 and the facility 48 for the radio connection with the transmitting and receiving device of the radio body 20 to disposal.

Die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage wird wie folgt betrieben. Vor einem Start des schwebenden Teils der Sende- und Empfangsanlage, d.h. der Windrotationseinrichtung 10, des Flugkörpers 20 und der Halteverbindung 30, wird die nicht dargestellte Batterie des Flugkörpers 20 vollständig aufgeladen. Über diese Batterie werden die vier vertikalen Hilfsrotoren 60 des Flugkörpers 20 mit Energie versorgt, die beim Start den Flugkörper 20 und mit diesem die Windrotationseinrichtung 10 und die Halteverbindung 30 anheben, bis der Flugkörper 20 und die Windrotationseinrichtung 10 eine geeignete Flughöhe erreicht haben. Der Start und die Landung des Flugkörpers 20 werden mittels eines Autopiloten gesteuert. The transmitting and receiving system according to the invention is operated as follows. Before a start of the floating part of the transmitting and receiving system, ie the wind rotation device 10 , the missile 20 and the holding connection 30 , The battery, not shown, of the missile 20 fully charged. About this battery are the four vertical auxiliary rotors 60 of the missile 20 energized when launching the missile 20 and with this the wind rotation device 10 and the holding connection 30 Lift until the missile 20 and the wind rotation device 10 have reached a suitable altitude. The takeoff and landing of the missile 20 are controlled by an autopilot.

Die geeignete Flughöhe liegt zwischen 300 und 1000 Metern und wird derart gewählt, dass die Auftriebskraft, die vor allem auf die Flügelelemente 24 und die Höhenleitwerke 26 des Flugkörpers 20 wirkt, groß genug ist, um das Gewicht des Flugkörpers 20, der Windrotationseinrichtung 10 und der Halteverbindung 30 zu tragen. Beim Start des Flugkörpers 20 wird ferner die Tatsache ausgenutzt, dass die Windgeschwindigkeit normalerweise mit zunehmender Höhe zunimmt und dadurch auch die Auftriebskraft. The appropriate altitude is between 300 and 1000 meters and is chosen such that the buoyancy force, especially on the wing elements 24 and the tail planes 26 of the missile 20 acts big enough to increase the weight of the missile 20 , the wind rotation device 10 and the holding connection 30 to wear. At the start of the missile 20 the fact that the wind speed normally increases with increasing altitude and thereby also the buoyancy force is exploited.

Einen zusätzlichen Auftrieb erfährt der schwebende Teil der Sende- und Empfangsanlage dadurch, dass die Drehrichtung D der H-Darrieus-Rotoren 12 bezüglich der Windrichtung W derart gewählt ist (vgl. 4), dass eine zusätzliche Auftriebskraft aufgrund des Magnus-Effekts entsteht. Der Magnus-Effekt besagt, dass ein rotierender Zylinder in einer Strömung eine ablenkende Kraft erfährt, die rechtwinklig zur Anströmungsrichtung, d.h. zur Richtung der Strömung, verläuft. Im vorliegenden Fall ist die Drehrichtung D der H-Darrieus-Rotoren 12 derart gewählt (4), dass die Strömung des Windes (dargestellt durch die Windrichtung W) eine aufwärts gerichtete Kraft bewirkt, d.h. eine zusätzliche Auftriebskraft. An additional buoyancy experienced the floating part of the transmitting and receiving system in that the direction of rotation D of the H-Darrieus rotors 12 with respect to the wind direction W is chosen such (see. 4 ) that an additional buoyancy force arises due to the Magnus effect. The Magnus effect states that a rotating cylinder in a flow undergoes a deflecting force that is perpendicular to the direction of flow, ie to the direction of the flow. In the present case, the direction of rotation D of the H-Darrieus rotors 12 chosen in this way ( 4 ), that the flow of the wind (represented by the wind direction W) causes an upward force, ie an additional buoyancy force.

Die Drehrichtung D der H-Darrieus-Rotoren 12 legt außerdem die Laufrichtung S der Verbindungsseile 36, d.h. des ersten Seiltriebs 32 und des zweiten Seiltriebs 34, fest. Da alle fünf H-Darrieus-Rotoren 12 dieselbe Drehrichtung D aufweisen, bewegen sich auch sämtliche Verbindungsseile 36 in derselben Laufrichtung S. The direction of rotation D of the H-Darrieus rotors 12 also sets the direction S of the connecting ropes 36 , ie the first rope drive 32 and the second rope drive 34 , firmly. All five H-Darrieus rotors 12 have the same direction of rotation D, move all connecting cables 36 in the same direction S.

Durch die Drehung der fünf H-Darrieus-Rotoren 12 wird Energie der Windströmung in Rotationsenergie der H-Darrieus-Rotoren 12 umgewandelt, die über die Verbindungsseile 36 des ersten Seiltriebs 32 und des zweiten Seiltriebs 34 auf die obere Seilrolle 29 des Flugkörpers 20 und gleichzeitig auf die untere Seilrolle 62 der Station 40 übertragen wird. Somit bilden der erste Seiltrieb 32 und der zweite Seiltrieb 34 nicht nur die Halteverbindung 30 für die Windrotationseinrichtung 10 und den Flugkörper 20, sondern sie stellen gleichzeitig eine Energieübertragungseinrichtung zur Übertragung von mechanischer Energie, d.h. von Rotationsenergie der H-Darrieus-Rotoren 12, zu der oberen Seilrolle 29 und der unteren Seilrolle 62 und somit zu den Generatoren 28 des Flugkörpers 20 und zu dem Generator 54 der Station 40 dar. By turning the five H-Darrieus rotors 12 Energy of wind flow becomes rotational energy of H-Darrieus rotors 12 converted over the connecting cables 36 of the first rope drive 32 and the second rope drive 34 on the upper pulley 29 of the missile 20 and at the same time on the lower pulley 62 the station 40 is transmitted. Thus form the first rope drive 32 and the second rope drive 34 not just the holding connection 30 for the wind rotation device 10 and the missile 20 but at the same time they provide an energy transfer device for the transmission of mechanical energy, ie rotational energy of the H-Darrieus rotors 12 , to the upper pulley 29 and the lower pulley 62 and thus to the generators 28 of the missile 20 and to the generator 54 the station 40 represents.

Die Drehachse der oberen Seilrolle 29 im Flugkörper 20 verläuft durch den Auftriebsschwerpunkt A des Flugkörpers 20 (5). Bei einer solchen Anordnung verbleibt ein Drehmoment, das durch die Bremswirkung des Generators im Flugkörper 20 entsteht. Da die Drehachse der Seilrolle 29 jedoch durch den Auftriebsschwerpunkt A läuft, lässt sich dies jedoch problemlos zum Beispiel durch die Höhenleitwerke 26 ausgleichen. Somit wird der Flugkörper im Betrieb durch die Bewegung der Verbindungsseile 36 nicht aus der Gleichgewichtslage gekippt. The axis of rotation of the upper pulley 29 in the missile 20 runs through the center of lift A of the missile 20 ( 5 ). In such an arrangement, a torque that remains due to the braking effect of the generator in the missile remains 20 arises. As the axis of rotation of the pulley 29 However, running through the center of gravity A, this can be easily, for example, by the horizontal stabilizers 26 compensate. Thus, the missile is in operation by the movement of the connecting cables 36 not tilted out of equilibrium.

Bei relativ schwachem Wind kann der Auftrieb an den Flügelelementen 24 und den Höhenleitwerken 26 unter Umständen zu gering werden, um den Flugkörper 20, die Windrotationseinrichtung 10 und die Halteverbindung 30 zu tragen. Für diesen Fall sind die vier vertikalen Hilfsrotoren 60 vorgesehen, die dann aktiviert werden, wenn fehlender Auftrieb an den Flügelelementen 24 und den Höhenleitwerken 26 kompensiert werden muss. Außerdem dienen die vier vertikalen Hilfsrotoren 60 zur Steuerung und Korrektur der Lage des Flugkörpers 20 bezüglich der Windrichtung W. In relatively weak wind, the buoyancy of the wing elements 24 and the horizontal stabilizers 26 may be too low to the missile 20 , the wind rotation device 10 and the holding connection 30 to wear. For this case, the four vertical auxiliary rotors 60 provided, which are then activated when lack of buoyancy on the wing elements 24 and the horizontal stabilizers 26 must be compensated. In addition, the four vertical auxiliary rotors serve 60 for controlling and correcting the position of the missile 20 with respect to the wind direction W.

Die Generatoren 28, 54 des Flugkörpers 20 bzw. der Station 40 wandeln die mechanische Energie, die über die Seilrollen 29, 62 übernommen wird, in elektrische Energie um, mit der jeweils die Batterie im Flugkörper 20 bzw. in der Energiespeichereinrichtung 46 der Station 40 auf- bzw. nachgeladen wird. Abgesehen vom einmaligen Aufladen der Batterie des Flugkörpers 20 vor dessen Start ist die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage somit nicht auf eine externe Energieversorgung angewiesen, da sie über die H-Darrieus-Rotoren 12 über eine eigenständige Energieversorgung verfügt. The generators 28 . 54 of the missile 20 or the station 40 convert the mechanical energy that passes through the pulleys 29 . 62 is taken over into electrical energy, with each of the battery in the missile 20 or in the energy storage device 46 the station 40 is loaded or reloaded. Apart from the single charge of the battery of the missile 20 before its start, the transmitting and receiving system according to the invention is thus not dependent on an external power supply, as they have the H-Darrieus rotors 12 has its own power supply.

Außer durch die eigenständige Energieversorgung zeichnet sich die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage dadurch aus, dass die Installation einer Sende- und Empfangseinrichtung in dem Flugkörper 20, d.h. im schwebenden Teil der Anlage, eine erheblich kostengünstigere Alternative zur Installation einer Sende- und Empfangseinrichtung an einem eigens für diese gebauten Turm oder an einem bereits vorhandenen hohen Gebäude darstellt. Außerdem können größere Höhen von z.B. 300 bis 1000 Meter erreicht werden, die eine größere Reichweite der Sende- und Empfangseinrichtung im Vergleich zu einer Installation an einem Turm bewirken. Ferner weisen der Flugkörper 20, die Windrotationseinrichtung 10 und die Halteverbindung 30 im Gegensatz zu Ballons bzw. Luftschiffen einen erheblich geringeren Luftwiderstand auf, sodass die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage im Vergleich zu Ballons bzw. Luftschiffen bei erheblich größeren Windstärken verwendbar ist. Apart from the independent energy supply, the transmitting and receiving system according to the invention is characterized in that the installation of a transmitting and receiving device in the missile 20 , ie in the floating part of the system, represents a considerably less expensive alternative to the installation of a transmitting and receiving device on a specially built for this tower or on an existing tall building. In addition, greater heights of eg 300 to 1000 meters can be achieved, which cause a greater range of the transmitting and receiving device compared to an installation on a tower. Furthermore, the missile 20 , the wind rotation device 10 and the holding connection 30 In contrast to balloons or airships to a significantly lower air resistance, so that the inventive transmission and reception system compared to balloons or airships at significantly greater wind speeds can be used.

Aufgrund dieses geringen Luftwiderstands und der eigenständen Energieversorgung ist die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage somit für einen Dauerbetrieb geeignet, da der Flugkörper 20 und die Windrotationseinrichtung 10 für nahezu unbegrenzte Zeit auf Flughöhe bleiben können. Schließlich sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Sende- und Empfangsanlage auch zusätzlich mit weiteren Funktionen zur Geländeüberwachung, Wetterbeobachtung usw. ausgestattet werden kann, für die ansonsten separate Flugzeuge, Helikopter, Ballons und/oder Luftschiffe erforderlich sind. Because of this low air resistance and the independent energy supply the transmitting and receiving system according to the invention is thus suitable for continuous operation, since the missile 20 and the wind rotation device 10 can stay at altitude for almost unlimited time. Finally, it should be noted that the transmitting and receiving system according to the invention can also be equipped with additional functions for terrain monitoring, weather monitoring, etc., for the otherwise separate aircraft, helicopters, balloons and / or airships are required.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Windrotationseinrichtung Wind rotator
12 12: H-Darrieus-Rotor H-Darrieus rotor
14 14: Rotorblatt rotor blade
16 16: Seilscheibe sheave
18 18: Randscheibe edge disc
20 20: Flugkörper missile
22 22: Rumpfelement body member
24 24: Flügelelement wing element
26 26: Höhenleitwerk tailplane
28 28: Generator generator
29 29: Seilrolle pulley
30 30: Halteverbindung holding connection
32 32: Erster Seiltrieb First rope drive
34 34: Zweiter Seiltrieb Second rope drive
36 36: Verbindungsseil connecting cable
38 38: Seilspanner tensioner
40 40: Station station
42 42: Grundfläche Floor space
44 44: Generatorstation generating station
46 46: Energiespeichereinrichtung Energy storage device
48 48: Einrichtung für Funkverbindung Device for radio connection
50 50: Umlenkrolle idler pulley
52 52: Aufrolleinrichtung retractor
54 54: Generator generator
56 56: Grundplatte baseplate
58 58: Drehbare Lagerung Rotatable storage
60 60: Vertikaler Hilfsrotor Vertical auxiliary rotor
62 62: Seilrolle pulley
W W: Windrichtung wind direction
D D: Drehrichtung der Windrotationseinrichtung Direction of rotation of the wind rotation device
S S: Laufrichtung der Verbindungsseile Running direction of the connecting cables
A A: Auftriebsschwerpunkt des Flugkörpers Center of lift of the missile

Claims

Sende- und Empfangsanlage mit (a) wenigstens einer Windrotationseinrichtung (10, 12) zur Erzeugung mechanischer Energie, die zumindest während der Erzeugung der mechanischen Energie schwebt, (b) wenigstens einem Flugkörper (20), der ausgestaltet ist, bei Windeinwirkung durch Auftrieb zu schweben, und der (b1) eine Sende- und Empfangseinrichtung und (b2) einen Generator (28) zur Übernahme von mechanischer Energie, die von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12) erzeugt wird, und zur Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie für die direkte oder indirekte Versorgung der Sende- und Empfangseinrichtung aufweist, und (c) einer Halteverbindung (30) zur gemeinsamen Fixierung des wenigstens einen Flugkörpers (20) und der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12). Transmitting and receiving system with (a) at least one wind rotation device ( 10 . 12 ) for generating mechanical energy that floats at least during the generation of the mechanical energy, (b) at least one missile ( 20 ), which is designed to float by buoyancy in the wind, and (b1) a transmitting and receiving device and (b2) a generator ( 28 ) for taking over mechanical energy generated by the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ) and for converting the mechanical energy into electrical energy for the direct or indirect supply of the transmitting and receiving device, and (c) a holding connection ( 30 ) for joint fixation of the at least one missile ( 20 ) and the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ).

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Station (40), die eine Einrichtung (48) für eine Funkverbindung mit der Sende- und Empfangseinrichtung des Flugkörpers (20) aufweist. Transmitting and receiving system according to claim 1, characterized by a station ( 40 ), which is a body ( 48 ) for a radio link with the transmitting and receiving device of the missile ( 20 ) having.

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnett durch eine Energieübertragungseinrichtung (32) zur Übertragung von mechanischer Energie von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12), vorzugsweise von durch die Windrotationseinrichtung (10, 12) erzeugter Rotationsenergie, zu dem Generator (28) des Flugkörpers (20). Transmitting and receiving system according to claim 1 or 2, characterized by an energy transmission device ( 32 ) for transmitting mechanical energy from the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ), preferably by the wind rotation device ( 10 . 12 ) generated rotational energy to the generator ( 28 ) of the missile ( 20 ).

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungseinrichtung (32) wenigstens einen ersten Seiltrieb (32) zwischen der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12) und dem Flugkörper (20) umfasst, wozu vorzugsweise zumindest eine Seilführung (16) zur Aufnahme eines Seiles (36) des ersten Seiltriebs (32) am Außendurchmesser der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12) vorgesehen ist. Transmitting and receiving system according to claim 3, characterized in that the energy transmission device ( 32 ) at least one first cable drive ( 32 ) between the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ) and the missile ( 20 ), for which preferably at least one cable guide ( 16 ) for receiving a rope ( 36 ) of the first rope drive ( 32 ) at the outer diameter of the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ) is provided.

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörper (20) eine Seilrolle (29) zur Aufnahme des Seils (36) des ersten Seiltriebs (32) aufweist, wobei die Drehachse der Seilrolle (29) des Flugkörpers (20) durch dessen Auftriebsschwerpunkt (A) verläuft. Transmitting and receiving system according to claim 4, characterized in that the missile ( 20 ) a pulley ( 29 ) for receiving the rope ( 36 ) of the first rope drive ( 32 ), wherein the axis of rotation of the pulley ( 29 ) of the missile ( 20 ) through the center of buoyancy (A).

Sende- und Empfangsanlage nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungseinrichtung (32, 34) auch zur Übertragung von mechanischer Energie von der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12), vorzugsweise von durch die Windrotationsenergie erzeugter Rotationsenergie, an eine Generatorstation (44) der Station (40) ausgestaltet ist. Transmitting and receiving system according to at least one of the preceding claims 3 to 5, characterized in that the energy transmission device ( 32 . 34 ) also for the transmission of mechanical energy from the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ), preferably of rotational energy generated by the wind rotational energy, to a generator station ( 44 ) of the station ( 40 ) is configured.

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragungseinrichtung (32, 34) gleichzeitig die Halteverbindung (30) zur Verfügung stellt. Transmitting and receiving system according to claim 6, characterized in that the energy transmission device ( 32 . 34 ) at the same time the holding connection ( 30 ).

Sende- und Empfangsanlage nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteverbindung (30) eine Spannvorrichtung (38) umfasst, die außenseitig an der wenigstens einen Windrotationseinrichtung (10, 12) angebracht ist. Transmitting and receiving system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the holding connection ( 30 ) a tensioning device ( 38 ), which on the outside on the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ) is attached.

Sende- und Empfangsanlage nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörper (20) zumindest eine Flügelprofilstruktur (24, 26) zur Erzeugung des Auftriebs bei Windeinwirkung aufweist. Transmitting and receiving system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the missile ( 20 ) at least one wing profile structure ( 24 . 26 ) for generating the buoyancy in wind.

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelprofilstruktur (24, 26) mindestens einen Flügel (24) und mindestens ein Höhenleitwerk (26) umfasst. Transmitting and receiving system according to claim 9, characterized in that the wing profile structure ( 24 . 26 ) at least one wing ( 24 ) and at least one elevator ( 26 ).

Sende- und Empfangsanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörper (20) zwei getrennte Rumpfelemente (22), die über einen Abschnitt der Flügelprofilstruktur (24, 26) miteinander verbunden sind, und zwei Höhenleitwerke (26) aufweist. Transmitting and receiving system according to claim 9 or 10, characterized in that the missile ( 20 ) two separate fuselage elements ( 22 ) extending over a portion of the airfoil structure ( 24 . 26 ), and two horizontal stabilizers ( 26 ) having.

Sende- und Empfangsanlage nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörper (20) mindestens einen Rotationsflugkörper (60) aufweist, der als Auftrieb erzeugender Rotor und/oder als Steuerpropeller ausgestaltet ist. Transmitting and receiving system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the missile ( 20 ) at least one rotary missile ( 60 ), which is designed as a lift generating rotor and / or as a control propeller.

Sende- und Empfangsanlage nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugkörper (20) eine Energiespeichereinrichtung, vorzugsweise eine Batterie, zur Versorgung der Sende- und Empfangseinrichtung aufweist. Transmitting and receiving system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the missile ( 20 ) has an energy storage device, preferably a battery for supplying the transmitting and receiving device.

Sende- und Empfangsanlage nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Windrotationseinrichtung (10, 12) wenigstens einen horizontal angeordneten H-Darrieus-Rotor (12) umfasst.Transmitting and receiving system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one wind rotation device ( 10 . 12 ) at least one horizontally arranged H-Darrieus rotor ( 12 ).