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Es ist bekannt, Fluggeräte und insbesondere unbemannte Fluggeräte mit Rettungseinrichtungen wie beispielsweise Fallschirmen zu versehen, um bei einem Ausfall von wesentlichen Komponenten des Fluggeräts, durch den ein kontrollierter Flug unmöglich würde, einen ungebremsten Absturz des Fluggeräts zu vermeiden.
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Solche Rettungseinrichtungen können beispielsweise durch luftfahrttechnische Auflagen vorgeschrieben sein.
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Relevanter Stand der Technik kann in der Druckschrift
DE 10 2011 105 059 A1 gefunden werden. Diese offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Auslösen eines Rettungssystems für ein Rettungsfahrzeug, bei dem mit Hilfe einer Auswertung von Flugdaten wie aktuelle Höhe über Grund und vertikale Sinkgeschwindigkeit eine automatische Auslösung eines Rettungsfallschirms von Luftfahrzeugen abhängig vom momentanen vertikalen Abstand des Luftfahrzeuges zum Boden und seiner momentanen Vertikalgeschwindigkeit erfolgt, um bei unbeherrschbaren Flugmanövern, technischem Schaden des Luftfahrzeuges oder verspäteten oder falschen Reaktionen oder Bewusstlosigkeit des Piloten eine höhere Sicherheit zu erreichen.
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Weiterer Stand der Technik ergibt sich aus der Druckschrift
DE 42 39 638 A1 . Diese offenbart ein Rettungs-System für ein kleineres Luftfahrzeug mit einer selbsttätig aktivierbaren Fallschirm-Einrichtung zur Verminderung der Geschwindigkeit in vertikaler und/oder horizontaler Richtung sowie Messvorrichtungen zur Ermittlung von Flugdaten. Das Rettungs-System ist in Abhängigkeit von den durch die Messvorrichtungen ermittelten Größen Flughöhe und/oder Vertikal- bzw. Horizontalgeschwindigkeit auslösbar. Das Rettungs-System umfasst eine Vorrichtung zur Erfassung von Daten, welche eine Information über die Handlungsfähigkeit des Flugzeugführers enthalten, und/oder welche eine Information über die Funktionsfähigkeit der für die Kontrolle des Luftfahrzeugs notwendigen Steuerorgane einschließlich deren Betätigungsmittel enthalten.
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Weiterer Stand der Technik ergibt sich aus der Druckschrift
US 4 527 758 A . Diese offenbart ein elektronisches System für die Auswahl einer Bereitstellungssequenz für einen Flugzeugschleudersitz.
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Weiterer Stand der Technik ergibt sich aus der Druckschrift
US 5 261 630 A . Diese offenbart eine Schleudersitzsteuerung unter Verwendung eines Funkhöhenmessers.
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Geschieht ein solcher Ausfall von wesentlichen Komponenten des Fluggeräts in sehr großen Höhen, kann das durch die Rettungseinrichtung, beispielsweise den Fallschirm, gebremste Fluggerät durch Seitenwinde weit von einem eigentlichen Fluggebiet abdriften, und so beispielsweise Personen am Boden gefährden. Zum Beispiel kann ein solches Fluggerät auf eine Autobahn abdriften und dort mit Fahrzeugen kollidieren.
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Kommt es zu einem Ausfall von wesentlichen Komponenten des Fluggeräts, kann das Fluggerät während des Absturzes ins Trudeln geraten, es kann dann also um verschiedene Achsen rotieren. Dadurch kann es passieren, dass die ausgelöste Rettungseinrichtung mit Aufbauten des Fluggeräts in Berührung kommt und seine Wirkung dadurch nicht entfaltet. Beispielsweise kann sich ein Fallschirm als die Rettungseinrichtung und insbesondere die Fallschirmleinen um feststehende Teile (zum Beispiel Ausleger) oder rotierende Teile (zum Beispiel Antriebsrotor) wickeln.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Abdriften eines Fluggeräts aufgrund einer ausgelösten Rettungseinrichtung zu vermeiden bzw. zu vermindern und somit ein Gefährdungspotential eines Fluggeräts zu verringern. Zusätzlich liegt der Erfindung das Problem zugrunde, eine Beeinträchtigung der Wirkung der Rettungseinrichtung zu verhindern.
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Das Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst, insbesondere durch eine Steuervorrichtung für ein Fluggerät das eine Rettungseinrichtung aufweist, wobei die Steuervorrichtung eine Höhenbestimmungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine gegenwärtige Höhe des Fluggeräts zu bestimmen, eine Erfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, zu erfassen, dass die Rettungseinrichtung auszulösen ist, und eine Auslöseeinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Rettungseinrichtung auszulösen, wenn erfasst ist, dass die Rettungseinrichtung auszulösen ist. Die erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, eine Auslösung der Rettungseinrichtung nur dann zu erlauben, wenn die gegenwärtige Höhe des Fluggeräts geringer als eine erste vorbestimmte Höhe ist. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung umfasst ferner eine Orientierungsbestimmungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine räumliche Orientierung des Fluggeräts zu bestimmen. Die Auslöseeinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, die Rettungseinrichtung dann auszulösen, wenn die räumliche Orientierung des Fluggeräts einer vorbestimmten Orientierung entspricht. Die Auslöseeinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, die Rettungseinrichtung dann auszulösen, wenn die gegenwärtige Höhe des Fluggeräts geringer als eine zweite vorbestimmte Höhe kleiner als die erste vorbestimmte Höhe ist.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass dadurch, dass die Rettungseinrichtung nur dann bzw. erst dann ausgelöst werden kann, wenn das Fluggerät im Fallen eine bestimmte Höhe erreicht hat, diese eben nicht bereits in sehr größer Höhe ausgelöst wird. Dadurch wird die Zeit, während der das Fluggerät weit abdriften kann, nämlich die Zeit, während der das Fluggerät durch die Rettungseinrichtung, beispielsweise durch einen Fallschirm, gebremst wird, stark verkürzt, und somit kann auch das Abdriften bzw. das Ausmaß eines Abdriftens stark verringert werden.
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Ferner ermöglicht die Abhängigkeit der tatsächlichen Auslösung von einer räumlichen Orientierung des Fluggeräts ein Verhindern einer Beeinträchtigung der Wirkung der Rettungseinrichtung. Wird beispielsweise ein Fallschirm nur ausgestoßen, wenn die Ausstoßöffnung im Wesentlichen nach oben zeigt, kollidieren dessen Fallschirmleinen nicht mit Teilen des Fluggeräts.
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Erfüllt ein Fluggerät in der Phase zwischen der ersten vorbestimmten Höhe und der zweiten vorbestimmten Höhe eine Auslösebedingung nicht (nimmt das Fluggerät beispielsweise nicht die gewünschte Orientierung ein), wird die Rettungseinrichtung dennoch ausgelöst, um einen ungebremsten Aufprall des Fluggeräts in jedem Fall zu verhindern.
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Nicht erfindungsgemäß kann die Steuervorrichtung ferner eine Schätzeinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, einen zukünftigen Verlauf der Orientierung des Fluggeräts basierend auf einer Fallgeschwindigkeit des Fluggeräts und einem bisherigen Verlauf der Orientierung des Fluggeräts zu schätzen, und eine Bestimmungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, basierend auf dem geschätzten zukünftigen Verlauf der Orientierung des Fluggeräts zu bestimmen, ob das Fluggerät zwischen der ersten vorbestimmten Höhe und der zweiten vorbestimmten Höhe die vorbestimmte Orientierung einnehmen wird. Die Auslöseeinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, die Rettungseinrichtung basierend auf einem Ergebnis der Bestimmungseinrichtung auszulösen.
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Dies ermöglicht eine frühzeitige Bestimmung eines optimalen Zeitpunkts eines Auslösens der Rettungseinrichtung für den Fall, dass das Fluggerät zwischen den beiden vorbestimmten Höhen die gewünschte Orientierung nicht einnimmt bzw. nicht einnehmen wird.
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Nicht erfindungsgemäß kann die Bestimmungseinrichtung ferner dazu eingerichtet sein, basierend auf dem geschätzten zukünftigen Verlauf der Orientierung des Fluggeräts zu bestimmen, ob sich die Orientierung des Fluggeräts relativ zu der vorbestimmten Orientierung zwischen der ersten vorbestimmten Höhe und der zweiten vorbestimmten Höhe nur noch verschlechtern wird.
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Dies ermöglicht eine frühzeitige Bestimmung eines optimalen Zeitpunkts eines Auslösens der Rettungseinrichtung für den Fall, dass das Fluggerät zwischen den beiden vorbestimmten Höhen die gewünschte Orientierung nicht einnimmt bzw. nicht einnehmen wird. Insbesondere kann durch Einteilung von nicht gewünschten Orientierungen in schlechte und weniger schlechte bzw. in ungeeignete und weniger geeignete Orientierungen eine mögliche Beeinträchtigung der Wirkung der Rettungseinrichtung zumindest zu verringern.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Höhe des Fluggeräts eine Höhe über Grund. Die Höhenbestimmungseinrichtung gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist eine Speichereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, Bodenhöhenprofildaten bezüglich eines Fluggebiets des Fluggeräts zu speichern. Die Höhenbestimmungseinrichtung gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ferner dazu eingerichtet, eine Höhe über Grund mittels einer gemessenen absoluten Höhe des Fluggeräts und der Bodenhöhe entsprechend einer gegenwärtigen Position des Fluggeräts zu bestimmen.
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Auf diese Weise kann auch bei sich ändernden Bodenhöhen innerhalb des (beabsichtigten) Fluggebiets eine optimale Höhe über Grund für die Auslösung der Rettungseinrichtung gewählt bzw. bestimmt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Höhe des Fluggeräts eine Höhe über Grund. Die Höhenbestimmungseinrichtung gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist eine Radareinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, in eine Vielzahl von Richtungen eine Distanz zum Grund zu messen.
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Auf diese Weise kann auch bei sich ändernden Bodenhöhen innerhalb und sogar außerhalb des (beabsichtigten) Fluggebiets eine optimale Höhe über Grund für die Auslösung der Rettungseinrichtung gewählt bzw. bestimmt werden.
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Das vorstehend beschriebene Problem wird ebenfalls durch die im Patentanspruch 4 aufgeführten Merkmale gelöst, insbesondere durch eine Drohne, mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, wobei die Rettungseinrichtung ein Fallschirm ist.
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Das vorstehend beschriebene Problem wird ebenfalls durch die im Patentanspruch 5 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Dabei zeigt 1 schematisch ein Fluggerät, bei dem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt.
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- 1 zeigt schematisch ein Fluggerät 1. Insbesondere zeigt 1 eine Drohne in Form eines Quadrocopters.
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Das Fluggerät weist eine Rettungseinrichtung 11 auf, die ein Fallschirm ist. In 1 ist die Rettungseinrichtung 11 im nicht ausgelösten Zustand dargestellt. Im Falle eines Fallschirms stellt 1 diesen also in einem gepackten Zustand dar.
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Das Fluggerät 1 weist ferner einen Hauptkörper bzw. ein Gehäuse 11 auf, in dem die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 13 untergebracht ist. Es wird hierbei angemerkt, dass die Steuervorrichtung 13 auch außerhalb des Hauptkörpers bzw. Gehäuses 12 angeordnet sein kann und sich in keinem Gehäuse befinden muss.
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Das Fluggerät 1 in 1 könnte eine Meteodrohne sein, also eine Drohne, die zu meteorologischen Zwecken eingesetzt wird. Das Fluggerät 1 ist jedoch nicht auf eine solche Meteodrohne beschränkt.
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Ein Einsatzszenario eines solchen Fluggeräts 1 (insbesondere im Falle einer Meteodrohne) könnte sein, im Wesentlichen auf- und abzufliegen. Luftfahrttechnische Auflagen können dabei erfordern, dass ein Rettungssystem (z.B. eine Rettungseinrichtung 11) implementiert ist.
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Nach dem Start des Fluggeräts 1 misst bzw. bestimmt das Fluggerät 1 bzw. dessen Höhenbestimmungseinrichtung (z.B. ein Luftdrucksensor, ein Rund-um-Radarsensor, der eine Distanz zum Boden unter dem Fluggerät 1 misst, ein Globalpositionssensor, etc.) die Höhe des Fluggeräts 1 über Grund.
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Während eines Absturzes des Fluggeräts 1 (beispielsweise nach Ausfall eines Auftrieb erzeugenden Antriebs) wird festgestellt, ob eine bestimmte Entscheidungshöhe (erste vorbestimmte Höhe) unterschritten wird bzw. unterschritten ist.
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Ab dieser Entscheidungshöhe (bzw. ab Unterschreiten der Entscheidungshöhe) wird eine Orientierung des Fluggeräts 1 mittels einer Orientierungsbestimmungseinrichtung (z.B. ein elektronischer Lagemesser, ein oder mehrere optische Sensoren, etc.) überprüft bzw. bestimmt.
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Erreicht das Fluggerät 1 dann eine für die Auslösung der Rettungseinrichtung 11 optimale Lage (beispielsweise wenn eine im Normalflug vorgesehene Oberseite des Fluggeräts 1 nach oben gerichtet ist), wird die Rettungseinrichtung 11 (beispielsweise ein Fallschirm) ausgelöst.
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Erreicht das Fluggerät 1 dann eine Minimalhöhe (zweite vorbestimmte Höhe), ohne dass die Rettungseinrichtung 11 aufgrund eines Erreichens der optimalen Orientierung des Fluggeräts 1 ausgelöst wurde, wird die Rettungseinrichtung 11 in jedem Fall sofort ausgelöst.
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Das Fluggerät 1 bzw. die Steuervorrichtung 13 könnte mit einem lokalen Geländemodell (beispielsweise Bodenhöhenprofildaten bezüglich eines Fluggebiets des Fluggeräts 1) versehen sein, und die Auslösung der Sicherheitseinrichtung könnte auf der ermittelten Höhe des Fluggeräts 1 und dem lokalen Geländemodell basieren.
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Ferner könnte die Steuervorrichtung 13 bzw. eine Bestimmungseinrichtung als Bestandteil der Steuereinrichtung 13 auf Grund des Bewegungsverlaufs (wobei der zukünftige Bewegungsablauf durch eine Schätzeinrichtung der Steuervorrichtung 13 geschätzt werden könnte) und der Fallgeschwindigkeit des Fluggeräts 1 ausrechnen bzw. bestimmen, ob das Fluggerät vor Erreichen der Minimalhöhe nochmals die richtige Orientierung annehmen wird, und ob sich anderenfalls die Orientierung vor Erreichen der Minimalhöhe nur noch verschlechtern wird. Das Ergebnis dieser Bestimmung könnte dann in eine Entscheidung bezüglich des Auslösezeitpunkts der Rettungseinrichtung 11 einfließen.
