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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein modulares Fluggerätesystem zur wahlweisen Bereitstellung eines Fluggeräts in verschiedenen Konfigurationen, wobei das modulare Fluggerätesystem eine Vielzahl von Modulen aufweist, aus denen verschiedene Teilmengen zur Bereitstellung unterschiedlicher Konfigurationen des Fluggeräts auswählbar sind.
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Zum Transport von Fracht und Passagieren stehen unterschiedliche Transportmittel zur Verfügung. Die verschiedenen Transportmittel sind dabei jeweils für den Transport über Land, über Wasser oder über die Luft angepasst, so dass bei einer Kombination mehrerer dieser Transportwege die Fracht bzw. Passagiere von einem Transportmittel auf ein anderes Transportmittel umgeladen werden müssen. Beim Transport von Fracht kann dieses Umladen dadurch vereinfacht werden, dass die Fracht in Containern mit einer oder mehreren Standardgrößen untergebracht ist, die leicht mit jeweils auf die Container angepassten Umladevorrichtungen bzw. Lade- und Entladevorrichtungen gehandhabt werden können. Außerdem können verschiedene Transportmittel auch für unterschiedliche Fracht- bzw. Passiermengen und unterschiedliche Reichweiten angepasst sein, und es kann vorteilhaft sein, Fracht und Passagiere auch ohne Wechsel des Transportweges zwischen verschiedenen Transportmitteln umzuladen, wie zum Beispiel Fracht von einem großen Lastkraftwagen auf mehrere kleinere Lastkraftwagen. Beispielsweise kann Fracht zunächst mit einem großen Lastkraftwagen in ein Verteilzentrum verbracht werden, das einer Region zugeordnet ist, in der sich mehrere Empfänger der Fracht befinden, und in dem Verteilzentrum auf mehrere kleinere Lastkraftwagen verladen werden, von denen jeder zu einer Teilmenge der Empfänger fährt.
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Es kann vorteilhaft sein, den Transport von Fracht bzw. Passagieren auf den Transport über die Luft zu beschränken, um den Wechsel zwischen verschiedenen Transportwegen zu vermeiden. Auch in diesem Fall kann es aber erforderlich sein, zwischen verschiedenen Fluggeräten zu wechseln, um den Transport der Fracht bzw. Passagiere effizient durchführen zu können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Mittel dafür bereitzustellen, den Transport von Fracht und/oder Passagieren in effizienter und kostengünstiger Weise über die Luft durchführen zu können und insbesondere einen Wechsel der zum Transport eingesetzten Fluggeräte in effizienter und kostengünstiger Weise zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein modulares Fluggerätesystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Konfiguration eine Fluggeräts unter Verwendung des modularen Fluggerätesystems nach Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des modularen Fluggerätesystems und des Verfahrens sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Nach der vorliegenden Erfindung ist ein modulares Fluggerätesystem vorgesehen, das zur wahlweisen Bereitstellung eines Fluggeräts in verschiedenen Konfigurationen angepasst ist. Mit anderen Worten ist es mit Hilfe des modularen Fluggerätesystems möglich, ein Fluggerät auf verschiedene Weisen zu konfigurieren und die Konfiguration des Fluggeräts wahlweise und flexibel zu verändern, um es spezifisch an einen bestimmten Einsatzzweck anzupassen. Zu diesem Zweck weist das modulare Fluggerätesystem eine Vielzahl von Modulen auf, aus denen verschiedene Teilmengen zur Bereitstellung unterschiedlicher Konfigurationen des Fluggeräts auswählbar sind. Wenn eine bestimmte Konfiguration gewünscht ist, wird demnach eine geeignete Teilmenge der Module ausgewählt und zu dem Fluggerät zusammengebaut. Bei einem Wechsel der Konfiguration werden alle Module voneinander getrennt und anschließend eine neue Teilmenge der Module zu der neuen Konfiguration zusammengebaut oder es werden nur einige Module von dem Fluggerät entfernt und durch andere Module ersetzt, um die neue Konfiguration zu erhalten.
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Die Vielzahl von Modulen weist eine Rumpfmodulgruppe mit einem oder mehreren Rumpfmodulen auf. Bei mehreren Rumpfmodulen sind alle oder zumindest einige von ihnen voneinander verschieden und weisen insbesondere unterschiedliche Größen auf. Jedes Rumpfmodul der Rumpfmodulgruppe hat vordefinierte Schnittstellen zur wahlweisen Verbindung des jeweiligen Rumpfmoduls mit allen oder einer Teilmenge der nicht zur Rumpfmodulgruppe gehörenden Module der Vielzahl von Modulen. Die Module können auch wieder von dem jeweiligen Rumpfmodul getrennt werden und durch andere Module ersetzt werden, die dann über die jeweiligen Schnittstellen mit dem Rumpfmodul verbunden werden. Zur Bereitstellung des Fluggeräts mit einer gewünschten Konfiguration können daher in einfacher Weise eines der Rumpfmodule der Rumpfmodulgruppe und eine geeignete Teilmenge der nicht zur Rumpfmodulgruppe gehörenden Module der Vielzahl von Modulen ausgewählt und letztere mit dem ausgewählten Rumpfmodul verbunden werden, und bei einem Wechsel der Konfiguration können die nicht zur Rumpfmodulgruppe gehörenden Module wieder von dem Rumpfmodul entfernt werden.
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Die Vielzahl von Modulen weist ferner eine Vielzahl von Energieversorgungsmodulen auf, von denen jedes einen Energiespeicher aufweist, der zur Speicherung eines vorbestimmten, dem jeweiligen Energieversorgungsmodul zugeordneten Energieträgers angepasst ist und eine vorbestimmte maximale Speicherkapazität für den jeweiligen Energieträger hat. Die Energieträger können zum Beispiel Kerosin, Elektrizität und/oder Wasserstoff sein, wobei der Energiespeicher dann ein Kerosintank, eine Batterie oder ein Akku bzw. ein Wasserstofftank sein kann. Die Vielzahl von Energieversorgungsmodulen weist für einen oder mehrere Energieträger jeweils mindestens zwei unterschiedliche Energieversorgungsmodule auf, deren Energiespeicher unterschiedliche maximale Speicherkapazitäten für den jeweiligen Energieträger haben. So können zum Beispiel für Kerosin ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einem kleineren Kerosintank als Energiespeicher und ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einem größeren Kerosintank als Energiespeicher vorhanden sein. Gleiches gilt für den Fall von Wasserstoff, wobei der Energiespeicher dann jeweils ein Wasserstofftank ist. In ähnlicher Weise können zum Beispiel für elektrische Energie ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einer kleineren Batterie als Energiespeicher und ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einer größeren Batterie oder mehreren kleineren Batterien als Energiespeicher vorhanden sein. Jedes der Energieversorgungsmodule ist mit mehreren oder bevorzugt allen der Rumpfmodule der Rumpfmodulgruppe wahlweise verbindbar. In jedem Fall ist es in einfacher Weise möglich, das Fluggerät in verschiedenen Konfigurationen mit verschiedenen maximalen Speicherkapazitäten für einen Energieträger und damit unterschiedlichen Reichweiten bereitzustellen.
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Die Vielzahl von Modulen weist außerdem eine Vielzahl von Antriebsmodulgruppen auf, von denen jede mindestens ein Antriebsmodul aufweist, das zum Antrieb des Fluggeräts während des Flugs angepasst ist. Zur Bereitstellung einer bestimmten Konfiguration wird eine der Antriebsmodulgruppen ausgewählt und das zu dieser Antriebsmodulgruppe gehörende Antriebsmodul bzw. jedes der zu dieser Antriebsmodulgruppe gehörende Antriebsmodul mit dem jeweiligen Rumpfmodul verbunden. In jeder der Antriebsmodulgruppen basieren alle in der jeweiligen Antriebsmodulgruppe enthaltenen Antriebsmodule auf derselben vorbestimmten Antriebstechnologie. Die Vielzahl von Antriebsmodulgruppen umfasst mindestens zwei unterschiedliche Antriebsmodulgruppen, deren Antriebsmodule auf unterschiedlichen Antriebstechnologien basieren. Die Antriebstechnologien können zum Beispiel insbesondere die Strahltriebwerke, wie etwa Düsentriebwerke Turboproptriebwerke, Propeller oder Rotoren sein. Die Antriebsmodule von jeder der Antriebsmodulgruppen sind mit mehreren oder allen der Rumpfmodule der Rumpfmodulgruppe wahlweise verbindbar. Bei der Verbindung einer ausgewählten Antriebsmodulgruppe und eines ausgewählten Energieversorgungsmoduls mit einem ausgewählten Rumpfmodul über die vordefinierten Schnittstellen wird - bevorzugt automatisch - eine Verbindung zwischen dem Energieversorgungsmodul und den Antriebsmodulen der Antriebsmodulgruppe hergestellt, so dass die Antriebsmodule im Betrieb des Fluggeräts mit dem in dem Energieversorgungsmodul gespeicherten Energieträger versorgt werden. Auf diese Weise ist es einfach und schnell möglich, das Fluggerät wahlweise in verschiedenen Konfigurationen bereitzustellen, die z.B. unterschiedliche Reichweiten, unterschiedliche maximale Fluggeschwindigkeiten, unterschiedliche Schallemissionen und/oder unterschiedliche erforderliche minimale Start- und/oder Landebahnlängen haben.
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Das beschriebene modulare Fluggerätesystem hat den Vorteil, dass Fluggeräte sehr einfach, effizient und schnell in einer für den jeweiligen Einsatzzweck besonders gut geeigneten Konfiguration bereitgestellt werden können. So ist es beispielsweise möglich, ein Fluggerät, das große Mengen an Fracht über eine weite Entfernung transportiert hat, am Zielort so umzukonfigurieren, dass es für den Weitertransport von nur einem Teil der Fracht über kurze Strecken zu einem Ziel in einem dicht besiedelten Stadtgebiet angepasst ist, wo im Wesentlichen nur ein senkrechtes Starten und Landen möglich ist. Außerdem ist es durch den modularen Aufbau möglich, Wartungsarbeiten außerhalb des eigentlichen Flugbetriebs durchzuführen, indem Module durchgetauscht werden und die Wartungs- oder Reparaturarbeiten an Modulen durchgeführt werden, die aktuell nicht Teil des bzw. eines konfigurierten Fluggeräts bilden. Auf diese Weise können Ausfallzeiten stark reduziert werden. Zudem wird durch die Modularisierung in vorteilhafter Weise eine Automatisierung vereinfacht, insbesondere durch Einsatz von Robotern. Dies betrifft sowohl die Konfiguration bzw. Umkonfiguration des Fluggeräts als auch das Be- und Entladen des Fluggeräts. Durch die Modularität können die einzelnen Module in vorteilhafter Weise mit einer oder mehreren Standardabmessungen oder Standardschnittstellen bereitgestellt werden, was in vorteilhafter Weise den Einsatz einfacher Standardroboter ermöglicht.
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Die Rumpfmodule oder separate, wahlweise mit den Rumpfmodulen verbindbare Steuerungsmodule können eine Steuereinrichtung aufweisen, die angepasst ist, um einen autonomen Flug des konfigurierten Fluggeräts zu ermöglichen. Alternativ ist es auch möglich, die Rumpfmodule so auszugestalten, dass sie für die Steuerung durch einen Piloten angepasst sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vielzahl von Energieversorgungsmodulen für jeden von zwei oder mehreren unterschiedlichen Energieträgern jeweils zwei oder mehrere unterschiedliche Energieversorgungsmodule auf, deren Energiespeicher unterschiedliche maximale Speicherkapazitäten für den jeweiligen Energieträger haben. So können zum Beispiel für Kerosin ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einem kleineren Kerosintank als Energiespeicher und ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einem größeren Kerosintank als Energiespeicher, für Wasserstoff ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einem kleineren Wasserstofftank als Energiespeicher und ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einem größeren Wasserstofftank als Energiespeicher und für elektrische Energie ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einer kleineren Batterie als Energiespeicher und ein oder mehrere Energieversorgungsmodule mit einer größeren Batterie oder mehreren kleineren Batterien als Energiespeicher vorhanden sein. Jedes der Energieversorgungsmodule ist mit mehreren oder bevorzugt allen der Rumpfmodule der Rumpfmodulgruppe wahlweise verbindbar. In jedem Fall ist es in einfacher Weise möglich, das Fluggerät in verschiedenen Konfigurationen mit verschiedenen mit verschiedenen Energieträgern und damit z.B. unterschiedlichen Reichweiten bereitzustellen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vielzahl von Modulen eine Vielzahl von Nutzlastmodulen auf, die jeweils zur Aufnahme einer Nutzlast mit vorbestimmter maximaler Kapazität angepasst sind. Jedes der Nutzlastmodule ist mit einem oder mehreren oder allen der Rumpfmodule der Rumpfmodulgruppe wahlweise verbindbar. Bevorzugt weisen alle Nutzlastmodule mit gleicher maximaler Kapazität dieselben äußeren Formen und Abmessungen auf, so dass die automatisierte und standardisierte Handhabung vereinfacht wird. Es ist möglich, dass jedes der Rumpfmodule jeweils nur eines der Nutzlastmodule zur Zeit aufnehmen kann oder aber dass einige oder alle der Rumpfmodule jeweils mehrere Nutzlastmodule gleichzeitig aufnehmen können.
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Es ist dann weiter bevorzugt, wenn jedes der Energieversorgungsmodule angepasst ist, um in der Weise wahlweise mit mindestens einem der Nutzlastmodule verbunden zu werden, dass das jeweilige Energieversorgungsmodul und das jeweilige Nutzlastmodul als Einheit mit dem jeweiligen Rumpfmodul verbindbar und von diesem entfernbar sind. Es ist auch möglich, dass mehrere der Energieversorgungsmodule mit einem Nutzlastmodul in der beschriebenen Weise zu einer Einheit verbindbar sind. Es ist bevorzugt, wenn jedes der Energieversorgungsmodule mit jedem der Nutzlastmodule verbindbar ist. In jedem Fall kann auf diese Weise besonders einfach und effizient bei einer Umladung von Nutzlast gleichzeitig ein Energieversorgungsmodul mit einem gefüllten Energiespeicher und einem für den jeweiligen Einsatzzweck besonders geeigneten Energieträger bereitgestellt werden.
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In Ausführungsformen mit einer Vielzahl von Nutzlastmodulen ist es auch bevorzugt, wenn die Vielzahl von Nutzlastmodulen mindestens zwei unterschiedliche Nutzlastmodule unterschiedlicher maximaler Kapazität aufweist.
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In Ausführungsformen mit einer Vielzahl von Nutzlastmodulen ist es zudem bevorzugt, wenn die Vielzahl von Nutzlastmodulen ein oder mehrere Nutzlastmodule zur Aufnahme von Fracht und/oder ein oder mehrere Nutzlastmodule zur Aufnahme von Personen aufweist. Bevorzugt sind dann mehrere Nutzlastmodule mit unterschiedlicher maximaler Kapazität zur Aufnahme von Fracht bzw. mehrere Nutzlastmodule mit unterschiedlicher maximaler Kapazität zur Aufnahme von Personen vorgesehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rumpfmodulgruppe zwei oder mehr Rumpfmodule unterschiedlicher Größe auf. Größere Rumpfmodule können dann zum Beispiel angepasst sein, um größere der Nutzlastmodule und/oder Energieversorgungsmodule aufzunehmen oder jeweils mehrere der Nutzlastmodule und/oder Energieversorgungsmodule gleichzeitig aufzunehmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weisen verschiedene Rumpfmodule der Rumpfmodulgruppe unterschiedliche Landeeinrichtungen auf und/oder die Vielzahl von Modulen weist eine Vielzahl von Landeeinrichtungsmodulen auf, die verschiedene Landeeinrichtungen umfassen. Beispielsweise können einerseits Landeeinrichtungen vorgesehen sein, die ein oder mehrere Fahrwerke zur Landung auf dem Boden umfassen, und andererseits Landeeinrichtungen zum Landen auf Wasser.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vielzahl von Antriebsmodulgruppen mindestens eine erste Antriebsmodulgruppe, die vier Antriebsmodule aufweist, die jeweils einen Rotor aufweisen und die zur Bereitstellung des Fluggeräts in einer Quadcopter-Konfiguration angepasst sind, und mindestens eine zweite Antriebsmodulgruppe, die mindestens zwei Antriebsmodule aufweist, die jeweils mindestens ein Strahltriebwerk (insbesondere ein Düsentriebwerk oder Turboproptriebwerk) aufweisen und die zur Bereitstellung des Fluggeräts in einer Konfiguration hoher Reichweite bzw. Long-Range-Konfiguration angepasst sind. Es ist somit in einfacher Weise zwischen einer Quadcopter-Konfiguration, die relativ geringe Reichweite hat und zum im Wesentlichen senkrechten Starten und Landen angepasst ist, so dass Start- und Landeplätze geringer Abmessungen möglich sind, wie insbesondere in Städten bzw. dicht besiedelten Gebieten, und einer Konfiguration großer Reichweite bzw. Long-Range-Konfiguration zu wechseln.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist mindestens eine der Antriebsmodulgruppen mindestens zwei Antriebsmodule auf, die jeweils eine Tragfläche umfassen, wobei die zwei Antriebsmodule mit einem der Rumpfmodule verbindbar sind, indem die Tragflächen mit dem Rumpfmodul verbunden werden. An jeder der Tragflächen sind dann jeweils ein oder mehrere Triebwerke, Propeller oder andere Antriebseinrichtungen befestigt, die zusammen mit der Tragfläche das jeweilige Antriebsmodul bilden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vielzahl von Modulen eine Vielzahl von Hochauftriebsmodulen auf.
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Das modulare Fluggerätesystem nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann in vorteilhafter Weise in einem Verfahren zur Konfiguration eine Fluggeräts verwendet werden. Dazu werden ein Rumpfmodul der Rumpfmodulgruppe, ein Energieversorgungsmodul der Vielzahl von Energieversorgungsmodulen und eine Antriebsmodulgruppe der Vielzahl von Antriebsmodulgruppen - und gegebenenfalls weitere Module, wie zum Beispiel ein oder mehrere Nutzlastmodule und/oder ein oder mehrere Hochauftriebsmodule - ausgewählt und das ausgewählte Energieversorgungsmodul und das mindestens eine Antriebsmodul der ausgewählten Antriebsmodulgruppe - sowie gegebenenfalls die weiteren ausgewählten Module - mit Hilfe der vordefinierten Schnittstellen mit dem ausgewählten Rumpfmodul verbunden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird zunächst zwischen einer Quadcopter-Konfiguration und einer Konfiguration hoher Reichweite gewählt und anschließend bei dem Schritt der Auswahl einer Antriebsmodulgruppe der Vielzahl von Antriebsmodulgruppen eine erste Antriebsmodulgruppe ausgewählt, die vier Antriebsmodule aufweist, die jeweils einen Rotor aufweisen, wenn die Quadcopter-Konfiguration ausgewählt wurde, und eine zweite Antriebsmodulgruppe ausgewählt, die mindestens zwei Antriebsmodule aufweist, die jeweils mindestens ein Strahltriebwerk - wie insbesondere ein Düsentriebwerk oder Turboproptriebwerk - aufweisen, wenn die Konfiguration hoher Reichweite bzw. Long-Range-Konfiguration ausgewählt wurde.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen modularen Fluggerätesystems.
- 2 zeigt schematisch den Zusammenbau eines Fluggeräts unter Verwendung des modularen Fluggerätesystems der 1 mit Hilfe eines automatisierten Robotersystems.
- 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Konfiguration des Fluggeräts, das unter Verwendung modularen Fluggerätesystems der 1 und des Robotersystems der 2 zusammengebaut wurde.
- 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Konfiguration des Fluggeräts, das unter Verwendung modularen Fluggerätesystems der 1 und des Robotersystems der 2 zusammengebaut wurde.
- 5 zeigt eine schematische Ansicht einer Einheit, die ein Nutzlastmodul und ein mit diesem verbundenes Energieversorgungsmodul aufweist.
- 6 zeigt schematisch das Be- und Entladen des Fluggeräts der 5 mit Hilfe eines automatisierten Robotersystems.
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In der 1 ist ein modulares Fluggerätesystem 1 schematisch gezeigt. Das modulare Fluggerätesystem 1 weist eine Rumpfmodulgruppe mit mehreren Rumpfmodulen 2 unterschiedlicher Größe, mehrere Einheiten 3, die jeweils ein Nutzlastmodul 3b und ein mit diesem verbundenes Energieversorgungsmodul 3a aufweisen (siehe 5, die unten detailliert beschrieben wird), zwei unterschiedliche Antriebsmodulgruppen mit jeweils mehreren Antriebsmodulen 4a bzw. 4b, ein Heckmodul 6 mit einem Seitenleitwerk 6a und mehrere Hochauftriebsmodule 7 auf. Von jedem der Module 2, 3a, 3b, 6 und 7 und von den Antriebsmodulgruppen können mehr oder weniger als schematisch und beispielhaft in 1 gezeigt vorgesehen sein. Außerdem können zum Beispiel mehr Energieversorgungsmodule 3a vorhanden sein als Nutzlastmodule 3b oder umgekehrt. Die Antriebsmodule 4b weisen jeweils eine Tragfläche 5a und mehrere Strahltriebwerke 5b auf, die an der Tragfläche 5a befestigt sind. Die Strahltriebwerke 5b können bevorzugt Düsentriebwerke oder Turboprobtriebwerke sein.
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Mit Hilfe des Fluggerätesystems 1 kann in einfacher Weise ein Fluggerät wahlweise in verschiedenen Konfigurationen bereitgestellt und flexibel umkonfiguriert werden, um von einer Konfiguration zu einer anderen zu wechseln. Um das Fluggerät in einer gewünschten Konfiguration bereitzustellen, wird eines der Rumpfmodule 2, eine der Einheiten 3, eine der Antriebsmodulgruppen 4a, 4b und ggf., je nach Konfiguration, das Heckmodul 6 und/oder eines oder mehrere der Hochauftriebsmodule 7 ausgewählt, d.h. eine Teilmenge aller Module bzw. Einheiten 2, 3, 4a, 4b, 6 und 7. Anschließend werden die ausgewählte Einheit 3, die Antriebsmodule 4a bzw. 4b der ausgewählten Antriebsmodulgruppe - und ggf. das ausgewählte Heckmodul 6 und/oder die ausgewählten Hochauftriebsmodule 7 - lösbar mit dem ausgewählten Rumpfmodul 2 verbunden. Dazu weisen die Rumpfmodule 2 vordefinierte Schnittstellen auf, mittels derer die Module bzw. Einheiten wahlweise an dem jeweiligen Rumpfmodul 2 befestigt und wieder von diesem gelöst werden können.
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Zwei dieser Schnittstellen 10, 11 sind in 2 schematisch gezeigt, in der der automatisierte Zusammenbau des Fluggeräts in einer gewählten Konfiguration mit Hilfe von Robotern 12 dargestellt ist. In 2 ist insbesondere gezeigt, wie zwei Roboter 12 mittels Greifarmen 13 die beiden Antriebsmodule 4b der entsprechenden Antriebsmodulgruppe halten und mit den beiden Schnittstellen 10 an dem Rumpfmodul 2 befestigen. Das Heckmodul 6 und die beiden Hochauftriebsmodule 7 sind bereits mittels entsprechender Schnittstellen und entsprechender Roboter an dem Rumpfmodul 2 befestigt worden. Außerdem ist zu erkennen, dass das Rumpfmodul 2 eine Schnittstelle 11 zur Aufnahme einer der Einheiten 3 des modularen Fluggerätesystems aufweist. Im fertig zusammengebauten Zustand weist das Fluggerät daher die in 4 gezeigte Konfiguration hoher Reichweite bzw. Long-Range-Konfiguration auf.
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Alternativ kann das Fluggerät beispielsweise in der in 3 gezeigten Quadcopter-Konfiguration bereitgestellt werden, indem anstatt der beiden Antriebsmodule 4b und der beiden Hochauftriebsmodule 7 die vier Antriebsmodule 4a mit dem Rumpfmodul 2 verbunden werden und das Heckmodul 6 fortgelassen wird. Die Quadcopter-Konfiguration ist besonders geeignet für relativ kurze Strecken und für Einsatzgebiete, in denen es auf möglichst geringe Abmessungen des Start- und Landeplatzes und auf die Fähigkeit ankommt, im Wesentlichen senkrecht starten und landen zu können. Demgegenüber ist die Konfiguration hoher Reichweite der 3 besonders geeignet für lange Strecken und Einsatzgebiete, in denen die Abmessungen des Start- und Landeplatzes und insbesondere die Start- und Landebahnlänge von untergeordneter Bedeutung sind.
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5 zeigt schematisch einzelne Komponenten von einer der Einheiten 3 des modularen Fluggerätesystems 1 der 1. Wie bereits ausgeführt, weist die Einheit 3 ein Energieversorgungsmodul 3a und ein Nutzlastmodul 3b auf, die lösbar miteinander verbunden sind bzw. verbunden werden können.
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Das Energieversorgungsmodul 3a weist eine Trägerkomponente 20 auf, die einen Energiespeicher 21 und eine Steuerungseinrichtung 22 trägt. Der Energiespeicher 21 und die Steuerungseinrichtung 22 sind lösbar mit der Trägerkomponente 20 verbunden, so dass sie wahlweise einzeln oder zusammen ausgetauscht werden können. Der Energiespeicher 21 ist zum Speichern eines bestimmten Energieträgers angepasst, wie zum Beispiel Kerosin, elektrische Energie oder Wasserstoff, und weist eine vorbestimmte maximale Speicherkapazität für diesen Energieträger auf. Die Steuerungseinrichtung 22 ist angepasst, um den Betrieb des Energieversorgungsmoduls 3a zu steuern, einschließlich zum Beispiel Energiemanagementfunktionen, Temperatursteuerung und Brandschutzüberwachung. Das modulare Fluggerätesystem 1 weist bevorzugt verschiedene Energieversorgungsmodule 3a auf, die sich in der Anpassung ihres Energiespeichers für verschiedene Energieträger und in der maximalen Speicherkapazität des Energiespeichers für den entsprechenden Energieträger voneinander unterscheiden. Dabei ist es auch bevorzugt, wenn das modulare Fluggerätesystem 1 eine Vielzahl von Trägerkomponenten 20, Energiespeichern 21 und Steuerungseinrichtungen 22 aufweist, unter denen ausgewählt werden kann, um ein gewünschtes Energieversorgungsmodul 3a zusammenzubauen.
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Das Nutzlastmodul 3b weist eine Trägerkomponente 30, einen Nutzlastaufnahmegehäuse 31 und eine Nutzlastmodulabdeckung 32 auf, die lösbar miteinander verbindbar sind, um das Nutzlastmodul 3b zu erhalten. Das Nutzlastaufnahmegehäuse 31 kann zur Aufnahme von Fracht und/oder zur Aufnahme von Personen angepasst sein und befindet sich im zusammengebauten Zustand zwischen der Trägerkomponente 30 und der Nutzlastmodulabdeckung 32, die an der Trägerkomponente 30 befestigt ist. Das modulare Fluggerätesystem 1 weist bevorzugt verschiedene Nutzlastmodule 3b auf, die sich in der Anpassung an die Aufnahme von Fracht und Personen und in ihrer Aufnahmekapazität voneinander unterscheiden. Dabei ist es bevorzugt wenn das modulare Fluggerätesystem 1 von jeder solchen Konfiguration mehrere Exemplare aufweist, um einen einfachen Austausch gleichartiger Nutzlastmodule 3b zu ermöglichen. Dabei ist es auch bevorzugt, wenn das modulare Fluggerätesystem 1 eine Vielzahl von Trägerkomponenten 30, Nutzlastaufnahmegehäusen 31 und Nutzlastmodulabdeckungen 32 aufweist, unter denen ausgewählt werden kann, um ein gewünschtes Nutzlastmodul 3b zusammenzubauen. Die Nutzlastmodule 3b weisen bevorzugt alle standardisierte Formen und Abmessungen auf, um ihre automatisierte Handhabung durch einfache Roboter zu ermöglichen bzw. zu erleichtern.
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Diese Handhabung ist schematisch in 6 gezeigt, in der dargestellt ist, wie zwei Roboter 12 mit Greifarmen 13 eine Einheit 3 aus der Schnittstelle 11 des Rumpfmoduls 2 entfernen und eine andere Einheit 3 mit der Schnittstelle 11 des Rumpfmoduls 2 verbinden.
