DE202016006522U1

DE202016006522U1 - Elektrische Aufstiegshilfe für Gleitschirme

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Publication number: DE202016006522U1
Application number: DE202016006522.0U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Atlasaero De GmbH
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2026-10-22

Abstract

Die elektrische Aufstiegshilfe für Gleitschirme ist dadurch gekennzeichnet, – dass sie elektrisch angetrieben ist, – dass sich ein (oder mehrere) Elektromotoren mit Druckpropeller hinter dem Rücken des Piloten befinden, – dass sich die Batterie vor dem Karabiner des Gurtzeugs befindet, – das Motor und Batterie über starre, am Karabiner des Gurtzeugs gelagerte Hebel fest verbunden sind, – dass die Hebel mit Motor und Batterie einen tiefen Schwerpunkt aufweisen und durch die Schwerkraft bei Start und Flug den Motor in einer waagerechten Position ausrichten.

Description

Damit der Motorschirm Pilot den Antrieb während des Fluges nicht auf den Schultern tragen muss, werden üblicherweise sogenannte Schubstangen (3, 1) eingesetzt. 3 zeigt einen klassischen Motorschirm Antrieb. Der Gleitschirm trägt über die Trageriemen (3, 2) nicht direkt den Piloten am Karabiner des Gurtzeugs (3, 3) wie im Freiflug, sondern über eine Schubstange (3, 1), an der vorne der Pilot hängt und hinten der Antrieb (bei elektrischen Antrieben im Kern bestehend Motor 3, 4, Batterie 3, 5 und Motorregler 3, 6) beides gleichermaßen.
Schubstangen stellen allerdings ein Problem beim Thermikfliegen oder bei Turbulenzen dar. Da der Pilot nicht direkt mit dem Gleitschirm verbunden ist, wie im Freiflug, sondern an einem Pendel (Schubstange) aus Antrieb und Pilot hängt, schaukelt sich dieses Pendel leicht auf, so das bis heute Thermikfliegen mit Schubstangen als sehr schwierig gilt und mit dem Freiflug (ohne Motor) nicht vergleichbar ist.
Die im Schutzanspruch 1 angegebene Erfindung liegt das Problem zugrunde, das der Pilot mit Antrieb üblicherweise nicht mehr direkt bzw. ohne Umlenkung mit dem Gleitschirm verbunden ist, und so Einschränkungen beim Thermikfliegen gegenüber dem Freiflug ohne Antrieb in Kauf nehmen muss.
Diese Aufgabe wurde durch einen neuen Denkansatz gelöst. Anders als mit dem Gewicht des Piloten über eine Schubstange, wir hier das Gewicht einer tief platzierten Batterie eines elektrischen Antriebes genutzt um den Motor hinter dem Rücken des Piloten zu stützen, so das auch hier der Pilot während des Fluges den Antrieb nicht selbst auf den Schultern tragen muss.
1 zeigt einen gemäß dem Schutzanspruch 1 vorteilhaft gestalteten, neuartigen Antrieb ohne Schubstangen im Flug. An zwei seitlich verlaufenden Hebeln (1, 1) deren Drehpunkt am Karabiner des Gurtzeugs des Piloten (1, 2) liegt, werden vorne die Batterie (1, 3) und der Motorregler (1, 4) befestigt und hinter dem Rücken des Piloten der Motor (1, 5). Die Hebel mit den Komponenten besitzen einen tiefen Schwerpunkt, was dazu führt das die Motoren waagerecht in Flugrichtung, auf Höhe der Karabiner (1, 2) gehalten werden.
Beide Hebel sind hinter dem Rücken des Piloten verbunden (1, 6). Eine Verbindung kann aber auch vor dem Piloten erfolgen, könnte aber bei einem Sturz nachteilig für die Sicherheit des Piloten sein. Der in 1 gezeigte Antrieb besitzt zwei Motoren, es sind aber ebenso ein- oder mehrmotorige Ausführungen möglich.
2 zeigt den Antrieb während Start und Landung. Durch den tiefen Schwerpunkt richtet sich das System auch hier selbständig waagerecht aus.
Nach den theoretischen Überlegungen folgte eine praktische Erprobung mit einem Prototyp. 25 × 1,5 mm Aluminium Rohre wurden wie in 1 gebogen und miteinander verbunden. Für Motoren (2 × 1 kg), Batterie (2 × 4 kg) und Regler wurden entsprechende Gewichte an den Rohren montiert und austariert. Die Rohre wurden im hinteren Bereich noch gespreizt, so dass man 31.5 Zoll Rotoren anbringen könnte, und etwas verlängert, so dass der Pilot mit den Händen nicht die Rotoren erreichen kann. Die Gewichte entsprechen realen Komponenten die im Handel verfügbar sind. Ein Gesamtgewicht von 10–12 kg (je nach Batterie und Rahmen-ausführung) scheint machbar zu sein. Es soll nur so viel Batterie mitgenommen werden, dass ein Thermikeinstieg in 300–400 m Höhe möglich ist.
Erste Lauftests zeigten, dass das Gestell mit den Gewichten dazu neigt auf den Schultern etwas zu hüpfen und zu schwingen, wenn man stark abbremst oder ruckartig losläuft. Gelöst werden konnte dies durch ein dünnes Seil (2, 1) das an einer Seilklemme (2, 2) auf der Schulter des Piloten befestigt ist und das Gestell dran hinter nach unten zu schwingen. In Flugposition kann der Pilot dieses Seil (1, 7) einfach verkürzen und auch so im Flug verhindern, dass das Gestell z. B. bei Klappern sich ungehindert bewegen kann. Das Seil trägt aber ansonsten keine Last. Weitere Stabilisierungshilfen waren nicht notwendig. Die maßgebliche Stabilisierung ist die Schwerkraft in Verbindung mit dem tiefen Schwerpunkt des Gestells.
Zudem ist es vorteilhaft die Motoren und den Rahmen so leicht wie möglich zu gestalten, weil dies die notwendige Gesamtlänge der Hebel reduziert, was ein Hüpfen auf den Schultern beim Lauf minimiert und auch das Handling beim Rückwärtsstart (schnelle Drehung um die Hochachse) verbessert.
Das Hüpfen des Rahmens beim Start wird auch dadurch unterbunden, wenn der Gleitschirm beginnt die Karabiner anzuheben. Dadurch wird das Gestell vom Gleitschirm getragen, und nicht mehr von den hüpfenden Schultern des Piloten im Lauf. Erste Test waren hier sehr vielversprechend.
Die Kabel zwischen Regler und Motor können in den Rohren verlaufen, bei den Kabellängen ist darauf zu achten, dass die Kabel zwischen Batterie und Regler sehr kurz sind, die 1,6 m im Prototyp zwischen Regler und Motor sind geringfügig leistungsmindernd aber technisch nicht problematisch. Auch das Gesamtgewicht der Kabel (AWG 13) ist geringer als erwartet.
Test in Flugposition (wie in 1) waren sehr vielversprechend. Der Pilot spürt vom dem Antrieb kaum etwas, da dieses ebenso wie er selbst an den gleichen Karabinern aufgehängt ist. Bei Nickbewegungen schwingt das Gestell im gleichen Takt mit (der Pilot ist ebenso wie das Gestell mit tiefem Schwerpunkt ausbalanciert und beide haben den gleichen Aufhängepunkt) und bei Rollbewegungen sind die 6 kg zusätzlich an den Karabinern kaum spürbar. Viele Wettbewerbspiloten fliegen auch mit entsprechendem Wasserballast, wenn auch dieser kompakter ist.
Zur Sicherheit. Die Aufhängung des Gestells am Karabiner des Gurtzeugs (1, 2) sollte so gestaltet sein, dass der Pilot im Falle eines Brandes den gesamten Antrieb im Flug abwerfen kann, oder zumindest die Komponenten Batterie und Regler (die die größte Gefahrenquelle darstellen). Auch ein einseitiges Aushängen der brennenden Seite wäre möglich, sowie eine feuerfeste Verpackung von Batterie und Regler, so dass diese auch wirklich ohne den Piloten zu verletzen im Flug ausbrennen können.
Ohne Käfige sollte die Rotoren soweit vom Piloten entfernt sein, dass er mit den Händen diese im Flug nicht erreichen kann und auch das beim einem Sturz (die Rohr-Enden 1, 8 „graben” sich in die Erde) die Rotoren ausreichend weit über den Kopf des Piloten schwingen, wenn der Pilot nach vorn fällt. Das Seil (2, 1) sollte zuverlässig verhindern das die Rotoren während des Starts den Boden berühren, bzw. bei einem Sturz die Füße des Piloten erreichen können.
Zudem muss das Gestell auch Lasten von 6 G aushalten um auch Steilspiralen zu ermöglichen. Da die seitlichen Rohre die Auslösung einer Rettung die seitlich im Gurtzeug untergebracht ist, behindern können, muss ein Frontretter verwendet werden.
Denkbar wäre auch ein elektronisches Lage-Erkennungssystem am Gestell, das die Motoren sofort stoppt, wenn das Gestell (bei Sturz oder Klappern) nicht mehr waagerecht in Flugrichtung ausgerichtet ist.
Warum bisher keine Antriebe wie im Schutzanspruch 1 formuliert entwickelt wurden, lässt sich vielleicht auch dadurch erklären, dass dieses Konzept eigentlich nur mit elektrischen Antrieben möglich ist. Verbrennungsmotoren (seit vielen Jahren am Markt) haben einen sehr schweren Motor und kleine Tanks, die im Flug durch den Verbrauch leichter werden. Das Hebelkonzept wie im Schutzanspruch 1 formuliert lässt sich unter diesen Bedingungen vermutlich gar nicht realisieren. Elektrische Antriebe sind vergleichsweise neu am Markt und da hat man sich wohl bisher an den bereits bestehenden Konzepten orientiert.
Schubstangenlose Antriebe, bei denen nicht der Pilot den Antrieb im Flug auf den Rücken trägt und die sich hinter dem Rücken des Piloten befinden, konnte ich bisher nur bei „Radical Razeebuss" (http://razeebuss.com/) finden, die aber konzeptionell einen ganz anderen Ansatz verfolgen (Im Gurtzeug integrierter Antrieb, steifes Rückenbrett, kein Gewichtsausgleich durch starre Hebelarme, Akku auf dem Schoß des Piloten, elektronische Ausrichtung des Motors für Start und Flug usw.)
Die Vorteile der Erfindung sind:

– Der Pilot ist wie im Freiflug weiterhin direkt, ohne Umlenkung, mit dem Gleitschirm verbunden. Somit sind keine Einschränkungen beim Thermikfliegen wie Aufschaukeln durch Schubstangen zu erwarten.
– Keine spürbaren Vibrationen, da der Pilot keinen unmittelbaren Kontakt zum Antrieb hat.
– Der Pilot kann sein bisheriges Gurtzeug beibehalten und muss nur geringfügige Modifikationen vornehmen.
– Der Pilot kann im Falle eine schweren Defektes (z. B. Brand der Batterie oder Motorregler) den kompletten Antrieb im Flug abwerfen und durch Aufrichten im Gurtzeug auch schnell größeren Abstand zu defekten Komponenten gewinnen.
– Da der Antrieb nur aus sehr wenige Teile besteht, sind zudem deutliche Gewichts-einsparungen möglich gegenüber vielen bestehenden Antrieben.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Radical Razeebuss” (http://razeebuss.com/) [0019]

Claims

Die elektrische Aufstiegshilfe für Gleitschirme ist dadurch gekennzeichnet, – dass sie elektrisch angetrieben ist, – dass sich ein (oder mehrere) Elektromotoren mit Druckpropeller hinter dem Rücken des Piloten befinden, – dass sich die Batterie vor dem Karabiner des Gurtzeugs befindet, – das Motor und Batterie über starre, am Karabiner des Gurtzeugs gelagerte Hebel fest verbunden sind, – dass die Hebel mit Motor und Batterie einen tiefen Schwerpunkt aufweisen und durch die Schwerkraft bei Start und Flug den Motor in einer waagerechten Position ausrichten.
Die elektrische Aufstiegshilfe für Gleitschirme nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, – Dass nur geringfügige Modifikationen am Gurtzeug des Piloten notwendig sind, wie z. B. eine Rettung im Frontcontainer, Seilklemme an der Schulter oder ggf. modifizierte Karabiner.
Die elektrische Aufstiegshilfe für Gleitschirme nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, – Dass der Pilot im Falle eines Brandes von Batterie oder Regler durch Aufrichten im Gurtzeug Abstand zu den brennenden Teilen gewinnen kann.
Die elektrische Aufstiegshilfe für Gleitschirme nach Anspruch 1 und 3 ist dadurch gekennzeichnet, – Dass sich der Pilot im Falle eines Brandes im Flug vom Antrieb oder Teilen davon (Batterie, Motorregler) trennen kann.