WO2024008731A1 - Nutzlastträgersystem für ein luftfahrzeug und verfahren zur verwaltung von nutzlasten eines luftfahrzeugs - Google Patents

Nutzlastträgersystem für ein luftfahrzeug und verfahren zur verwaltung von nutzlasten eines luftfahrzeugs Download PDF

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WO2024008731A1
WO2024008731A1 PCT/EP2023/068421 EP2023068421W WO2024008731A1 WO 2024008731 A1 WO2024008731 A1 WO 2024008731A1 EP 2023068421 W EP2023068421 W EP 2023068421W WO 2024008731 A1 WO2024008731 A1 WO 2024008731A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
payload
aircraft
carrier
holder
support body
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/068421
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Brinkmeyer
Original Assignee
Globe UAV GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Globe UAV GmbH filed Critical Globe UAV GmbH
Publication of WO2024008731A1 publication Critical patent/WO2024008731A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/02—Dropping, ejecting, or releasing articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/60—UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons

Definitions

  • Payload carrier system for an aircraft and method for managing payloads of an aircraft
  • the invention relates to a payload carrier system for an aircraft, preferably for an unmanned aircraft.
  • the payload carrier system has several carrier units.
  • Each of the plurality of carrier units each includes a support body and a payload holder.
  • unmanned aircraft are used by rescue and security forces in order to obtain a better situational picture of the respective operational scenario at the deployment site and/or to be able to transport operational materials to the operational area.
  • unmanned aerial vehicles are used, for example, to inspect power lines and wind turbines and/or to deliver spare parts or tools to the power lines and wind turbines.
  • the aircraft are regularly loaded with the payload required for the following flight mission shortly before takeoff.
  • the flight order is a rescue flight on land in which medical supplies are to be brought to the location
  • the unmanned aircraft is only loaded with medical supplies shortly before takeoff.
  • it is a rescue flight over a body of water in which a life jacket is delivered to a swimmer in distress is to be carried out
  • the unmanned aircraft is only loaded with the life jacket shortly before take-off.
  • the solution according to the invention is to provide a payload carrier system for an aircraft that includes several carrier units.
  • Each carrier unit has a support body and a payload holder.
  • the payload carrier system is a payload carrier system that can be adapted to a flight mission or a flight order.
  • aircraft includes all aircraft, such as fixed-wing aircraft (aircraft with rigid and/or pivoting wings), rotorcraft (helicopters) and/or airships.
  • aircraft includes in particular unmanned aircraft.
  • the payload carrier system is preferably designed for use on unmanned aircraft.
  • the payload holder can be connected to a payload of the aircraft.
  • the payload holder can have a payload connection device.
  • the payload connection device is preferably designed to connect the payload holder to the payload in a force-fitting, positive and/or material-locking manner.
  • the term “payload” is understood to mean any object that can be attached to an aircraft and/or can be transported by the aircraft, in particular can be transported as part of a flight mission or a flight order.
  • the payloads can be automatic defibrillators, so-called AEDs, life jackets and/or various medical accessories, in particular various medipacks.
  • a payload may be mission electronics, such as gimbels, cameras, infrared cameras and/or residual light amplifiers. Spare parts and/or a wide variety of tools are also conceivable.
  • the payload holder is also designed to be attached to the support body.
  • the attachment between the support body and the payload holder is detachable, in particular detachable without destruction.
  • the payload carrier system can release and/or release the fastening between the respective payload holder and the corresponding support body in at least one of the several carrier units before the aircraft is launched. The fastening is released independently of the other carrier units or the other carrier unit.
  • the payload carrier system according to the invention advantageously ensures that the aircraft can be loaded with a large number of payloads before takeoff.
  • This has the advantage that the aircraft can be prepared for a wide variety of flight missions before the actual flight order is issued, without having to determine which specific payload is required for the next flight order.
  • the payloads can be removed by loosening the fasteners between the payload holders and the support body separated from the aircraft that are not needed for the following flight mission.
  • the payloads to be carried during the flight can be adjusted effectively, quickly and in a completely uncomplicated manner for the user.
  • the aircraft advantageously only lifts the payload(s) that are specifically required for the flight task at hand. This has the advantage that the operational flexibility of the aircraft is increased and at the same time the time until the aircraft is ready for use is reduced.
  • a further advantage of the invention is that the total take-off mass of the aircraft can be adjusted easily, quickly and effectively using the payload carrier system according to the invention. This advantageously increases various flight performance parameters of the aircraft, such as climb performance and/or range.
  • the payload carrier system has more than two carrier units.
  • the payload carrier system can have 3 to 10, preferably 3 to 7 and particularly preferably 3 to 5, carrier units.
  • the number of payloads that can be connected to the aircraft also increases with the number of carrier units.
  • the increased number of carrier units advantageously means that the aircraft can be overloaded before takeoff. This means that the total mass of all payloads and the aircraft may exceed the permitted total take-off mass of the aircraft. After releasing one or more fasteners, the total take-off mass of the aircraft is reduced by the weight of the payloads that are connected to the payload holders, which are no longer fastened to the supporting bodies.
  • the payload carrier system is designed to release the fastening between the payload holder and the corresponding carrier body in one of the several carrier units during the flight of the aircraft.
  • the payload carrier system can release the payload holder during flight of the aircraft and independently of the other carrier units.
  • the payload carrier system is also suitable for so-called air-drop flight missions.
  • air drop flight missions payloads are released during flight, for example to fall towards the ground due to gravity. This has the advantage that the payload carrier system further increases the operational flexibility of the aircraft.
  • the payload holder and the support body are designed such that the payload holder and the support body are connected to one another in a form-fitting manner at least in sections.
  • the positive connection in particular the positive connection at least in sections, ensures that the payload holder remains movable in at least one degree of freedom in relation to the support body.
  • the payload holder and the support body can be designed such that the payload holder can be inserted into the support body at least in sections. In the inserted state, the payload holder can be immovable in a direction perpendicular to the insertion direction due to the positive connection, in particular it can be immovable in a direction perpendicular to the insertion direction with respect to the support body.
  • the payload holder can be movable in the insertion direction.
  • the support body can be inserted into the payload holder at least in sections when the payload holder is attached to the support body.
  • the carrier units are essentially identical in construction.
  • the term “essentially identical” means identical physical properties, such as dimensions and/or weight. understood, whereby production-related manufacturing tolerances are not taken into account.
  • a payload holder of a first carrier unit is designed to be releasably attached to a support body of a second carrier unit that deviates from the first carrier unit.
  • This embodiment advantageously means that a payload connected to a payload holder can be arranged on any desired carrier unit of the payload carrier system. This has the advantage of increasing the interoperability of the payload carrier system.
  • the payload carrier system can be attached to an aircraft, in particular attached directly to an aircraft.
  • the payload carrier system can be attached to an underside of the aircraft.
  • the carrier units of the payload carrier system, and particularly preferably the carrier bodies of the payload carrier system can be attached to the aircraft.
  • the payload carrier system can be connected to the aircraft in a force-fitting, positive and/or material-locking manner.
  • At least one of the plurality of carrier units has a closure device.
  • several carrier units, in particular all carrier units each have a closure device.
  • the locking device the payload holder can be releasably attached to the support body.
  • the closure device ensures that the payload holder can be attached to the support body, in particular can be attached immovably to the support body. This is preferably the case when the locking device locks the payload holder with respect to the support body.
  • the closure device can, for example, cause the fastening between the payload holder and the support body to be released. This is preferably the case when the closure device releases the payload holder with respect to the support body.
  • the latter in particular results in the payload holder being movable in at least one direction and/or in one degree of freedom with respect to the support body becomes.
  • the closure device can be, for example, a locking mechanism, a bayonet lock and/or a gripping/clamping mechanism.
  • the payload holder can have a permanent magnet and the support body can have a means for generating a variable magnetic field, in particular a coil body.
  • the permanent magnet can be attracted or repelled.
  • the payload holder can be held close to the means for generating the variable magnetic field via the permanent magnet and by the magnetic field. Conversely, the payload holder can be released when the magnetic field changes.
  • the locking device has the advantage that the fastening between the payload holder and the support body can be released using a single device. This means that the payload carrier system can be manufactured cost-effectively and is particularly error-prone in terms of functionality.
  • the closure device comprises an actuator and a locking unit.
  • the actuator is preferably designed to move the locking unit back and forth between a locking position and a release position that deviates from the locking position.
  • the locking unit In the locked position, the locking unit preferably causes the payload holder to be attached to the corresponding support body.
  • the payload holder is locked with respect to the support body by the locking device, in particular by the locking unit, when the locking unit is in the locking position.
  • the locking unit In the release position, the locking unit can cause the attachment between the payload holder and the corresponding support body to be released.
  • the actuator can be connected to the locking unit directly, i.e. directly, or indirectly, for example via a lever mechanism.
  • the lever mechanism works preferably that a rotational movement of the actuator is converted into a translational movement of the locking unit.
  • the locking unit can also be moved based on a magnetic field.
  • the locking unit can have a permanent magnet and the support body can have a means for generating a variable magnetic field, in particular a coil body.
  • the permanent magnet can be attracted or repelled. This advantageously results in the locking unit moving towards the means for generating the variable magnetic field and, for example, moving into the locking position.
  • the locking unit can move away from the means for generating the variable magnetic field, for example move into the release position.
  • the locking unit can be held close to the means for generating the variable magnetic field or can be held at a distance from the means for generating the variable magnetic field.
  • a locking device with an actuator and a locking unit has the advantage that the locking device works particularly reliably and error-free and at the same time can be integrated cost-effectively into the payload carrier system.
  • the locking unit can include a locking means.
  • the locking means is designed to be brought into engagement with a corresponding locking recess in the payload holder.
  • the locking means is brought into engagement with the corresponding locking recess of the payload holder in particular when the locking unit moves from the release position into the locking position.
  • the locking unit can also include several locking means. The number of locking means advantageously corresponds to the number of locking recesses that the payload holder has.
  • the payload carrier system has a control unit.
  • the control unit can independently solve the Control the attachment between the payload holder and the corresponding support body.
  • the control unit can control the release of the fastening between the payload holder and the corresponding support body of a carrier unit independently of the other carrier units/the other carrier unit.
  • the control unit can be designed to control the loosening of the fastenings between several payload holders and the corresponding support bodies, in particular to control them simultaneously.
  • the control unit can be, for example, an electrical control unit, preferably a computer-based control unit.
  • the control unit can have an electronic board, a computer and/or a programmable arithmetic unit (CPU).
  • An embodiment with a control unit has the advantage that the fastenings can be released almost completely automatically. This has the advantage that the handling of the payload carrier system for a user is greatly simplified or optimized.
  • the control unit is designed to receive mission signals.
  • the control unit controls which fastening between the payload holder and the support body is released depending on the mission signals received, in particular on the basis of the mission signals received.
  • the term “mission signal” is understood to mean any signal that can be recorded and/or received by the control unit as an input signal.
  • information is transmitted via the mission signal that is related to the payload required for the flight mission and/or related to the payload holder to be carried during the flight mission. This has the advantage that the payload carrier system can also be controlled externally, for example via radio communication.
  • the control unit is preferably designed to control the respective actuators of the closure devices, in particular to control them independently of one another. Due to the direct control of the actuators by the control unit, the reliability of the payload carrier system can be further increased.
  • the payload carrier system comprises a sensor unit.
  • each of the multiple carrier units has a sensor unit.
  • the sensor unit can be designed to detect a specific payload holder.
  • the sensor unit can be designed to detect a payload connected to the payload holder, in particular to detect a payload that is connected to the payload holder, which is assigned to the respective carrier unit.
  • the sensor unit can in particular generate sensor signals.
  • the sensor signals may contain information about the payload holders and/or the payloads associated with the payload holders.
  • the sensor unit is connected directly or indirectly to the control unit in a signal-communicating manner.
  • the control unit can be designed to process the sensor signals.
  • the sensor unit can be designed to detect whether a payload holder is attached to the support body or whether the attachment between the payload holder and the support body is loosened.
  • the sensor unit detects whether the locking device locks the payload holder with respect to the support body or whether the locking device releases the payload holder with respect to the support body.
  • the sensor unit can detect whether the locking unit is in the locking position or whether the locking unit is in the release position.
  • the payload carrier system can have a sensor unit for detecting the attachment of the payload holder to the support body and a further sensor unit for detecting the specific payload holder and/or for detecting the payload connected to the payload holder.
  • a sensor unit can be designed to detect both whether the payload holder is attached to the day body and to recognize which specific payload holder is attached to the support body or which payload is connected to the payload holder.
  • An embodiment with a sensor unit advantageously means that the payload carrier system can automatically or at least partially automatically detect which payloads are connected to the aircraft. This has the advantage that the handling of the payload carrier system for a user is greatly simplified or optimized.
  • the sensor unit can advantageously have a detector and an identification means that can be detected by the detector.
  • the identification means is attached to the payload holder and/or to a payload connected to the payload holder.
  • the sensor unit can have an NFC receiver (near field communication receiver) and an NFC transmitter (near field communication transmitter).
  • the detector can be a magnetic field sensor and the identification means can be a permanent magnet. If the sensor unit has a magnetic field sensor and a permanent magnet, the sensor unit can be an integral part and/or part of the closure device.
  • the payload carrier system is used to separate payloads from an aircraft prior to launch of the aircraft. Additionally, the payload carrier system can also be used to separate payloads from the aircraft during flight.
  • the initially mentioned object of the present invention is also achieved by an aircraft according to claim 8.
  • the aircraft is preferably an unmanned aircraft.
  • the aircraft includes at least one payload carrier system according to the previous statements.
  • the aircraft according to the invention in particular the unmanned aircraft according to the invention, has the advantage that the operational flexibility of the aircraft is increased and at the same time the time until the aircraft is ready for use is reduced.
  • the method for payload management of an aircraft also solves the aforementioned problem according to the invention.
  • the procedure includes the following steps: a) loading at least two carrier units of a payload carrier system according to the previous statements, and b) releasing the fastening between at least one of the payload holders and the corresponding carrier body before takeoff of the aircraft.
  • the method step of loading is characterized in that at least two payload holders, preferably as many payload holders as the payload carrier system has carrier units, are each connected to one payload.
  • the payload holders connected to the payloads are each attached to a support body.
  • the method step of releasing the attachment before takeoff of the aircraft is characterized in that the payload holder to be released from the support body is connected to a payload that is not required during the flight mission of the aircraft.
  • the method has the advantage that the operational flexibility of the aircraft is increased by the payload management according to the invention and at the same time the time until the aircraft is ready for use is reduced.
  • a mission signal is received before the attachment is released.
  • the mission signal is received by the control unit.
  • the mission signal may contain information about a) the payloads required during the flight mission, b) the payload holders to be carried during the flight mission, c) the payloads not required during the flight mission, and / or d) the payload holders not to be carried during the flight mission.
  • the fastening is advantageously released based on the received mission signal.
  • This has the advantage that the payload management can be influenced or controlled externally, for example via radio communication.
  • a further attachment in addition to releasing the attachment before takeoff of the aircraft, a further attachment, in particular an attachment between another payload holder and the corresponding support body, can be released during the flight.
  • payload management also includes air drop functionality. This has the advantage that the method further increases the operational flexibility of the aircraft.
  • the method advantageously also has a method step in which, after loading, the payload carrier system detects which payload holders have been attached to the support bodies.
  • the payload carrier system can detect which payload is connected to the payload holder attached to the corresponding support body.
  • the method step of detection is preferably carried out using a sensor unit.
  • the payload carrier system is loaded in such a way that a) the total mass of the payloads and the aircraft exceeds the maximum permissible total take-off weight of the aircraft and, after loosening the fastening, the total mass of the payloads and the aircraft exceeds the maximum permissible total take-off weight of the aircraft falls below, or b) the total mass of the payloads and the aircraft greatly reduces the flight performance of the aircraft, in particular the maximum range of the aircraft is limited to a first maximum range, and by loosening the fastening the flight performance of the aircraft is increased, in particular the maximum range of the Aircraft is increased to the second maximum range.
  • Figure 1 is a perspective view of an exemplary embodiment of a payload carrier system
  • FIG 2 is a perspective view of a carrier unit of the payload carrier system according to the exemplary embodiment shown in Figure 1, and
  • Figure 3 is a perspective sectional view of the carrier unit according to Figure 2.
  • Figure 1 shows a perspective view of an exemplary embodiment of a payload carrier system 1.
  • the payload carrier system 1 is designed to be attached to an aircraft, not shown, in particular to an unmanned aircraft.
  • the payload carrier system 1 has fastening means 13, which are designed as drill holes 13 in the exemplary embodiment shown.
  • the payload carrier system 1 can be screwed, for example, to the underside of an aircraft via the fastening means 13.
  • the payload carrier system 1 comprises a total of three carrier units 2, 3, 4. In alternative embodiments, the payload carrier system 1 can also have more than three carrier units 2, 3, 4.
  • the payload carrier system 1 has at least two carrier units 2, 3.
  • the carrier units 2, 3, 4 are essentially identical or have essentially the same design.
  • Each of the carrier units 2, 3, 4 includes one Support body 5 and a payload holder 6 shown in Figures 2 and 3.
  • Each payload holder 6 is designed to be able to be connected to a payload for the aircraft.
  • the payloads can be, for example, automatic defibrillators, so-called AEDs, life jackets and/or various medical accessories, in particular various medipacks.
  • the payloads can be mission electronics, such as gimbels, cameras, infrared cameras, residual light amplifiers, etc. Spare parts and a wide variety of tools are also conceivable as payload if the aircraft is used, for example, as part of repair or maintenance work on wind turbines.
  • Each payload holder 6 is also designed to be releasably attached to a support body 5.
  • the exemplary embodiment of the payload carrier system 1 shown in FIG. 1 has a locking device 7 for each carrier unit 2, 3, 4.
  • the locking device 7 comprises a locking unit 9 with a plurality of locking means 10.
  • the payload carrier system 1 can be secured between at least one of the carrier units 2, 3, 4 and independently of the other carrier units 2, 3, 4 before the aircraft is launched loosen the payload holder 6 and the corresponding support body 5.
  • the payloads that are not required for the specific flight mission or the specific flight order can be separated from the aircraft.
  • an AED could be attached to the support body 5 of a first support unit 2 via a payload holder 6.
  • a life jacket could be attached to the support body 5 of a second carrier unit 3 via another payload holder 6 and a first aid kit with a wide variety of medications could be attached to the support body 5 of a third carrier unit 4 via another payload holder 6.
  • all payloads, together with the aircraft's own weight exceed the permissible total take-off mass of the aircraft.
  • at least the flight performance of the aircraft, in particular the range of the aircraft is significantly limited by the total mass of the payloads and the aircraft's own weight.
  • the payload carrier system 1, in particular the locking device 7 on the second carrier unit 3 can be used to secure the attachment between the payload holder before the aircraft takes off 6 and the support body 5 of the second support unit 3 can be solved.
  • the payload holder 6, which was originally attached to the support body 5 of the second carrier unit 3, is not lifted by the aircraft taking off due to the detached attachment. This significantly reduces the overall takeoff mass of the aircraft.
  • the flight mission or the flight order of the aircraft is, for example, a rescue flight for an emergency in the water, in particular a convulsing swimmer in an inland body of water
  • the payload carrier system 1, in particular the locking device 7 on the first carrier unit 2 and the third Carrier unit 4 before taking off the aircraft, the attachment of the payload holder 6 to the support bodies 5 of the first carrier unit 2 and the third carrier unit 4 are released.
  • Figure 2 shows one of the three carrier units 2, 3, 4 in a perspective view.
  • the payload holder 6 is still arranged below the support body 5 in relation to the support body 5. This means that the payload holder 6 is not yet attached to the support body 5.
  • the payload holder 6 In order to attach the payload holder 6 to the support body 5, the payload holder 6 is inserted or inserted into the support body 5 from below. This means that the support body 5 in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 surrounds the payload holder 6 at least in sections in the attached state.
  • the payload holder 6 is advantageous secured against rotation in relation to the supporting body 5 by the shape of the supporting body 5, in particular by the essentially rectangular shape of the supporting body 5.
  • the payload holder 6 has several locking recesses 11.
  • the locking recesses 11 are each L-shaped in the exemplary embodiment shown in FIG. In other words, each locking recess 11 comprises a vertical recess section and a horizontal recess section.
  • the number of locking recesses 11 correspond to the number of locking means 10 of the locking unit 9.
  • the locking unit 9 When the payload holder 6 is inserted into the support body 5, the locking unit 9 is moved from the release position into a closed position.
  • the locking means 10 of the locking unit 9 move within and along the horizontal recess section of the respective locking recesses 11.
  • the locking unit 9, in particular the locking means 10 of the locking unit 9 prevents the payload holder 6 from sliding downwards out of the support body 5. This is due to the fact that the locking means 10 in the closed position engage in the locking recesses 11 in such a way that the payload holder 6 is attached to the support body 5 and a downward force, for example caused by the weight of a payload, is applied to the payload holder 6 by the Closure device 7 is recorded and introduced into the support body 5.
  • the locking device 7 comprises an actuator 8.
  • the actuator 8 is designed to move the locking unit 9 back and forth between the release position and the locking position.
  • the locking unit 9 To release the fastening between the payload holder 6 and the support body 5, the locking unit 9 is moved from the locking position to the release position.
  • the locking means 10 of the locking unit 9 move within and along the horizontal recess section of the respective locking recess 11 until the locking means 10 reach the vertical recess section of the respective locking recess 11.
  • the locking means 10 slide out of the locking recesses 11 via the vertical recess sections of the respective locking recess 11.
  • a downward force on the payload holder 6, for example caused by the weight of a payload then causes the payload holder 6 to remain on the ground together with the payload connected to it and is not lifted by the aircraft.
  • each of the carrier units 2, 3, 4 is loaded.
  • Three payload holders 6 are each connected to a payload.
  • the three payload holders 6 connected to payloads are then each inserted into a support body 5 of the support units 2, 3, 4.
  • the payload holders 6 are then attached to the corresponding support bodies 5 by means of the closure device 7.
  • At least one attachment between a payload holder 6 and a support body 5 can then be released.
  • the attachment between the payload holder 6 and the support body 5 of the second support unit 3 can be released.
  • other fastenings can also be loosened.
  • Figure 3 shows a perspective sectional view of one of the three carrier units 2, 3, 4, as also shown in Figure 2.
  • the carrier unit 2, 3, 4 in Figure 3 was rotated by 180° about a vertical axis. This change in perspective serves to improve the visibility of the actuator 8 and the mechanics connected to the actuator 8.
  • the actuator 8 is designed as a stepper motor in the exemplary embodiment shown.
  • the rotational movement of the actuator 8 is transmitted to the locking unit 9 via a lever arm mechanism, in particular via two interconnected actuator lever arms 12.
  • the actuator lever arms 12 are designed and arranged in such a way that a rotational movement of the actuator 8 is converted into a translational movement of the locking unit 9.
  • the locking unit 9 is in the release position.
  • the locking unit 9 is shifted to the maximum left in relation to the support body 5.
  • the actuator lever arms 12, which are attached directly to the actuator 8, also rotate clockwise.
  • the actuator lever arms 12, which are attached directly to the actuator 8, serve as a radial extension of the actuator 8.
  • the actuator lever arms 12, which are attached directly to the actuator 8, are directly attached to the locking unit 9 attached actuator lever arms 12 shifted to the right when the actuator 8 rotates clockwise.
  • the displacement of the actuator lever arm 12, which is attached directly to the locking unit 9, to the right also leads to a displacement of the locking unit 9 to the right.
  • the locking unit 9 is moved from the release position to the locking position.
  • the actuator 8 can be controlled, for example, via a control unit of the payload carrier system 1, not shown in the figures. This means that a control signal from the control unit can cause the actuator 8 to rotate clockwise and/or counterclockwise.
  • a control unit of the payload carrier system 1 can control all actuators 8 of the respective carrier units 2, 3, 4 separately and independently of one another.
  • the control unit can in particular be designed to receive mission signals and to control one or more actuators 8 based on the mission signals.
  • the payload carrier system 1 can also have a sensor unit, which is also not shown in the figures.
  • the sensor unit can detect a specific payload holder 6 and/or a specific payload connected to the payload holder 6.
  • the sensor unit can have, for example, an NFC transmitter (Near Field Communication Transmitter) and an NFC receiver (Near Field Communication Receiver).
  • the sensor unit is preferably connected to the control unit in a signal-communicating manner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug, das Nutzlastträgersystem umfassend: mehrere Trägereinheiten, wobei jede Trägereinheit jeweils einen Tragkörper und jeweils einen Nutzlasthalter aufweist, wobei der Nutzlasthalter mit einer Nutzlast des Luftfahrzeugs verbindbar ist und der Nutzlasthalter dazu ausgebildet ist, an dem Tragkörper lösbar befestigt zu werden, und das Nutzlastträgersystem dazu ausgebildet ist, vor dem Start des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten und unabhängig von der/den anderen Trägereinheit/Trägereinheiten die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper zu lösen.

Description

Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug und Verfahren zur Verwaltung von Nutzlasten eines Luftfahrzeugs
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug. Das Nutzlastträgersystem weist mehrere Trägereinheiten auf. Jede der mehreren Trägereinheit umfasst jeweils einen Tragkörper und jeweils einen Nutzlasthalter.
Stand der Technik
Luftfahrzeuge, und im speziellen unbemannte Luftfahrzeuge, werden zur Bewerkstelligung humanitärer, aber auch kommerzieller Aufgaben immer relevanter. Beispielsweise werden unbemannte Luftfahrzeuge von Rettungs- und Sicherheitskräften verwendet, um sich am Einsatzort ein besseres Lagebild über das jeweilige Einsatzszenario verschaffen zu können und/oder Einsatzmaterialien in das Einsatzgebiet verbringen zu können. In der gewerblichen Anwendung werden unbemannte Luftfahrzeuge beispielsweise dazu genutzt, um Stromleitungen und Windkraftanlagen zu inspizieren und/oder um Ersatzteile oder Werkzeuge zu den Stromleitungen und Windkraftanlagen zu verbringen.
Regelmäßig werden die Luftfahrzeuge erst kurz vor dem Start mit der für den folgenden Flugauftrag benötigten Nutzlast beladen. Handelt es sich beispielsweise bei dem Flugauftrag um einen Rettungsflug an Land, bei dem Sanitätsmaterial zum Einsatzort verbracht werden soll, wird das unbemannte Luftfahrzeug erst kurz vor dem Start mit Sanitätsmaterial beladen. Handelt es sich dem gegenüber beispielsweise um einen Rettungsflug über einem Gewässer, bei dem eine Rettungsweste zu einem in Not geratenen Schwimmer verbracht werden soll, wird das unbemannte Luftfahrzeug erst kurz vor dem Start mit der Rettungsweste beladen.
Das Beladen kurz vor dem Start hat den Nachteil, dass dadurch Einsatzkräfte gebunden werden und die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs erheblich erhöht wird. Darüberhinaus sind für die korrekte Anbindung spezifischer Nutzlasten an das Luftfahrzeug auch häufig spezifische Verbindungsmittel zu nutzen. Dies reduziert regelmäßig zusätzlich die Einsatzflexibilität der Luftfahrzeuge, also die Diversität der potenziell durchführbaren Flugmissionen.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nutzlastträgersystem bereitzustellen, welches die vorgenannten Probleme und Nachteile des Standes der Technik überwindet. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug, bereitzustellen, welches die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs erhöht und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert.
Diese Aufgabe wird mit dem Nutzlastträgersystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und/oder werden in der folgenden Beschreibung erläutert.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, ein Nutzlastträgersystem für ein Luftfahrzeug bereitzustellen, dass mehrere Trägereinheiten umfasst. Jede Trägereinheit weist jeweils einen Tragkörper und jeweils einen Nutzlasthalter auf. Vorzugsweise ist das Nutzlastträgersystem ein auf eine Flugmission bzw. einen Flugauftrag anpassbares Nutzlastträgersystem.
Der Begriff „Luftfahrzeug“ umfasst im Sinne dieser Erfindung sämtliche Luftfahrzeuge, wie beispielsweise Flächenflieger (Luftfahrzeuge mit starren und/oder schwenkbeweglichen Tragflächen), Drehflügler (Hubschrauber) und/oder Luftschiffe. Der Begriff „Luftfahrzeug“ umfasst insbesondere auch unbemannte Luftfahrzeuge. Vorzugsweise ist das Nutzlastträgersystem für die Verwendung an unbemannten Luftfahrzeugen ausgebildet.
Der Nutzlasthalter ist erfindungsgemäß mit einer Nutzlast des Luftfahrzeugs verbindbar. Der Nutzlasthalter kann hierfür eine Nutzlastverbindungseinrichtung aufweisen. Die Nutzlastverbindungseinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, den Nutzlasthalter kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Nutzlast zu verbinden.
Unter dem Begriff „Nutzlast“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jeder Gegenstand verstanden, der an ein Luftfahrzeug anbringbar ist und/oder durch das Luftfahrzeug transportierbar ist, insbesondere im Rahmen einer Flugmission bzw. eines Flugauftrags transportierbar ist. Wenn das Luftfahrzeug beispielsweise einen Flugauftrag für einen Rettungseinsatz durchführt, kann es sich bei den Nutzlasten um automatische Defibrillatoren, so genannte AED’s, um Rettungswesten und/oder um verschiedenstes Sanitätszubehör, insbesondere verschiedene Medipacks handeln. Alternativ kann es sich bei einer Nutzlast um Missionselektronik, wie beispielsweise Gimbels, Kameras, Infrarotkameras und/oder Restlichtverstärker handeln. Auch Ersatzteile und/oder verschiedenste Werkzeuge sind denkbar.
Erfindungsgemäß ist der Nutzlasthalter auch dazu ausgebildet, an dem Tragkörper befestigt zu werden. Die Befestigung zwischen dem Tragkörper und dem Nutzlasthalter ist dabei lösbar, insbesondere zerstörungsfrei lösbar. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass das Nutzlastträgersystem, vor dem Start des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten die Befestigung zwischen dem jeweiligen Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper lösen kann und/oder löst. Das Lösen der Befestigung erfolgt dabei unabhängig von den anderen Trägereinheiten bzw. der anderen Trägereinheit.
Das erfindungsgemäße Nutzlastträgersystem bewirkt vorteilhafterweise, dass das Luftfahrzeug vor dem Start mit einer Vielzahl von Nutzlasten beladen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das Luftfahrzeug vor Erteilung des eigentlichen Flugauftrags auf verschiedenste Flugmission vorbereitet werden kann, ohne das feststehen muss, welche konkrete Nutzlast für den nächsten Flugauftrag benötigt wird. Sobald feststeht, welche der angebrachten Nutzlasten für den folgenden Flugauftrag benötigt werden, können durch das Lösen der Befestigungen zwischen den Nutzlasthaltern und den Tragkörper die Nutzlasten vom Luftfahrzeug getrennt werden, welche für den folgenden Flugauftrag nicht benötigt werden. Durch das gezielte Lösen der Befestigungen vor dem Start des Luftfahrzeugs können die während des Fluges mitzuführenden Nutzlasten effektiv, schnell und für den Nutzer vollkommen unkompliziert angepasst werden. Vorteilhafterweise hebt das Luftfahrzeug beim Start nur noch die Nutzlast / die Nutzlasten an, die für den vorliegenden Flugauftrag auch konkret benötigt wird/werden. Dies hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs erhöht wird und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das erfindungsgemäße Nutzlastträgersystem die Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs einfach, schnell und effektiv angepasst werden kann. Dies erhöht vorteilhafterweise diverse Flugleistungsparameter des Luftfahrzeugs, wie beispielsweise Steigleistung und/oder Reichweite.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Nutzlastträgersystems weist das Nutzlastträgersystem mehr als zwei Trägereinheiten auf. Beispielsweise kann das Nutzlastträgersystem 3 bis 10, vorzugsweise 3 bis 7 und besonders bevorzugt 3 bis 5, Trägereinheiten aufweisen. Vorzugsweise steigt mit der Anzahl der Trägereinheiten auch die Anzahl der mit dem Luftfahrzeug verbindbaren Nutzlasten.
Die gesteigerte Anzahl derTrägereinheiten bewirkt vorteilhafterweise, dass das Luftfahrzeug vor dem Start überladen werden kann. Das heißt, dass die Gesamtmasse aller Nutzlasten und des Luftfahrzeugs, die zulässige Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs überschreiten kann. Nach dem Lösen einer Befestigung bzw. mehrerer Befestigungen reduziert sich die Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs um das Gewicht der Nutzlasten, die mit den Nutzlasthaltern verbunden sind, welche nicht mehr an den Tragkörpern befestigt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs deutlich erhöht wird. Mit anderen Worten kann das Luftfahrzeug mit möglichst vielen potenziellen Nutzlasten beladen werden, wobei durch das Luftfahrzeug während des Fluges nur die Nutzlasten transportiert werden, die für den konkreten Flugauftrag auch wirklich benötigt werden. Die vorgenannten Ausführungen schließen nicht aus, dass dieser Vorteil auch schon mit zwei Trägereinheiten erreicht werden kann. Bei einer beispielhaften Ausführungsform des Nutzlastträgersystems, ist das Nutzlastträgersystem dazu ausgebildet, während des Flugs des Luftfahrzeugs, bei einer der mehreren Trägereinheiten die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper zu lösen. Vorzugsweise kann das Nutzlastträgersystem den Nutzlasthalter während des Flugs des Luftfahrzeugs und unabhängig von den anderen Trägereinheiten lösen.
Das Lösen der Befestigung während des Fluges bewirkt vorteilhafterweise, dass das Nutzlastträgersystem auch für sogenannte Air-Drop-Flugmissionen geeignet ist. Bei Air- Drop-Flugmissionen werden Nutzlasten während des Fluges freigegeben, um beispielsweise schwerkraftbedingt in Richtung Boden zu fallen. Dies hat den Vorteil, dass durch das Nutzlastträgersystem die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs weiter erhöht wird.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind der Nutzlasthalter und der Tragkörper derart ausgebildet, dass der Nutzlasthalter und der Tragkörper zumindest abschnittsweise formschlüssig miteinander verbunden werden. Vorteilhafterweise bewirkt der Formschluss, insbesondere der zumindest abschnittsweise Formschluss, dass der Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper noch zumindest in einem Freiheitsgrad beweglich bleibt. Beispielsweise können der Nutzlasthalter und der Tragkörper derart ausgebildet sein, dass der Nutzlasthalter zumindest abschnittsweise in den Tragkörper eingeschoben werden kann. Im eingeschobenen Zustand kann der Nutzlasthalter aufgrund des Formschlusses in eine zur Einschubrichtung senkrechte Richtung unbeweglich sein, insbesondere in Bezug auf den Tragkörper in eine zur Einschubrichtung senkrechte Richtung unbeweglich sein. In Einschubrichtung kann der Nutzlasthalter verschiebebeweglich sein.
Dies hat den Vorteil, dass die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper besonders stabil ausgeführt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann der Tragkörper zumindest abschnittsweise in den Nutzlasthalter eingeführt sein, wenn der Nutzlasthalter am Tragkörper befestigt ist.
Die Trägereinheiten sind bei einer beispielhaften Ausführungsform im Wesentlichen baugleich. Unter dem Begriff „im Wesentlichen baugleich“ werden im Sinne dieser Erfindung identische physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise Abmaße und/oder Gewicht, verstanden, wobei fertigungsbedingte Herstellungstoleranzen unberücksichtigt bleiben. Alternativ oder zusätzlich ist ein Nutzlasthalter einer ersten Trägereinheit dazu ausgebildet, an einem Tragkörper einer von der ersten Trägereinheit abweichenden zweiten Trägereinheit lösbar befestigt zu werden.
Diese Ausführungsform bewirkt vorteilhafterweise, dass eine Nutzlast, die mit einem Nutzlasthalter verbunden ist, an jeder gewünschten Trägereinheit des Nutzlastträgersystems angeordnet werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die Interoperabilität des Nutzlastträgersystems erhöht wird.
Vorzugsweise kann das Nutzlastträgersystem an ein Luftfahrzeug angebracht werden, insbesondere unmittelbar an ein Luftfahrzeug angebracht werden. Beispielsweise kann das Nutzlastträgersystem an einer Unterseite des Luftfahrzeugs angebracht werden. Insbesondere die Trägereinheiten des Nutzlastträgersystems, und besonders bevorzugt die Tragkörper des Nutzlastträgersystems, können am Luftfahrzeug angebracht werden. Zur Anbringung kann das Nutzlastträgersystem kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Luftfahrzeug verbunden werden.
Dies hat den Vorteil, dass jedes beliebige Luftfahrzeug, insbesondere jedes beliebige unbemannte Luftfahrzeug, mit dem Nutzlastträgersystem nachrüstbar ist.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Nutzlastträgersystems weist zumindest eine der mehreren Trägereinheiten eine Verschlussvorrichtung auf. Vorzugsweise weisen mehrere Trägereinheiten, insbesondere alle Trägereinheiten, jeweils eine Verschlussvorrichtung auf. Mittels der Verschlussvorrichtung kann der Nutzlasthalter lösbar an dem Tragkörper befestigt werden. Beispielsweise bewirkt die Verschlussvorrichtung, dass der Nutzlasthalter am Tragkörper befestigt werden kann, insbesondere unbeweglich am Tragkörper befestigt werden kann. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper verriegelt. Zusätzlich oder alternativ kann die Verschlussvorrichtung beispielsweise bewirken, dass die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper gelöst wird. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper freigibt. Letzteres führt insbesondere dazu, dass der Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper in mindestens eine Richtung und/oder in einem Freiheitsgrad bewegbar wird. Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise eine Arretiermechanik, einen Bajonettverschluss und/oder eine Greif-/Klemmmechanik sein.
Alternativ oder zusätzlich sind auch magnetfeldbasierte Verschlussvorrichtung denkbar. Beispielsweise kann der Nutzlasthalter einen Permanentmagneten aufweisen und der Tragkörper ein Mittel zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes, insbesondere einen Spulenkörper. Durch Veränderung des Magnetfelds kann der Permanentmagnet angezogen oder abgestoßen werden. Wenn die Verschlussvorrichtung beispielsweise den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper verriegelt, kann der Nutzlasthalter über den Permanentmagneten und durch das Magnetfeld nahe am Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes gehalten werden. Umgekehrt kann der Nutzlasthalter bei Änderung des Magnetfeldes frei gegeben werden.
Die Verschlussvorrichtung hat den Vorteil, dass durch eine einzige Vorrichtung das Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper bewirkt werden kann. Dadurch kann das Nutzlastträgersystem kostengünstig hergestellt werden und ist in der Funktionalität besonders fehlerunanfällig.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform umfasst die Verschlussvorrichtung einen Aktuator und eine Verriegelungseinheit. Der Aktuator ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Verriegelungseinheit zwischen einer Verschlussposition und einer von der Verschlussposition abweichenden Freigabeposition hin und her zu bewegen.
Vorzugsweise bewirkt die Verriegelungseinheit in der Verschlussposition, dass der Nutzlasthalter am entsprechenden Tragkörper befestigt ist. Vorteilhafterweise wird der Nutzlasthalter durch die Verschlussvorrichtung, insbesondere durch die Verriegelungseinheit, in Bezug auf den Tragkörper verriegelt, wenn sich die Verriegelungseinheit in der Verschlussposition befindet. In der Freigabeposition kann die Verriegelungseinheit bewirken, dass die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper gelöst ist.
Der Aktuator kann unmittelbar, also direkt, oder mittelbar, beispielsweise über eine Hebelmechanik, mit der Verriegelungseinheit verbunden sein. Die Hebelmechanik bewirkt vorzugsweise, dass eine rotatorische Bewegung des Aktuators in eine translatorische Bewegung der Verriegelungseinheit umgeformt wird.
Zusätzlich oder alternativ zum oben beschriebenen Aktuator kann die Verriegelungseinheit auch magnetfeldbasiert bewegt werden. Beispielsweise kann die Verriegelungseinheit einen Permanentmagneten aufweisen und der Tragkörper ein Mittel zur Erzeugung eines veränderlichen Magnetfeldes, insbesondere einen Spulenkörper. Durch Veränderung des Magnetfelds kann der Permanentmagnet angezogen oder abgestoßen werden. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass sich die Verriegelungseinheit auf das Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes zu bewegt und dabei beispielsweise in die Verschlussposition bewegt. Umgekehrt kann sich die Verriegelungseinheit bei geändertem Magnetfeld von dem Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes wegbewegen, beispielsweise in die Freigabeposition bewegen. Zusätzlich kann die Verriegelungseinheit bei einer solchen Ausführungsform nahe am Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes gehalten werden oder beabstandet vom Mittel zur Erzeugung des veränderlichen Magnetfeldes gehalten werden.
Eine Verschlussvorrichtung mit einem Aktuator und einer Verriegelungseinheit hat den Vorteil, dass die Verschlussvorrichtung besonders zuverlässig und fehlerunanfällig funktioniert und gelichzeitig kostengünstig in das Nutzlastträgersystem integriert werden kann.
Die Verriegelungseinheit kann ein Verriegelungsmittel umfassen. Vorzugsweise ist das Verriegelungsmittel dazu ausgebildet, mit einer korrespondierenden Verriegelungsausnehmung des Nutzlasthalters in Eingriff gebracht zu werden. Das Verriegelungsmittel wird insbesondere dann mit der korrespondierenden Verriegelungsausnehmung des Nutzlasthalters in Eingriff gebracht, wenn sich die Verriegelungseinheit von der Freigabeposition in die Verschlussposition bewegt. Die Verriegelungseinheit kann auch mehrere Verriegelungsmittel umfassen. Die Anzahl der Verriegelungsmittel entspricht vorteilhafterweise der Anzahl an Verriegelungsausnehmungen, die der Nutzlasthalter aufweist.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Nutzlastträgersystem eine Steuereinheit auf. Vorzugsweise kann die Steuereinheit das unabhängige Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper steuern. Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit das Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper einer Trägereinheit unabhängig von den anderen Trägereinheiten / der anderen Trägereinheit steuern. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, das Lösen der Befestigungen zwischen mehreren Nutzlasthaltern und den entsprechenden Tragkörpern zu steuern, insbesondere gleichzeitig zu steuern. Die Steuereinheit kann beispielsweise eine elektrische Steuereinheit, vorzugsweise eine rechengestützte Steuereinheit sein. Die Steuereinheit kann eine Elektronikplatine, einen Computer und/oder ein programmierbares Rechenwerk (CPU) aufweisen.
Eine Ausführungsform mit einer Steuereinheit hat den Vorteil, dass das Lösen der Befestigungen nahezu vollständig automatisiert erfolgen kann. Dies hat den Vorteil, dass die Handhabbarkeit des Nutzlastträgersystems für einen Nutzer stark vereinfacht bzw. optimiert wird.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, Missionssignale zu empfangen. Vorteilhafterweise steuert die Steuereinheit in Abhängigkeit der empfangenen Missionssignale, insbesondere auf Basis der empfangenen Missionssignale, welche Befestigung zwischen Nutzlasthalter und Tragkörper gelöst wird. Unter dem Begriff „Missionssignal“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung jedes Signal verstanden, das durch die Steuereinheit als Eingangssignal aufgenommen und/oder empfangen werden kann. Über das Missionssignal wird insbesondere eine Information übertragen, die im Zusammenhang mit der für die Flugmission benötigten Nutzlast und/oder im Zusammenhang mit dem während der Flugmission mitzuführenden Nutzlasthalter steht. Dies hat den Vorteil, dass sich das Nutzlastträgersystems auch von extern, beispielsweise über Funkkommunikation, steuern lässt.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, die jeweiligen Aktuatoren der Verschlussvorrichtungen anzusteuern, insbesondere unabhängig voneinander anzusteuern. Aufgrund der direkten Steuerung der Aktuatoren durch die Steuereinheit, kann die Zuverlässigkeit des Nutzlastträgersystems weiter erhöht werden. Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Nutzlastträgersystem eine Sensoreinheit. Vorteilhafterweise weist jede der mehreren Trägereinheiten eine Sensoreinheit auf. Die Sensoreinheit kann dazu ausgebildet sein, einen spezifischen Nutzlasthalter zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, eine mit dem Nutzlasthalter verbundene Nutzlast zu erkennen, insbesondere eine Nutzlast zu erkennen, die mit dem Nutzlasthalter verbunden ist, welcher der jeweiligen Trägereinheit zugeordnet ist. Die Sensoreinheit kann insbesondere Sensorsignale erzeugen. Die Sensorsignale können Informationen über die Nutzlasthalter und/oder die mit den Nutzlasthaltern verbundenen Nutzlasten enthalten. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit mittelbar oder unmittelbar mit der Steuereinheit signalkommunizierend verbunden. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein die Sensorsignale zu verarbeiten.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, zu erkennen, ob ein Nutzlasthalter an dem Tragkörper befestigt ist oder ob die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter und dem Tragkörper gelöst ist. Vorzugsweise erkennt die Sensoreinheit, ob die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper verriegelt oder ob die Verschlussvorrichtung den Nutzlasthalter in Bezug auf den Tragkörper fei gibt. Beispielsweise kann die Sensoreinheit erkennen, ob sich die Verriegelungseinheit in der Verschlussposition befindet oder ob sich die Verriegelungseinheit in der Freigabeposition befindet.
Das Nutzlastträgersystem kann eine Sensoreinheit zur Erkennung der Befestigung des Nutzlasthalters an dem Tragkörper und eine weitere Sensoreinheit zur Erkennung des konkreten Nutzlasthalters und/oderzur Erkennung der mit dem Nutzlasthalter verbundenen Nutzlast aufweisen. Alternativ kann eine Sensoreinheit dazu ausgebildet sein, sowohl zu erkennen, ob der Nutzlasthalter an dem Tagkörper befestigt ist, als auch zu erkennen welcher konkrete Nutzlasthalter an dem Tragkörper befestigt ist bzw. welche Nutzlast mit dem Nutzlasthalter verbundenen ist. Eine Ausführungsform mit einer Sensoreinheit bewirkt vorteilhafterweise, dass das Nutzlastträgersystem automatisiert oder zumindest teilautomatisiert erkennen kann, welche Nutzlasten mit dem Luftfahrzeug verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass die Handhabbarkeit des Nutzlastträgersystems für einen Nutzer stark vereinfacht bzw. optimiert wird.
Die Sensoreinheit kann vorteilhafterweise einen Detektor und ein von dem Detektor erfassbares Identifikationsmittel aufweisen. Vorzugsweise ist das Identifikationsmittel am Nutzlasthalter und/oder an einer mit dem Nutzlasthalter verbundenen Nutzlast angebracht. Beispielsweise kann die Sensoreinheit einen NFC-Empfänger (Near Field Communication Empfänger) und einen NFC-Sender (Near Field Communication Sender) aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Detektor ein Magnetfeldsensor sein und das Identifikationsmittel ein Permanentmagnet. Wenn die Sensoreinheit einen Magnetfeldsensor und einen Permanentmagneten aufweist, kann die Sensoreinheit integraler Bestandteil und/oder Teil der Verschlussvorrichtung sein.
Vorzugsweise wird das Nutzlastträgersystem zum Trennen von Nutzlasten von einem Luftfahrzeug vor dem Start des Luftfahrzeugs verwendet. Zusätzlich kann das Nutzlastträgersystem auch zum Trennen der Nutzlasten von dem Luftfahrzeug während des Flugs verwendet werden.
Die eingangs genannte Aufgabe dervorliegenden Erfindung wird auch durch ein Luftfahrzeug gemäß Anspruch 8 gelöst. Bei dem Luftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein unbemanntes Luftfahrzeug. Das Luftfahrzeug umfasst zumindest ein Nutzlastträgersystem gemäß den vorangegangenen Ausführungen.
Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug, insbesondere das erfindungsgemäße unbemannte Luftfahrzeug, hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs erhöht wird und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert wird.
Auch das Verfahren zum Nutzlastmanagement eines Luftfahrzeugs gemäß Anspruch 9 löst die eingangs genannte Aufgabe erfindungsgemäß. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte: a) Beladen von mindestens zwei Trägereinheiten eines Nutzlastträgersystem gemäß den vorangegangenen Ausführungen, und b) Lösen der Befestigung zwischen zumindest einem der Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper vor dem Start des Luftfahrzeugs.
Der Verfahrensschritt der Beladung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Nutzlasthalter, vorzugsweise so viele Nutzlasthalter, wie das Nutzlastträgersystem Trägereinheiten aufweist, mit jeweils einer Nutzlast verbunden werden. Darüber hinaus werden die mit den Nutzlasten verbundenen Nutzlasthalter an jeweils einem Tragkörper befestigt.
Der Verfahrensschritt des Lösens der Befestigung vor dem Start des Luftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der vom Tragkörper zu lösende Nutzlasthalter mit einer Nutzlast verbunden ist, die während der Flugmission des Luftfahrzeugs nicht benötigt wird.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs durch das erfindungsgemäße Nutzlastmanagement erhöht wird und gleichzeitig die Zeit bis zur Einsatzbereitschaft des Luftfahrzeugs reduziert wird.
Bei einer beispielhaften Weiterbildung des vorgenannten Verfahrens wird vor dem Lösen der Befestigung ein Missionssignal empfangen. Vorzugsweise wird das Missionssignal durch die Steuereinheit empfangen. Das Missionssignal kann Informationen über a) die während der Flugmission benötigten Nutzlasten, b) die während der Flugmission mitzuführenden Nutzlasthalter, c) die während der Flugmission nicht benötigten Nutzlasten, und/oder d) die während der Flugmission nicht mitzuführenden Nutzlasthalter enthalten.
Vorteilhafterweise erfolgt das Lösen der Befestigung auf Basis des empfangenen Missionssignals. Dies hat den Vorteil, dass das Nutzlastmanagement von extern, beispielsweise über Funkkommunikation, beeinflusst bzw. gesteuert werden kann. Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann, zusätzlich zum Lösen der Befestigung vor dem Start des Luftfahrzeugs, eine weitere Befestigung, insbesondere eine Befestigung zwischen einem weiteren Nutzlasthalter und dem entsprechenden Tragkörper, während des Flugs gelöst werden.
Dadurch umfasst das Nutzlastmanagement auch eine Air-Drop-Funktionalität. Dies hat den Vorteil, dass durch das Verfahren die Einsatzflexibilität des Luftfahrzeugs weiter erhöht wird.
Das Verfahren weist vorteilhafterweise auch einen Verfahrensschritt auf, bei welchem nach dem Beladen durch das Nutzlastträgersystem erkannt wird, welche Nutzlasthalter an den Tragkörpern befestigt wurden. Alternativ oder zusätzlich kann das Nutzlastträgersystem erkennen, welche Nutzlast mit dem, an dem entsprechenden Tragkörper befestigten, Nutzlasthalter verbunden ist. Vorzugsweise wird der Verfahrensschritt der Erkennung mittels einer Sensoreinheit durchgeführt.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens, wird das Nutzlastträgersystem derart beladen, dass a) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs überschreitet und nach dem Lösen der Befestigung die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs unterschreitet, oder b) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs die Flugleistung des Luftfahrzeugs stark reduziert, insbesondere die maximale Reichweite des Luftfahrzeugs auf eine erste maximale Reichweite beschränkt, und durch das Lösen der Befestigung die Flugleistung des Luftfahrzeugs erhöht wird, insbesondere die maximale Reichweite des Luftfahrzeugs auf zweite maximale Reichweite erhöht wird.
Dies hat den Vorteil, dass die maximalen Beladekapazitäten des Luftfahrzeugs durch das Verfahren bestmöglich ausgenutzt werden können. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen, unterschiedlichen und beispielhaften Merkmale können erfindungsgemäß miteinander kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und anhand der Figuren. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Nutzlastträgersystems,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer Trägereinheit des Nutzlastträgersystems gemäß dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, und
Figur 3 eine perspektivische Schnittdarstellung der Trägereinheit gemäß Figur 2.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Nutzlastträgersystems 1. Das Nutzlastträgersystem 1 ist dazu ausgebildet an einem nicht dargestellten Luftfahrzeug, insbesondere an einem unbemannten Luftfahrzeug befestigt zu werden. Hierfür weißt das Nutzlastträgersystem 1 Befestigungsmittel 13 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Bohrlöcher 13 ausgebildet sind. Über die Befestigungsmittel 13 kann das Nutzlastträgersystem 1 beispielsweise an einer Unterseite eines Luftfahrzeugs angeschraubt werden.
Das Nutzlastträgersystem 1 umfasst insgesamt drei Trägereinheiten 2, 3, 4. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann das Nutzlastträgersystem 1 auch mehr als drei Trägereinheiten 2, 3, 4 aufweisen. Vorteilhafterweise weist das Nutzlastträgersystem 1 aber zumindest zwei Trägereinheiten 2, 3 auf. Die Trägereinheiten 2, 3, 4 sind im Wesentlichen identisch bzw. im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Jede der Trägereinheiten 2, 3, 4 umfasst jeweils einen Tragkörper 5 und einen in den Figuren 2 und 3 gezeigten Nutzlasthalter 6. Jeder Nutzlasthalter 6 ist dazu ausgebildet mit einer Nutzlast für das Luftfahrzeug verbunden werden zu können.
Sofern das Luftfahrzeug für Rettungseinsätze vorgesehen ist, kann es sich bei den Nutzlasten beispielsweise um automatische Defibrillatoren, so genannte AED’s, um Rettungswesten und/oder um verschiedenstes Sanitätszubehör, insbesondere verschiedene Medipacks, handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den Nutzlasten um Missionselektronik, wie beispielsweise Gimbels, Kameras, Infrarotkameras, Restlichtverstärker, etc., handeln. Auch Ersatzteile und verschiedenste Werkzeuge sind als Nutzlast denkbar, wenn das Luftfahrzeug beispielsweise im Rahmen von Instandsetzungs- bzw. Wartungsarbeiten an Windkraftanlagen verwendet wird.
Jeder Nutzlasthalter 6 ist ferner dazu ausgebildet, mit jeweils einem Tragkörper 5 lösbar befestigt zu werden. Hierfür weist das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Nutzlastträgersystems 1 für jede Trägereinheit 2, 3, 4 eine Verschlussvorrichtung 7 auf. Die Verschlussvorrichtung 7 umfasst eine Verriegelungseinheit 9 mit mehreren Verriegelungsmitteln 10. Über die Verschlussvorrichtung 7 kann das Nutzlastträgersystem 1 vor dem Start des Luftfahrzeugs bei zumindest einer der Trägereinheiten 2, 3, 4 und unabhängig von den jeweils anderen Trägereinheiten 2, 3, 4 die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem entsprechenden Tragkörper 5 lösen. Dadurch können vor dem Start des Luftfahrzeugs die Nutzlasten von dem Luftfahrzeug getrennt werden, die für die konkret vorliegende Flugmission bzw. den konkret vorliegenden Flugauftrag nicht benötigt werden.
Beispielsweise könnte ein AED über einen Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 einer ersten Trägereinheit 2 befestigt sein. Eine Rettungsweste könnte über einen weiteren Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 einer zweiten Trägereinheit 3 befestigt sein und ein Sanitätskasten mit verschiedensten Medikamenten könnte über einen anderen Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 einer dritten Trägereinheit 4 befestigt sein. Grundsätzlich ist es in diesem Fall denkbar, dass alle Nutzlasten gemeinsam mit dem Eigengewicht des Luftfahrzeugs die zulässige Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs überschreiten. Alternativ wird zumindest die Flugleistung des Luftfahrzeugs, insbesondere die Reichweite des Luftfahrzeugs, durch die Gesamtmasse der Nutzlasten und dem Eigengewicht des Luftfahrzeugs erheblich eingeschränkt.
Sofern es sich bei der Flugmission bzw. dem Flugauftrag des Luftfahrzeugs beispielsweise um einen medizinischen Unterstützungsflug für einen Notfall an Land handelt, kann durch das Nutzlastträgersystem 1, insbesondere die Verschlussvorrichtung 7 an der zweiten Trägereinheit 3, vor dem Start des Luftfahrzeugs die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 gelöst werden. Dies hat zur Folge, dass beim Start des Luftfahrzeugs die Rettungsweste am Boden verbleibt. Der ursprünglich an dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 befestigte Nutzlasthalter 6 wird aufgrund der gelösten Befestigung durch das startende Luftfahrzeug nicht mit angehoben. Dadurch wird die Gesamtstartmasse des Luftfahrzeugs erheblich reduziert.
Sofern es sich bei der Flugmission bzw. dem Flugauftrag des Luftfahrzeug beispielsweise um einen Rettungsflug für einen Notfall im Wasser handelt, insbesondere um einen krampfenden Schwimmer in einem Binnengewässer, kann durch das Nutzlastträgersystem 1, insbesondere die Verschlussvorrichtung 7 an der ersten Trägereinheit 2 und der dritten Trägereinheit 4, vor dem Start des Luftfahrzeugs die Befestigung der Nutzlasthalter 6 an den Tragkörpern 5 der ersten Trägereinheit 2 und der dritten Trägereinheit 4 gelöst werden. Dies hat zur Folge, dass beim Start des Luftfahrzeugs lediglich die Rettungsweste durch das Luftfahrzeug transportiert wird. Die Rettungsweste kann dann während des Flugs durch Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 freigegeben werden, beispielsweise in der Nähe des in Not geratenen Schwimmers freigegeben werden.
Figur 2 zeigt eine der drei Trägereinheiten 2, 3, 4 in einer perspektivischen Darstellung. Der Nutzlasthalter 6 ist in dem in Figur 2 gezeigten Zustand in Bezug auf den Tragkörper 5 noch unterhalb des Tragkörpers 5 angeordnet. Das heist, dass der Nutzlasthalter 6 noch nicht am Tragkörper 5 befestigt ist.
Um den Nutzlasthalter 6 an dem Tragkörper 5 zu befestigen, wird der Nutzlasthalter 6 von unten in den Tragkörper 5 eingeschoben bzw. eingeführt. Das heist, dass der Tragkörper 5 bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel den Nutzlasthalter 6 im befestigten Zustand zumindest abschnittsweise umrandet. Der Nutzlasthalter 6 wird vorteilhafterweise durch die Form des Tragkörpers 5, insbesondere durch die im Wesentlichen rechteckige Form des Tragkörpers 5, in Bezug auf den Tragkörper 5 verdrehgesichert.
Der Nutzlasthalter 6 weist mehrere Verriegelungsausnehmungen 1 1 auf. Die Verriegelungsausnehmungen 1 1 sind in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils L-förmig ausgebildet. Mit anderen Worten umfasst jede Verriegelungsausnehmungen 1 1 jeweils einen vertikale Ausnehmungsabschnitt und einen waagerechten Ausnehmungsabschnitt. Die Anzahl der Verriegelungsausnehmungen 1 1 entsprechen der Anzahl der Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9. Wenn der Nutzlasthalter 6 von unten in den Tragkörper 5 eingeschoben wird, befindet sich die Verriegelungseinheit 9 in einer Freigabeposition. In der Freigabeposition sind die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9 derart in Bezug auf die Verriegelungsausnehmungen 1 1 angeordnet, dass die Verriegelungsmittel 10 beim Einschieben des Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 in den vertikalen Abschnitt der Verriegelungsausnehmungen 1 1 hineingleiten können.
Wenn der Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 eingeschoben ist, wird die Verriegelungseinheit 9 von der Freigabeposition in eine Verschlussposition bewegt. Dabei bewegen sich die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9 innerhalb und entlang des waagerechten Ausnehmungsabschnitts der jeweiligen Verriegelungsausnehmungen 1 1. In der Verschlussposition verhindert die Verriegelungseinheit 9, insbesondere die Verriegelungsmittel 10 derVerriegelungseinheit 9, dass der Nutzlasthalter 6 nach unten aus dem Tragkörper 5 herausgleiten kann. Dies ist dadurch bedingt, dass die Verriegelungsmittel 10 in der Verschlussposition derart in die Verriegelungsausnehmungen 1 1 eingreifen, dass der Nutzlasthalter 6 am Tragkörper 5 befestigt ist und eine nach unten gerichtet, beispielsweise durch eine Gewichtskraft einer Nutzlast bedingte, Kraft auf den Nutzlasthalter 6 durch die Verschlussvorrichtung 7 aufgenommen wird und in den Tragkörper 5 eingeleitet wird. Wenn das Luftfahrzeug startet bzw. abhebt, der Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 eingeschoben ist, und sich die Verriegelungseinheit 9 in der Verschlussposition befindet, wird der Nutzlasthalter 6 vom Luftfahrzeug angehoben. Dementsprechend wird auch eine mit dem Nutzlasthalter 6 verbundene Nutzlast durch das abhebende Luftfahrzeug angehoben. Um die Verriegelungsmittel 10 von der Freigabeposition in die Verschlussposition zu bewegen, umfasst die Verschlussvorrichtung 7 einen Aktuator 8. Der Aktuator 8 ist dazu ausgebildet die Verriegelungseinheit 9 zwischen der Freigabeposition und der Verschlussposition hin und her zu bewegen. Hinsichtlich des konkreten Zusammenwirkens zwischen dem Aktuator 8 und der Verriegelungseinheit 9 wird auf die nachfolgende Beschreibung der Figur 3 verwiesen.
Zum Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5, wird die Verriegelungseinheit 9 von der Verschlussposition in die Freigabeposition bewegt. Dabei bewegen sich die Verriegelungsmittel 10 der Verriegelungseinheit 9 so lang innerhalb und entlang des waagerechten Ausnehmungsabschnitts der jeweiligen Verriegelungsausnehmung 1 1, bis die Verriegelungsmittel 10 den vertikalen Ausnehmungsabschnitt der jeweiligen Verriegelungsausnehmung 1 1 erreichen. Wenn das Luftfahrzeug startet bzw. abhebt, der Nutzlasthalter 6 in den Tragkörper 5 eingeschoben ist, und sich die Verriegelungseinheit 9 in der Freigabeposition befindet, gleiten die Verriegelungsmittel 10 über die vertikalen Ausnehmungsabschnitte der jeweiligen Verriegelungsausnehmung 1 1 aus den Verriegelungsausnehmungen 1 1 heraus. Eine nach unten gerichtet, beispielsweise durch eine Gewichtskraft einer Nutzlast bedingte, Kraft auf den Nutzlasthalter 6 bewirkt dann, dass der Nutzlasthalter 6 gemeinsam mit der damit verbundenen Nutzlast am Boden verbleibt und nicht durch das Luftfahrzeug angehoben wird. Sofern sich das Luftfahrzeug bereits im Flug befindet und die Verriegelungseinheit 9 von der Verschlussposition in die Freigabeposition bewegt wird, hat dies zur Folge, dass der Nutzlasthalter 6 samt der mit dem Nutzlasthalter 6 verbundenen Nutzlast vom entsprechenden Tragkörper 5 abfällt. Mit anderen Worten bewirkt eine Bewegung der Verriegelungseinheit 9 von der Verschlussposition in die Freigabeposition während des Fluges, dass eine Nutzlast, diemit dem entsprechenden Nutzlasthalter 6 verbunden ist, während des Fluges freigegeben bzw. fallen gelassen wird.
Das Zusammenwirken der Verschlussvorrichtung 7, insbesondere der Verriegelungseinheit 9, mit dem Nutzlasthalter 6 kann mit der Funktionsweise eines Bajonettverschlusses verglichen werden. Insofern sind neben dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch andere Ausführungsbeispiele von Trägereinheiten denkbar, die eine analoge oder ähnliche Funktionsweise aufweisen. Bei einem beispielhaften Verfahren zum Luftfahrzeugnutzlastmanagement mit einem Nutzlastträgersystem 1 gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird jede der Trägereinheiten 2, 3, 4 beladen. Dabei werden drei Nutzlasthalter 6 mit jeweils einer Nutzlast verbunden. Hinsichtlich der möglichen Nutzlasten wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die drei mit Nutzlasten verbundenen Nutzlasthalter 6 werden dann jeweils in einen Tragkörper 5 der Trägereinheiten 2, 3, 4 eingeführt. Anschließend werden die Nutzlasthalter 6 mittels der Verschlussvorrichtung 7 an den entsprechenden Tragkörpern 5 befestigt.
Vor dem Start des Luftfahrzeugs kann dann zumindest eine Befestigung zwischen einem Nutzlasthalter 6 und einem Tragkörper 5 gelöst werden. Beispielsweise kann die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter 6 und dem Tragkörper 5 der zweiten Trägereinheit 3 gelöst werden. Zusätzlich können auch noch weitere Befestigungen gelöst werden.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung einer der drei Trägereinheit 2, 3, 4, wie sie auch in Figur 2 dargestellt ist. Ausgehend von der in Figur 2 gewählten Darstellung wurde die Trägereinheit 2, 3, 4 in Figur 3 um eine vertikale Achse um 180° gedreht. Diese Veränderung der Perspektive dient der besseren Sichtbarkeit des Aktuator 8 und der mit dem Aktuator 8 verbundenen Mechanik.
Der Aktuator 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schrittmotor ausgebildet. Die Drehbewegung des Aktuator 8 wird über eine Hebelarmmechanik, insbesondere über zwei miteinander verbundene Aktuatorhebelarme 12 auf die Verriegelungseinheit 9 übertragen. Die Aktuatorhebelarme 12 sind dabei so ausgebildet und angeordnet, dass eine rotatorische Bewegung des Aktuators 8 in eine translatorische Bewegung der Verriegelungseinheit 9 umgewandelt wird.
In dem in Figur 3 dargestellten Zustand befindet sich die Verriegelungseinheit 9 in der Freigabeposition. Dabei ist die Verriegelungseinheit 9 in Bezug auf den Tragkörper 5 nach maximal links verschoben. Führt der Aktuator 8 nun eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn aus, dreht sich auch der unmittelbar am Aktuator 8 befestigte Aktuatorhebelarme 12 im Uhrzeigersinn. Der unmittelbar am Aktuator 8 befestigte Aktuatorhebelarme 12 dient insofern als radiale Verlängerung des Aktuators 8. Durch den unmittelbar am Aktuator 8 befestigten Aktuatorhebelarme 12 wird der unmittelbar an der Verriegelungseinheit 9 befestigte Aktuatorhebelarme 12 nach rechts verschoben, wenn sich der Aktuator 8 im Uhrzeigersinn dreht. Die Verschiebung des unmittelbar an der Verriegelungseinheit 9 befestigten Aktuatorhebelarms 12 nach rechts führt auch zu einer Verschiebung der Verriegelungseinheit 9 nach rechts. Dabei wird die Verriegelungseinheit 9 von der Freigabeposition in die Verschlussposition bewegt.
Die umgekehrte Bewegung der Verriegelungseinheit 9, nämlich die Bewegung von der Verschlussposition in die Freigabeposition, erfolgt in analoger Art und Weise, wobei der Aktuator 8 hierfür eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn durchführt.
Der Aktuator 8 kann beispielsweise über eine in den Figuren nicht dargestellte Steuereinheit des Nutzlastträgersystems 1 angesteuert werden. Das heist, dass ein Steuersignal der Steuereinheit eine Drehung des Aktuators 8 im Uhrzeigersinn und/oder entgegen dem Uhrzeigersinn bewirken kann. Vorzugsweise kann eine Steuereinheit des Nutzlastträgersystems 1 alle Aktuatoren 8 der jeweiligen Trägereinheiten 2, 3, 4 separat und unabhängig voneinander ansteuern. Die Steuereinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, Missionssignale zu empfangen und auf Basis der Missionssignale einen oder mehrere Aktuatoren 8 anzusteuern.
Das Nutzlastträgersystem 1 kann auch eine ebenfalls in den Figuren nicht dargestellte Sensoreinheit aufweisen. Vorzugsweise kann die Sensoreinheit einen spezifischen Nutzlasthalter 6 und/oder eine spezifische mit dem Nutzlasthalter 6 verbundene Nutzlast erkennen. Zur Erkennung des Nutzlasthalters 6 und/oder zur Erkennung der mit dem Nutzlasthalter 6 verbundenen Nutzlast kann die Sensoreinheit beispielsweise einen NFC- Sender (Near Field Communication Sender) und einen NFC-Empfänger (Near Field Communication Empfänger) aufweisen. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit signalkommunizierend mit der Steuereinheit verbunden.
Bezugszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Nutzlastträgersystem ( 1) für ein Luftfahrzeug, vorzugsweise für ein unbemanntes Luftfahrzeug, das Nutzlastträgersystem (1) umfassend: mehrere Trägereinheiten (2, 3, 4), wobei jede Trägereinheit (2, 3, 4) jeweils einen Tragkörper (5) und jeweils einen Nutzlasthalter (6) aufweist, wobei der Nutzlasthalter (6) mit einer Nutzlast des Luftfahrzeugs verbindbar ist und der Nutzlasthalter (6) dazu ausgebildet ist, an dem Tragkörper (5) lösbar befestigt zu werden, und das Nutzlastträgersystem ( 1) dazu ausgebildet ist, vor dem Start des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4) und unabhängig von der/den anderen Trägereinheit/Trägereinheiten (2, 3, 4) die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) zu lösen.
2. Nutzlastträgersystem ( 1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem ( 1) dazu ausgebildet ist, während des Flugs des Luftfahrzeugs, bei zumindest einer der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4) und unabhängig von der/den anderen Trägereinheit/Trägereinheiten (2, 3, 4) die Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) zu lösen.
3. Nutzlastträgersystem ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheiten (2, 3, 4) baugleich sind und/oder ein Nutzlasthalter (6) einer ersten Trägereinheit (2) dazu ausgebildet ist, an einem Tragkörper (5) einer von der ersten Trägereinheit (2) abweichenden zweiten Trägereinheit (3) lösbar befestigt zu werden.
4. Nutzlastträgersystem ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4), vorzugsweise alle der mehreren Trägereinheiten (2, 3, 4), jeweils eine Verschlussvorrichtung (7) aufweist, wobei der Nutzlasthalter (6) mittels der
Verschlussvorrichtung (7) lösbar an dem Tragkörper (5) befestigt wird.
5. Nutzlastträgersystem ( 1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (7) einen Aktuator (8) und eine Verriegelungseinheit (9) umfasst, wobei der Aktuator (8) dazu ausgebildet ist, die Verriegelungseinheit (9) zwischen einer Verschlussposition, in der der Nutzlasthalter (6) am entsprechenden Tragkörper (5) befestigt ist, und einer von der Verschlussposition abweichenden Freigabeposition, in der der Nutzlasthalter (6) vom entsprechenden Tragkörper (5) gelöst ist, hin und her zu bewegen.
6. Nutzlastträgersystem ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem (1) eine Steuereinheit aufweist, die das unabhängige Lösen der Befestigung zwischen dem Nutzlasthalter (6) und dem Tragkörper (5) steuert.
7. Nutzlastträgersystem ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem ( 1) eine Sensoreinheit aufweist, vorzugsweise jede Trägereinheit (2, 3, 4) eine Sensoreinheit aufweist, wobei die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, einen spezifischen Nutzlasthalter (6) zu erkennen und/oder die Sensoreinheit dazu ausgebildet ist, eine mit einem Nutzlasthalter (6) verbundene Nutzlast zu erkennen.
8. Luftfahrzeug, vorzugsweise unbemanntes Luftfahrzeug, mit einem Nutzlastträgersystem ( 1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Verfahren zum Nutzlastmanagement eines Luftfahrzeugs, vorzugsweise zum Nutzlastmanagement eines unbemannten Luftfahrzeugs, das Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
(a) Beladen von mindestens zwei Trägereinheiten (2, 3, 4) eines Nutzlastträgersystems ( 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Nutzlasthalter (6) mit einer Nutzlast verbunden wird und die Nutzlasthalter (6) jeweils an einem Tragkörper (5) befestigt werden, (b) Lösen der Befestigung zwischen zumindest einem der Nutzlasthalter (6) und dem entsprechenden Tragkörper (5) vor dem Start des Luftfahrzeugs, wobei der zu lösende Nutzlasthalter (6) mit einer während der Flugmission des Luftfahrzeugs nicht benötigten Nutzlast verbunden ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzlastträgersystem derart beladen wird, dass
(a) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs überschreitet und nach dem Lösen der Befestigung die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs das maximal zulässige Gesamtstartgewicht des Luftfahrzeugs unterschreitet, oder
(b) die Gesamtmasse der Nutzlasten und des Luftfahrzeugs die Flugleistung des Luftfahrzeugs auf eine erste maximale Reichweite beschränkt und durch das Lösen der Befestigung die Flugleistung des Luftfahrzeugs auf eine zweite maximale Reichweite erhöht wird.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150239559A1 (en) * 2014-02-27 2015-08-27 Aai Corporation Apparatus and Method of Attachment of a Payload
WO2017096392A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 Skycart Inc. Autonomous unmanned aerial vehicle system for logistical delivery
DE102017116092A1 (de) * 2017-07-18 2019-01-24 Röhm Gmbh Spannsystem, Transportglied sowie Drohne
WO2021155336A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-05 Unmanned Systems Operations Group, Inc. Multiple cargo carrying delivery system for an unmanned system and method of use
AU2021201913A1 (en) * 2020-07-23 2022-02-10 Bennet, Samuel James MR Payload delivery system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120153087A1 (en) 2008-08-06 2012-06-21 Honeywell International Inc. Modular Pods for Use with an Unmanned Aerial Vehicle
US8162263B2 (en) 2009-03-31 2012-04-24 Honeywell International Inc. Payload quick release for an aerial system
EP4029789A1 (de) 2013-03-31 2022-07-20 SZ DJI Technology Co., Ltd. Montageplattform für nutzlasten
DE202014011084U1 (de) 2014-04-28 2017-09-13 SZ DJI Technology Co., Ltd. Austauschbare Befestigungsplattform
IL246357B (en) 2016-06-20 2020-02-27 Krauss Ran A connector that allows changing the charger
US20180016027A1 (en) 2016-07-18 2018-01-18 Elwha Llc System and method for payload management for an unmanned aircraft
EP3566431A4 (de) 2017-02-24 2020-03-18 SZ DJI Technology Co., Ltd. Multikardananordnung
EP3778390B1 (de) 2019-08-15 2022-07-13 Volocopter GmbH System, verfahren und vorrichtung zum anbringen eines werkzeugs oder einer nutzlast an ein unbemanntes luftfahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150239559A1 (en) * 2014-02-27 2015-08-27 Aai Corporation Apparatus and Method of Attachment of a Payload
WO2017096392A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 Skycart Inc. Autonomous unmanned aerial vehicle system for logistical delivery
DE102017116092A1 (de) * 2017-07-18 2019-01-24 Röhm Gmbh Spannsystem, Transportglied sowie Drohne
WO2021155336A1 (en) * 2020-01-31 2021-08-05 Unmanned Systems Operations Group, Inc. Multiple cargo carrying delivery system for an unmanned system and method of use
AU2021201913A1 (en) * 2020-07-23 2022-02-10 Bennet, Samuel James MR Payload delivery system

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