AT528643A2 - Multi Flug Modus Luftfahrzeug für die Beförderung von grossen Lasten aller Art - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrmodus-Drehflügler-Luftfahrzeug (multi flight mode lifter / MFML), bestehend aus einem Rumpf (1) und zwei seitlich paral- lel angeordneten Auslegern (5) mit je mindestens zwei Rotoren (7). Jeder Ausleger (5) ist um eine quer zum Rumpf (1) verlaufende Schwenkachse (6) schwenkbar, sodass das Luftfahrzeug zwischen einem Hubschrauber-Modus (Rotoren horizontal, angetrieben) und einem Tragschrauber-Modus (Rotoren geneigt, Autorotation, Vortriebsantrieb (12)) umschalten kann. Die Konstruk- tion ermöglicht den Transport von großen Lasten aller Art bei verbesserter Ef- fizienz, Redundanz und Notlandefähigkeit.

Description

Beschreibung

TITEL

[0001] Mehrmodus-Drehflügler-Luftfahrzeug mit schwenkbaren Rotor-Auslegern für die Beförderung von großen Lasten aller Art.

KURZFASSUNG

[0002] Die Erfindung betrifft ein Mehrmodus-Drehflügler-Luftfahrzeug (multi flight mode lifter / MFML), bestehend aus einem Rumpf und zwei seitlich parallel angeordneten Auslegern mit je mindestens zwei Rotoren. Jeder Ausleger ist um eine quer zum Rumpf verlaufende Schwenkachse schwenkbar, so dass das Luftfahrzeug zwischen einem Hubschrauber-Modus (Rotoren horizontal, angetrieben) und einem Tragschrauber-Modus (Rotoren geneigt, Autorotation, Vortriebsantrieb) umschalten kann. Die Konstruktion ermöglicht den Transport von großen Lasten aller Art bei verbesserter Effizienz, Redundanz und Notlandefähigkeit.

STAND DER TECHNIK

[0003] Bekannt sind Hubschrauber, die senkrecht starten und landen können. Sie können aber nicht längere Strecken im Tragschrauber Modus zurücklegen.

[0004] Bekannt sind Tragschrauber, deren Flugmodus effizienter ist als bei Hubschraubern, die aber nicht im Hubschraubermodus starten, längere Strecken zurücklegen und landen können.

[0005] Bekannt sind Multikopter-Luftfahrzeuge, die vertikal starten und landen können. Sie besitzen in der Regel vier oder mehr Rotoren, die an seitlichen Auslegern außerhalb des Rumpfes befestigt sind. Der von den Rotoren erzeugte Auftrieb wird durch verschiedene Steuereinrichtungen verändert, sodass das Fluggerät in allen drei Raumachsen (Roll, Nick, Gier) manövrierbar ist.

[0006] Diese Steuereinrichtungen umfassen beispielsweise:

- Änderung der Rotordrehzahl,

- kollektive oder zyklische Blattverstellung,

- Schwenken der Rotorarme mit fix montierten Rotoren,

- Neigen der Rotoren an starren Rotorarmen oder

- Kombinationen der vorgenannten Maßnahmen.

NACHTEILE BESTEHENDER LÖSUNGEN

[0007] Bekannte einrotorige Drehflügler (z. B. Hubschrauber, Tragschrauber) erzeugen im Vorwärtsflug aufgrund der unterschiedlichen Anströmung der vor- und nachlaufenden Rotorblätter einen asymmetrischen Auftrieb, der ein Kippmoment bewirkt und die Fluglagestabilität beeinträchtigt.

[0008] Zudem kann bei Drehflüglern der Rumpf nicht immer parallel zur Flugrichtung gehalten werden, was den Einbau separater Vortriebstriebwerke erschwert. Unter starkem Seiten- oder Gegenwind ist auch das parallele Ausrichten zur Landefläche problematisch, sodass sichere vertikale Landungen eingeschränkt sind.

[0009] Bei Drehflüglern mit einem oder zwei Rotormasten führt ein Defekt an einem Rotormast, sodass die Umdrehung des Rotors blockiert ist, oder ein Defekt an einem Rotor oder an einem Rotorblatt zu einem Totalausfall des Fluggeräts.

[0010] Tragschrauber benötigen einen Anstellwinkel des durch den Fahrtwind angetriebenen Rotors zur Flugrichtung. Daher können Multikopter mit nicht schwenkbaren Rotoren beim Vorwärtsflug nicht im Tragschraubermodus fliegen, selbst wenn sie mit einem Vortriebstriebwerk ausgestattet sind, da dieses nicht in Flugrichtung wirken kann.

[0011] Multikopter besitzen mehrere, relativ kleine Rotoren. Der begrenzte Rotordurchmesser

erfordert hohe Drehzahlen, wodurch große Massenträgheitsmomente entstehen. Schnelle Drehzahländerungen zur Fluglagenkorrektur sind dadurch nur eingeschränkt möglich. Bei Triebwerksausfall fehlt aufgrund des kleinen Rotordurchmessers die Autorotationsfähigkeit; stattdessen werden ballistische Fallschirmsysteme eingesetzt, deren Tragfähigkeit jedoch die maximal zulässige Startmasse begrenzt.

[0012] Bei Kipprotor-Wandelflugzeugen trifft der Rotorabwind auf die Tragflächen, insbesondere während Start und Landung. Die Tragflächen müssen deshalb nicht nur Auftriebskräfte, sondern auch zusätzliche Biege- und Torsionslasten aufnehmen, was eine verstärkte Struktur und somit höheres Flugzeuggewicht erfordern. Der Rotordurchmesser ist konstruktiv limitiert: Bei Ausfall der Schwenkvorrichtung muss eine horizontale Landung möglich bleiben. Da diese Bauart im Triebwerksausfall lediglich zum Gleitflug, nicht aber zur Autorotation befähigt ist, wird die Auswahl eines geeigneten Notlandeplatzes zusätzlich erschwert.

[0013] Ein weiterer Nachteil von Drehflüglern ist, dass bei der Anordnung von Rotoren auf einem Rotormast oder den Rotorarmen oder Flügeln, der Rotorwind mit den Tragflächen bei Start und Landung kollidiert. Die Anordnung der Rotoren vor und hinter den Tragflächen erschwert die Steuerung, sodass vornehmlich eine Ausführung als Kipprotorwandelflugzeug verwendet wird. Dies bedingt, die Tragflächen durch die Befestigung von Antrieben konstruktiv für mehr Belastungskräfte auszulegen als nur für reine Auftriebskräfte. Dies führt zu einem erhöhten Gewicht der Tragflächen und damit zu einem erhöhten Gewicht des Fluggeräts.

[0014] Der Durchmesser der Rotoren ist außerdem konstruktiv begrenzt, da ansonsten eine horizontale Landung bei Ausfall der Schwenkvorrichtung nicht möglich ist. Außerdem sind diese Kipprotorwandelflugzeuge aus den oben angeführten Gründen bei Ausfall des Antriebs nicht für Autorotation, sondern nur für Gleitflug geeignet, was die Auswahl eines Notlandeplatzes für eine horizontale Landung erschwert.

[0015] Ein Nachteil von Drehflüglern mit einem Rotormast ist der konstruktiv zulässige kleine Schwerpunktbereich des Fluggerätes. Dies erschwert die durch eine große Zuladung erfolgende große Verschiebung des Schwerpunktes und die mögliche Ausstattung des Fluggerätes mit unterschiedlichen Rumpfmodulen mit unterschiedlichem Gewicht, ohne die Grundkonstruktion ändern zu müssen.

[0016] Ein Nachteil von Drehflüglern ist die Ausstattung mit Landekufen oder nicht angetriebenem Fahrwerk. Am Boden können sich diese gar nicht oder nur mit Hilfe des Rotorabwindes bei Hubschraubern oder mit Hilfe des Vortriebwerks bei Tragschraubern bewegen. Dies kann die Bewegung des Drehflüglers an einem Außenlandeplatz bei einem Katastrophen- oder Rettungseinsatz, wo eine Strecke am Boden zurückzulegen ist, verhindern. Weiters ist das Verbringen eines Drehflüglers aus oder in einen Hangar mit laufenden Rotoren nicht zulässig. Keine dieser Drehflügler können sich außerdem ohne Zusatzgeräte oder Unterstützung von außen um die eigene Mittelachse drehen, was bei einer Fixierung am Boden mithilfe eines Landesporns bei Starkwind notwendig sein kann.

LÖSUNG & TECHNISCHE BESCHREIBUNG

[0017] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die oben genannten Nachteile zu beseitigen, wird durch ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.

[0018] Vorgeschlagen wird ein Mehrmodus-Drehflügler (nachfolgend MFML - Multi-Flight-ModeLifter genannt), der wahlweise im Hubschrauber- oder Tragschrauber-Betrieb fliegen kann.

[0019] Das MFML ist sowohl pilotengesteuert, ferngesteuert als auch autonom flugfähig. Es besteht aus modularen Hauptkomponenten, insbesondere

- einem Rumpf (1) und

- zwei seitlichen Auslegern (5) mit jeweils mehreren Rotoren,

die Antriebs-, Funktions- und Steuerelemente aufnehmen. Optional können weitere Module, beispielsweise Nutzlast- oder Energieeinheiten, koppelbar sein.

DER RUMPF (1)

[0020] Der Rumpf (1) ist modular aufgebaut und umfasst vorzugsweise drei Module, die je nach Einsatzprofil austauschbar sind.

[0021] Das Vorderrumpfmodul (2) - Kabine für Nutzlast oder Personen. Je nach Ausführung als Fracht-, Passagier-, Einsatz-, Rettungs- oder Kühlmodul ausgebildet.

[0022] Das Mittelrumpfmodul (3) - Funktionsschott. Dieses enthält - Flugsteuer- und Sensoreinheiten,

- Kommunikationssysteme,

- den Schwenkmechanismus der Ausleger (5) sowie

- einen Landesporn (19), der sichere Aufsetzmanöver bei Starkwind oder auf schwankenden Plattformen ermöglicht.

[0023] Das Funktionsschott bildet den tragenden Kern des MFML und wirkt als Feuer- und Lärmschutz zwischen Vorder- und Hinterrumpfmodul (2,4).

[0024] Das Hinterrumpfmodul (4) - Energie- und Antriebsmodul. Es nimmt Generator- und/oder Batteriesysteme für die elektrischen Rotorantriebe (9) auf. Am Heck kann ein Manteltriebwerk (15) mit integriertem Schwenkruder (9) als Vektorschub-Vortrieb montiert sein.

DAS FAHRWERK (16,17, 18)

[0025] Der Rumpf (1) ist auf einem sechsrädrigen Fahrwerk gelagert; die mittleren Räder (17) sind angetrieben bzw. gebremst und unter dem Funktionsschott angeordnet. Dadurch kann sich das MFML am Boden eigenständig bewegen und sich bei ausgefahrenem Landesporn (19) auf der Stelle drehen, um sich vor dem Start in Windrichtung auszurichten oder enge Landeplattformen (z. B. Bohrtürme) zu verlassen.

[0026] Das MFML kann an einem Außenlandeplatz bei einem Katastrophen- oder Rettungseinsatz, wo eine Strecke am Boden zurückzulegen ist, diese Strecke ohne laufende Rotoren oder Vortriebspropeller zurücklegen. Weiters ist das Verbringen des MFML aus und in einen Hangar ohne laufende Rotoren und ohne zusätzliche Transportgeräte möglich.

DIE KLAPPFLÜGEL (14)

[0027] Obwohl das MFML grundsätzlich ohne Klappflügel (14) eingesetzt werden kann, können für Langstreckenmissionen Klappflügel (14) als Auftriebshilfe angebracht werden.

[0028] Die Klappflügel (14) sind beidseits des Rumpfs angeordnet und zwischen einer eingeklappten Stellung (14a) (Vertikalflug) und einer ausgeklappten Stellung (14b) (Vorwärtsflug) schwenkbar.

[0029] Die Klappflügel (14) bestehen aus zwei oder mehreren Segmenten, die miteinander schwenkbar verbunden sind. Die Anordnung der Segmente ermöglicht ein raumsparendes Zusammenfalten im Zick-Zack Modus. Dieser Modus beschreibt ein Muster, das durch abwechselnde Richtungen gekennzeichnet ist, die im Wesentlichen eine Zickzackform ergeben.

[0030] Während des Übergangs vom Vertikal- in den Vorwärtsflug werden die Flügel ausgeklappt; beim Übergang in die Landephase werden sie wieder eingeklappt. Dadurch bleibt der Rotorwind (21) im Schwebeflug frei und strömt nicht gegen Flügel, wie dies bei Drehflüglern mit festen Tragflächen im Bodeneffekt üblich ist. Umgekehrt wirkt beim raschen Vorwärtsflug keine Auftriebslast auf die Klappmechanik, sodass der Klappvorgang jederzeit störungsfrei erfolgen kann.

[0031] Effektiv auftriebserzeugende Flügel bei Luftfahrzeugen erfordern im Vorwärtsflug einen Anstellwinkel zur Flugrichtung, der abhängig von der Geschwindigkeit, dem Schwerpunkt und der spezifischen Dichte der Umgebungsluft ist. Durch die schwenkbaren Ausleger (5), die einen zur Flugrichtung parallelen oder ideal geneigten Rumpf (1) unabhängig von der Rotorfläche ermögli-

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chen, werden der Rumpf (1) und die ausgeklappten Flügel (14b) im idealen Anstellwinkel zur Flugrichtung gehalten.

[0032] Die Flügel lassen sich in beiden Stellungen verriegeln. Im ausgeklappten Zustand erzeugen sie einen Teil des Gesamtauftriebs, reduzieren die erforderliche Leistung der Hubrotoren und erhöhen damit die Reichweite, insbesondere bei Langstreckenmissionen.

DIE AUSLEGER (5)

[0033] Beide Ausleger (5) sind am Mittelrumpfmodul (3) befestigt und mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigten Schwenkmechanismus um eine quer zum Rumpf (1) verlaufende Achse schwenkbar.

[0034] Der Schwenkmechanismus kann auf einem in Rumpflängsrichtung verfahrbaren Auslegerschlitten (20) befestigt werden, um den Schwerpunkt des MFML zusätzlich zu verändern.

[0035] Rotoranordnung. Auf jedem Ausleger (5) sind zwei oder mehr elektrisch angetriebene Rotoren (7) montiert. Die Rotorantriebe (8) sowie deren Leistungsregelungen sind vorzugsweise im Ausleger (5) integriert und in unmittelbarer Nähe zu den Rotoren (7) angeordnet, um Leitungsverluste zu minimieren.

[0036] Individuelle Rotorsteuerung. Jeder Rotor (7) ist unabhängig kollektiv verstellbar. Abweichungen des Schwerpunktes - etwa durch asymmetrische Zuladung - werden durch differenzielle Anstellung der Rotorblätter und/oder durch Drehzahlanpassung ausgeglichen. Eine Verschiebung des Schwerpunktes kann auch durch Verschiebung der Querachse des Auslegers (5) bewirkt werden. Eine zyklische Blattverstellung ist nicht erforderlich, wodurch die Rotorköpfe vereinfacht und wartungsärmer ausgeführt werden können.

[0037] Aerodynamik. Der Abstand der Ausleger (5) zum Rumpf (1) ist so gewählt, dass der Rotorwind (21) den Rumpf (1) nur minimal trifft, was den Wirkungsgrad gegenüber einrotorigen Hubschraubern erhöht. An beiden Enden der Ausleger (5) können Schwenkruder (9) montiert sein, die in Schwebeflug und Vorwärtsflug zur Seiten- bzw. Giersteuerung beitragen.

[0038] Jeder Rotor (7) besitzt zwei oder mehr kollektiv verstellbare Rotorblätter mit einem Hybridprofil, das sowohl den Autorotations- als auch den Hubschrauberbetrieb unterstützt. Der Durchmesser ist so bemessen, dass Autorotation möglich ist. Die Lagerung im Rotorkopf nimmt die Kraftunterschiede zwischen vor- und rücklaufendem Blatt auf.

[0039] Zur Quer-Stabilisierung laufen im Vorwärtsflug die vorlaufenden (höher auftriebswirksamen) Blätter außen, die rücklaufenden innen; dadurch entsteht ein dem V-Wing-Effekt vergleichbares, stabilisierendes Moment.

[0040] Kippmoment-Vermeidung. Durch die beidseitige Rotoranordnung wird das bei einrotorigen Drehflüglern typische Kippmoment eliminiert.

[0041] Vorteile. Die Kombination aus schwenkbaren Auslegern (5), kollektiv verstellbaren Rotorblättern und individueller Drehzahlregelung ermöglicht Hubschrauberfliegen ohne zyklische Blattverstellung. Dies erhöht die Systemsicherheit und reduziert den Wartungsaufwand.

ALLE FIGUREN.

[0042] Die Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

[0043] Figur 1 eine Ansicht eines MFML von der Seite

[0044] Figur 2 eine Ansicht eines MFML von vorne

[0045] Figur 3 eine Ansicht eines MFML von hinten

[0046] Figur 4 eine Ansicht eines MFML von oben

[0047] Figur 5 eine Ansicht eines MFML von der Seite im Hubschraubermodus aufwärts

[0048] Figur 6 eine Ansicht eines MFML von der Seite im Hubschraubermodus vorwärts

[0049] Figur 7 eine Ansicht eines MFML von der Seite im Hubschraubermodus rückwärts [0050] Figur 8 eine Ansicht eines MFML von der Seite im 1. Teil des Übergangsmodus vor-

wärts

[0051] Figur 9 eine Ansicht eines MFML von der Seite im 2. Teil des Übergangsmodus vorwärts

[0052] Figur 10 eine Ansicht eines MFML von der Seite im 3. Teil des Übergangsmodus vorwärts

[0053] Figur 11 eine Ansicht eines MFML von der Seite im Tragschraubermodus vorwärts [0054] Figur 1 zeigt die Ansicht eines MFML von der Seite.

[0055] Der Rumpf (1) besteht aus mindestens drei austauschbaren Modulen. Das Vorderrumpfmodul (2) kann als Fracht-, Passagier-, Einsatz-, Rettungs- oder Kühlmodul ausgebildet sein. Das Mittelrumpfmodul (3) - Funktionsschott enthält Flugsteuer- und Sensoreinheiten, Kommunikationssysteme, den Schwenkmechanismus der Ausleger (5) sowie einen Landesporn (19), der sichere Aufsetzmanöver bei Starkwind oder auf schwankenden Plattformen ermöglicht. Das Funktionsschott bildet den tragenden Kern des MFML und wirkt als Feuer- und Lärmschutz zwischen Vorder- und Hinterrumpfmodul (2,4). Das Hinterrumpfmodul (4) ist das Energie- und Antriebsmodul. Es nimmt Generator- und/oder Batteriesysteme für die elektrischen Rotorantriebe (8) auf. Am Heck kann ein Manteltriebwerk (15) mit integriertem Schwenkruder (9) als Vektorschub-Vortrieb montiert sein.

[0056] Der Rumpf (1) ist auf einem sechsrädrigen Fahrwerk gelagert; die Räder des Fahrwerks mitte (17) sind angetrieben bzw. gebremst und unter dem Funktionsschott angeordnet. Die Räder des Fahrwerks vorne (16) und des Fahrwerks hinten (18) sind nicht angetrieben und nicht gebremst.

[0057] Die Ausleger (5) sind am Mittelrumpfmodul (3) befestigt und mittels eines vorzugsweise elektrisch betätigten Schwenkmechanismus um eine quer zum Rumpf (1) verlaufende Schwenkachse (6) drehbar.

[0058] Der Schwenkmechanismus kann auf einem in Rumpfrichtung verfahrbaren Auslegerschlitten (20) befestigt sein, um den Schwerpunkt des MFML zusätzlich zu verändern.

[0059] Figur 2 zeigt die Ansicht eines MFML von vorne.

[0060] Der Lufteinlass (10) für den Propeller (13) des Vortriebsantriebs (12) ist auf der Oberseite des Rumpfs (1) angebracht. Die ausgeklappten Klappflügel (14a) bzw die eingeklappten Klappflügel (14b) sind an den Rumpfseiten angebracht. Die Klappflügel (14) werden gleichzeitig ausund eingeklappt und verriegelt. Der Landesporn (19) ist in der Mitte des Funktionsschotts zwischen den Rädern des Fahrwerks mitte (17) eingebaut.

[0061] Figur 3 zeigt die Ansicht eines MFML von hinten.

[0062] Der Vortriebsantrieb (12) besteht aus einem Elektromotor, der einen Propeller (13) antreibt. Die Luft tritt in einem Lufteinlass (10) in einen Luftkanal ein, der durch einen geneigten Luftkanal in einem den Propeller (13) eng umfassenden Rohrstück endet, sodass ein Manteltriebwerk (15) gebildet ist. Der austretende Propellerwind (22) wird zur Vektorsteuerung von Seitenrudern (11) abgelenkt. Die sich im Rotorwind (21) befindlichen Schwenkruder (9) steuern den MFML.

[0063] Figur 4 zeigt die Ansicht eines MFML von oben.

[0064] Durch die Anordnung der Rotoren auf den Auslegern (5) ist der Rotorwind (21) im Hubschraubermodus ohne Kollision mit dem Rumpf (1) ungehindert ermöglicht. Im Tragschraubermodus ist die laminare Anströmung jedes einzelnen Rotors (7) mit dem Fahrtwind (23) ebenfalls ungehindert ermöglicht.

[0065] Figur 5 zeigt eine Ansicht eines MFML im Hubschraubermodus aufwärts.

[0066] Der Ausleger (5) ist neutral waagrecht geschwenkt und der Rotorwind (21) ist senkrecht nach unten gerichtet. Ein veränderter Schwerpunkt durch Zuladung wird durch unterschiedliche kollektive Einstellung und/oder durch Veränderung der Drehzahl der Rotoren ausgeglichen. Der Rotorwind (21) führt ohne Kollision am Rumpf (1) vorbei und ist damit effizienter als bei einem Hubschrauber, bei dem der Rotorwind (21) mit dem Rumpf (1) kollidiert und somit ineffizienter wird. Besonders im Bodeneffekt ist ein unverwirbelter Rotorwind (21) wichtig für eine stabilen Fluglage. Durch die im Rotorwind (21) angeordneten Schwenkruder (9) der Ausleger (5) wird eine Drehung und Seitenschiebung des MFML im Schwebeflug ermöglicht. Der Vortriebsantrieb (12) ist ausgeschaltet.

[0067] Figur 6 zeigt eine Ansicht eines MFML im Hubschraubermodus vorwärts.

[0068] Der Ausleger (5) ist nach vorne geschwenkt und der Rotorwind (21) ist nach hinten unten gerichtet, sodass sich der MFML nach vorne bewegt. Flugkorrekturen werden mit den Schwenkrudern (9) und den Rotoren ausgeführt. Der Vortriebsantrieb (12) ist ausgeschaltet.

[0069] Figur 7 zeigt eine Ansicht eines MFML im Hubschraubermodus rückwärts.

[0070] Der Ausleger (5) ist nach hinten geschwenkt und der Rotorwind (21) ist nach vorne unten gerichtet, sodass sich der MFML nach hinten bewegt. Flugkorrekturen werden mit den Schwenkrudern (9) ausgeführt. Der Vortriebsantrieb (12) ist ausgeschaltet.

[0071] Figur 8 zeigt die Ansicht eines MFML im 1. Teil des Überganges vom Hubschraubermodus zum Tragschraubermodus.

[0072] Der Ausleger (5) ist nach vorne geschwenkt und der Rotorwind (21) ist nach hinten unten gerichtet, sodass sich der MFML nach vorne bewegt. Flugkorrekturen werden mit den Schwenkrudern (9), den Seitenrudern (11) und den Rotoren (9) ausgeführt. Der Vortriebsantrieb (12) ist eingeschaltet und beschleunigt den MFML zusätzlich. Der Rotorwind (21) und der Propellerwind (22) kollidieren nicht. Der Propellerwind (22) wirkt direkt entgegen der Flugrichtung.

[0073] Figur 9 zeigt die Ansicht eines MFML im 2. Teil des Überganges vom Hubschraubermodus zum Tragschraubermodus.

[0074] Der Ausleger (5) ist neutral waagrecht geschwenkt und der Rotorwind (21) ist durch den Fahrtwind (23) stark nach hinten unten gerichtet, sodass sich der MFML schnell nach vorne bewegt. Flugkorrekturen werden mit den Schwenkrudern (9), den Seitenrudern (11) und den Rotoren (7) ausgeführt. Der Vortriebsantrieb (12) ist eingeschaltet und beschleunigt den MFML bis zur Umschaltgeschwindigkeit. Der Rotorwind (21) und der Propellerwind (22) kollidieren nicht. Der Propellerwind (22) wirkt direkt entgegen der Flugrichtung.

[0075] Figur 10 zeigt die Ansicht eines MFML im 3. Teil des Überganges vom Hubschraubermodus zum Tragschraubermodus.

[0076] Der Ausleger (5) ist nach hinten geschwenkt und der Rotorwind (21) ist durch den Fahrtwind (23) sehr stark nach hinten unten gerichtet, sodass sich der MFML sehr schnell nach vorne bewegt. Flugkorrekturen werden mit den Seitenrudern (11) und den Rotoren (7) ausgeführt. Der Vortriebsantrieb (12) ist eingeschaltet. Die Umschaltgeschwindigkeit ist erreicht. Die Rotorantriebe (8) werden in der Leistung reduziert. Gleichzeitig werden die Rotoren in den Tragschraubermodus gebracht. Der Rotorwind (21) und der Propellerwind (22) kollidieren nicht. Der Propellerwind (22) wirkt direkt entgegen der Flugrichtung.

[0077] Figur 11 zeigt die Ansicht eines MFML im Tragschraubermodus.

[0078] Der Ausleger (5) ist nach hinten geschwenkt und der Rotorwind (21) ist durch den Fahrtwind (23) nach hinten gerichtet, sodass sich der MFML sehr schnell nach vorne bewegt. Die Umschaltgeschwindigkeit ist erreicht und überschritten. Flugkorrekturen werden mit den Rotoren (7) und den Seitenrudern (11) ausgeführt. Der Vortriebsantrieb (12) ist eingeschaltet. Die Rotorantriebe (8) sind ausgeschaltet. Die Rotoren werden durch den Fahrtwind (23) angetrieben. Der Rotorwind (21) und der Propellerwind (22) kollidieren nicht. Der Propellerwind (22) wirkt direkt entgegen der Flugrichtung.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Rumpf

2 Vorderrumpfmodul

3 Mittelrumpfmodul

4 Hinterrumpfmodul

5 Ausleger

6 Schwenkachse

7 Rotor

8 Rotorantrieb

9 Schwenkruder

10 Lufteinlass

11 Seitenruder

12 Vortriebsantrieb

13 Propeller

14 Klappflügel

14a Klappflügel ausgeklappt 14b Klappflügel eingeklappt 15 Mantel für Vortriebsantrieb 16 Fahrwerk vorne

17 Fahrwerk mitte

18 Fahrwerk hinten

19 Landesporn

20 Auslegerschlitten

21 Rotorwind

22 Propellerwind

23 Fahrtwind

Claims (6)

Patentansprüche

1. Luftfahrzeug zur Beförderung von großen Lasten, ausgebildet als Drehflügler, insbesondere als Kombination aus Tragschrauber, Hubschrauber, Variokopter und Multimodulkopter, mit - einem Rumpf (1) und - zwei seitlich parallel zum Rumpf (1) angeordneten Auslegern (5), die jeweils mindestens zwei Rotoren (7) tragen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausleger (5) um eine vom Rumpf (1) zu ihm verlaufende Schwenkachse (6) schwenkbar ist.

2. Luftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleger (5) am mittleren Teil des Rumpfs (1) befestigt sind und mittels eines vorzugsweise elektrisch angetriebenen Schwenkmechanismus um die Schwenkachse (6) drehbar sind.

3. Luftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Ausleger (5) zwei oder mehr einzeln kollektiv angesteuerte Rotoren (7) angeordnet sind, die vorzugsweise elektrisch angetrieben werden.

4. Luftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (7), insbesondere deren Rotorblätter, sowohl für Hubschrauber- als auch für Tragschrauberflug ausgelegt sind.

5. Luftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rumpf (1) aus mindestens drei modular austauschbaren Teilen besteht, von denen ein Vorderrumpfmodul (2) für Passagier- oder Frachttransport ausgebildet ist und ein Hinterrumpfmodul (4) Einrichtungen zur Erzeugung und/oder Speicherung elektrischer Energie aufnimmt.

6. Luftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig am Rumpf (1) Klappflügel (14) angeordnet sind, die beim Übergang vom Senkrechtzum Vorwärtsflug vollständig ausgeklappt und verriegelt sowie beim Übergang in die Landephase vollständig eingeklappt und verriegelt werden.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen