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Title:
SEPARABLE WING FOR AN AIRCRAFT, AIRCRAFT HAVING A SEPARABLE WING, AND METHOD FOR LANDING AN AIRCRAFT OF THIS TYPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/050333
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a wing (110) for an aircraft (100), comprising at least two wing components (111-113) which are arranged in the longitudinal direction of the wing (110) and connected to one another. The wing (110) also has a respective connection unit (301, 302) between two neighbouring wing components (111-113) for the releasable connection of the two neighbouring wing components (111-113), and a control system (150) configured to send a release signal to at least one connection unit (301, 302) before a landing of the aircraft (100). The at least one connection unit (301, 302) is configured to release the connection of the two neighbouring wing components (111-113) upon receipt of a release signal.

Inventors:
KURFISS FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2016/200441
Publication Date:
March 30, 2017
Filing Date:
September 20, 2016
Export Citation:
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Assignee:
AIRBUS DS GMBH (DE)
International Classes:
B64C39/02
Domestic Patent References:
WO2008018857A22008-02-14
WO2007133182A22007-11-22
Foreign References:
US3249322A1966-05-03
US2496087A1950-01-31
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SCHICKER, Silvia (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Tragfläche (110) für ein Luftfahrzeug (100) umfassend:

mindestens zwei Tragflächenkomponenten (111-113), die in Längsrichtung der Tragfläche angeordnet und miteinander verbunden sind;

jeweils eine Verbindungseinheit (301, 302) zwischen zwei benachbarten Tragflächenkomponenten (111-113) zur lösbaren Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten (111-113);

ein Steuerungssystem (150), das dazu eingerichtet ist, vor einer Landung des Luftfahrzeugs (100) an mindestens eine Verbindungseinheit (301, 302) ein Lösesignal zu senden,

wobei die mindestens eine Verbindungseinheit (301, 302) eingerichtet ist, beim Empfang eines Lösesignals die Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten (111-113) zu lösen.

2. Tragfläche (110) gemäß Anspruch 1, wobei das Steuerungssystem (150) dazu eingerichtet ist, das Lösesignal in Abhängigkeit einer Flughöhe über Grund zu senden.

3. Tragfläche (110) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens eine Verbindungseinheit (301, 302) umfasst:

eine Haltevorrichtung (310, 320), die die Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten (111-113) bewirkt; und

eine Lösevorrichtung (315, 325), die bei Empfang des Lösesignals die Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten (111-113) löst.

4. Tragfläche (110) gemäß Anspruch 3, wobei die Haltevorrichtung mindestens ein Seil (320) umfasst und die Lösevorrichtung eine pyrotechnische Schneidvorrichtung (325), die das mindestens eine Seil (320) durchtrennt, umfasst, oder wobei die Haltevorrichtung (310) einen Verbindungsbolzen (311) umfasst und die Lösevorrichtung einen Aktuator (315), der dazu eingerichtet ist, den Verbindungsbolzen (311) aus einer Halteposition in eine Löseposition zu bewegen, umfasst, oder

wobei die Haltevorrichtung (310) einen Verbindungsbolzen (311) umfasst und die Lösevorrichtung eine pyrotechnische Schneidladung oder Sprengladung, die den Verbindungsbolzen (311) durchtrennt, umfasst. 5, Tragfläche (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mindestens eine Verbindungseinheit (301, 302) ferner umfasst:

ein Federeiement (330), das eine Druckkraft auf die zwei benachbarten Tragflächenkomponenten (111-113) ausübt

6, Tragfläche (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, des Weiteren umfassend:

ein Leitwerk (121, 130) an jeder der mindestens zwei Tragflächenkomponenten (111-113), wobei jedes Leitwerk (121, 130) dazu eingerichtet ist, einen Nickwinkel der zugehörigen Tragflächenkomponente (111-113) zu stabilisieren.

7, Tragfläche (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, des Weiteren umfassend:

eine Antriebseinheit (140, 141) an jeder der mindestens zwei Tragflächenkomponenten (111-113), wobei jede Antriebseinheit (140, 141) dazu eingerichtet ist, die zugehörige Tragflächenkomponente (111-113) im abgetrennten Zustand flugfähig anzutreiben.

8« Luftfahrzeug (100), das eine Tragfläche (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.

9. Verfahren zum Landen eines Luftfahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst:

Ausgeben eines Lösesignals an mindestens eine zwischen zwei benachbarten Tragflächenkomponenten vorgesehene Verbindungseinheit; und

Lösen einer durch die mindestens eine Verbindungseinheit bewirkte Verbindung zwischen den zwei entsprechenden benachbarten Tragflächenkomponenten.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Ausgeben eines Lösesignals ein Ermitteln einer Flughöhe des Luftfahrzeugs über Grund, ein Vergleichen der ermittelten Flughöhe mit einem Schwellenwert und ein Ausgeben des Lösesignals, wenn die ermittelte Flughöhe mit dem Schwellenwert übereinstimmt, umfasst.

11. Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Lösen einer Verbindung ein Durchtrennen eines Seils, ein Bewegen eines Verbindungsbolzens aus einer Halteposition in eine Löseposition oder ein pyrotechnisches Durchtrennen eines Verbindungsbolzens umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, des Weiteren umfassend; Steuern jeder einzelnen der voneinander gelösten Tragflächenkomponenten, um jede der Tragflächenkomponenten getrennt voneinander zu landen.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Steuern jeder einzelnen Tragflächenkomponente ein Stabilisieren eines Nickwinkels und/oder eines Roilwinkels der Tragflächenkomponente und/oder ein Antreiben der Tragflächen komponen- te umfasst.

Description:
Trennbare Tragfläche für ein Luftfahrzeug, Luftfahrzeug mit trennbarer Tragfläche und Verfahren zum Landen eines solchen Luftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Tragfläche für ein Luftfahrzeug, ein Luftfahrzeug mit solch einer Tragfläche und ein Verfahren zum Landen solch eines Luftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Tragfläche mit verteilter Masse, die bei großen, extrem leichten Luftfahrzeugen Einsatz finden.

Luftfahrzeuge, die sich zum Betrieb in sehr großen Höhen - beispielsweise oberhalb von 15.000 m - eignen, müssen sehr große Tragflächen aufweisen, um genügend Auftrieb zu erzeugen. Für ein effizientes Fliegen in der Stratosphäre muss die Tragfläche zudem eine große Streckung aufweisen. Auf der anderen Seite soll das gesamte Luftfahrzeug sehr leicht sein und noch eine ausreichende Nutzlast tragen können. Diese divergierenden Bedingungen werden von sogenannten HALE Flugzeugen (High Altitude Long Endurance Flugzeugen), beispielsweise Flugzeuge des Typs HAPS (High Altitude Pseudo Satellite), erfüllt. Diese Flugzeuge weisen Spannweiten von 25 m und mehr bei sehr geringem Gewicht auf. Jedoch birgt das Landen solcher filigranen Flugzeuge die Gefahr der Zerstörung der Tragfläche, insbesondere wenn die Tragfläche als erstes den Boden berührt.

Um ein sicheres Landen zu ermöglichen, ist eine sehr ebene Landebahn notwendig. Diese sollte idealerweise so ausgerichtet sein, dass sie während des Landens in Windrichtung liegt. Nur so ist ein gleichmäßiges Landen, wobei das Luftfahrzeug gleichzeitig auf der gesamten Breite des Hauptflügels aufkommt, durchführbar. Dies beschränkt jedoch die mögliche Spannweite des Luftfahrzeugs und stellt zudem sehr hohe Anforderungen an die Wetterlage und Auswahl der Landebahn.

Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, eine Tragfläche für solche Luftfahrzeuge bereitzustellen, mit der ein sicheres Landen des Luftfahrzeugs ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Tragfläche mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Luftfahrzeug gemäß Anspruch 8 sowie einem Verfahren zum Landen eines Luftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.

Eine Tragfläche für ein Luftfahrzeug umfasst mindestens zwei Tragflächenkomponenten, die in Längsrichtung der Tragfläche nacheinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Dabei kann jeweils eine Verbindungseinheit zwischen zwei benachbarten Tragflächenkomponenten zur lösbaren Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten angeordnet sein. Ferner umfasst die Tragfläche ein Steuerungssystem, das dazu eingerichtet ist, vor einer Landung des Luftfahrzeugs an mindestens eine Verbindungseinheit ein Lösesignal zu senden, wobei die mindestens eine Verbindungseinheit eingerichtet ist, beim Empfang eines Lösesignals die Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten zu lösen.

Die Längsrichtung der Tragfläche liegt im Wesentlichen senkrecht zur Flugrichtung. Die durch die Verbindungseinheit verbundenen zwei benachbarten Tragfiächenkom- ponenten treffen an zwei gegenüberliegenden Stoßflächen - vorzugsweise Stirnflächen - der jeweiligen Tragflächenkomponenten zusammen. Die Stoßflächen können senkrecht zur Längsrichtung, also parallel zur Flugrichtung verlaufen, wodurch eventuelle Kanten an den zusammengelegten Stoßflächen den geringsten Luftwiderstand erzeugen.

Die Unterteilung der Tragfläche kann an bereits vorhandenen konstruktiven Verbindungsstellen geschehen. Beispielsweise können Abschnitte der Tragfläche in einem Winkel zu anderen Abschnitten der Tragfläche angeordnet sein. An den Stellen, an denen die Tragfläche abgeknickt oder angewinkelt ist, kann eine entsprechende Verbindungseinheit die zwei benachbarten Tragflächenkomponenten miteinander verbinden.

Ferner muss die Unterteilung der Tragfläche nicht eine symmetrische Aufteilung der Tragfläche bewirken. Vielmehr kann die Unterteilung auch abhängig von der Flugzeugstruktur beliebig oft und an beliebigen Stellen symmetrisch oder unsymmetrisch erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Tragfläche aus mindestens drei Tragflächenkomponenten, wobei eine Tragflächenkomponente mittig über dem Rumpf des Luftfahrzeugs angeordnet ist. Diese mittige Tragflächenkomponente verbleibt auch am Rumpf des Luftfahrzeugs, nachdem die anderen Tragflächenkomponenten gelöst wurden. Somit werden nur die„Enden" der Tragfläche vor einer Landung gelöst. Selbstverständlich können zwei benachbarte Tragflächenkomponenten auch am Rumpf des Luftfahrzeugs aneinander stoßen und mit einer Verbindungseinheit lösbar verbunden sein. In diesem Fall kann auch der Rumpf des Luftfahrzeugs von den beiden Tragflächenkomponenten vor der Landung gelöst werden und separat von allen Tragflächenkomponenten landen. Da die Nutzlast überwiegend an den Tragflächen befestigt ist, kann somit der Schutz der Nutzlasten erhöht werden. Durch das Lösen der Tragflächenkomponenten wird die Gesamtspannweite reduziert, sodass ein Aufsetzen eines Tragflächenteils (auf der Landebahn oder -piste) eine geringere Hebelwirkung auf die Gesamtstruktur des Luftfahrzeugs oder auf den abgelösten Tragflächenteil hat. Dadurch wird ein unkontrolliertes Auseinanderbrechen oder andere Zerstörung der Tragfläche vermieden - zumindest jedoch stark reduziert.

Ferner kann das Steuerungssystem dazu eingerichtet sein, das Lösesignal in Abhängigkeit einer Flughöhe über Grund oder in infolge einer manuellen Auslösung eines Operators des Luftfahrzeugs zu senden. Beispielsweise kann das Lösesignal kurz vor dem Aufsetzen ausgelöst und gesendet werden, also wenn die Flughöhe über Grund beim Landen einen bestimmten Schwellenwert unterschreitet. Der Schwellenwert kann zum Beispiel zwischen 15 m und Im liegen. In verschiedenen Ausgestaltungen kann das Lösesignal beispielsweise bei 15 m, 10 m, 5 m, 2 m oder 1 m ausgelöst und gesendet werden. Bei einem Lösen der Tragflächenkomponenten in so geringer Flughöhe besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die einzelnen Tragflächenkomponenten sicher landen können. Alternativ dazu kann das Luftfahrzeug auch in größerer Höhe aufgetrennt werden, sodass die Einzelteile getrennt voneinander zur gleichen Landestelle oder zu verschiedenen Landestellen geflogen werden können.

Die Flughöhe kann durch mindestens einen entsprechenden Sensor gemessen werden und zur weiteren Verarbeitung an das Steuerungssystem übertragen werden. Bei solch einem Sensor kann es sich um einen Radarsensor, Lidarsensor, Ladarsensor, Kamera oder anderen Sensor handeln. Ferner kann auch ein satellitengestütztes System, wie zum Beispiel ein GPS-Sensor, Einsatz finden. Dabei muss jedoch die genaue Höhe der Landebahn im GPS-Koordinatensystem bekannt sein. Ist das Luftfahrzeug bereits mit mindestens einem solchen Sensor ausgestattet, beispielsweise zur Überwachung der Erdoberfläche, kann dieser Sensor zur Abstandsmessung zwischen dem Luftfahrzeug und dem Grund (Landebahn, Landepiste) verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Tragfläche umfasst die mindestens eine Verbindungseinheit eine Haltevorrichtung, die die Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten bewirkt, und eine Lösevorrichtung, die bei Empfang des Lösesignals die Verbindung der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten löst. Die Haltevorrichtung kann mindestens ein Seil umfassen. Beispielsweise kann ein Seil zwei benachbarte Tragflächenkomponenten zusammenhalten, in dem es an entsprechenden Fixierungen an jeder der beiden Tragflächenkomponenten befestigt ist. Vorteilhafter Weise sind dabei übereinstimmende, ineinandergreifende Formen an zwei miteinander zu verbindenden Tragflächenkomponenten vorgesehen. Beispielsweise können Stifte oder Bolzen und entsprechende Aufnahmeöffnungen an den beiden Tragflächenkomponenten angeordnet sein. Diese ineinandergreifenden Formen können an den aufeinander stoßenden Stirnflächen der zwei benachbarten Tragflächenkomponenten angeordnet sein. Somit sind die zwei Tragflächenkomponenten gegen ein Verschieben (senkrecht zur Längsrichtung der Tragflächenkomponenten) gesichert. Das mindestens eine Seil ist an jeder der beiden benachbarten Tragflächenkomponenten befestigt und steht vorzugsweise unter Zug, so dass die Stoßflächen der beiden Tragflächenkomponenten aufeinander gedrückt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Haltevorrichtung mindestens einen Verbindungsbolzen und/oder einen Sprengbolzen umfassen. Jeder Bolzen wird durch mindestens eine Halterung an einer ersten der benachbarten Tragflächenkomponenten und mindestens eine Halterung an einer zweiten der benachbarten Tragflächenkomponenten geführt. Der Bolzen ist dabei vorzugsweise parallel zu den Stoßflächen der Tragflächenkomponenten oder senkrecht zur Längsrichtung der Tragflächenkomponenten angeordnet.

Die Lösevorrichtung kann eine Schneidvorrichtung umfassen. Diese ist besonders vorteilhaft, wenn die Haltevorrichtung aus einem Seil besteht und die Schneidvorrichtung das Seil durchtrennt. Die Schneidvorrichtung kann mechanisch betrieben sein. Es kann sich aber auch um eine pyrotechnische Schneidvorrichtung handeln. Solche gekapselten Sprengmechanismen werden beispielsweise auch in einem„Cypress Cutter™" verwendet.

Für den Fall, dass die Haltevorrichtung einen (stärkeren) Verbindungsbolzen umfasst, kann die Lösevorrichtung einen Aktuator umfassen, der dazu eingerichtet ist, den Verbindungsbolzen aus einer Halteposition in eine Löseposition zu bewegen. Der Aktuator kann dabei eine Zug- oder Druckkraft auf den Verbindungsbolzen ausüben, sodass dieser aus mindestens einer Halterung an einer Tragflächenkomponente gezogen bzw. geschoben wird. Dadurch kann mindestens eine Halterung zugehörig zu einer der benachbarten Tragflächenkomponenten frei werden, sodass sich diese Tragflächenkomponente von der anderen benachbarten Tragflächenkomponente löst. Als Aktuator kann beispielsweise auch eine pyrotechnische Treibladung eingesetzt werden, die den Verbindungsbolzen relativ zu einer der Tragflächenkomponenten bewegt. Dabei können auch gleichzeitig die Stoßflächen der benachbarten Tragflächenkomponenten voneinander abgestoßen werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die Lösevorrichtung eine pyrotechnische Schneidladung oder Sprengladung, die den Verbindungsbolzen durchtrennt, umfassen. Durch das Durchtrennen des Verbindungsbolzens wird ebenfalls eine Halterung der benachbarten Tragflächenkomponenten frei. Eine Schneidladung oder Sprengladung ist besonders dann vorteilhaft, wenn aus Platz- oder Gewichtsgründen ein Aktuator nicht zum Lösen des Verbindungsbolzens eingebaut werden kann.

Es kann auch ein Verbindungselement zwischen den Tragflächenkomponenten existieren, das beispielsweise durch eine Spreng/Schneidladung zerstört wird und somit die Tragflächenkomponenten voneinander getrennt werden. Das Verbindungselement kann dabei lösbar, z.B. durch Schrauben, an beiden Tragflächenkomponenten befestigt sein. Das Verbindungselement ist dann ein Verschleißteil, das nach jeder Landung ersetzt wird.

Ferner kann die Verbindungseinheit ein Federelement umfassen. Das Federelement ist dabei so ausgelegt, dass es eine Druckkraft auf die benachbarten Tragflächenkomponenten ausübt. Beispielsweise kann das Federelement die Stoßflächen der benachbarten Tragflächenkomponenten auseinanderdrücken. Sobald die Haltevorrichtung durch die Lösevorrichtung gelöst (entfernt) wird, können die benachbarten Tragflächenkomponenten durch das Federelement auseinandergedrückt und so besser voneinander gelöst werden. Alternativ kann auch eine pyrotechnische Lösevorrichtung so ausgelegt sein, dass sie während des Lösens der Verbindung auch eine der benachbarten Tragflächenkomponenten von der anderen abstößt.

Die Verbindungseinheit kann an einer der beiden benachbarten Tragflächenkomponenten angebracht sein, sodass sie nach dem Lösen der beiden benachbarten Tragflächenkomponenten an der einen Tragflächenkomponente verbleibt. Somit kann die Verbindungseinheit wiederverwendet und/oder wiederhergestellt werden. Für den Fall, dass ein Federelement vorhanden ist, kann dieses als Teil der Verbindungseinheit an einer Tragflächenkomponente angebracht sein. Alternativ kann das Federelement an der zweiten der benachbarten Tragflächenkomponenten angeordnet sein, sodass sich die Tragflächenkomponente ohne Verbindungseinheit von der Tragflächenkomponente mit Verbindungseinheit abstößt. Vorteilhafterweise ist dies eine außenliegende Tragflächenkomponente, die von einer Hauptstruktur des Luftfahrzeugs weiter entfernt liegt.

Optional kann die Tragfläche ein Leitwerk an jeder der mindestens zwei Tragflächenkomponenten umfassen, wobei jedes Leitwerk dazu eingerichtet ist, einen Nickwinkel der zugehörigen Tragflächenkomponente zu stabilisieren. Dadurch lässt sich ein Gleiten einer gelösten (abgetrennten) Tragfiächenkomponente ermöglichen. Aus Gewichtsgründen kann solch ein Leitwerk sehr klein ausgestaltet sein. Ferner kann das Leitwerk aus der Tragfläche herausklappen oder herausgefahren werden. Ein zugehöriger Mechanismus kann mit dem Lösesignal ausgelöst werden. Beispielhaft kann ein Aktuator eines Verbindungsbolzens und/oder ein Federelement mit dazu verwendet werden, die notwendige Kraft zum Herausklappen oder Herausfahren des Leitwerks bereitzustellen.

Die Tragfläche kann ferner so konzipiert sein, dass jede Tragflächenkomponente ein eigenes Leitwerk umfasst, welches auch während des normalen Flugbetriebs zur Stabilisierung des gesamten Luftfahrzeugs beiträgt. Somit kann ein Luftfahrzeug des oben beschriebenen Typs anstatt eines großen Hauptleitwerks mehrere kleine Leitwerke umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Hauptleitwerk steuerbar ausgestaltet sein, sodass das Luftfahrzeug gesteuert werden kann. Die Leitwerke der übrigen Tragflächenkomponenten können steuerbar aber auch starr (nicht-steuerbar) ausgestaltet sein.

Ebenfalls optional kann die Tragfläche des Weiteren eine Antriebseinheit an mindestens einer oder jeder der mindestens zwei Tragflächenkomponenten umfassen, wobei jede Antriebseinheit dazu eingerichtet ist, die zugehörige Tragflächenkomponente im abgetrennten Zustand flugfähig anzutreiben. Die Antriebseinheit/en kann/können während des normalen Flugbetriebs den Vortrieb des Luftfahrzeugs bewerkstelligen. Durch das Vorhandensein einer Antriebseinheit auf jeder Tragflächenkomponente kann jede abgetrennte Tragflächenkomponente zumindest für eine sichere Landung flugfähig gehalten werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt kann ein Luftfahrzeug eine wie oben beschriebene Tragfläche umfassen. Dies eignet sich für sogenannten HALE Flugzeuge (High Altitu- de Long Endurance Flugzeuge), beispielsweise Flugzeuge des Typs HAPS (High Alti- tude Pseudo Satellite). Diese zeichnen sich dadurch aus, dass die Masse des

Flugzeugs überwiegend in der Tragfläche konzentriert und gleichmäßig entlang der Spannweite verteilt ist. Die am Flügelholm entlang konzentrierte Massenverteilung bedingt, dass im normalen Flugbetrieb nahezu keine Biege-und Torsionsmomente am Hauptholm der Tragfläche auftreten. Durch diese spezielle Gewichtsverteilung entlang der Tragfläche ist es möglich, einzelne Tragflächenkomponenten voneinander zu trennen, ohne dass das Luftfahrzeug in eine instabile Fluglage kommt. Ferner können die einzelnen Komponenten des Luftfahrzeugs und insbesondere die gelösten Tragflächenkomponenten getrennt voneinander sicher gelandet werden. Die in mehrere Komponenten aufgeteilte Tragfläche weist eben an den Verbindungsstellen keine oder nur sehr geringe Biege-und Torsionsmomente auf, wodurch nach einem Lösen der Tragflächenkomponenten jede einzelne Tragflächenkomponente im Gleichgewicht ist. Die voneinander losgelösten Tragflächenkomponenten können somit jede für sich sicher landen. Dies kann im gesteuerten oder ungesteuerten Gleitflug erfolgen oder teilweise unterstützt durch eine Antriebseinheit an mindestens einer Tragflächenkomponen- te. Eine Tragflächenkomponente allein kann auch eine instabile Konfiguration bilden und (in Autorotation) zu Boden fallen. Dabei treten aufgrund des geringen Eigengewichts bei geeignetem Untergrund keine Beschädigungen auf. Optional wird der Gleitflug oder auch das angetriebene Fliegen durch ein Leitwerk an jeder Tragflächenkomponente verbessert.

Durch die separate Landung der Tragflächen komponenten ist der Bau noch größerer Flugzeuge (mit noch größeren Spannweiten) des oben erwähnten Typs möglich. Auch die Auswahl bestimmter Landefelder für diese Luftfahrzeuge ist nicht mehr beschränkt. Beispielsweise können nun auch (leicht unebene) Landepisten, mit Gras bewachsene Landepisten, Landepisten mit vergleichbarem natürlichen oder künstlichen Untergrund oder Wasser verwendet werden. Auch das Landen auf schwimmenden Plattformen wird so ermöglicht, da auf diesen Plattformen eine ebene Landebahn (auf Dauer) meist nicht gewährleistet werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zum Landen eines Luftfahrzeugs die folgenden Schritte: Ausgeben eines Lösesignals an mindestens eine zwischen zwei benachbarten Tragflächenkomponenten vorgesehene Verbindungseinheit; und Lösen einer durch die mindestens eine Verbindungseinheit bewirkte Verbindung zwischen den zwei benachbarten

Tragflächen komponenten.

Dabei kann das Ausgeben eines Lösesignals ein Ermitteln einer Flughöhe des Luftfahrzeugs über Grund, ein Vergleichen der ermittelten Flughöhe mit einem Schwel- lenwert und ein Ausgeben des Lösesignals, wenn die ermittelte Flughöhe mit dem Schwellenwert übereinstimmt, umfassen.

Das Lösen einer Verbindung kann mittels Durchtrennen eines Seils, Bewegen eines Verbindungselements aus einer Halteposition in eine Löseposition oder pyrotechnisches Durchtrennen eines Verbindungselements erfolgen. Auch das Durchtrennen des Seils kann durch eine pyrotechnische Schneidvorrichtung erfolgen.

Das Verfahren kann des Weiteren ein Steuern jeder einzelnen der voneinander gelösten Tragflächenkomponenten umfassen, um jede der Tragflächenkomponenten getrennt voneinander zu landen. Dabei kann das Steuern jeder einzelnen

Tragflächenkomponente ein Stabilisieren eines Nickwinkels und/oder eines Rollwinkels der Tragflächenkomponente und/oder ein Antreiben der Tragflächenkomponente umfassen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, die in

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Luftfahrzeugs mit einer Tragfläche aus mindestens zwei Tragflächenkomponenten zeigt, und

Figur 2 eine schematische Darstellung verschiedener Verbindungseinheiten an einer Stoßfläche einer Tragflächenkomponente zeigt.

Figur 1 zeigt schematisch eine Aufsicht eines Luftfahrzeugs 100 mit einer Tragfläche 110, die aus mindestens zwei Tragflächenkomponenten 111, 112, 113 besteht sowie eines Landevorgangs solch eines Luftfahrzeugs 100. Die Tragfläche 110 stellt bei diesem Luftfahrzeug 100 die maßgebliche tragende Struktur dar. Bei diesem Flugzeugtyp kann die Tragfläche 110 bei einer Spannweite von ca. 25 m gerade mal auf ein Gewicht von 20 kg kommen. Eine Nutzlast (Energiesystem, Avionik, Antrieb und Payload) von maximal ungefähr 25 kg (Gesamtmasse ca. 50 kg) wird dabei gleichmäßig über die Spannweite verteilt. Selbstverständlich können auch Luftfahrzeuge 100 mit größeren (und auch kleineren) Spannweiten nach dem Prinzip der vorliegenden Offenbarung hergestellt werden.

Neben der Tragfläche 110 umfasst das Luftfahrzeug 100 noch einen Rumpf oder Körper 120, der senkrecht zur Tragfläche 110 angeordnet ist. In Flugrichtung am hinteren Ende des Körpers 120 befindet sich ein Leitwerk 121, wodurch das Luftfahrzeug 100 steuerbar ist. Alternativ dazu ist auch eine Ausbildung des Luftfahrzeugs 100 in einer Nurflügelkonfiguration denkbar.

Die Tragfläche 110 besteht in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel aus insgesamt drei Tragflächenkomponenten. Eine erste Tragflächenkomponente III ist mittig auf oder an dem Rumpf/Körper 120 angeordnet. Eine zweite 112 und dritte 113 Tragflächenkomponente sind in Längsrichtung der Tragfläche angeordnet und jeweils mit der ersten Tragflächen komponente 111 verbunden. Selbst verständlich kann die Tragfläche 110 aus mehr oder weniger als den dargestellten Tragflächenkomponenten bestehen. Beispielsweise können die Tragflächenspitzen an den außenliegenden Enden der Tragfläche 110 als eigenständige Tragflächenkomponenten ausgebildet sein. So kann auch ein Tragflächenabschnitt ohne Nutzlast eine Tragflächenkomponente gemäß der vorliegenden Offenbarung bilden.

Die zweite und dritte Tragflächenkomponente 112, 113 ist dabei jeweils mit der ersten Tragflächenkomponente 111 über eine Verbindungseinheit (Figur 2; 301, 302) verbunden. Die unten detaillierter beschriebene Verbindungseinheit 310, 302 kann jeweiligen benachbarten Tragflächenkomponenten 111, 112, 113 lösbar verbinden.

Hierfür umfasst das Luftfahrzeug 100 ein Steuerungssystem 150, welches vor einer Landung des Luftfahrzeugs 100 an mindestens eine Verbindungseinheit ein Lösesignal sendet. Das Steuerungssystem 150 kann am/im Rumpf 120 oder an/in der Tragfläche 110 angebracht sein. Ferner kann das Steuerungssystem 150 ein Lösesignal in Abhängigkeit einer Flughöhe über Grund aussenden. Alternativ dazu kann das Lösesignal auch manuell ausgelöst werden. Dem Steuerungssystem kann z.B. über Funk ein entsprechender Auslösebefehl übermittelt werden. Die Flughöhe über Grund kann mittels eines oder mehrerer Sensoren (nicht gezeigt), die einen Abstand zum Boden messen können, ermittelt werden. Wird nun während des Landevorgangs eine bestimmte Flughöhe unterschritten, beispielsweise zwischen 15 m und 1 m über Grund, sendet das Steuerungssystem 150 ein Lösesignal an die mindestens eine Verbindungseinheit. Diese Flughöhenschwelle kann, je nach Beschaffenheit des Luftfahrzeugs 100 und/oder Eignung der Tragflächenkomponenten 111-113, auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Beispielsweise kann das Lösesignal bei einem Schwellenwert von 15 m, 10 m, 5 m, 2 m oder 1 m ausgelöst und gesendet werden.

Neben dem Leitwerk 121 am Rumpf/Körper 120 des Luftfahrzeugs 100 können weitere Leitwerke oder andere Vorrichtungen zur Stabilisierung des Nickwinkels an dem Luftfahrzeug 100 vorgesehen sein. Beispielsweise kann mindestens eine Tragflächenkomponente 112, 113, die nach einem Loslösen nicht mehr mit dem

Rumpf/Körper 120 verbunden sind, ein eigenes Leitwerk 130 umfassen.

Das Luftfahrzeug 100 kann ferner eine oder mehrere Antriebseinheiten 140 umfassen. Eine Antriebseinheit 140 kann beispielsweise als motorbetriebener Propeller ausgestaltet sein. Bei dem zugehörigen Motorantrieb kann es sich um einen Elektromotor handein. Ferner kann das Luftfahrzeug 100 mindestens eine Solarzelle (Solarpanel) umfassen (nicht gezeigt), die beispielsweise auf einer Oberseite der

Tragfläche 110 angebracht ist/sind, um während des Flugbetriebs ausreichend elektrische Energie für die Antriebseinheiten 140 bereitzustellen.

In Figur 1 sind die Antriebseinheiten 140 als an der mittigen Tragflächenkomponente III angeordnet dargestellt. Alternativ oder zusätzlich können die Antriebseinheiten 140 auch an den äußeren Tragflächenkomponenten 112, 113 angebracht sein. Ebenfalls alternativ oder zusätzlich können weitere Antriebseinheiten 141 an dem Luftfahrzeug 100 vorgesehen sein, sodass jede Tragflächenkomponente 111, 112, 113 mit mindestens einer Antriebseinheit 140, 141 ausgestattet ist.

Wie in Figur 1 ferner dargestellt ist, werden die äußeren, benachbarten Tragflächenkomponenten 112, 113 von der mittleren Tragflächenkomponente 111 kurz vor der Landung gelöst (200) und optional von der mittleren Tragflächenkomponente 111 abgestoßen (200). Anschließend können die beiden äußeren Tragflächenkomponenten 112, 113 im Gleitflug oder angetrieben und ungesteuert oder gesteuert neben dem restlichen Luftfahrzeug 100 sicher landen. Zur Steuerung sämtlicher Tragflächenkomponenten III, 112, 113 kann sowohl eine Antriebseinheit 140, 141 als auch ein Leitwerk 121, 130 verwendet werden. Die Leitwerke 130 müssen dabei nicht notgedrungen steuerbar sein, also bewegliche Teile enthalten. Durch eine eigene Antriebsvorrichtung 141 kann die entsprechende Tragflächenkomponente 112, 113 in einen sicheren Sinkflug gebracht werden.

Somit kann jede Tragflächenkomponente 111, 112, 113 sowie die übrigen Teile des Luftfahrzeugs 100 eine entsprechende unterschiedliche Flugbahn 211, 212,213 zur Landung aufweisen. Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass die äußeren, benachbarten Tragflächenkomponenten 112, 113 so konzipiert sein können, dass sie im ungesteuerten Gleitflug oder im gesteuerten Sinkflug zur Mitte des Luftfahrzeugs 100 fliegen, wenn sie von der mittleren Tragflächenkomponente III gelöst wurden. Dadurch lässt sich das gesamte Luftfahrzeug 100 auf einer schmaleren Landebahn landen als herkömm- liehe Flugzeuge dieses Typs. Zudem ist das Gewicht der einzelnen zu landenden Komponenten viel geringer. Dies erlaubt eine Landung auf weniger ebenem Untergrund. Somit sind auch Landungen auf grasbewachsenen Landepisten oder auf Landepisten mit ähnlicher natürlicher oder künstlicher Oberfläche möglich. Ferner kann das Luftfahrzeug 100 auch gezielt im Wasser oder auf schwimmend gelagerten Plattformen gelandet werden.

Ferner zeigt Figur 2 eine schematische Darstellung verschiedener Verbindungseinheiten an einer Stoßfläche einer Tragflächenkomponente.

Beim Empfang eines Lösesignals löst die Verbindungseinheit die Verbindung der zu der Verbindungseinheit gehörenden zwei benachbarten Tragflächenkomponenten. Dies kann beispielsweise durch das Durchtrennen eines Seils (als Haltevorrichtung) mittels der Lösevorrichtung erfolgen. Beispielhaft sind hier eine pyrotechnische Schneidvorrichtung und ein Messer oder ähnliche mit einer Klinge ausgestatteten Vorrichtung genannt. Alternativ kann eine Haltevorrichtung in Form eines Bolzens mittels eines Aktuators (als Lösevorrichtung) aus einer Halteposition in eine Löseposition bewegt werden. Dabei kann mindestens eine Halterung an einer der beiden benachbarten Tragflächenkomponenten 111, 112, 113 von dem Bolzen gelöst werden. Der Lösevorgang kann ferner durch ein Federelement und/oder eine (bereits vorhandene oder zusätzliche) pyrotechnische Treibladung unterstützt werden, wodurch die zwei benachbarten Tragflächenkomponenten 111, 112, 113 auseinandergedrückt werden.