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Title:
FLIGHT MODULE FOR AN AIRCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/156854
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a flight module for a vertical take-off and landing aircraft with a plurality of drive units arranged on a support structure, wherein the support structure comprises elongate support beams joined to one another at nodes. According to the invention, a specified number of the support beams each comprise at least one wing with aerofoil form, which is mounted or designed for rotation in a length section of the support beam extending between two nodes.

Inventors:
HUFENBACH WERNER (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100019
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
January 12, 2022
Export Citation:
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Assignee:
GERMANIUM SKIES GMBH (DE)
International Classes:
B64C29/00; B64C17/04; B64C27/20; B64C39/02
Attorney, Agent or Firm:
KOCH-POLLACK, Andrea (DE)
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Claims:
Flugeinheit für ein Fluggerät

Patentansprüche Flugeinheit für ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät mit mehreren, an einer Tragwerksstruktur angeord- neten Antriebseinheiten, wobei die Tragwerksstruktur an Knotenpunkten miteinander verbundene, längserstreckte Trag- werksbalken aufweist, von denen eine bestimmte Anzahl je- weils mindestens einen Flügel mit einer Tragflächenform aufweist, welcher in einem Längenabschnitt des zwischen zwei Knotenpunkten längserstreckten Tragwerkbalkens drehbe- weglich angeordnet oder ausgebildet ist. Flugeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel um eine Längsachse des Tragwerksbalkens drehbe- weglich angeordnet oder ausgebildet ist. Flugeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel den Flügel-Abschnitt des Tragwerksbalkens umschließend angeordnet oder ausgebildet ist. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel drehbar gegenüber einem Träger-Abschnitt des Tragwerkbalkens angeordnet oder ausge- bildet ist. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger-Abschnitt drehbar gegenüber einem anderen Träger-Abschnitt desselben Tragwerkbalkens und /oder gegenüber einem dem Tragwerksbalken zugehörigen Knotenpunkt der Tragwerksstruktur angeordnet oder ausgebil- det ist/sind. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel drehbar gegenüber dem Flü- gel-Abschnitt angeordnet oder ausgebildet ist. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anstellwinkel β des /der Flügel(s) in einem Winkelbereich von 0° bis 270° verstellbar ausge- bildet ist. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Flügel einzeln und/oder gruppiert steuerbar ausgebildet ist. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigsten eine Anzahl an Antriebsein- heiten zumindest einen Turbinen-Propeller (Impeller) auf- weisen. Flugeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugeinheit mit einer Transport- einheit eines beliebigen Fluggerätes koppelbar ausgebildet ist.

Description:
Flugeinheit für ein Fluggerät

Die Erfindung betrifft eine Flugeinheit für ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät mit mehreren, an einer Tragwerksstruktur angeordneten Antriebseinheiten, wobei die Tragwerksstruktur miteinander verbundene Tragwerksbalken auf- weist.

Aus der Druckschrift WO 2019/114885 Al ist ein Flugmodul der vorstehenden Art für ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät bekannt, welches eine Vielzahl von an Tragwerksbal- ken angeordnete Antriebseinheiten mit jeweils einem Propeller aufweist.

Das Flugmodul weist am äußeren Umfang der Tragwerksstruktur mehrere Luftleiteinrichtungen auf. Diese sind einseitig an äu- ßeren Knotenpunkten der miteinander verbundenen Tragwerksbal- ken angeordnet und drehbar gelagert.

Das aus dem Stand der Technik bekannte Fluggerät kann neben dem Flugmodul ein beliebiges, an das Flugmodul koppelbares Transportmodul umfassen.

Während eines Start- bzw. Landevorgangs des Fluggerätes mit im Wesentlichen senkrechtem Steig- bzw. Sinkflug des Flugmoduls ist das Flugmodul im Wesentlichen waagerecht gegenüber dem Un- tergrund gerichtet (horizontale Fluglage).

Während des Reiseflugbetriebes des Fluggerätes mit einem im Wesentlichen horizontalen Vorwärtsfluges des Flugmoduls ist das Flugmodul im Wesentlichen geneigt gegenüber dem Untergrund gerichtet (geneigte Fluglage).

Nachteilig an der Lösung nach dem Stand der Technik ist zum einen, dass durch die Anordnung der Luftleiteinrichtungen am äußeren Umfang der Tragwerksstruktur das Flugmodul sehr ausla- dend gestaltet, was gerade beim Start- und Landevorgang stö- rend ist, da unter den Start- bzw. Landebedingungen die Platz- verhältnisse meist begrenzt sind und die Luftleiteinrichtungen daher während des Start- und Landevorgangs eingeklappt werden müssen und nicht mehr zur Luftleitung und Steuerung des Fluges des Flugmoduls einsetzbar sind.

Zum anderen erzeugt die einseitige Halterung und Lagerung der Luftleiteinrichtungen im Betrieb des Flugmoduls bzw. des Flug- geräts zudem eine erhebliche Biegebelastung der Luftleitein- richtungen bzw. ihres Anschlusses an die Tragwerksstruktur und erzeugen eine ungünstige mechanische Belastung der Tragwerks- struktur.

Auch kann die Anzahl der betriebenen Propeller nicht an die in der jeweiligen Flugphase benötigte Antriebsleistung angepasst werden. So wird beispielsweise in der Phase des Vorwärtsfluges des geneigten Flugmoduls gegenüber der Phase des Steig- bzw. Sinkfluges des waagerecht orientierten Flugmoduls eine gerin- gere Antriebsleistung benötigt, die es erlauben würde eine be- stimmte Anzahl von Antriebseinheiten abzuschalten.

Allerdings bilden im Fall der geneigten Lage des Flugmoduls die Rotorblätter der Propeller von abgeschalteten Antriebsein- heiten - trotz einstellbarem Neigungswinkel der Propeller und einstellbarem Anstellwinkel der Rotorblätter - durch die teil- weise seitliche Anströmung einen ungünstigen Luftwiderstand, welche das optimale Strömungsbild und damit die Flugeigen- schaften des Flugmoduls erheblich stören und daher auch in der geneigten Lage des Flugmoduls weiter betrieben werden müssen.

Hierdurch ist die Effizienz der betriebenen Antriebseinheiten (gerätetechnischer Aufwand im Verhältnis zur erbrachten Auf- triebs- und Schubleistung) insbesondere in der Phase des hori- zontalen Vorwärtsfluges des geneigten Flugmoduls gemindert, so dass die erreichbare Reisefluggeschwindigkeit des Fluggerätes begrenzt bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugeinheit mit höherer Effizienz hinsichtlich deren Gestaltung und deren Be- trieb bei zugleich verbesserten Flugeigenschaften bereitzu- stellen.

Insbesondere soll der erforderliche Bauraum der Flugeinheit und die mechanische Belastung der Tragwerksstruktur verringert werden und gleichzeitig die Aerodynamik verbessert und die Flugstabilität in jeder Flugphase bzw. Fluglage gesichert wer- den.

Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine bestimmte Anzahl von Tragwerksbalken jeweils mindestens einen Flügel mit einer Tragflächenform aufweist, welcher in einem Längenabschnitt (Flügel-Abschnitt) des zwischen zwei Knotenpunkten längserstreckten Tragwerkbalkens drehbeweglich angeordnet oder ausgebildet ist.

Der Flügel mit einer Tragflächenform, auch Tragfläche genannt, weist in Strömungsrichtung gesehen vorn vorzugsweise eine ab- gerundete Anströmkante zur Anströmung des Flügels durch den Luftstrom und in Strömungsrichtung gesehen hinten vorzugsweise eine spitz zulaufende Abströmkante zur Abströmung des Luft- stromes vom Flügel auf.

Der Flügel weist an seiner Oberseite eine derart gewölbt ge- formte Anströmfläche im Verhältnis zur Anströmfläche seiner Unterseite auf, welche zur Erzeugung eines dynamischen Auf- triebs im angeströmten Zustand des Flügels die Luftströmung über die Flügeloberseite umlenkt und beschleunigt und damit einen Unterdrück auf der Flügeloberseite und einen Überdruck auf der Flügelunterseite bewirkt.

Die Anströmfläche der Flügeloberseite ist vorzugsweise konvex geformt.

Die Anströmfläche der Flügelunterseite ist derart im Verhält- nis zur Anströmfläche der Flügeloberfläche gewölbt geformt, dass zur Erzeugung des dynamischen Auftriebes die Beschleuni- gung der Luftströmung über die Anströmfläche der Flügelober- seite stets größer ist als über die Anströmfläche der Flügel- unterseite.

Die Anströmfläche der Flügelunterseite kann konvex bis konkav geformte sein.

Der Flügel ist in einem bestimmten Längenabschnitt des längs- erstreckten Tragwerksbalkens angeordnet bzw. ausgebildet, der daher als Flügel-Abschnitt des Tragwerkbalkens bezeichnet wird.

Der Flügel bzw. der Flügel-Abschnitt des Tragwerkbalkens kann an wenigstens einen weiteren Längenabschnitt des zugehörigen Tragwerkbalkens angrenzen, der den Flügel hält und daher als Träger-Abschnitt bezeichnet wird.

Der Flügel bzw. der Flügel-Abschnitt kann sich auch vollstän- dig zwischen zwei Knotenpunkten erstrecken. Der Flügel-Abschnitt oder der Flügel-Abschnitt gemeinsam mit dem /den Träger-Abschnitt (e) übernehmen die notwendige Trag- funktion eines Tragwerkbalkens, welcher sich zwischen zwei Knotenpunkten der Tragwerkstruktur spannt, ebenso wie die Tragfunktion eines flügellosen Tragwerkbalkens.

Als Knotenpunkte der Tragwerkstruktur sind die Verbindungs- stellen zwischen zwei Tragwerkbalken oder zwischen einem Trag- werkbalken und einem weiteren integralen Funktionsobjekt der Tragwerkstruktur, wie z.B. einer vorzugsweise zentral angeord- neten Einheit u. a. zur Regelung und Steuerung der Flugeinheit (Zentraleinheit) .

Die Zentraleinheit kann technische Funktionselemente, wie z.

B. Steuerungs-, Lagebestimmungs- und/oder Kommunikationstech- nik und/oder ein Lademodul und/oder technische Hilfsmittel zur Flugsicherung aufweisen.

Die Zentraleinheit kann bevorzugt mittig zu einer Mittelachse M der Flugeinheit angeordnet sein kann, so dass sich die Mit- tenachse der Zentraleinheit mit der Mittelachse M der Flugein- heit deckt. Die Zentraleinheit kann beispielsweise ein Gehäu- se, z. B. in Form einer Halbkugel oder eines Ellipsoids, für die Aufnahme von technischen Funktionselementen aufweisen.

Die Tragwerksbalken der Tragwerksstruktur können mit einem En- de an dem oder in dem Gehäuse der Zentraleinheit befestigt sein und von der Zentraleinheit radial nach außen verlaufen.

Der Flügel weist zur Erzeugung des dynamischen Auftriebes eine Querschnittsfläche auf, die wesentlich größer ist, als die Querschnittsfläche des zugehörigen Tragwerkbalkens.

Flügel überragt mit seinem Querschnittsprofil damit deutlich das Querschnittsprofil des zugehörigen Tragwerkbalkens. Mit anderen Worten ist der Flügel in seiner quer gerichteten Er- Streckung deutlich größer als der Tragwerkbalken in seiner quer gerichteten Erstreckung.

Der in dem Flügel-Abschnitt angeordnete bzw. ausgebildete Flü- gel ist zudem vorzugsweise in Richtung der Längserstreckung des Tragwerksbalkens längserstreckt angeordnet oder ausgebil- det.

Der Tragwerksbalken kann im Bereich des Flügel-Abschnitts ei- nen Flügel in vorbeschriebener Weise angeordnet haben oder selbst in vorbeschriebener Weise als Flügel ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß ist der Flügel drehbeweglich angeordnet oder ausgebildet.

Mit dieser kombinierten Gestaltung der Tragwerksstruktur aus miteinander verbundenen Tragwerksbalken, welche jeweils alter- nativ oder zusätzlich zu den am Tragwerksbalken angeordneten Antriebseinheiten verstellbare Flügel aufweisen, die an den Tragwerksbalken drehbeweglich angeordnet oder ausgebildet sind, erfolgt zum einen eine bauraumeffiziente und strukturme- chanisch günstige Integration von Flügeln innerhalb der Trag- werksstruktur und kann zum anderen der Betrieb der Flugeinheit in verschiedenen Fluglagen an die jeweils vorherrschenden Strömungsverhältnisse besser angepasst werden und damit die Aerodynamik der Flugeinheit wesentlich verbessert werden.

Die Erfindung geht bei dieser Lösung u. a. von der Erkenntnis aus, dass z. B. während des Vorwärtsfluges des Fluggerätes mit dem bekannten Flugmodul mit zunehmender Neigung des Flugmoduls durch die Antriebsleistung der Propeller eine zunehmende Vor- triebswirkung bewirkt wird, aber ungünstiger Weise eine abneh- mende Auftriebswirkung erzielt wird.

Die Erfindung geht weiter von der Erkenntnis aus, dass in ei- ner Aufkipp-Phase bzw. einer Abkipp-Phase des bekannten Flug- moduls, bei dem es sich im Übergang aus dem senkrechtem Steig- flug in den waagerechten Geradeaus- bzw. Vorwärtsflug bzw. im Übergang aus dem waagerechten Geradeaus- bzw. Vorwärtsflug in den senkrechten Sinkflug befindet, sich jeweils das Verhältnis des durch die Propeller erzeugten Vortriebsleistung und Auf- triebsleistung umkehrt und die wechselseitige Beziehung aus Vor- und Auftrieb zu ungewünschten Effekten im Flugverhalten des Flugmoduls führen kann.

Die Erfindung geht weiter von der Erkenntnis aus, dass z. B. während des Steig- bzw. Sinkflugs des Fluggerätes mit dem be- kannten Flugmodul die Auftriebswirkung der Propeller durch z.B. seitliche Windeinflüsse leicht gestört werden kann.

Ein besonderer aerodynamischer Vorteil der in die Tragstruktur integrierten Flügel liegt daran, dass diese auch von den Pro- pellern der Antriebseinheiten zusätzlich angeströmt werden können, was bei den außen angeordneten Luftleiteinrichtungen des bekannten Flugmoduls nicht möglich ist.

Durch die Anströmung der in die Tragstruktur integrierten Flü- gel mit dem Abwind der Propeller, können diese Flügel auch für bestimmte Manöver beim Starten/Landen/Aufkipp/Abkippphase un- ter niedrigen Fluggeschwindigkeit der Flugeinheit wirksam ge- nutzt werden, da sie auch während dieser Phasen durch die ge- sonderte zusätzliche Anströmung eine aerodynamische, das Flug- manöver unterstützende Kraft bewirken können.

Zur weiteren Verbesserung der Aerodynamik der erfindungsgemä- ßen Flugeinheit ist diese mittels der drehbaren Flügel so ge- staltet, dass das Verhältnis der Auftriebsleistung zur Vor- triebsleistung während des Vorwärtsfluges, des Steig- bzw. Sinkflug und in der Aufkipp-Phase bzw. Abkipp-Phase besser ge- steuert und damit stabilisiert werden kann. Die Drehbarkeit der Flügel ermöglicht, dass deren Lage ent- sprechend des Flugzustandes der Flugeinheit zur Stabilisierung oder Steuerung des Fluges eingestellt werden kann. So können sie wie Leitwerke eingesetzt werden und z.B. die Positionshal- tung der Flugeinheit während bestimmter Manöver beim Star- ten/Landen/Aufkipp/Abkippphase unterstützen und verbessern.

So können die Flügel im senkrechten Steig- bzw. Sinkflug der Flugeinheit während des Start- und Landevorgangs des Fluggerä- tes bei Betrieb aller Antriebseinheiten mit im Wesentlichen vertikal gegenüber dem Untergrund ausgerichteten Anströmflä- chen eingestellt werden, so dass der durch die Propeller der Antriebseinheiten erzeugte Auftrieb in einer gegenüber dem Un- tergrund horizontalen Fluglage der Flugeinheit ungehindert wirken kann und nicht durch die Anströmflächen der Flügel be- hindert wird. Die Flügelstellung der durch die Propeller ange- strömten Flügel kann zudem den senkrechten Auftrieb der Flug- einheit unterstützen und gegenüber seitliche Strömungseinflüs- se stabilisieren. Die Flügel wirken dabei wie Seiten-Ruder und stellen einen Widerstand gegen seitliche Verschiebung senk- recht zur Anströmfläche der Flügel zur Verfügung.

Alternativ können die Flügel im senkrechten Steig- bzw. Sink- flug mit einem von der vertikalen Stellung abweichenden Stell- winkel gegenüber dem Untergrund angestellt sein, so dass sie auch im vertikalen Steig- bzw. Sinkflug eine Kraft ausüben, die zu einer vorbestimmten Seitwärtsbewegung oder Drehbewegung der Flugeinheit führt.

In einer Aufkipp-Phase, bei dem sich die Flugeinheit im Über- gang aus dem senkrechtem Steigflug in den waagerechten Vor- wärtsflug befindet, zum Realisieren des Reiseflug-Betriebes des Fluggerätes aus einer horizontalen Fluglage in eine gegen- über dem Untergrund geneigt gerichtete Fluglage aufgekippt wird, können die Flügel so geneigt / schräg gegenüber dem Un- tergrund orientiert gestellt werden, dass während des Betriebs einiger einzelner Antriebseinheiten die Anströmflächen der Flügel eine Umströmung erfahren und einen dynamischen Auftrieb erzeugen und damit das Aufkippen der Flugeinheit geführt un- terstützen.

Analog können in einer Abkipp-Phase, bei dem die Flugeinheit im Übergang aus dem waagerechten Vorwärtsflug in den senkrech- ten Sinkflug aus einer nahezu vertikalen Fluglage in eine ge- genüber dem Untergrund geneigt gerichtete Fluglage abgekippt wird, die Flügel so geneigt / schräg gegenüber dem Untergrund orientiert gestellt werden, dass während des Betriebs einiger einzelner Antriebseinheiten die Anströmflächen der Flügel eine Umströmung erfahren und einen dynamischen Auftrieb erzeugen und damit das Abkippen der Flugeinheit geführt verzögern.

Durch die zusätzlich angeströmten Flügel kann die Auftriebs- komponente während der Aufkipp-Phase bzw. Abkipp-Phase stark beeinflusst werden und es ergibt sich mehr Spielraum für den Einsatz und den Betrieb der Antriebseinheiten.

Die vom Abwind der Propeller angeströmten Flügel können diesen Abwind der Propeller auch ablenken, wobei der entstehende Im- puls zum Auftrieb während der Aufkipp-Phase bzw. Abkipp-Phase beitragen kann. Je schneller die Flugeinheit bzw. das Flugge- rät fliegt, kann dies von der relativ strömenden Luft weiter erhöht werden.

Um z.B. das Aufkippen zu unterstützen, könnten beispielsweise die in Flugrichtung hinteren/oberen Flügel etwas mehr ange- stellt werden als die in Flugrichtung vorderen/unteren Flügel, um durch diese hinteren/oberen Flügel mehr Auftrieb als durch die in Flugrichtung vorderen/unteren Flügel zu erzeugen. Damit würde sich die Flugeinheit in Flugrichtung hinten nach oben bewegen, ohne dass dies durch einen höheren Schub der Propel- ler erfolgen muss.

Während des im Wesentlichen waagerechten Vorwärtsfluges der Flugeinheit zum Realisieren des Reiseflug-Betriebes des Flug- gerätes, bei dem sich die Flugeinheit im Wesentlichen in einer gegenüber dem Untergrund steilen / nahezu vertikal gerichteten Fluglage befindet, können die Flügel so horizontal orientiert gegenüber dem Untergrund gestellt werden, dass während des Be- triebs einiger einzelner Antriebseinheiten die Anströmflächen der Flügel eine Umströmung erfahren und einen dynamischen Auf- trieb erzeugen und damit den Vorwärtsflug der Flugeinheit sta- bilisieren und die Flugleistung der Flugeinheit im Vorwärts- flug verbessern.

Bestenfalls werden bei einer nahezu vollständig vertikal ge- richteten Fluglage der Flugeinheit während des waagerechten Vorwärtsfluges die Propeller der Antriebseinheiten fast aus- schließlich für den Vortrieb genutzt und die Flügel übernehmen fast ausschließlich die Auftriebsleistung. Da die Propeller in dem Fall in Flugrichtung zeigen, werden die Flügel optimal an- geströmt und arbeiten mit höchster Effizienz ihrer Auftrieb- leistung.

Das heißt folglich auch, dass mittels des unterstützen dynami- schen Auftriebs der Flügel im Vorwärtsflug eine geringere An- triebsleistung durch die Antriebseinheiten benötigt wird und somit die Flugeinheit auch dadurch insgesamt kleiner hinsicht- lich deren Größe und Masse konzipiert werden kann.

Folglich kann durch die höhere Effizienz der Flugeinheit Treibstoff gespart werden, respektive größere Flugstrecken be- wältigt werden.

Die Drehverstellbarkeit der Flügel ist zudem vorteilhaft, um auftretende Störströmungen, wie Sturm oder Turbulenzen im Luftraum, durch entsprechende Flügelstellung ausgleichen zu können.

Für den Betrieb der Flugeinheit in Anpassung an die jeweiligen Strömungsverhältnisse in verschiedenen Fluglagen und Umweltsi- tuationen ist die Drehverstellung der Flügel vorzugsweise ein- zeln und/oder gruppenweise ansteuerbar ausgebildet.

Der Längenabschnitt, welcher den Flügel aufweist (Flügel- Abschnitt), kann die gesamte Länge des längserstreckten Trag- werksbalken einnehmen oder nur einen Teil des längserstreckten Tragwerksbalken umfassen.

Erfindungsgemäß kann der Flügel sich also über die gesamte Länge des längserstreckten Tragwerksbalken erstrecken - also von Knotenpunkt zu Knotenpunkt der Tragwerksstruktur - oder einseitig oder beidseitig seiner Längserstreckung mit einem Längenabschnitt des Tragwerkbalkens (Träger-Abschnitt) verbun- den sein.

Vorzugsweise, wie im letztgenannten Fall, ist der Flügel beid- seitig von einem Träger-Abschnitt eingefasst ausgebildet oder angeordnet.

Hierdurch wird einerseits eine stabile Halterung des Flügels realisiert und andererseits eine bestimmte Beabstandung des Flügels zu den übrigen Tragwerksbalken der Tragwerksstruktur und zu den Antriebseinheiten bewirkt, welche u. a. größere Freiheitsgrade für den Schwenkbereich des Flügels ermöglicht und geringere wechselseitige Strömungsbeeinflussung zwischen den Propellern und den Flügeln bedeutet.

Vorteilhafter Weise ist der am Flügel-Abschnitt angeordnete oder ausgebildete Flügel um eine Längsachse des Tragwerksbal- kens drehbeweglich gestaltet. Diesbezüglich kann ein im Flügel-Abschnitt des Tragwerksbal- kens angeordneter oder ausgebildeter Flügel gegenüber dem Flü- gel-Abschnitt und / oder gegenüber dem /den sich anschließen- den Träger-Abschnitt (en) des Tragwerksbalkens um dessen / de- ren Längsachse drehbar ausgebildet oder angeordnet sein.

Ebenso kann auch der Flügel-Abschnitt und / oder der /die sich anschließenden Träger-Abschnitte des Tragwerksbalkens gegen- über dem/den feststehenden Knotenpunkten der Tragwerksstruktur und / oder gegenüber einem feststehenden Träger-Abschnitt des Tragwerksbalkens um dessen Längsachse drehbar ausgebildet oder angeordnet sein.

Diese Ausführungen ermöglicht eine besonders raum- und massen- sparende Anordnung und Funktionsweise der Flügel entlang des Tragwerksbalkens der Tragwerksstruktur.

Auch die Ausführung, bei der der Flügel den Flügel-Abschnitt des Tragwerksbalkens umschließend angeordnet oder ausgebildet ist, realisiert eine besonders raum- und massensparende Anord- nung und Funktionsweise der Flügel an der Tragwerksstruktur.

Die Umschließung des Tragwerkbalkens durch den Flügel hat wei- terhin den Vorteil, dass sowohl die Tragwerksstruktur als auch die Flügel jeweils einzeln nach ihren spezifischen Lastanfor- derungen dimensioniert werden können und somit die Tragwirkung der Tragwerksstruktur nicht nachteilig von dem Flügel beein- flusst wird.

Zudem ist die Lagerung des Flügels und die Lasteinleitung in die Tragwerkstruktur konstruktiv einfachen, da im Betrieb we- niger Biegelastanteile auftreten und die Krafteinleitung line- ar verteilt entlang des Flügels erfolgen kann, statt nur an den Endpunkten, wie bei den Luftleiteinrichtungen nach dem

Stand der Technik. In einer speziellen Ausführungsform ist der Flügel drehbar ge- genüber dem/den angrenzenden Träger-Abschnitt (en) angeordnet oder ausgebildet.

Bei dieser Ausführung können beispielsweise Drehlager zur Drehstellung des Flügels unmittelbar an oder in den beiden En- den des längserstreckten Flügels angeordnet sein, so dass der Flügel bzw. der Flügel-Abschnitt mit dem fest verbundenen Flü- gel gegenüber dem / den angrenzenden, drehfest /starr ausge- bildeten Träger-Abschnitt (en) drehverstellt werden kann.

Diese Ausführung bietet die konstruktiv einfachste Herstellung und Ausführung der Verstellmöglichkeit der Neigung des Flügels gegenüber dem Tragwerksbalken.

Die Anordnung der Drehlager unmittelbar an oder in den beiden Enden des Flügels schafft eine stabile Lagerung des Flügels und ermöglicht einen problemlosen Austausch des Flügels für beispielsweise einen einsatzspezifischen Profilwechsel.

Die durch die Anströmung des Flügels entstehende Biegebelas- tung der Träger-Abschnitte kann durch entsprechende Gestaltung der Drehlager kompensiert werden. So können beispielsweise Tonnenrollenlager eingesetzt werden, die eine gewisse Winkel- stellung der Lagerelemente zueinander zulassen, so dass damit das Drehlager gleichzeitig als Winkelentkopplung fungiert.

In einer alternativen Ausführungsform ist der Träger-Abschnitt drehbar gegenüber einem anderen Träger-Abschnitt desselben Tragwerkbalkens und /oder gegenüber einem dem Tragwerksbalken zugehörigen Knotenpunkt der Tragwerksstruktur angeordnet oder ausgebildet.

Anders ausgedrückt kann ein Teil eines Tragwerkbalkens oder eines Träger-Abschnitts drehbar gegenüber einem anderen Teil desselben Tragwerkbalkens oder desselben Träger-Abschnitts und /oder drehbar gegenüber einem dem Tragwerksbalken zugehörigen Knotenpunkt angeordnet oder ausgebildet sein.

Bei dieser Ausführung können der /die angrenzenden Tragwerks- balken-Abschnitt (e) oder ein Teil des /der angrenzenden Trag- werksbalken-Abschnitt (e) fest mit dem am Flügel-Abschnitt an- geordneten oder ausgebildeten Flügel verbunden sein und bei- spielweise an dessen gegenüberliegenden Ende im Übergang zu dem drehfest ausgebildeten Träger-Abschnitt (anderen Teil des Träger-Abschnitts) des desselben Tragwerksbalkens und / oder im Übergang zu einem Knotenpunkt des Tragwerksbalkens der Tragwerksstruktur Drehlager zur Drehstellung des Flügels ange- ordnet sein, so dass der Flügel im Flügel-Abschnitt gemeinsam mit dem angrenzenden Träger-Abschnitt (Teil des Träger- Abschnitts) gegenüber dem drehfest ausgebildeten Träger- Abschnitt (anderen Teil des Träger-Abschnitts) oder gegenüber dem Knotenpunkt der Tragwerksstruktur drehverstellt werden kann.

Die an den Flügel angrenzenden, fest mit diesem verbundenen Träger-Abschnitte stellen somit den Flügel einfassende und stützende drehbare Wellen dar.

Diese Anordnung erzeugt eine geringere Biegebelastung inner- halb der einzelnen Träger-Abschnitte, weil die Biegebelastung durch die Anströmung der Flügel gleichermaßen / verteilt auf die Flügel und auf die mit diesen fest verbundenen Träger- Abschnitte wirkt.

Die durch die Anströmung des Flügels entstehende Biegelast vollführt in den mit dem drehbaren Flügel verbundenen Träger- Abschnitt (en) eine Winkeländerung gegenüber den drehfest aus- gebildeten Träger-Abschnitt (en) oder gegenüber dem / den zuge- hörigen Knotenpunkt (en) der Tragwerksstruktur, welche durch entsprechende Gestaltung der externen Drehlager kompensiert werden. So können beispielsweise Tonnenrollenlager, die eine gewisse Winkelstellung der Lagerelemente zueinander zulassen, gleichzeitig als Winkelentkopplung fungieren.

Die Tragwerksstruktur wird hiermit deutlich von der Biegebe- lastung entlastet, was zu einer Verbesserung der Stabilität der Tragwerksstruktur und der Flugeigenschaften der Flugein- heit führt.

Sind die Drehlager vorteilhafter Weise in Nähe der zugehörigen Knotenpunkte des Tragwerksbalkens der Tragwerksstruktur ange- ordnet, wird die Biegebelastung des Tragwerkbalkens und damit der Tragwerksstruktur weiter gemindert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Flügel drehbar gegenüber dem Flügel-Abschnitt angeordnet oder ausge- bildet.

Bei dieser Ausführung kann das oder die Drehlager zur Drehver- stellung des Flügels an dem Flügelkörper oder in dem Flügel- körper integriert angeordnet oder ausgebildet sein, so dass der Flügel gegenüber dem drehfest ausgebildeten Flügel- Abschnitt und Träger-Abschnitt (en) des Tragwerkbalkens dreh- verstellt werden kann.

Die drehbewegliche Verbindung zwischen dem Flügel und dem Tragwerkbalken im Flügel-Abschnitt kann durch ein einziges Drehlager realisiert werden.

Der Tragwerksbalken, welcher einen angeordneten Flügel trägt, ist damit im Gegensatz zu den vorstehend genannten Ausführun- gen durchgehend / ununterbrochen mit im Wesentlichen identi- schem Querschnitt ausgebildet und bildet eine starre Drehachse für die Drehverstellung des Flügels.

Der Flügel kann entlang seiner Längserstreckung eine Durchfüh- rung zur Aufnahme des durchgehend ausgebildeten Tragwerkbai kens und zur Aufnahme des /der integrierten Drehlager(s) auf- weisen.

Bei dieser Ausführung wird die durch die Anströmung des Flü- gels entstehende Biegelast - insbesondere bei der Verwendung mehrerer über die Länge des Flügel-Abschnitts verteilt ange- ordneter Drehlager - gleichmäßiger über eine große Länge des durchgehenden Tragwerkbalkens verteilt aufgenommen und somit eine Durchbiegung des Tragwerkbalkens weitestgehend vermin- dert, so dass auch hier die Stabilität der Tragwerksstruktur erhöht und die Flugeigenschaften der Flugeinheit verbessert wird.

Infolgedessen treten weitestgehend keine Winkelabweichungen im Bereich der Drehlager auf, so dass bei dieser Ausführung au- ßerdem konstruktiv einfachere Drehlager, wie Kugellager oder Gleitlager, anwendbar sind.

Vorteilhafter Weise ist ein Anstellwinkel β des /der Flügel(s) in einem Winkelbereich von 0° bis 270° verstellbar ausgebil- det.

Die Drehstellung der Flügel können zumindest teilweise ein- stellbar ausgebildet sein, insbesondere mit einem Anstellwin- kel ß, der zwischen einer definierten von der Tragwerkstruktur der Flugeinheit gebildeten Tragwerksebene E und einer mittle- ren Querschnittsebene des Flügels eingeschlossen wird. Die Flügel können mit einem Anstellwinkel β in einem Bereich von 0° bis 270° ausrichtbar sein, so dass ihre Auftriebs- bzw. Lenkfunktion während des Flugbetriebes in jeder Flugphase und Fluglage der Flugeinheit optimal an die Strömungsverhältnisse, Umweltbedingungen etc. angepasst werden kann.

Durch die Variation des Anstellwinkels ß kann eine optimale Umströmung und Auftriebsleistung des /der Flügel in jeder be- liebigen Fluglage erzeugt werden und beispielsweise die Auf- triebsfunktion des Flugeinheit entsprechend der Strömungsver- hältnisse vorteilhaft beeinflusst werden.

Werden mehrere Flügel mit jeweils verschieden großen Anstell- winkeln ß ausgerichtet, kann beispielsweise die Lenk- und La- gestabilisierungs-Funktion der Flugeinheit verbessert werden.

Als Anstellwinkel β ist jeweils der größere der sich bildenden Winkel zwischen der Tragwerksebene E und der mittleren Quer- schnittsebene des Flügels im Bereich des hinteren, im Normal- fall entgegen der Flugrichtung weisenden, die spitz zulaufende Abströmkante aufweisenden Flügel-Abschnitts des Flügels be- stimmt.

Bei mehreren verstellbar ausgebildeten Flügeln können die je- weiligen Anstellwinkel β der Flügel unabhängig voneinander va- riierbar sein und die Anstellwinkel β der Flügel individuell ansteuerbar sein.

Bei einem Anstellwinkel β von 180° ist die Tragwerksebene E und die mittlere Querschnittsebene des Flügels deckungsgleich.

Diese Stellung des Flügels / der Flügel (nicht dargestellt) kann beispielsweise in einer notwendigen Abbremssituation (z.B. bei ungünstigen Auf- oder Abwinden) während der Steig- bzw. Sinkflugphase der Flugeinheit angewandt werden.

Bei einem Anstellwinkel β von 90° ist der vordere, die abge- rundete Anströmkante aufweisende Flügel-Abschnitt des Flügels steil nach oben gerichtet und der hintere, die spitz zulaufen- de Abströmkante aufweisende Flügel-Abschnitt steil nach unten gerichtet.

Diese Stellung des Flügels/ der Flügel können Z.B vorrangig während der Steig- bzw. Sinkflugphase der Flugeinheit ange- wandt werden, um zum Beispiel den durch die Propeller in der Steig- bzw. Sinkflugphase erzeugten Auftrieb oder Abtrieb der Flugeinheit zu unterstützen und die Fluglage der Flugeinheit während der Steig- bzw. Sinkflugphase bei beispielsweise un- günstigen Seitenwinden zu stabilisieren.

Bei einem Anstellwinkel β von 270° (nicht dargestellt) ist der vordere, die abgerundete Anströmkante aufweisende Flügel- Abschnitt des Flügels steil nach unten gerichtet und der hin- tere, die spitz zulaufende Abströmkante aufweisende Flügel- Abschnitt steil nach oben gerichtet.

Diese Stellung einzelner Flügel mit einem Winkel ß von bis zu 270° kann beispielsweise in der Situation während der Aufkipp- Phase bzw. der Abkipp-Phase der Flugeinheit angewandt werden, um einerseits das Aufkippen oder Abkippen der Flugeinheit zu unterstützen und ggf. zu beschleunigen und um andererseits die Flugeinheit in dieser, gegenüber dem Untergrund geneigt ge- richtete Fluglage zu lenken und zu stabilisierten.

Die Stellung des/der Flügel(s) mit einem Winkel ß in einem Be- reich von etwa 70° bis etwa 110° entspricht vorrangig im We- sentlichen der Situation während des Geradeaus- oder Vorwärts- fluges der Flugeinheit, um eine optimale Umströmung und ent- sprechende Auftriebsleistung des /der Flügel für den Vorwärts- flug zu erzeugen und die Flugeinheit in ihrer angestrebten Fluglage und Reiseflughöhe justieren zu können.

In bestimmten Situationen, wie z.B. in einer notwendigen Ab- bremssituation oder Ausweichsituation der Flugeinheit während des Geradeaus- oder Vorwärtsfluges kann die Verstellung eines oder mehrerer Flügel mit einem Anstellwinkel β von 0° bis zu 180° erfolgen (nicht dargestellt), um den Flügel gegen die vorherrschende Strömungsrichtung anzustellen.

Der Anstellwinkel β kann im Weiteren in Abhängigkeit eines einstellbaren Neigungswinkel α der Flugeinheit gegenüber dem Untergrund bzw. gegenüber einer Schwerkraftlinie S der Flugei- nheit variierbar sein; bzw. beeinflusst die Flügelstellung in einem Anstellwinkel β und die Einstellung der Rotoren / Pro- peller der Antriebseinheiten die Neigung der Flugeinheit und damit den Neigungswinkel ex.

Die Schwerkraftlinie S verläuft entlang der Wirkrichtung der auf die Flugeinheit einwirkenden Gravitationskraft, also immer senkrecht zur Erdoberfläche (Untergrund). Die Gravitations- kraft ist dabei die durch die Wirkung des Gravitationsfeldes der Erde verursachte Kraft, die auf die Flugeinheit einwirkt.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit ist der kleinere der sich bildenden Winkel zwischen der Tragwerksebene E und der stets senkrechten Schwerkraftlinie S der Flugeinheit ein, damit ergibt sich der Neigungswinkel α immer zwischen der Schwer- kraftlinie S der Flugeinheit und dem in Flugrichtung weisen- den, gen Untergrund neigbaren Vorderkante der Flugeinheit.

Die Beziehungen der Winkel a und ß zueinander sind komplex und werden für jede Konfiguration der Flugeinheit und für die kon- krete Verwendung an einem Fluggerät vorzugsweise aus mathema- tischen Modellen konkret ermittelt und optimiert.

Durch die verschiedene Anströmung und Stellung der Flügel wäh- rend der verschiedenen Flugphasen / Neigung der Flugeinheit kann eine Kraft erzeugt werden, die entweder zur Neigungsände- rung der Flugeinheit und/oder zur Erhöhung/Verringerung des Auftriebes genutzt werden kann.

Z.B. kann bei einer Neigung der Flugeinheit mit einem Nei- gungswinkel a in einem Bereich > 0° und < 90°, wie z.B. in der Abkipp- bzw. Aufkipp-Phase vorgesehen, durch geeignete Ver- stellung des Anstellwinkels ß des /der Flügel ein sich z.B. während des Abkippens der Flugeinheit aus der Vorwärtsflug- Phase verringernder Auftrieb der Flügel ausgeglichen werden. Die optimalen Winkelverhältnisse verhalten sich transient über die Zeit und sind entsprechend variabel einzustellen.

Vorzugsweise Einstellbereiche bei den verschiedenen Flugphasen können in etwa sein:

Senkrecht-Start: a = 90°, ß = 60°-120°

Aufkippen: a =90-45°, ß = 180-90°

Reiseflug /Vorwärtsflug: a =45°-0°, ß = 45-135°

Abkippen: a = 90-45°, ß = 180-90°

Senkrecht-Landung: a = 90°, ß = 60°-120°

Zum Kippen der Flugeinheit werden vorzugsweise einzelne oder mehrere in Flugrichtung vorderen/unteren Flügel gegenüber ein- zelnen oder mehreren in Flugrichtung hinteren/oberen Flügel mit einem unterschiedlichen Anstellwinkel β angestellt. Durch die Differenz der verschieden großen Kräfte stellt sich ein Drehmoment um die Querachse (quer zur Mittelachse M) der Flug- einheit ein, was zu einer Aufkipp/Abkippbewegung führt.

Die Winkeldifferenz der Anstellwinkel β der Flügel liegt hier- bei vorzugsweise bei: delta ß = ß (Flügel vorn) ß (Flügel hinten) — 045°

Mit derartigen Ausführungen und Verstellmöglichkeiten des /der Flügel kann nicht nur die Auftriebsleistung der Flugeinheit verbessert und damit die Antriebsleistung der Antriebseinhei- ten reduziert und die Effizienz der Flugeinheit erhöht werden, sondern vornehmlich auch die Flugstabilität der Flugeinheit verbessert werden.

Zur Ausführung der vorstehend beschriebenen Betriebsweisen der Flugeinheit mit dem /den Flügel(n) kann eine vorgesehene Steu- erungstechnik der Flugeinheit beispielsweise zum Ausgeben ei- nes Steuersignals zum Schalten und zur Leistungssteuerung der Antriebseinheiten eingerichtet und ausgebildet sein. Im Weite- ren kann die Steuerungstechnik zum Ausgeben eines Steuersig- nals zum Einstellen des Neigungswinkel α der Flugeinheit und des Anstellwinkels ß der Flügel eingerichtet und ausgebildet sein. Die Kupplungseinrichtung kann entsprechend als steuerba- re Kupplungseinrichtung ausgebildet ist. Im Weiteren kann die Steuereinheit der Flugeinheit zusätzlich zum Ausgeben eines Steuersignals zur Ansteuerung einer steuerbaren Kupplungsein- richtung zur An- bzw. Abkopplung der Flugeinheit mit einer Transporteinheit eines Fluggerätes ausgebildet sein.

Weiter ist zur Verbesserung der Flugeigenschaften der Flugein- heit vorgesehen, dass wenigstens eine Anzahl an Antriebsein- heiten zumindest einen Turbinen-Propeller (sogenannte Impel- ler) aufweisen.

Die Turbinen-Propeller weisen in vornehmlich zylindrisch aus- gebildeten Strömungsröhren angeordnete Propeller auf, und ha- ben infolge ihrer höheren spezifischen Auftriebs- bzw. Schub- leistung typischerweise einen kleineren Durchmesser als die üblichen Propeller bei gleicher Antriebsleistung.

Damit kann die Flugeinheit mit einem günstigeren Größen- und Massenverhältnis zwischen Antriebseinheiten und Flügel zu Gunsten von Flügeln mit größeren Tragflächen konzipiert wer- den, was neben einem effizienteren, energiesparenderen Betrieb der Flugeinheit zugleich die Aerodynamik der Flugeinheit wei- ter verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen auch aus den zugehörigen Zeichnungen hervor.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in einer schematischen Dar- stellung in la Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer ersten Ausführungsform mit vier Flügeln und 14 Propeller-Antriebseinheiten, lb Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer zweiten Ausführungsform mit vier Flügeln und 14 Propeller-Antriebseinheiten, 1c Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer dritten Ausführungsform mit sechs Flügeln und 18 Propeller-Antriebseinheiten, ld Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer vierten Ausführungsform mit vier Flügeln und 14 Antriebseinheiten mit jeweils zwei Turbinen- Propeller,

2a Isometrische Darstellung der Flugeinheit nach Fig. 1a in einer Steigflug-Phase (Lifting),

2b Isometrische Darstellung der Flugeinheit nach Fig. 1a in einer Aufkipp-/ bzw. Abkipp-Phase,

2c Isometrische Darstellung der Flugeinheit nach Fig. 1a in einer Vorwärtsflug-Phase,

3a Seitenansicht der Flugeinheit nach Fig. 2a,

3b Seitenansicht der Flugeinheit nach Fig. 2b,

3c Seitenansicht der Flugeinheit nach Fig. 2c,

4a Isometrische Darstellung eines Fluggerätes mit der Flugeinheit nach Fig. 1b und einer Transporteinheit während des Startvorganges des Fluggerätes in einer Steigflug-Phase der Flugeinheit (Lifting), Fig. 4b Isometrische Darstellung des Fluggerätes nach Fig. 4a in einer Aufkipp-Phase der Flugeinheit,

Fig. 4c Isometrische Darstellung des Fluggerätes nach Fig. 4a während des Reiseflugbetriebes des Fluggerätes in ei- ner Vorwärtsflug-Phase der Flugeinheit,

Fig. 5a Seitenansicht des Fluggerätes nach Fig. 4a,

Fig. 5b Seitenansicht des Fluggerätes nach Fig. 4b,

Fig. 5c Seitenansicht des Fluggerätes nach Fig. 4c,

Fig. 6a,b,c Isometrische Darstellung des Fluggeräts nach Fig. 1c in einer Steigflug-Phase (Lifting), in einer Auf- kipp-/ bzw. Abkipp-Phase und in einer Vorwärtsflug- Phase,

Fig. 7a,b,c Seitenansicht der Flugeinheit nach Fig. 6a,b,c,

Fig. 8a,b,c Isometrische Darstellung der Flugeinheit nach Fig. 1d in einer Steigflug-Phase (Lifting), in einer Auf- kipp-/ bzw. Abkipp-Phase und in einer Vorwärtsflug- Phase,

Fig. 9a,b,c Seitenansicht der Flugeinheit nach Fig. 8a,b,c

Fig. 10a isometrische Detaildarstellung eines Tragwerksbalkens mit einem Flügel und mit beidseitig am Tragwerksbal- ken-Abschnitt ausgebildetem Drehlager,

Fig. 10b Draufsicht zur Detaildarstellung nach Fig. 10a,

Fig. 11a isometrische Detaildarstellung eines Tragwerksbalkens mit einem Flügel und mit beidseitig am Flügel anlie- gend ausgebildetem Drehlager,

Fig. 11b Draufsicht zur Detaildarstellung nach Fig. 11a Fig. 12a isometrische Detaildarstellung eines Flügels mit drei integrierten Drehlagern,

Fig. 12b Draufsicht zur Detaildarstellung nach Fig. 12a.

In den im Folgenden erläuterten Beispielen wird auf die beige- fügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil der Beispie- le bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Aus- führungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann.

In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres" usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figuren verwen- det. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl ver- schiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden kön- nen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ab- zuweichen.

Es versteht sich zudem, dass die Merkmale der hierin beschrie- benen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinan- der kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzum- fang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten An- sprüche definiert.

In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist. Die Fig. 1a zeigt eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer ersten Ausführungsform mit einer Zentraleinheit, zwölf längs- erstreckten Tragwerksbalken, die sich jeweils zwischen zwei Knotenpunkten der Tragwerksstruktur erstrecken und miteinander verbunden die Tragwerksstruktur bilden, sowie vierzehn An- triebseinheiten .

Die Knotenpunkte der Tragwerksstruktur sind zum einen die Kno- tenpunkte der miteinander verbundenen Tragwerksbalken und zum anderen die Knotenpunkte, an denen die Tragwerksbalken mit der Zentraleinheit verbunden sind.

Die Antriebseinheiten sind an den Knotenpunkten der miteinan- der verbundenen Tragwerksbalken und / oder in einem Längenab- schnitt einiger Tragwerksbalken angeordnet und weisen jeweils einen Propeller auf.

Die zwölf Tragwerksbalken bilden die Tragwerksstruktur der Flugeinheit, wobei einige - im Ausführungsbeispiel sechs - au- ßenliegende Tragwerksbalken die äußere, polygonartig gestalte- te Begrenzung der Tragwerksstruktur bilden und einige - im Ausführungsbeispiel sechs - innenliegende Tragwerksbalken die innere, sternförmig gestaltete Tragwerksstruktur bilden.

Bei der sternförmigen Gestaltung der inneren Tragwerksstruktur gehen die geometrisch gedachten Verlängerungen der innenlie- genden Tragwerksbalken gemeinsam und radial von der Mittelach- se M der Flugeinheit bzw. von der sich deckenden Mittenachse der Zentraleinheit aus.

Vier der zwölf Tragwerksbalken weisen jeweils einen erfin- dungsgemäßen Flügel mit einer Tragflächenform auf, welcher je- weils längserstreckt in Richtung des jeweiligen längserstreck- ten Tragwerksbalkens ausgebildet ist, wobei zwei der Flügel längserstreckt an jeweils einem außenliegenden Tragwerksbalken angeordnet sind und die zwei anderen Flügel längserstreckt an jeweils einem innenliegenden Tragwerksbalken angeordnet sind.

Jeder Flügel ist in einem bestimmten Längenabschnitt des je- weiligen Tragwerksbalkens (Flügel-Abschnitt) drehbar gegenüber dem Tragwerksbalken angeordnet oder ausgebildet.

Neben dem Flügel-Abschnitt weist der jeweilige Tragwerksbalken zwei weitere Längenabschnitte (Träger-Abschnitt) auf, die beidseitig an den Flügel-Abschnitt angrenzen und den Flügel entlang des Tragwerkbalkens und innerhalb der Tragwerksstruk- tur halten.

Die Flügel sind derart innerhalb der Tragwerksstruktur an ver- schiedenen Tragwerksbalken verteilt angeordnet, dass sich das Flügelpaar der außenliegenden Tragwerksbalken und das Flügel- paar der innenliegenden Tragwerksbalken von der Mittelachse M der Flugeinheit aus gesehen jeweils symmetrisch gegenüber lie- gen.

In der vorgesehenen Flugrichtung der Flugeinheit in einer Vor- wärtsflug-Phase (Darstellung als Pfeil mit der Bezeichnung „Flugrichtung") kann die Flugeinheit so ausgerichtet sein, dass alle Flügel in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen quer zur Flugrichtung angeordnet sind, wobei in Flugrichtung gesehen die Flügel des Flügelpaars der außenliegenden Trag- werksbalken hintereinander und die Flügel des Flügelpaars der innenliegenden Tragwerksbalken nebeneinander positioniert sind.

Die Fig. 1b zeigt eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer zweiten Ausführungsform mit einer Zentraleinheit, zwölf längs- erstreckten Tragwerksbalken, die sich jeweils zwischen zwei Knotenpunkten der Tragwerksstruktur erstrecken und miteinander verbunden die Tragwerksstruktur bilden, sowie vierzehn An- triebseinheiten. Die Knotenpunkte der Tragwerksstruktur sind zum einen die Kno- tenpunkte der miteinander verbundenen Tragwerksbalken und zum anderen die Knotenpunkte, die durch die Verbindung der Trag- werksbalken mit der Zentraleinheit gebildet sind.

Die Antriebseinheiten sind in Nähe der Knotenpunkte der mitei- nander verbundenen Tragwerksbalken und / oder in einem Längen- abschnitt einiger Tragwerksbalken angeordnet und weisen je- weils einen Propeller auf.

Die zwölf Tragwerksbalken bilden die Tragwerksstruktur der Flugeinheit, wobei einige - im Ausführungsbeispiel sechs - au- ßenliegende Tragwerksbalken die äußere, polygonartig gestalte- te Begrenzung der Tragwerksstruktur bilden und einige - im Ausführungsbeispiel sechs - innenliegende Tragwerksbalken die innere, strahlenförmig gestaltete Tragwerksstruktur bilden.

Bei der strahlenförmigen Gestaltung der inneren Tragwerks- struktur gehen die geometrisch gedachten Verlängerungen von jeweils drei innenliegenden Tragwerksbalken von je einem ge- dachten Punkt der Zentraleinheit aus, der sich außerhalb der Mittelachse M der Flugeinheit befindet (nicht dargestellt). Die beiden gedachten Punkte der Zentraleinheit sind auf einer durch die Mittelachse M der Flugeinheit durchgehenden Linie symmetrisch gegenüberliegend angeordnet.

Vier innere Tragwerksbalken der inneren Tragwerksstruktur, nämlich die jeweils länger erstreckten, sich symmetrisch ge- genüberliegend angeordneten Tragwerksbalken der strahlenförmi- gen Tragwerksstruktur weisen jeweils einen erfindungsgemäßen, längserstreckt ausgebildeten und angeordneten Flügel auf.

Jeder Flügel ist wiederrum in einem bestimmten Längenabschnitt des jeweiligen Tragwerksbalkens (Flügel-Abschnitt) drehbar ge- genüber dem Tragwerksbalken angeordnet oder ausgebildet. Neben dem Flügel-Abschnitt weist der jeweilige Tragwerksbalken zwei weitere Längenabschnitte (Träger-Abschnitt) auf, die beidseitig an den Flügel-Abschnitt angrenzen und den Flügel entlang des Tragwerkbalkens und innerhalb der Tragwerksstruk- tur halten.

In der vorgesehenen Flugrichtung der Flugeinheit in einer Vor- wärtsflug-Phase (Darstellung als Pfeil mit der Bezeichnung „Flugrichtung") kann die Flugeinheit so ausgerichtet sein, dass alle Flügel in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen an- nähernd quer zur Flugrichtung angeordnet sind, wobei in Flug- richtung gesehen die Flügel paarweise hintereinander und paar- weise nebeneinander positioniert sind.

Die Fig. 1c zeigt eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer dritten Ausführungsform mit einer Zentraleinheit, 16 miteinan- der verbundenen, längserstreckten Tragwerksbalken und 18 An- triebseinheiten.

Die Knotenpunkte der Tragwerksstruktur sind durch die mitei- nander verbundenen Tragwerksbalken und durch die mit der Zent- raleinheit verbundenen Tragwerksbalken gebildet.

Die Antriebseinheiten sind an den Knotenpunkten der miteinan- der verbundenen Tragwerksbalken und / oder in einem Längenab- schnitt einiger Tragwerksbalken angeordnet und weisen jeweils einen Propeller auf.

Die 16 Tragwerksbalken bilden die Tragwerksstruktur der Flug- einheit, wobei einige - im Ausführungsbeispiel acht - außen- liegende Tragwerksbalken die äußere, polygonartig gestaltete Begrenzung der Tragwerksstruktur bilden und einige - im Aus- führungsbeispiel acht - innenliegende Tragwerksbalken die in- nere, kombiniert stern- und strahlenförmig gestaltete Trag- werksstruktur bilden. Bei der kombiniert stern- und strahlenförmigen Gestaltung der inneren Tragwerksstruktur gehen die geometrisch gedachten Ver- längerungen von vier der innenliegenden Tragwerksbalken stern- förmig / radial von der Mittelachse M der Flugeinheit aus und die geometrisch gedachten Verlängerungen der vier weiteren in- nenliegenden Tragwerksbalken paarweise strahlenförmig von je einem gedachten Punkt der Zentraleinheit aus, der sich außer- halb der Mittelachse M der Flugeinheit befindet (nicht darge- stellt). Die beiden gedachten Punkte außerhalb der Mittelachse M der Flugeinheit sind auf einer durch die Mittelachse M der Flugeinheit durchgehenden Linie symmetrisch gegenüberliegend angeordnet.

Sechs Tragwerksbalken weisen jeweils einen erfindungsgemäßen Flügel auf, welcher jeweils längserstreckt in Richtung des je- weiligen längserstreckten Tragwerksbalkens ausgebildet ist, wobei zwei der Flügel längserstreckt an jeweils einem außen- liegenden Tragwerksbalken angeordnet sind und die vier weite- ren Flügel längserstreckt an jeweils einem innenliegenden Tragwerksbalken der strahlenförmig gestalteten Tragwerksstruk- tur angeordnet sind. Alternativ können die vier weiteren Flü- gel auch an jeweils einem innenliegenden Tragwerksbalken der sternförmig gestalteten Tragwerksstruktur angeordnet sein.

Die Flügel sind derart verteilt angeordnet, dass sich das Flü- gelpaar der außenliegenden Tragwerksbalken und die beiden Flü- gelpaare der innenliegenden Tragwerksbalken von der Mittelach- se M der Flugeinheit aus gesehen symmetrisch gegenüber liegen.

Jeder Flügel ist wiederrum in einem bestimmten Längenabschnitt des jeweiligen Tragwerksbalkens (Flügel-Abschnitt) drehbar ge- genüber dem Tragwerksbalken angeordnet oder ausgebildet.

Neben dem Flügel-Abschnitt weist der jeweilige Tragwerksbalken zwei weitere Längenabschnitte (Träger-Abschnitt) auf, die beidseitig an den Flügel-Abschnitt angrenzen und den Flügel entlang des Tragwerkbalkens und innerhalb der Tragwerksstruk- tur halten.

In der vorgesehenen Flugrichtung der Flugeinheit in einer Vor- wärtsflug-Phase (Darstellung als Pfeil mit der Bezeichnung „Flugrichtung") kann die Flugeinheit so ausgerichtet sein, dass die beiden Flügel der außenliegenden Tragwerksbalken in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen quer zur Flugrichtung angeordnet sind und die vier Flügel der innenliegenden Trag- werksbalken in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen annä- hernd quer zur Flugrichtung angeordnet sind.

In dieser Flugrichtung können die Flügel des Flügelpaars der außenliegenden Tragwerksbalken hintereinander und die Flügel der innenliegenden Tragwerksbalken paarweise hintereinander und paarweise nebeneinander positioniert sein.

Die Fig. 1d zeigt eine erfindungsgemäße Flugeinheit in einer vierten Ausführungsform mit einer Zentraleinheit, zwölf mitei- nander verbundenen, längserstreckten Tragwerksbalken und 28 Antriebseinheiten .

Die Knotenpunkte der Tragwerksstruktur sind durch die mitei- nander verbundenen Tragwerksbalken und durch die mit der Zent- raleinheit verbundenen Tragwerksbalken gebildet.

Die Antriebseinheiten sind paarweise Nahe der Knotenpunkte der miteinander verbundenen Tragwerksbalken und / oder paarweise in einem Längenabschnitt einiger Tragwerksbalken angeordnet und weisen jeweils einen Turbinen-Propeller (sogenannte Impel- ler) auf, bei denen der Propeller in jeweils einer zylindrisch ausgebildeten Strömungsröhre angeordnet ist.

Die Turbinen-Propeller weisen einen deutlich kleineren Durch- messer gegenüber dem Durchmesser der Propeller der Antriebs- einheiten nach Fig. 1a bis 1c auf, so dass einerseits eine deutlich größere Anzahl an Antriebseinheiten an der Tragwerks- struktur gegenüber den Ausführungen nach Fig. 1a bis 1c ange- ordnet werden kann und andererseit die Tragstruktur und damit das Gesamt-Umfangsmaß der Flugeinheit reduziert werden kann.

Die Flugeinheit in Fig. 1d ist gegenüber der Flugeinheit nach den Figuren la, b, c vergrößert dargestellt. Die Vergrößerung hat zur Folge, dass die Zentraleinheit nach der Darstellung in der Fig. 1d, im Vergleich größer erscheint.

Die Zentraleinheit in der Fig. 1d ist jedoch gleich groß wie die Zentraleinheit nach Fig. 1a, b, c vorgesehen, wogegen der Umfang der Tragstruktur in der Fig. 1d kleiner als der Umfang der Tragstruktur nach Fig. 1a, b, c vorgesehen ist.

Alternativ kann durch die Verwendung der kleineren Turbinen- Propeller eine Flugeinheit gestaltet werden, die mehr Platz für die Anordnung von Flügeln vorsehen kann (nicht darge- stellt).

Die zwölf Tragwerksbalken bilden die Tragwerksstruktur der Flugeinheit, wobei einige - im Ausführungsbeispiel sechs - au- ßenliegende Tragwerksbalken die äußere, polygonartig gestalte- te Begrenzung der Tragwerksstruktur bilden und einige - im Ausführungsbeispiel sechs - innenliegende Tragwerksbalken die innere, sternförmig gestaltete Tragwerksstruktur bilden.

Bei der sternförmigen Gestaltung der inneren Tragwerksstruktur gehen die geometrisch gedachten Verlängerungen der innenlie- genden Tragwerksbalken gemeinsam, radial von der Mittelachse M der Flugeinheit aus.

Vier der zwölf Tragwerksbalken weisen jeweils einen erfin- dungsgemäßen Flügel auf, welcher jeweils längserstreckt in

Richtung des jeweiligen längserstreckten Tragwerksbalkens aus- gebildet ist, wobei zwei der Flügel längserstreckt an jeweils einem außenliegenden Tragwerksbalken angeordnet sind und die zwei anderen Flügel längserstreckt an jeweils einem innenlie- genden Tragwerksbalken angeordnet sind.

Jeder Flügel ist wiederrum in einem bestimmten Längenabschnitt des jeweiligen Tragwerksbalkens (Flügel-Abschnitt) drehbar ge- genüber dem Tragwerksbalken angeordnet oder ausgebildet.

Neben dem Flügel-Abschnitt weist der jeweilige Tragwerksbalken zwei weitere Längenabschnitte (Träger-Abschnitt) auf, die beidseitig an den Flügel-Abschnitt angrenzen und den Flügel entlang des Tragwerkbalkens und innerhalb der Tragwerksstruk- tur halten.

Die Flügel sind derart verteilt angeordnet, dass sich das Flü- gelpaar der außenliegenden Tragwerksbalken und das Flügelpaar der innenliegenden Tragwerksbalken von der Mittelachse M der Flugeinheit aus gesehen jeweils symmetrisch gegenüber liegen.

In der vorgesehenen Flugrichtung der Flugeinheit in einer Vor- wärtsflug-Phase (Darstellung als Pfeil mit der Bezeichnung „Flugrichtung") kann die Flugeinheit so ausgerichtet sein, dass alle Flügel in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen quer zur Flugrichtung angeordnet sind, wobei in Flugrichtung gesehen die Flügel des Flügelpaars der außenliegenden Trag- werksbalken hintereinander und die Flügel des Flügelpaars der innenliegenden Tragwerksbalken nebeneinander positioniert sind.

Die Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3c zeigen die Flugeinheit nach Fig. la in verschiedenen Flugphasen.

In den verschiedenen Flugphasen werden die drehbeweglichen Flügel mit einem variabel einstellbaren Anstellwinkel β, der zwischen einer von der Tragwerkstruktur der Flugeinheit gebil- deten Tragwerksebene E und einer mittleren Querschnittsebene des Flügels eingeschlossen wird, einzeln oder gemeinsam ange- steuert und entsprechend der Anforderungen an die jeweiligen Flugbedingungen individuell eingestellt.

Der Anstellwinkel β kann im Weiteren in Abhängigkeit des Nei- gungswinkels a der Flugeinheit gegenüber der Schwerkraftlinie S der Flugeinheit eingestellt werden bzw. beeinflussen die Flügelstellungen in einem bestimmten Anstellwinkel β und die Einstellung der Propeller der Antriebseinheiten die Neigung der Flugeinheit und damit den Neigungswinkel ex.

Die Figuren 2a, 3a zeigen die Flugeinheit nach Fig. la in ei- ner Steigflug-Phase (Lifting).

In dieser Flugphase befindet sich die Flugeinheit im Wesentli- chen in einer horizontal gerichteten Fluglage gegenüber dem Untergrund.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit, der sich zwischen der Tragwerksebene E und der senkrechten Schwerkraftlinie S der Flugeinheit spannt, beträgt etwa 90°.

In dieser Flugphase werden die drehbeweglichen Flügel z.B. einzeln oder gemeinsam vorzugsweise mit einem Anstellwinkel β von etwa 90° eingestellt, wie dargestellt.

Bei einer nicht dargestellten Sinkflug-Phase sind analoge Stellungen des Neigungswinkel α der Flugeinheit und des An- stellwinkels ß der Flügel vorgesehen.

Alternativ kann in einer Sinkflug-Phase der Anstellwinkel β auf etwa 270° eingestellt sein (nicht dargestellt).

Die Stellung der Flügel erleichtert den Auftrieb in der Steig- flugphase (oder auch in der Sinkflugphase) und stabilisiert dabei die gegenüber einem Untergrund im Wesentlichen horizon- tale Fluglage der Flugeinheit z.B. gegen Einflüsse von Seiten- winden.

In besonderen Situationen, wie beispielsweise bei ungünstigen Auf- oder Abwinden während der Steigflugphase oder auch in der Sinkflugphase, können die Flügel einzeln oder gemeinsam bis zu einem Anstellwinkel β von etwa 270°, vorzugsweise bis zu einem Anstellwinkel β von 180°, eingestellt werden, um ein notwendi- ges Abbremsen der Flugeinheit zu ermöglichen (nicht darge- stellt).

Die Figuren 2b, 3b zeigen die Flugeinheit nach Fig. la in ei- ner Aufkipp-/ bzw. Abkipp-Phase.

In dieser Flugphase befindet sich die Flugeinheit im Wesentli- chen in einer gegenüber dem Untergrund geneigten Fluglage.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit ist in einem Bereich kleiner 90° und größer 0° eingestellt.

In dieser Flugphase werden die drehbeweglichen Flügel z.B. einzeln oder gemeinsam mit einem Anstellwinkel β vorzugsweise in einem Bereich von etwa 90° bis etwa 180° eingestellt.

Die Stellung der Flügel in diesem Bereich unterstützt einer- seits das Aufkippen oder Abkippen der Flugeinheit und stabili- siert andererseits die Flugeinheit in dieser Fluglage des Übergangs aus der horizontal gerichteten Fluglage in die nahe- zu vertikal gerichtete Fluglage der Flugeinheit und umgekehrt.

In der Fig. 3b ist z.B. ein Anstellwinkel β aller Flügel von etwa 155° dargestellt.

Die Figuren 2c, 3c zeigen die Flugeinheit nach Fig. la in ei- ner Vorwärtsflug-Phase auch Reiseflug-Phase genannt. In dieser Flugphase befindet sich die Flugeinheit im Wesentli- chen in einer gegenüber dem Untergrund nahezu vertikal ausge- richteten Fluglage.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit beträgt etwa 0° oder nahe 0°.

In dieser Flugphase sind die drehbeweglichen Flügel vorzugs- weise mit einem Anstellwinkel β in einem Bereich von etwa 45° bis etwa 135° eingestellt, um eine optimale Umströmung und entsprechende Auftriebsleistung der Flügel für den Vorwärts- flug zu erzeugen und die Flugeinheit in ihrer angestrebten Fluglage und Reiseflughöhe justieren zu können.

In der Fig. 3c ist z.B. ein Anstellwinkel β aller Flügel von etwa 80° dargestellt.

In bestimmten Situationen, wie z.B. bei einem notwendigen Ab- brems- oder Ausweichmanöver der Flugeinheit während des Gera- deaus- oder Vorwärtsfluges, kann die Verstellung eines oder mehrerer Flügel mit einem Anstellwinkel β von 0° bis zu 180° erfolgen (nicht dargestellt), um die Flugeinheit schnell ab- bremsen oder umlenken zu können.

Die Figuren 4a bis 4c und 5a bis 5c zeigen ein Fluggerät mit einer Flugeinheit nach Fig. lb und einer an die Flugeinheit angekoppelten Transporteinheit in verschiedenen Flugphasen.

Die dargestellte Transporteinheit weist eine verschließbare Transportkapsel mit einem längserstreckten Schaft auf, wobei der Schaft mittels einer Gelenkkupplung mit der Zentraleinheit der Flugeinheit verbunden ist.

In der verschließbaren Transportkapsel der dargestellten Transporteinheit können Gegenstände oder Personen befördert werden. In den verschiedenen Flugphasen des Fluggeräts ist die Trans- porteinheit mittels der freibeweglichen Gelenkkupplung im We- sentlichen senkrecht gegenüber dem Untergrund orientiert.

Die Längsachse L der rotationssymmetrisch ausgebildeten Trans- porteinheit deckt sich in den verschiedenen Flugphasen des Fluggerätes somit im Wesentlichen mit der senkrecht wirkenden Schwerkraftlinie S der Transporteinheit.

Ebenso deckt sich die senkrecht wirkende Schwerkraftlinie S der Flugeinheit im Wesentlichen mit der senkrecht wirkenden Schwerkraftlinie S der an die Flugeinheit angehängten Trans- porteinheit, wobei sie die gemeinsame Schwerkraftlinie S des Fluggeräts bilden.

Auf eine mögliche Besonderheit der Orientierung der Transport- einheit gegenüber dem Untergrund wird in Figur 4c, 5c hinge- wiesen.

Alternativ können jedoch auch beliebig andere Transporteinhei- ten mit anderen Verbindungskonfigurationen mit der erfindungs- gemäßen Flugeinheit gekoppelt werden.

In den verschiedenen Flugphasen des dargestellten Fluggeräts werden die drehbeweglichen Flügel der Flugeinheit nach Fig. lb mit einem variabel einstellbaren Anstellwinkel β einzeln oder gemeinsam angesteuert und entsprechend der Anforderungen an die jeweiligen Flugbedingungen des Fluggeräts individuell ein- gestellt.

Der Anstellwinkel β kann im Weiteren in Abhängigkeit des Nei- gungswinkels α der Flugeinheit nach Fig. lb gegenüber der Schwerkraftlinie S der Flugeinheit bzw. des Fluggeräts einge- stellt werden bzw. beeinflussen die Flügelstellungen in einem bestimmten Anstellwinkel β und die Einstellung der Propeller der Antriebseinheiten die Neigung der Flugeinheit nach Fig. lb und damit den Neigungswinkel ex.

Die Vorgänge und Einstellungen bezüglich der Flugeinheit lb in den verschiedenen Flugphasen sind mit den vorstehend beschrie- benen Vorgängen und Einstellungen zur Flugeinheit nach Fig. la in den verschiedenen Flugphasen vergleichbar, so dass im Fol- genden bezüglich der Beschreibung der Flugeinheit auf die Aus- führungen zu den Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3c verwiesen wird.

Die Figuren 4a, 5a zeigen das Fluggerät in einer Steigflug- Phase (Lifting).

In dieser Flugphase befindet sich die Flugeinheit im Wesentli- chen in einer horizontal gerichteten Fluglage gegenüber dem Untergrund, während die Transporteinheit mit ihrer Längsachse L im Wesentlichen senkrecht gegenüber dem Untergrund orien- tiert ist.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit, der sich zwischen der Tragwerksebene E und der senkrechten Schwerkraftlinie S der Flugeinheit bzw. des Fluggerätes spannt, beträgt etwa 90°.

Bezüglich der Beschreibung der Flugeinheit in dieser Flugphase wird im Weiteren auf die Ausführungen zu den Figuren 2a, 3a verwiesen.

Bei einer nicht dargestellten Sinkflug-Phase sind analoge Stellungen des Neigungswinkels α der Flugeinheit und des An- stellwinkels ß der Flügel vorgesehen.

Die Figuren 4b, 5b zeigen das Fluggerät in einer Aufkipp-/ bzw. Abkipp-Phase.

In dieser Flugphase befindet sich die Flugeinheit im Wesentli- chen in einer gegenüber dem Untergrund geneigten Fluglage, während die Transporteinheit mit ihrer Längsachse L auch in dieser Flugphase im Wesentlichen senkrecht gegenüber dem Un- tergrund orientiert bleibt.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit ist in einem Bereich kleiner 90° und größer 0° eingestellt.

Bezüglich der Beschreibung der Flugeinheit in dieser Flugphase wird im Weiteren auf die Ausführungen zu den Figuren 2b, 3b verwiesen.

Die Figuren 4c, 5c zeigen das Fluggerät in einer Vorwärtsflug- Phase bzw. in der Reiseflug-Phase.

In dieser Flugphase befindet sich die Flugeinheit im Wesentli- chen in einer gegenüber dem Untergrund nahezu vertikal ausge- richteten Fluglage, ohne jedoch mit der Transporteinheit zu kollidieren, die mit ihrer Längsachse L in dieser Flugphase im Wesentlichen senkrecht oder nahezu senkrecht gegenüber dem Un- tergrund orientiert ist.

D.h. der Schaft der Transporteinheit ist so schmal und längs- erstreckt gestaltet, dass in dieser Flugphase die nach unten gen Untergrund geneigte Flugeinheit und insbesondere auch die Flügel der Flugeinheit nicht durch den Korpus der Transport- einheit behindert werden.

Zudem kann sich bei der insbesondere angestrebten höheren Fluggeschwindigkeit des Fluggerätes in der Reiseflug-Phase, wie dargestellt, eine resultierende geringfügige Neigung der Transporteinheit mit ihrer Längsachse L gegenüber deren Schwerkraftlinie S und damit gegenüber dem Untergrund einstel- len, die sich aus dem Vektor der senkrecht wirkenden Schwer- kraft der Transporteinheit und der auf die Transporteinheit einwirkende Windkraft ergibt. Dieser physikalische Effekt verhindert zusätzlich eine Kolli- sion der Flugeinheit mit der Transporteinheit.

Der Neigungswinkel α der Flugeinheit beträgt in diesem Ausfüh- rungsbeispiel etwa 1,5°.

Bezüglich der Beschreibung der Flugeinheit in dieser Flugphase wird im Weiteren auf die Ausführungen zu den Figuren 2c, 3c verwiesen.

Die Figuren 6a bis 6c und 7a bis 7c zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1c in verschiedenen Flugphasen.

In den verschiedenen Flugphasen dieser Flugeinheit nach Fig. 1c werden die drehbeweglichen Flügel ebenfalls mit einem vari- abel einstellbaren Anstellwinkel β einzeln oder gemeinsam an- gesteuert und entsprechend der Anforderungen an die jeweiligen Flugbedingungen individuell eingestellt.

Der Anstellwinkel β kann im Weiteren in Abhängigkeit des Nei- gungswinkels α der Flugeinheit nach Fig. 1c gegenüber der Schwerkraftlinie S der Flugeinheit eingestellt werden bzw. be- einflussen die Flügelstellungen in einem bestimmten Anstell- winkel ß und die Einstellung der Propeller der Antriebseinhei- ten die Neigung der Flugeinheit nach Fig. 1c und damit den Neigungswinkel α.

Die Figuren 6a, 7a zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1c in ei- ner Steigflug-Phase (Lifting).

Die Figuren 6b, 7b zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1c in ei- ner Aufkipp-/ bzw. Abkipp-Phase.

Die Figuren 6c, 7c zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1c in ei- ner Vorwärtsflug-Phase. Die Vorgänge und Einstellungen bezüglich der Flugeinheit 1c in den verschiedenen Flugphasen sind mit den vorstehend beschrie- benen Vorgängen und Einstellungen zur Flugeinheit nach Fig. la in den verschiedenen Flugphasen vergleichbar, so dass bezüg- lich der Beschreibung der Flugeinheit auf die Ausführungen zu den Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3c verwiesen wird.

Die Figuren 8a bis 8c und 9a bis 9c zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1d in verschiedenen Flugphasen.

In den verschiedenen Flugphasen dieser Flugeinheit nach Fig. 1d werden die drehbeweglichen Flügel ebenfalls mit einem vari- abel einstellbaren Anstellwinkel β einzeln oder gemeinsam an- gesteuert und entsprechend der Anforderungen an die jeweiligen Flugbedingungen individuell eingestellt, auch wenn hier der Einfluss der Flügel auf die Auftriebsleistung und Lenkung der Flugeinheit infolge der geringeren Anströmung der Flügel durch die Turbinen-Propeller geringer ist.

Der Anstellwinkel β kann dennoch in Abhängigkeit des Neigungs- winkels α der Flugeinheit nach Fig. 1d gegenüber der Schwer- kraftlinie S der Flugeinheit eingestellt werden. Bzw. beein- flussen die Flügelstellungen in einem bestimmten Anstellwinkel ß und die Einstellung der Turbinen-Propeller der Antriebsein- heiten dennoch die Neigung der Flugeinheit nach Fig. 1d und damit den Neigungswinkel α.

Die Figuren 8a, 9a zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1d in ei- ner Steigflug-Phase (Lifting).

Die Figuren 8b, 9b zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1d in ei- ner Aufkipp-/ bzw. Abkipp-Phase.

Die Figuren 8c, 9c zeigen die Flugeinheit nach Fig. 1d in ei- ner Vorwärtsflug-Phase. Die Vorgänge und Einstellungen bezüglich der Flugeinheit ld in den verschiedenen Flugphasen sind mit den vorstehend beschrie- benen Vorgängen und Einstellungen zur Flugeinheit nach Fig. la in den verschiedenen Flugphasen vergleichbar, so dass bezüg- lich der Beschreibung der Flugeinheit auf die Ausführungen zu den Figuren 2a bis 2c und 3a bis 3c verwiesen wird.

Die Figuren 10a, b zeigen einen Ausschnitt eines Tragwerkbal- kens mit einem daran angeordneten Flügel im Detail.

Der Tragwerksbalken erstreckt sich zwischen zwei Knotenpunkten der Tragwerksstruktur und weist einen Flügel-Abschnitt und zwei den Flügel-Abschnitt beidseitig einfassendende Träger- Abschnitte auf.

Der Flügel-Abschnitt und die beiden Träger-Abschnitte überneh- men gemeinsam die Tragfunktion des betreffenden Tragwerkbal- kens innerhalb der Tragwerksstruktur.

Im Flügel-Abschnitt ist der Tragwerksbalken als erfindungsge- mäßer Flügel mit einer Tragflächenform (Tragfläche) ausgebil- det. Der Querschnitt des Flügels ist damit deutlich größer als der Querschnitt des zugehörigen Tragwerkbalkens, der den Flü- gel aufweist, ausgebildet.

Der ausgebildete Flügel hat in Strömungsrichtung vorderseitig eine abgerundete Anströmkante zur Anströmung des Flügels und in Strömungsrichtung rückseitig eine spitz zulaufende Abström- kante zur Abströmung des Luftstromes vom Flügel.

Der Flügel-Abschnitt ist mit den sich beidseitig anschließen- den Träger-Abschnitten fest verbunden.

Die beidseitigen Träger-Abschnitte sind unterteilt in jeweils einen längeren drehbeweglichen Teil des Träger-Abschnitts, der unmittelbar an den Flügel-Abschnitt anschließt und mit diesen fest verbunden ist, und jeweils einen kürzeren feststehenden Teil des Träger-Abschnitts, der in leicht gekrümmter Form fest an den jeweiligen Knotenpunkt des Tragwerksbalkens anschließt.

Der drehbewegliche Teil und der feststehende Teil des jeweili- gen Träger-Abschnitts sind mittels eines Drehlagers miteinan- der verbunden.

Somit kann der im Flügel-Abschnitt des Tragwerksbalkens ausge- bildete Flügel gemeinsam mit den unmittelbar angefügten dreh- beweglichen Teilen des Träger-Abschnitts mittels der beiden Drehlager gegenüber den feststehenden Träger-Abschnitten des Tragwerksbalkens um dessen Längsachse geschwenkt werden, wobei die drehbeweglichen Teile des Träger-Abschnitts als zwei den Flügel stützende und führende Drehwellen fungieren.

Die durch die Anströmung des Flügels entstehende Biegelast vollführt in den mit dem Flügel verbundenen, drehbeweglichen Teilen der Träger-Abschnitte eine geringfügige Winkeländerung gegenüber den feststehenden Teilen des jeweiligen Träger- Abschnitts, die durch beispielsweise eine Verwendung von Ton- nenrollenlagern, die eine gewisse Winkelstellung der Lagerele- mente zueinander zulassen, leicht kompensiert werden kann.

Die Figuren 11a, 11b zeigen einen Ausschnitt eines Tragwerk- balkens in alternativer Ausführung mit einem daran ausgebilde- ten Flügel im Detail.

Der Tragwerksbalken erstreckt sich analog zu der Ausführung nach Fig. 10a, b zwischen zwei Knotenpunkten der Tragwerks- struktur und weist einen Flügel-Abschnitt und zwei den Flügel- Abschnitt beidseitig einfassendende Träger-Abschnitte auf.

Der Flügel-Abschnitt und die beiden Träger-Abschnitte überneh- men gemeinsam die Tragfunktion des betreffenden Tragwerkbal- kens innerhalb der Tragwerksstruktur. Der Flügel im Flügel-Abschnitt ist mit einer Tragflächenform (Tragfläche) analog dem Flügel nach Fig. 10a, b ausgebildet.

Der Flügel-Abschnitt bzw. der daran ausgebildete Flügel ist mit den sich beidseitig anschließenden, feststehenden Träger- Abschnitten des Tragwerkbalkens mittels zweier Drehlager ver- bunden.

Die Drehlager können beidseitig des Flügels bündig an dem Flü- gel angeordnet sein oder teilweise oder ganz in den Flügel in- tegriert ausgebildet sein.

Somit kann nach diesem Ausführungsbeispiel der im Flügel- Abschnitt des Tragwerksbalkens ausgebildete Flügel mittels der beiden Drehlager gegenüber den feststehenden Träger- Abschnitten des Tragwerksbalkens um deren Längsachse ge- schwenkt werden.

Die infolge der Anströmung des Flügels wirkende Biegelast auf die feststehenden Träger-Abschnitte vollführt eine geringfügi- ge Winkeländerung des jeweiligen feststehenden Träger- Abschnitts gegenüber dem Flügel, die hier ebenfalls durch bei- spielsweise eine Verwendung von Tonnenrollenlagern, die eine gewisse Winkelstellung der Lagerelemente zueinander zulassen, leicht kompensiert werden kann.

Dies Ausführung erzeugt zwar eine höhere Biegebelastung der feststehenden Träger-Abschnitte gegenüber der Ausführung nach Fig. 10a, b, schafft jedoch eine in allen Fluglagen der Flug- einheit stabilere Lagerung des Flügels. Darüber hinaus bietet die Ausführung eine konstruktiv einfachere Ausführung der Ver- stellmöglichkeit des Flügels gegenüber dem Tragwerksbalken und eine günstigere Austauschbarkeit der Flügel zur Anpassung an einsatzspezifische Flügelprofile. Die Figuren 12a, 12b zeigen einen Ausschnitt eines Tragwerk- balkens in weiterer alternativer Ausführung mit einem daran angeordneten Flügel im Detail.

Der Tragwerksbalken erstreckt sich analog zu der Ausführung nach Fig. 10a, b und 11a, b zwischen zwei Knotenpunkten der Tragwerksstruktur und weist einen Flügel-Abschnitt und zwei den Flügel-Abschnitt beidseitig einfassendende Träger- Abschnitte auf.

Der Tragwerksbalken weist in dieser Ausführungsform sowohl im Flügel-Abschnitt als auch in den beiden Träger-Abschnitten ei- nen durchgehend gleichgroßen Balkenquerschnitt auf, so dass dieser, wie jeder andere Tragwerksbalken der Tragwerksstruktur ausgebildet und die ebensolche Tragfunktion innerhalb der Tragwerksstruktur übernimmt.

Der Flügel im Flügel-Abschnitt ist mit einer Tragflächenform (Tragfläche) analog dem Flügel nach Fig. 10a, b, 11a, b ausge- bildet, wobei der Flügel nach diesem Ausführungsbeispiel den Tragwerkbalken im Bereich des Flügel-Abschnitts, an dem der Flügel angeordnet ist, hohl umschließt.

Der Flügel ist mit dem Flügel-Abschnitt des Tragwerkbalkens mittels dreier Drehlager, die im Flügel-Abschnitt angeordnet sind, verbunden.

Somit kann nach diesem Ausführungsbeispiel der im Flügel- Abschnitt des Tragwerksbalkens ausgebildete Flügel mittels der drei Drehlager gegenüber den gesamten feststehenden Tragwerks- balken um dessen Längsachse geschwenkt werden, wobei der Trag- werksbalken als eine den drehbaren Flügel stützende und la- gernde Drehachse fungiert.

Die infolge der Anströmung des Flügels wirkende Biegelast auf Tragwerksbalken wird bei diesem Ausführungsbeispiel weitestge- hend gleichmäßig über den durchgehend gleichmäßig ausgebilde- ten Tragwerkbalkens verteilt, so dass eine nur geringe Durch- biegung des Tragwerksbalkens zu erwarten ist und die verteilt angeordneten Drehlager im Wesentlichen keine Winkeländerungen erfahren.

Die Ausführung verbessert die Stabilität der Tragwerksstruktur und die Flugeigenschaften weiter und gestattet zudem die Ver- wendung von konstruktiv einfacheren Drehlager, wie Kugellager oder Gleitlager.

Bezugszeichenliste

1 Flugeinheit a, b, c, d

2 Zentraleinheit

3 Tragwerksbalken

4 Knotenpunkt der Tragwerksstruktur

5 Antriebseinheit

6 Flügel

7 Längenabschnitt des Tragwerksbalkens, Flügel-Abschnitt

8 Längenabschnitt des Tragwerksbalkens, Träger-Abschnitt

9 Propeller

10 Turbinen-Propeller

11 Fluggerät

12 Transporteinheit

13 Anströmkante des Flügels

14 Abströmkante des Flügels

15 Teil des Träger-Abschnitts a-feststehend, b-drehbar

16 Drehlager

M Mittelachse der Flugeinheit

E Ebene der Tragwerksstruktur

S Schwerkraftlinie

L Längsachse der Transporteinheit α Neigungswinkel β Anstellwinkel