Die Erfindung betrifft eine Transporteinheit für ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen und/oder Lasten, ein senkrecht startendes und landendes Flug- gerät zum Transport von Personen und/oder Lasten sowie eine Steuereinheit zur Steuerung eines solchen Fluggeräts.

Fluggeräte zum Transport von Personen und/oder Lasten gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie eine schnelle Beförderung weit- gehend unabhängig von Infrastruktureinrichtungen, wie z. B. Straßen, Schienen, Brücken, Tunnel usw., ermöglichen. Insbe- sondere trifft dies auf kleinere Fluggeräte zu, die senkrecht starten und landen können und daher keine Start- und Landebahn benötigen.

Derartige Fluggeräte verfügen zumeist über eine Flugeinheit, die dem Antrieb des Fluggeräts dient, und eine mit der Flugei- nheit verbundene Transporteinheit, in der Personen und/oder Lasten aufgenommen werden können. In verschiedenen Flugsitua- tionen kann eine Neigung des Fluggeräts bezüglich der Erdober- fläche vorgesehen sein. Die damit einhergehende Kippbewegung der Transporteinheit kann für die zu transportierenden Perso- nen unangenehm sein, da sich ihre Lage zusammen mit der Lage des Fluggeräts verändert. Selbiges gilt für zu transportieren- de Lasten, die aufgrund der Kippbewegung verrutschen und be- schädigt werden können. Zudem wirkt sich die Kippbewegung auf den Schwerpunkt des Fluggeräts aus, so dass die Flugsicherheit beeinträchtigt sein kann.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, Möglich- keiten anzugeben, mit denen die vorstehend genannten negativen Auswirkungen bei einer Neigung des Fluggeräts verringert oder sogar ganz beseitigt werden können.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Transporteinheit für ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen und/oder Lasten. Die Transporteinheit weist eine Beförderungseinrichtung, mindestens ein Befesti- gungselement und eine Positioniereinrichtung auf. Das Befesti- gungselement ist zur Befestigung der Transporteinheit an einer Flugeinheit des Fluggeräts ausgebildet. Die Positionierein- richtung ist zur Änderung und Fixierung einer Neigungsposition der Beförderungseinrichtung bezüglich des mindestens einen Be- festigungselements ausgebildet.

Bei dem Fluggerät kann es sich insbesondere um ein sog. VTOL (engl. Vertical Take-Off and Landing) Fluggerät handeln. Das Fluggerät weist eine Flugeinheit auf, die dem Antrieb des Fluggeräts dient. Die Flugeinheit kann zu diesem Zweck über Antriebseinheiten, z. B. in Form von vorzugsweise mehreren Ro- toren, verfügen. Die Flugeinheit kann eine sich in mindestens einer Tragwerksebene erstreckende Tragwerksstruktur aufweisen, an der die Antriebseinheiten angeordnet sein können.

Die Beförderungseinrichtung kann beispielsweise als Beförde- rungskapsel ausgebildet oder von einer Beförderungskapsel um- hüllt sein. Die Beförderungskapsel dient folglich der Umhül- lung der zu transportierenden Personen und/oder Lasten. Eine solche Beförderungskapsel kann bevorzugt eine aerodyna- misch günstige Form aufweisen, z. B. kugelförmig oder im We- sentlichen tropfenförmig ausgebildet sein, so dass im Flugbe- trieb zum einen der statische Luftwiderstand der Beförderungs- kapsel und zum anderen die Beeinflussung der Strömung um die Beförderungskapsel durch den Rotorenbetrieb der Flugeinheit (dynamische Luftwiderstand) weiter verringert werden kann. Die Tropfenform der Beförderungskapsel kann deshalb bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Tragwerksebene erstreckt sein.

Die Beförderungskapsel kann in einen längserstreckten Schaft münden. Die Kugel- oder Tropfenform kann in der Breite, z. B. quer zu einer Hauptflugrichtung des Fluggeräts, reduziert sein, um einen möglichst geringen Luftwiderstand im Strecken- flugbetrieb zu erzeugen. Statt einer Kugelform kann folglich eine ellipsoide Form gewählt sein.

Die Beförderungskapsel kann blickdichte und blickdurchlässige Flächen aufweisen. Zum Be- und Entladen der Beförderungskapsel bzw. zum Ein- und Aussteigen zu transportierender Personen kann die Beförderungskapsel ein oder mehrere, z. B. zwei, Tü- ren und/oder Klappen aufweisen. Bevorzugt können zwei Türen gegenüberliegend angeordnet und klappbar oder schiebbar ausge- bildet sein, um den Ein- und Ausstieg bzw. das Be- und Entla- den schnell, sicher und komfortabel zu ermöglichen.

Weiter bevorzugt kann die Beförderungskapsel dicht schließend ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine schnelle und kosten- günstige Klimatisierung des Innenraums der Beförderungskapsel und schützt die zu befördernden Personen bzw. Lasten vor Wit- terungseinflüssen und Fahrtwind.

Ist die Beförderungseinrichtung für einen Personentransport vorgesehen, kann sie Sitze und Sicherheitseinrichtungen wie z.

B. Sicherheitsgurte und/oder Airbags aufweisen. Die Beförde- rungskapsel kann zudem über Klimatisierungseinrichtungen, z.

B. eine Heizung, und Beleuchtungseinrichtungen zur Erhöhung des Komforts verfügen.

Das Befestigungselement dient der Befestigung der Transport- einheit an der Flugeinheit, wobei das Befestigungselement als lösbares Befestigungselement, z. B. als Schraubverbindung, Kupplungsverbindung etc., oder nicht-lösbares Befestigungsele- ment, z. B. als Schweißverbindung, ausgeführt sein kann. Das Befestigungselement legt einen Befestigungspunkt oder einen Befestigungsbereich fest, in dem Transporteinheit und Flugein- heit im befestigten Zustand der Transporteinheit aneinander- grenzen.

Weiterhin verfügt die Transporteinheit über eine Positionier- einrichtung, mit der eine Neigungsposition der Beförderungs- einrichtung bezüglich des Befestigungselements geändert und fixiert werden kann. Die Positioniereinrichtung selbst kann dazu in einem festen Winkel, z. B. ortsunveränderlich, bezüg- lich des Befestigungselements angeordnet sein. Die Funktionen des Befestigungselements und der Positioniereinrichtung können auch gemeinsam in einer Befestigungs- und Positioniereinrich- tung integriert sein.

Der Begriff „Neigungsposition" bezeichnet vorliegend eine Drehposition, die die Beförderungseinrichtung bezüglich des Befestigungselements einnimmt. Die Neigungsposition ist durch einen Neigungswinkel zwischen der Beförderungseinrichtung und dem Befestigungselement charakterisiert. Der Neigungswinkel wird dabei zwischen einer durch die Beförderungseinrichtung verlaufenden Gerade und einer durch das Befestigungselement verlaufenden Gerade eingeschlossen. Der Neigungswinkel kann auch als Drehwinkel bezeichnet werden. Ändern und Fixieren einer Neigungsposition bedeutet, dass ein Übergang von einer ersten Neigungsposition mit einem ersten Neigungswinkel, zu einer zweiten und ggf. weiteren Neigungspo- sition mit einem vom ersten Neigungswinkel abweichenden Nei- gungswinkel erfolgen kann und die Beförderungseinrichtung in der gewählten Neigungsposition fixiert, z. B. arretiert, wer- den kann. Die Änderung der Neigungsposition kann stufenlos oder in vorgebbaren Stufen ermöglicht sein.

Die Änderung der Neigungsposition kann in einer Raumrichtung, d. h. um eine Drehachse, z. B. vor und zurück, erfolgen. Opti- onal kann die Änderung der Neigungsposition in einer oder meh- reren weiteren Raumrichtungen ermöglicht sein, wobei die Dreh- achsen der jeweiligen Neigungsbewegungen senkrecht zueinander orientiert sein können.

Die Neigungsposition kann beispielsweise derart änderbar und fixierbar sein, dass eine Mittenachse der Beförderungseinrich- tung stets entlang einer Gravitationsfeldlinie eines auf die Transporteinheit einwirkenden Gravitationsfelds verläuft.

Als Mittenachse kann dabei eine Bezugslinie angesehen werden, die gerade durch die Beförderungseinrichtung oder Beförde- rungskapsel, vorzugsweise durch eine Drehachse, um die eine Drehbewegung zur Änderung der Neigungsposition erfolgen kann, verläuft. Einrichtungen der Beförderungseinrichtung, z. B. Sitze für den Transport von Personen und/oder Fächer für den Transport von Lasten können derart bezüglich der Mittenachse ausgerichtet sein, dass ein bequemer Transport ermöglicht wird.

Mit anderen Worten kann die Änderung der Neigungsposition in Abhängigkeit des auf die Transporteinheit einwirkenden Gravi- tationsfelds derart erfolgen, dass die Position der Beförde- rungseinrichtung bezüglich des Gravitationsfelds trotz Positi- onsänderung des Befestigungselements bezüglich des Gravitati- onsfelds stets im Wesentlichen unverändert ist.

Durch die Möglichkeit, die Neigungsposition der Beförderungs- einrichtung bezüglich des Befestigungsmittels zu ändern, kann gleichsam eine Neigungsposition zwischen der Beförderungsein- richtung und der Flugeinheit variiert werden, wenn die Trans- porteinheit an der Flugeinheit befestigt ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine Neigung des Fluggeräts gegenüber der Erdoberfläche, z. B. in einer Streckenflugphase, aus Sicht der Beförderungseinrichtung zu kompensieren. Beispielsweise kann dadurch eine stets aufrechte Sitzposition einer zu transpor- tierenden Person und/oder Last gewährleistet werden.

Dies kann u. a. zu einer Verbesserung der Sicherheit beim Be- trieb des Fluggeräts und Transport von Personen und/oder Las- ten beitragen, da das Transportgut z. B. nicht oder nur ge- ringfügig verrutschen können. Eine Ladungs- bzw. Passagiersi- cherung kann dadurch vereinfacht sein, so dass diesbezügliche Aufwendungen verringert werden können. Der Flug kann für zu transportierende Personen angenehmer gestaltet werden, da sich die subjektiv wahrnehmbare Sitzposition nicht oder nur gering- fügig ändert. Dies kann zu einer erhöhten Akzeptanz von senk- recht startenden und landenden Fluggeräten beitragen.

Die Transporteinheit kann optional über eine Ständereinrich- tung verfügen, die dazu ausgebildet ist, ein sicheres Positio- nieren der Transporteinheit auf einer Stellfläche, z. B. dem Erdboden, zu ermöglichen. Die Ständereinrichtung kann vorzugs- weise an der Beförderungseinrichtung angeordnet sein, und kann ein- und ausklappbar ausgebildet sein, so dass die Ständerein- richtung während des Fluges nahe an die Transporteinheit ange- klappt werden kann, um das aerodynamische Verhalten des Flug- geräts zu verbessern. Die Ständereinrichtung kann z. B. aus Metall, Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff gefertigt sein.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Positionier- einrichtung ein gekrümmte Schiebeeinrichtung aufweisen. Die gekrümmte Schiebeeinrichtung kann beispielsweise als Dreh- schiene ausgebildet sein.

Die gekrümmte Schiebeeinrichtung kann die Beförderungseinrich- tung bzw. die Beförderungskapsel ganz oder teilweise umschlie- ßen, so dass die Beförderungseinrichtung bzw. Beförderungskap- sel drehbar in der gekrümmten Schiebeeinrichtung gelagert sein kann. Bevorzugt kann die gekrümmte Schiebeeinrichtung mit ei- ner im Wesentlichen kugelförmig oder als Ellipsoid ausgebilde- ten Beförderungskapsel Zusammenwirken.

Zur Änderung der Neigungsposition der Beförderungseinrichtung kann die Beförderungseinrichtung mit der gekrümmten Schiebe- vorrichtung bewegt werden. Hierfür kann eine Führung mittels Zahnräder vorgesehen sein. Zur Fixierung der Neigeposition kann eine Fixiereinrichtung, z. B. in Form eines Fixierbol- zens, vorgesehen sein.

Die gekrümmte Schiebeeinrichtung ermöglicht vorteilhaft eine einfache und sichere Änderung und Fixierung der Neigungsposi- tion der Beförderungseinrichtung bezüglich des Befestigungs- elements.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Transport- einheit einen längserstreckten Schaft aufweisen, der einen En- des an das Befestigungselement und anderen Endes an die Posi- tioniereinrichtung anschließt.

Der Schaft dient der beabstandeten Verbindung von Beförde- rungseinrichtung und Befestigungselement sowie der mit dem Be- festigungselement verbundenen Flugeinheit. Der Schaft kann beispielsweise als eine gerade verlaufende Stange mit z. B. einem rechteckigen Querschnitt mit über den Umfang der Stange gerundeten Kanten oder mit einem runden oder ovalen Stangenquerschnitt ausgebildet sein.

Der Schaft kann vorzugsweise im Wesentlichen rotationssymmet- risch ausgebildet sein, also beispielsweise die Form eines ge- raden Kreiszylinders, aufweisen, wobei die Längserstreckung des Zylinders der Länge des Schaftes entspricht und die Grund- und Deckfläche des Zylinders auch als Schmalseite bezeichnet sein können.

Bevorzugt kann der Schaft möglichst dünn sein, d. h. einen ge- ringen Durchmesser aufweisen. Eine möglichst dünne und rotati- onssymmetrische Ausführung des Schafts verringert die Masse und den Luftwiderstand des Schaftes und damit der Transport- einheit deutlich.

Bevorzugt kann die Verbindung zwischen Positioniereinrichtung und Schaft starr ausgebildet sein. Beispielsweise können Posi- tioniereinrichtung und Schaft miteinander stoffschlüssig ver- bunden, z. B. verschweißt, sein.

Durch die Ausbildung eines längserstreckten Schaftes und der Befestigung der Positioniereinrichtung mit Beförderungsein- richtung an diesem Schaft kann vorteilhaft die Einhaltung ei- nes bestimmten Abstands zwischen Beförderungseinrichtung und Befestigungselement erreicht werden. Dadurch kann die Ge- brauchssicherheit deutlich erhöht werden, indem ein uner- wünschter Kontakt zwischen der agierenden oder zu befördernden Person und/oder Last und der an der Transporteinheit befestig- ten Flugeinheit effektiv vermieden werden kann. Zudem trägt die Einhaltung eines bestimmten Abstands zur Verringerung der Lärmbelästigung für die zu befördernden Personen bei. Außerdem kann durch die beabstandete Anordnung der Beförde- rungseinrichtung von der Flugeinheit die Beförderungseinrich- tung außerhalb des Abwindes der Propeller der Flugeinheit platziert sein, was zu einer Verringerung des Luftwiderstands und einer Verbesserung der Aerodynamik führen kann.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann das mindestens eine Befestigungselement Teil einer Kupplungseinrichtung sein, die zur lösbaren Befestigung der Transporteinheit an der Flugein- heit ausgebildet ist.

Dabei bildet das Befestigungselement einen ersten Teil der Kupplungsverbindung der zur Transporteinheit zugehörig ist.

Der mit diesem ersten Teil der Kupplungseinrichtung korrespon- dierende zweite Teil der Kupplungseinrichtung ist als Gegen- stück an der Flugeinheit angeordnet. Die Kupplungseinrichtung kann als Gelenkkupplungseinrichtung ausgeführt sein.

Die Kupplungseinrichtung ermöglicht eine modulare Ausbildung des Fluggeräts, bei der die Flugeinheiten und Transporteinhei- ten mittels der Kupplungseinrichtung beliebig miteinander kom- biniert werden können und wiederholt verbindbar und trennbar sind.

Bevorzugt kann die Kupplungseinrichtung als selbsttätige, d. h. automatische, Kupplungseinrichtung ausgebildet sein.

Dadurch ist ein Kuppeln der Flugeinheit mit der Transportein- heit automatisiert möglich. Der Kupplungsvorgang kann zügig und sicher durchgeführt werden, da sich ein manuelles Kuppeln erübrigt.

Die Kupplungseinrichtung kann steuerbar ausgebildet sein, so dass eine Fernsteuerung des Kupplungsvorgangs ermöglicht wer- den kann. Zudem kann das An- oder Abkuppeln abhängig von ver- schiedenen Bedingungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Abkuppeln nur möglich sein, falls die Transported - heit Bodenkontakt hat. Dies kann zu einer Erhöhung der Sicher- heit beitragen.

Der modulare Aufbau ermöglicht eine flexible Kombination von Transport- und Flugeinheiten. Mit anderen Worten können ver- schiedenartige Transport- und/oder Flugeinheiten gegeneinander ausgetauscht werden.

Beispielsweise kann eine erste Transporteinheit zum Transport von Personen ausgebildet sein, während eine zweite Transport- einheit zum Lastentransport ausgebildet ist. Ebenso können un- terschiedliche Flugeinheiten an dieselbe Transporteinheit ge- kuppelt werden. Die Transporteinheiten können sich beispiels- weise in der Anzahl und/oder Anordnung der Antriebseinheiten voneinander unterscheiden. So können z. B. in Abhängigkeit der zu transportierenden Last und/oder der Flugbedingungen (Wind- stärke und -richtung, Höhenlage etc.) Flugeinheiten mit mehr oder weniger Antriebseinheiten ausgewählt werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein senkrecht star- tendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen und/oder Lasten. Das Fluggerät weist eine Flugeinheit und ei- nes an der Flugeinheit befestigte Transporteinheit gemäß vor- stehender Beschreibung auf.

Mit dem Fluggerät sind die vorstehend mit Bezug auf die Trans- porteinheit genannten Vorteile entsprechend verbunden. Die Transporteinheit kann an der Flugeinheit dauerhaft befestigt sein, z. B. mittels einer Schweißverbindung. Alternativ kann die Transporteinheit lösbar an der Flugeinheit befestigt sei. Beispielsweise können Transporteinheit und Flugeinheit mittels einer Kupplungseinrichtung wie vorstehend beschreiben mitei- nander verbunden sein, so dass das Fluggerät modular aufgebaut ist. Wie bereits erwähnt kann die Flugeinheit eine sich in mindes- tens einer Tragwerksebene erstreckende Tragwerksstruktur auf- weisen, an der die Antriebseinheiten angeordnet sein können.

Die Tragwerksstruktur kann radial, axial und tangential ange- ordnete, vorzugweise gerade oder gekrümmte Tragwerksbalken aufweisen, die beispielsweise mittels der Tragwerksstruktur zugeordneten Verbindungsstücken, z. B. T-Stücken, an Knoten- punkten miteinander und ggf. mit einer mittig in der Trag- werksstruktur angeordneten Zentraleinheit verbunden sein kön- nen.

Die miteinander verbundenen Tragwerksbalken können eine in sich geschlossene Tragwerksstruktur, d. h. ohne frei endende Tragwerksbalken, bilden, die damit besonders steif ist.

Die Tragwerksbalken können beispielsweise so angeordnet sein, dass eine in der Tragwerksebene erstreckte, hexagonal ver- strebte Tragwerksstruktur ausgebildet ist. Dazu können sechs radial gleichmäßig verteilt angeordnete Tragwerksbalken vorge- sehen sein, so dass zwei benachbarte radial angeordnete Trag- werksbalken einen Winkel von ungefähr 60° einschließen. Bei- spielsweise kann die Flugeinheit in der hexagonalen Ausführung der Tragwerksstruktur insgesamt 18 Antriebseinheiten aufwei- sen.

Neben den Antriebseinheiten können an der Tragwerksstruktur ein oder mehrere Luftleiteinrichtungen angeordnet sein. Alter- nativ oder zusätzlich können auch an der Transporteinheit Luftleiteinrichtungen angeordnet sein. Die Luftleiteinrichtun- gen können tragflächen- bzw. flügelartig, beispielsweise plat- tenförmig oder leicht gewölbt, ausgebildet sein und über je- weils eine Lagerachse der Luftleiteinrichtung winkelverstell- bar an der Tragwerksstruktur gelagert sein. Bei einer tragflächenartigen Ausgestaltung können die Luft- leiteinrichtungen eine Anströmkante (engl. leading edge) und eine Abströmkante (engl. trailing edge) aufweisen, wobei sich die Anströmkante im Streckenflugbetrieb in Flugrichtung be- trachtet vor der Abströmkante befindet. Hierbei befindet sich die Saugseite (engl. suction side) oben und die Druckseite (engl. pressure side) unten. Die tragflächenartigen Luftleit- einrichtungen können beidseitig der Lagerachse erstreckte Flü- gelabschnitte aufweisen, wobei ein Flügelabschnitt, der im Streckenflugbetrieb im Wesentlichen in Flugrichtung weist, als Anströmflügel und ein von der Lagerachse gegensinnig erstreck- ter Flügelabschnitt als Abströmflügel definiert ist, welcher in Flugrichtung des Streckenflugbetriebs dem Anströmflügel nachgeordnet ist und im Wesentlichen entgegen der Flugrichtung weist.

Die Befestigung der Transporteinheit an der Flugeinheit er- folgt mittels des Befestigungselements der Transporteinheit. Optional kann das Befestigungselement entlang der Tragwerks- struktur, d. h. im Wesentlich in der Tragwerksebene oder pa- rallel zur Tragwerksebene verschiebbar sein. Dies kann bei- spielsweise eine Positionierung der Transporteinheit bezüglich der Flugeinheit derart ermöglichen, dass die Aerodynamik des Fluggeräts verbessert werden kann, z. B. indem die Transport- einheit im Strömungsschatten der Flugeinheit positioniert wird. Zudem kann eine bessere Sicht für zu transportierende Personen erreicht werden, falls die Positionierung der Trans- porteinheit bezüglich der Flugeinheit derart erfolgt, dass ein Sichtbereich nicht oder nur geringfügig durch die Tragwerks- struktur verdeckt wird.

Zur Änderung der Neigungsposition der Beförderungseinrichtung bezüglich des Befestigungselements kann eine Mittenachse der Beförderungseinrichtung mittels der Positioniereinrichtung in einem Bereich positionierbar sein, der sich zwischen einer Flächennormalen der Tragwerksebene und einer Parallelen der Tragwerksebene erstreckt. Der Bereich kann sich auf einen Teilbereich zwischen der Flächennormalen und der Parallelen erstrecken oder direkt von der Flächennormalen und der Paral- lelen begrenzt sein.

Mit anderen Worten kann die Beförderungseinrichtung um bis zu 90 ° bezüglich der Tragwerksebene geneigt werden. Dies kann bei einer senkrechten Ausrichtung der Flugeinheit bezüglich der Erdoberfläche bzw. einer Ausrichtung der Tragwerksebene im Wesentlichen entlang der Gravitationslinien des Erdgravitati- onsfelds eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung der Beför- derungseinheit bezüglich der Erdoberfläche ermöglichen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann die Beförde- rungseinrichtung in der Tragwerksebene angeordnet sein. Bei- spielsweise kann die Beförderungseinrichtung mittig bezüglich der Tragwerksebene angeordnet sein, so dass sich die Beförde- rungseinrichtung im Wesentlichen beidseitig der Tragwerksebene erstreckt.

Eine solche Anordnung der Beförderungseinrichtung ist unabhän- gig vom Vorhandensein der vorstehend beschriebenen Positionie- reinrichtung und der Möglichkeit, eine Neigungsposition der Beförderungseinrichtung bezüglich des Befestigungselements zu ändern und zu fixieren.

Folglich betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein senk- recht startendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen und/oder Lasten, aufweisend eine Flugeinheit mit ei- ner sich in mindestens einer Tragwerksebene erstreckenden Tragwerksstruktur, eine an der Flugeinheit befestigte Trans- porteinheit mit einer Beförderungseinrichtung, wobei die Be- förderungseinrichtung in der mindestens einen Tragwerksebene angeordnet ist. Durch die Anordnung der Beförderungseinrichtung in der Trag- werksebene kann der Schwerpunkt des Fluggeräts zentral, z. B. in der Tragwerksebene, positioniert sein. Hierdurch können bessere Flugeigenschaften im Vergleich zu einer Lage des Schwerpunkts entfernt von der Tragwerksebene erreicht werden. Die Schwerkraft der Beförderungseinrichtung wirkt dann in der gleichen Ebene wie die Auftriebskraft der Flügel, ohne dass Drehmomente um die Schwerpunktachse entstehen, welche durch die Propeller ausgeglichen werden müssten.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann das Fluggerät eine Zentraleinheit aufweisen, die bevorzugt mittig zu einer Mittenachse des Fluggeräts angeordnet sein kann. Die Zentral- einheit kann beispielsweise ein Gehäuse, z. B. in Form einer Halbkugel oder eines Ellipsoids, aufweisen. Beispielsweise kann die Zentraleinheit aus zwei miteinander verbundenen, z. B. verschraubten, Hälften ausgebildet sein. Zur Wartung und Durchführung kleinerer Reparaturen können Eingriffe vorgesehen sein. Die Zentraleinheit kann zudem zur Aufnahme von Trag- werksbalken der Tragwerksstruktur ausgebildet sein, z. B. in- dem Tragwerksbalken der Tragwerksstruktur mit einem Ende an der Zentraleinheit befestigt sind und von der Zentraleinheit radial nach außen verlaufen.

Die Zentraleinheit kann beispielsweise zur Aufbewahrung oder zur Anordnung von Gegenständen, wie z. B. Hilfsmitteln oder technische Funktionseinheiten, ausgebildet sein. Beispielswei- se kann die Zentraleinheit ein Rettungssystem, z. B. einen Fallschirm zum Herausschießen, im obersten Teil der Zentral- einheit aufweisen.

Die Zentraleinheit kann technische Funktionseinheiten, wie z. B. Steuerungs-, Lagebestimmungs- und/oder Kommunikationstech- nik und/oder ein Lademodul aufweisen. Zur Aufbewahrung oder Anordnung der Hilfsmittel und/oder tech- nischen Funktionseinheiten kann das Gehäuse der Zentraleinheit einen oder mehrere Hohlräume aufweisen. Die Hilfsmittel oder technischen Funktionseinheiten können in den Hohlräumen und/oder an dem Gehäuse, beispielsweise oberseitig oder seit- lich im Freiraum zwischen den radialen Tragwerksbalken, ange- ordnet sein.

Die integrierte Lagebestimmungstechnik kann beispielsweise mittels Ortungssignalen, z. B. eines globalen Navigationssa- tellitensystems wie GPS, Galileo, GLONASS, Beidou etc., zur Positionsbestimmung des Fluggeräts ausgebildet sein und der Ermittlung und Kontrolle der Flugroute und des Flugziels des Fluggerätes dienen.

Die integrierte Kommunikationstechnik kann zur internen und/oder externen Kommunikation ausgebildet sein, wobei unter interner Kommunikation die Kommunikation zwischen den Modulen des Fluggeräts oder die Kommunikation mit Modulen, die direkt zur Verwendung mit dem Fluggerät vorgesehen sind, zu verstehen ist, also beispielsweise die Kommunikation zur Verständigung zwischen Flug- und Transportmodul oder Fluggerät und Bodenkon- trollstation.

Unter externer Kommunikation ist beispielsweise die Kommunika- tion bezüglich Flugerlaubnis, Flugroute, Standort etc. bei der Flugsicherung oder der Informationsaustausch mit Wetterdiens- ten zu verstehen.

Darüber hinaus kann die Zentraleinheit auch Soft- und/oder Hardware für die Durchführung eines Landeanflugs auf eine Start- und Landestation aufweisen.

Durch die Positionierung von Hilfsmitteln und technischen Funktionselementen in oder an der mittig angeordneten Zentral- einheit kann eine Schwerpunktlage konzentriert im Zentrum des Fluggeräts ermöglicht werden, wodurch die Steuer- und Regelfä- higkeit des Fluggeräts verbessert ist.

Die Zentraleinheit ermöglicht vorteilhaft eine zentralisierte Anordnung und Ausführung von Steuergeräten und zugehörigen Steuerungsfunktionen sowie ggf. weiterer Baugruppen des Flug- geräts.

Optional kann die die Zentraleinheit entlang der Mittenachse der Beförderungseinrichtung oder entlang einer Flächennormalen der mindestens einen Tragwerksebene, d. h. senkrecht zur Trag- werksebene, verschiebbar sein. Hierzu kann der Zentraleinheit eine Verschiebeeinrichtung zugeordnet sein. Mit anderen Worten kann eine Verschiebeposition der Zentraleinheit geändert und fixiert werden.

Hierzu kann die Zentraleinheit die Mittenachse der Beförde- rungseinrichtung umschließend angeordnet sein. Eine solche Verschiebbarkeit ist unabhängig vom Vorhandensein der vorste- hend beschriebenen Positioniereinrichtung und der Möglichkeit, eine Neigungsposition der Beförderungseinrichtung bezüglich des Befestigungselements zu ändern und zu fixieren.

Folglich betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein senk- recht startendes und landendes Fluggerät zum Transport von Personen und/oder Lasten, aufweisend eine Flugeinheit mit ei- ner sich in mindestens einer Tragwerksebene erstreckenden Tragwerksstruktur, eine an der Flugeinheit befestigte Trans- porteinheit mit einer Beförderungseinrichtung und eine Zent- raleinheit, wobei die Zentraleinheit entlang einer Flächennor- malen der mindestens einen Tragwerksebene verschiebbar ist. Durch die Verschiebbarkeit der Zentraleinheit kann eine Verla- gerung des Schwerpunkts des Fluggeräts erreicht werden. Bei- spielsweise kann die Zentraleinheit auf der der Transportein- heit gegenüberliegenden Seite der Tragwerksebene nach außen verschoben werden. Indem die Zentraleinheit als Gegengewicht zur Transporteinheit genutzt wird, kann der Schwerpunkt des Fluggeräts in die Tragwerksebene verschoben werden. Hierdurch können bessere Flugeigenschaften im Vergleich zu einer Lage des Schwerpunkts entfernt von der Tragwerksebene erreicht wer- den.

Mit anderen Worten kann ein durch eine Positionierung der Transporteinheit außerhalb der Schwerpunktebene erzeugtes, auf das Fluggerät einwirkendes Drehmoment teilweise oder ganz kom- pensiert werden, indem durch Verschieben der Zentraleinheit, die eine nicht unerheblichen Masse aufgrund des Vorhandenseins von Batterien etc. aufweist, ein Gegenmoment erzeugt wird, wenn die Zentraleinheit ebenfalls in eine Position außerhalb der Schwerpunktebene verschoben wird.

Über den Abstand der Zentraleinheit zur Schwerpunktebene, die annähernd der Tragwerksebene entsprechen kann, kann die Kom- pensation entsprechend der Transportmasse erfolgen. Ist die Transportmasse klein, bleibt die Zentraleinheit nahe der Trag- werksebene. Ist die Transportmasse groß, wird die Zentralein- heit weiter herausgefahren, um mit dem größeren Hebelarm zur Tragwerksebene ein größeres Gegenmoment zu erzeugen.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann die Zentraleinheit in die Beförderungseinrichtung integriert sein.

Dies kann insbesondere bei einer in der Tragwerksebene ange- ordneten Beförderungseinrichtung vorteilhaft sein, da dadurch ein besonders kompaktes Fluggerät mit sehr guten Flugeigen- schaften geschaffen wird.Insbesondere können in der Zentral- einheit angeordnete Haupt- und/oder Nebenbatteriesysteme in die Beförderungseinrichtung integriert sein. Dies kann bei ei- nem Wechsel der Beförderungseinrichtung vorteilhaft sein, da zusammen mit dem Wechsel der Beförderungseinrichtung gleich- zeitig ein Batteriewechsel erfolgen kann, so dass die Beförde- rungseinrichtung quasi ihre eigene Energie für die vorgesehene Flugstrecke mitbringen kann.

Auch eine Integration der Zentraleinheit in die Beförderungs- einrichtung ist unabhängig vom Vorhandensein der vorstehend beschriebenen Positioniereinrichtung und der Möglichkeit, eine Neigungsposition der Beförderungseinrichtung bezüglich des Be- festigungselements zu ändern und zu fixieren.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuereinheit zur Steuerung eines Fluggeräts gemäß vorstehender Beschrei- bung. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet und ausgebildet, Steuersignale zu Generieren und Auszugeben, die eine Änderung der Neigungsposition der Beförderungseinrichtung bezüglich des mindestens einen Befestigungselements und/oder eine Änderung einer Verschiebeposition der Zentraleinheit in Abhängigkeit einer Neigeposition der Flugeinheit bewirken.

Die Steuereinheit kann Sensorsignale von Sensoren, z. B. Nei- gungssensoren zur Ermittlung der Neigeposition der Flugein- heit, und/oder Nutzereingaben empfangen und basierend auf An- weisungen oder einem in der Steuereinheit programmierten Code entsprechend einer oder mehrerer Routinen unter Generieren von Steuersignalen verarbeiten. Die generierten Steuersignale wer- den an Aktoren, wie z. B. die Positioniereinrichtung oder eine Verschiebeeinrichtung der Zentraleinheit ausgegeben. Hierzu steht die Steuereinheit in einer signaltechnischen Wirkverbin- dung mit den Aktoren und ggf. Sensoren. Die Steuereinheit kann hardware- und/oder softwaremäßig realisiert sein und physisch ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.

Der Begriff „Neigeposition" bezeichnet die Positionierung der Flugeinheit bezüglich der Erdoberfläche. Z. B. in Abhängigkeit der Flugphase des Fluggeräts kann die Neigeposition variieren, beispielsweise indem die Rotorgeschwindigkeit der über die Tragwerksstruktur verteilten Antriebseinheiten geeignet vari- iert wird. Beispielsweise kann die Tragwerksebene des Flugge- räts in einer Start- und Landephase im Wesentlichen senkrecht zur Erdoberfläche ausgerichtet sein, während die Tragwerksebe- ne in einer Streckenflugphase senkrecht zur Erdoberfläche aus- gerichtet sein kann. Übergänge von der Start- zu Streckenflug- phase sowie von der Streckenflug- zur Landephase können durch entsprechende Zwischenpositionen der Tragwerksebene und somit Neigeposition der Flugeinheit gekennzeichnet sein.

Mittels der Steuereinheit kann eine automatisierte Änderung der Neigungsposition der Beförderungseinrichtung und/oder der Verschiebeposition der Zentraleinheit in Abhängigkeit der Nei- geposition der Flugeinheit erreicht werden.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus den Ab- bildungen sowie der zugehörigen Beschreibung ersichtlich. Es zeigen:

Figur 1 schematische Darstellung eines beispielhaften Flugge- räts in Seitenansicht mit Transporteinheit in einer ersten Neigungsposition;

Figur 2 schematische Darstellung des beispielhaften Fluggeräts der Figur 1 in einer zweiten Neigungsposition;

Figur 3 schematische Darstellung des beispielhaften Fluggeräts der Figur 1 in einer dritten Neigungsposition;

Figur 4 schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Fluggeräts in Seitenansicht mit Transporteinheit mit längserstrecktem Schaft in einer zweiten Neigungsposi- tion;

Figur 5 schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften

Fluggeräts in Seitenansicht mit Verschiebeeinrichtung in einer dritten Neigungsposition und einer ersten Verschiebeposition;

Figur 6 schematische Darstellung des Fluggeräts der Figur 5 in der dritten Neigungsposition und einer zweiten Ver- schiebeposition;

Figur 7 schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Fluggeräts mit verschiebbarer Zentraleinheit;

Figur 8 schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Fluggeräts mit in der Tragwerksebene der Flugeinheit angeordneter Beförderungseinrichtung; und

Figur 9 schematische Darstellung einer beispielhaften Steuer- einheit.

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", „hinte- res" usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Fi- guren verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden kön- nen, 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 hier- in beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsfor- men miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezi- fisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die an- gefügten Ansprüche definiert. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel ei- nes senkrecht startenden und landenden Fluggeräts 100, das zum Transport von Personen und/oder Lasten genutzt werden kann, in verschiedenen Neigungspositionen. Das Fluggerät 100 weist eine Flugeinheit 10 und eine Transporteinheit 1 auf, die an der Flugeinheit 10 befestigt ist.

Die Flugeinheit 1 verfügt über eine Tragwerksstruktur 12 mit mehreren Tragwerksbalken 20 sowie eine Zentraleinheit 15. Die Tragwerksbalken 20 sind an Knotenpunkten 19 untereinander mit- tels als T-Stücke ausgebildeten Verbindungsstücken verbunden. Die Tragwerksbalken 20 bestehen aus einem pultrudierten Hohl- profil aus faserverstärktem Kunststoff, z. B. kohlefaserver- stärktem Kunststoff. Im Hohlprofil verlaufen Leitungen zur signaltechnischen Verbindung sowie Energieversorgung. Alterna- tiv können auch andere Materialien für die Tragwerksbalken 20 genutzt werden.

Die Tragwerksstruktur 12 wird durch sechs radial von der Zent- raleinheit 15 nach außen verlaufende Tragwerksbalken 20 sowie durch sechs weitere Tragwerksbalken 20 gebildet, welche die der Zentraleinheit 15 gegenüberliegenden Enden der radial ver- laufenden Tragwerksbalken 20 unter Ausbildung eines Sechsecks an den Knotenpunkten 19 miteinander verbinden und die äußere Begrenzung der Tragwerksstruktur 12 darstellen. Die Tragwerks- struktur 12 ist in der Tragwerksebene 11 erstreckt ausgebil- det, d. h. die Tragwerksebene 11 entspricht der mittleren Querschnittsebene der Tragwerksstruktur 12. Sie ist rotations- symmetrisch bezüglich der senkrecht zur Tragwerksebene 11 ver- laufenden Flächennormalen 13.

An der Tragwerksstruktur 12 sind insgesamt achtzehn Antriebs- einheiten 18 konzentrisch um die Mittenachse der Flugeinheit 10, die der in den Figuren 1 bis 3 eingezeichneten Flächennor- male 13 entspricht, angeordnet. Die Antriebseinheiten 18 ver- fügen jeweils über einen Propeller mit einem Rotor aus zwei Rotorblättern und einen bürstenlosen Gleichstrommotor als Elektromotor, wobei der Propeller mittels des Elektromotors angetrieben wird. Mittels einer Nabe des jeweiligen Propellers ist dieser drehbar am Elektromotor gelagert. Selbstverständ- lich kann das Fluggerät 100 auch mit einer abweichenden Anzahl an Antriebseinheiten 18 oder anders gestalteten Antriebsein- heiten 18, z. B. mit mehr als jeweils zwei Rotorblättern, an- getrieben werden.

An der Tragwerksstruktur 12 sind außerdem vier tragflächenar- tig ausgebildete Luftleiteinrichtungen 21 angeordnet, deren Anstellwinkel a einstellbar sind, um die Luftströmungsverhält- nisse an die verschiedenen Flugphasen des Fluggeräts 100, z. B. Startphase, Streckenflugphase, Landephase, anpassen zu kön- nen und z. B. den Auftrieb des Fluggeräts 100 variieren zu können. Die Luftleiteinrichtungen 21 können jedoch auch ent- fallen.

Die Zentraleinheit 15 weist ein halbkugelförmiges Gehäuse aus kohlefaserverstärktem oder glasfaserverstärktem Kunststoff auf. In dem Gehäuse sind technische Funktionseinheiten, wie z. B. Steuerungs-, Lagebestimmungs- und Kommunikationstechnik, sowie ein Lademodul angeordnet. Daneben weist die Zentralein- heit 15 wiederaufladbare Akkumulatoren zur Energieversorgung der Antriebseinheiten 18 sowie weiterer elektrischer Energie- verbraucher auf. Beispielsweise kann die untenstehend unter Bezugnahme auf Figur 9 beschriebene Steuereinheit 16 in der Zentraleinheit 15 angeordnet sein.

Neben der Flugeinheit 10 weist das Fluggerät 100 eine Trans- porteinheit 1 auf. Die Transporteinheit 1 verfügt über eine Beförderungseinrichtung 2, ein Befestigungselement 3, sowie ein Positioniereinrichtung 4, wobei im ersten Ausführungsbei- spiel das Befestigungselement 3 und die Positioniereinrichtung ein gemeinsames Bauteil bilden.

Die Beförderungseinrichtung 2 verfügt über eine im Wesentli- chen kugelförmig ausgebildete Beförderungskapsel. Optional kann die Kugelform durch Reduzierung der Breite zu einem El- lipsoid gestaltet sein. Die Beförderungskapsel ist vollständig geschlossen ausgebildet und verfügt über eine teilweise blick- durchlässige Hülle, so dass Personen aus der Beförderungskap- sel hinausschauen können.

Im Inneren der Beförderungskapsel sind mit Sicherheitsgurten und Airbags ausgestattete Sitze, eine Klimatisierungseinrich- tung, Displays sowie eine Kommunikationseinrichtung zur Kommu- nikation mit der Zentraleinheit 15, anderen Fluggeräten oder einer Bodenstation angeordnet.

Das Befestigungselement 3 dient der Befestigung der Transport- einheit 1 an der Flugeinheit 10. Im Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 3 als Schraubverbindung ausgebildet. Alternativ sind jedoch auch andere lösbare oder nicht-lösbare Befestigungen, z. B. eine Schweißverbindung, möglich. Das Be- festigungselement 3 legt den Befestigungsbereich fest, in dem die Transporteinheit und Flugeinheit im befestigten Zustand der Transporteinheit aneinandergrenzen.

Die Positioniereinrichtung 4 weist eine gekrümmte Schiebeein- richtung 7 auf, die die Beförderungskapsel umschließt. Die Po- sitioniereinrichtung 4 dient der Änderung und Fixierung einer Neigungsposition der Beförderungseinrichtung 2 bezüglich des Befestigungselements 3 bzw. des durch das Befestigungselement 3 festgelegten Befestigungsbereichs. Mit anderen Worten kann die Neigung der Beförderungseinrichtung 2 bezüglich des Befes- tigungselements 3 und damit bezüglich der Flugeinheit 1 vari- iert werden.

Die Neigungsposition wird durch den Neigungswinkel ß bestimmt, d. h. dem kleineren der beiden Winkel, die von der Mittenachse 5 der Beförderungseinrichtung 1 und der Flächennormalen 13 der Tragwerksebene 11 eingeschlossen werden. Die Mittenachse 5 entspricht dabei einer Gravitationsfeldlinie 6 des Erdgravita- tionsfelds. In der ersten Neigungsposition gemäß Figur 1 be- trägt der Neigungswinkel ß = 0°, d. h. die Mittenachse 5, die Gravitationsfeldlinie 6 und die Flächennormale 13 entsprechen einander. Der Neigungswinkel ß kann im Ausführungsbeispiel zwischen 0° und 90° variieren.

Zur Änderung des Neigungswinkels wird die Beförderungseinrich- tung 1 mit der gekrümmten Schiebevorrichtung 7 in der Positio- niereinrichtung 4 bewegt. Hierfür wird eine Zahnradverbindung genutzt. Die Fixierung in der gewünschten Neigungsposition er- folgt mittels eines Fixierbolzens.

In der in der Figur 2 dargestellten zweiten Neigungsposition beträgt der Neigungswinkel ca. 35°, in der in Figur 3 darge- stellten dritten Neigungsposition 90°, d. h. die Mittenachse 5 entspricht einer Parallelen 14 der Tragwerksebene bzw. ist pa- rallel zur Tragwerksebene 11 ausgerichtet.

Der Neigungswinkel ß kann insbesondere in Abhängigkeit einer Neigung der Tragwerksebene 11 bezüglich einer Gravitations- feldlinie 6 des Erdgravitationsfelds variiert werden, bei- spielsweise in Abhängigkeit verschiedener Flugphasen des Flug- geräts 100. So kann der Neigungswinkel ß stets derart variiert werden, dass die Mittenachse 5 entlang der Gravitationsfeldli- nie 6 verläuft. Dadurch wird eine stets gleichbleibende Posi- tionierung der Beförderungseinrichtung 1 im Gravitationsfeld bewirkt, so dass keine Lageänderung der transportierten Perso- nen und/oder Lasten bezüglich der Erdoberfläche stattfindet.

So kann während einer Start- oder Landephase des Fluggeräts 100, in der das Fluggerät 100 wie in Figur 1 dargestellt aus- gerichtet ist, d. h. mit einer im Wesentlichen parallel zur Erdoberfläche bzw. senkrecht zur Gravitationsfeldlinie 6 aus- gerichteten Tragwerksebene 11, ein Neigungswinkel ß = 0° ge- wählt werden. Demgegenüber kann der Neigungswinkel ß in einer Streckenflugphase des Fluggeräts 100, in der das Fluggerät 100 wie in Figur 3 dargestellt ausgerichtet ist, d. h. mit einer im Wesentlichen senkrecht zur Erdoberfläche bzw. parallel zur Gravitationsfeldlinie 6 ausgerichteten Tragwerksebene 11, ß = 90° betragen. Figur 2 zeigt das Fluggerät 100 entsprechend beim Übergang von der Start- in die Streckenflugphase bzw. bei Übergang von der Streckenflugphase in die Landephase. Der Nei- gungswinkel ß liegt zwischen 0 ° und 90 ° und beträgt ca. ß ~ 35 °. Aus den Figuren 1 bis 3 geht außerdem hervor, dass auch der Anstellwinkel a in Abhängigkeit der Flugphase variiert.

Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fluggeräts 100 im Übergang von der Start- in die Streckenflugphase bzw. bei Übergang von der Streckenflugphase in die Landephase, d. h. in einer zweiten Neigungsposition mit einem Neigungswinkel ß~ 35 °. Das Fluggerät 100 dieses Ausführungsbeispiels unter- scheidet sich vom Fluggerät 100 des ersten Ausführungsbei- spiels (siehe Figuren 1 bis 3) dadurch, dass die Transportein- heit 1 einen längserstreckten Schaft 8 aufweist, der einen En- des an das Befestigungselement 3 und anderen Endes an die Po- sitioniereinrichtung 4 anschließt.

Der Schaft 8 dient der beabstandeten Anordnung der Beförde- rungseinrichtung 2 bezüglich der Flugeinheit 10, so dass ein Sicherheitshöhenabstand eingehalten werden kann. Der Schaft 8 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.

Zudem ist das Befestigungselement 3 als Teil einer Kupplungs- einrichtung 9 ausgebildet, so dass die Transporteinheit 1 lös- bar an der Flugeinheit 10 befestigt ist. Die Kupplungseinrich- tung 9 ist im Ausführungsbeispiel als Gelenkkupplungseinrich- tung ausgebildet. Die Kupplungseinrichtung 9 ermöglicht in Kombination mit einem modularen Aufbau des Fluggeräts 100 eine flexible Kombination unterschiedlicher Flugeinheiten 10 mit verschiedenen Transporteinheiten 1.

Die Figuren 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel ei- nes Fluggeräts 100 in der Streckenflugphase, d. h. bei einem Neigungswinkel ß = 90 °. Das Fluggerät 100 dieses Ausführungs- beispiels unterscheidet sich vom Fluggerät 100 des ersten Aus- führungsbeispiels (siehe Figuren 1 bis 3) dadurch, dass die Flugeinheit 10 eine lineare Schiebeeinrichtung 22 aufweist.

Mittels der linearen Schiebeeinrichtung 22 kann das Befesti- gungselement 3 entlang der Tragwerksstruktur 12 parallel zur Tragwerksebene 11 zwischen einer zentrischen Position (siehe Figur 5) und einer äußeren Position (siehe Figur 6) verschoben werden. Unter einer zentrischen Position kann dabei eine Posi- tion im Bereich der Mittenachse der Flugeinheit 10 verstanden werden.

Unter einer äußeren Position kann jede außerzentrische Positi- on an der Tragwerksstruktur 12 außerhalb des Bereichs der Mit- tenachse verstanden werden, beispielsweise eine Position an einem radial äußeren Ende der Tragwerksstruktur 12, also einem von der Mittenachse möglichst weit entfernten Ende der Trag- werksstruktur 12 bzw. an einer äußeren Begrenzung der Trag- werksstruktur 12. Die Verschiebung der Gelenkkupplungseinrichtung kann bei- spielsweise entlang eines Tragwerksbalkens, entlang zweier ei- nander gegenüberliegender Tragwerksbalken oder auch entlang aller Tragwerksbalken ermöglicht sein. Dadurch kann die Ver- schiebung auch dazu genutzt werden, um auf vorherrschende Windverhältnisse zu reagieren und z. B. eine Neigung der Be- förderungskapsel durch Seitenwind auszugleichen und/oder um eine bessere Lastverteilung zu ermöglichen.

Die Verschiebung des Befestigungselements 3 kann beispielswei- se mittels einer Linearantriebseinheit realisiert sein. Die Linearantriebseinheit kann z. B. ein an der Tragwerksstruktur 12 angeordnetes Schienensystem umfassen, in oder an dem ein Schlitten beweglich, z. B. unter Nutzung eines Kugellagers, gelagert ist, welcher das Befestigungselement 3 trägt.

Der Antrieb der linearen Schiebeeinrichtung 22 kann beispiels- weise mittels einer angetriebenen Spindel, die durch eine drehbare Zahnstange oder eine Gewindestange gebildet ist, oder mittels eines umlaufend angetriebenen Zahnriemens erfolgen, wobei der Antrieb dieser Übertragungsmittel elektrisch, z. B. durch einen Servomotor, erfolgen kann. Alternativ kann der An- trieb der lineare Schiebeeinrichtung 22 auch magnetisch oder elektromagnetisch ausgebildet sein.

Eine solche Linearantriebseinheit kann vorteilhaft eine starke Beschleunigung, Abbremsung und schnelle Betriebsumschaltung realisieren und damit einen schnellen Richtungswechsel ermög- lichen.

In der zentrischen Position gemäß Figur 5 wird die Transport- einheit 1 teilweise vom Propellerabwind der Antriebseinheiten 18 angeströmt, was zu Turbulenzen und ungünstigen Luftströmun- gen sowie erhöhtem Luftwiderstand führen kann. Befindet sich die Transporteinheit hingegen wie in Figur 6 gezeigt in einer äußeren Position, so ist dies nicht der Fall, da die Trans- porteinheit 1 frei angeströmt wird und die Abströmung der Pro- peller nicht beeinflusst.

Bei Anordnung der Transporteinheit 1 in der zentrischen Posi- tion liegt außerdem der Schwerpunkt des Fluggerätes 100 in der Mitte desselbigen. Bei Störungseinflüssen wie Turbulenzen, Luftlöchern, etc., muss das auftretende Kippen des Fluggerätes 100 durch Korrektur von Drehmomenten/Drehimpulsen um die Mit- tenachse der Flugeinheit 10 bzw. Schwerpunktachse durch die Schubleistung der Propeller erfolgen.

Bei Anordnung der Transporteinheit 1 in einer äußeren Position hängt hingegen eine große Masse (Transporteinheit 1 sowie Nutzlast) unterhalb der Flugeinheit 10, was den Schwerpunkt des Fluggerätes 100 ebenfalls nach unten verschiebt. Dies kann sich positiv bei Störungen auswirken, die einen Drehimpuls verursachen, da das Fluggerät 100 auch ohne aktives Eingreifen über die Propeller der Antriebseinheiten 18 wieder in eine stabile Lage zurückpendelt bzw. eine aktive Regelung positiv unterstützt wird.

Figur 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Fluggeräts 100 in der Streckenflugphase, d. h. bei einem Neigungswinkel ß = 90 °. Das Fluggerät 100 dieses Ausführungsbeispiels unter- scheidet sich vom Fluggerät 100 des ersten Ausführungsbei- spiels (siehe Figuren 1 bis 3) dadurch, dass die Zentralein- heit 15 entlang der Flächennormalen 13 der Tragwerksebene 11 mittels der Verschiebeeinrichtung 23 verschiebbar ist. Die Verschiebung kann in Abhängigkeit einer Neigeposition der Flugeinheit 10 erfolgen, d. h. in Abhängigkeit davon, ob sich das Fluggerät 100 in einer Start- oder Landeflugphase oder ei- ner Streckenflugphase befindet. Figur 7 zeigt die Zentraleinheit 15 in einer äußeren Position. Im Vergleich dazu ist die Zentraleinheit 15 in der Figur 3 nä- her an der Tragwerksebene 11 angeordnet. Die äußere Position gemäß Figur 7 ermöglicht eine Verlagerung des Schwerpunkts des Fluggeräts 100. Die Zentraleinheit 15 dient dabei als Gegenge- wicht zur Transporteinheit 11.

Figur 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Fluggeräts 100 in der Streckenflugphase, d. h. bei einem Neigungswinkel ß = 90 °. Das Fluggerät 100 dieses Ausführungsbeispiels unter- scheidet sich vom Fluggerät 100 des ersten Ausführungsbei- spiels (siehe Figuren 1 bis 3) dadurch, dass die Beförderungs- einrichtung 2 in der Tragwerksebene 11 der Flugeinheit 10 an- geordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Beförderungsein- richtung 2 mittig bezüglich der Tragwerksebene 11 angeordnet, so dass sie sich beidseitig der Tragwerksebene 11 erstreckt. Hierdurch wird bewirkt, dass der Scherpunkt des Fluggeräts 100 in der Tragwerksebene 11 liegt.

Figur 9 zeigt eine Steuereinheit 16 zur Steuerung des Flugge- räts 100. Das Fluggerät 100 kann beispielsweise wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8 beschrieben ausgebil- det sein. Die Steuereinheit 16 ist zum Generieren und Ausgeben von Steuersignalen 17 an das Fluggerät 100 eingerichtet und ausgebildet. Die Steuersignale 17 bewirken eine Änderung der Neigungsposition der Beförderungseinrichtung 2 bezüglich des Befestigungselements 3. Optional können die Steuersignale 17 zusätzlich eine Änderung der Verschiebeposition der Zentral- einheit 15 in Abhängigkeit einer Neigeposition der Flugeinheit 10 bewirken.

Die Steuereinheit 16 kann im Fluggerät 100, z. B. in dessen Zentraleinheit 15 angeordnet sein. Alternativ kann die Steuer- einheit 16 außerhalb des Fluggeräts 100 angeordnet sein. In diesem Fall kann die Übertragung der Steuersignale 17 bei- spielsweise mittels Funkübertragung erfolgen, indem die Steu- ereinheit 16 mit einer Sendeeinrichtung für Funksignale und das Fluggerät 100 mit einer Empfangsvorrichtung für Funksigna- le ausgestattet ist.

Bezugszeichenliste

1 Transporteinheit

2 Beförderungseinrichtung

3 Befestigungselement

4 Positioniereinrichtung

5 Mittenachse der Beförderungseinrichtung

6 Gravitationsfeldlinie

7 gekrümmte Schiebeeinrichtung

8 Schaft

9 Kupplungseinrichtung

10 Flugeinheit

11 Tragwerksebene

12 Tragwerksstruktur

13 Flächennormale

14 Parallele

15 Zentraleinheit

16 Steuereinheit

17 Steuersignal

18 Antriebseinheit

19 Knotenpunkt

20 Tragwerksbalken

21 Luftleiteinrichtung

22 lineare Schiebeeinrichtung

23 Verschiebeeinrichtung

100 Fluggerät a Anstellwinkel ß Neigungswinkel/Drehwinkel