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Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug insbesondere zur Rettung von Personen/Tieren/Gegenständen aus/von unzugänglichen Aufenthaltsorten wie z. B. Hochhäusern oder Gebirgswänden, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik bekannt sind herkömmliche Flugzeuge mit starren oder verstellbaren horizontalen Tragflächen, Senkrechtstarter (VTOL – vertical take-off and landing) mit Kippflügeln oder Kipprotoren, Hubschrauber und Tragschrauber mit Drehflügeln und Gasballone, sowie starre (frühere Zeppeline), halbstarre (heutige Zeppeline) und pralle (Blimps) Luftschiffe.
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Um Personen/Tiere/Gegenstände aus/von unzugänglichen Aufenthaltsorten zu retten, ist es notwendig, dass das Luftfahrzeug in der Luft schweben kann. Somit scheiden die herkömmlichen Flugzeuge für diesen Zweck aus, ebenso wie die Tragschrauber, deren Drehflügel sich nur aufgrund des Vorwärtsflugs mittels herkömmlichen Propellerantrieb drehen. Gasballone haben keinen eigenen Antrieb und sind daher nicht geeignet steuerbar, so dass auch sie hierfür nicht in Frage kommen. Zeppeline und Blimps haben zwar eine Steuerung, diese ist jedoch sehr träge, da diese Flugschiffe eine sehr große Windangriffsfläche aufweisen. Zudem sind Zeppeline und Blimps relativ langsam und Zeppeline sind mit Ihrem inneren Tragegestell recht teuer.
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Es verbleiben daher nur Hubschrauber und Senkrechtstarter als mögliche Luftfahrzeuge zur Rettung von Personen/Tieren/Gegenständen aus/von unzugänglichen Aufenthaltsorten.
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Die Hubschrauber haben den gravierenden Nachteil, dass nicht dicht genug an die Aufenthaltsorte der zu rettenden Personen heran geflogen werden kann, da zum einen die Rotorblätter ungeschützt über die Außenmaße des Hubschraubers hinaus ragen und zum anderen ein Schwebeflug nur mit relativ großen Toleranzschwankungen von einigen cm möglich ist, so dass der Pilot einen relativ großen Sicherheitsabstand zur zu rettenden Personen halten muss, was mit großem Risiko für zu rettenden Personen die verbunden ist.
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Die
DE 30 26 111 A1 offenbart einen Hubschrauber mit herkömmlicher Seilwinde, über welche eine zu einem Hochhaus gehörende Turmkonstruktion, in welche sich Personen hinein retten können, von oben her aufgenommen und an einen sicheren Ort geflogen werden kann. Diese Turmkonstruktion muss aber bereits auf dem Dach eines Gebäudes vorhanden sein und ist nur von oben her zugänglich – zudem ist sie sehr schwer und teuer. Weiterhin müssen sich die in Gefahr befindlichen Personen bereits in diese Turmkonstruktion hinein begeben können, was nur selten möglich ist.
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Mit der
DE 77 15 103 U ist ein Hubschrauber mit Rettungseinrichtung bekannt geworden, wobei am Boden des Hubschraubers ein horizontal und vertikal verschwenkbarer und teleskopisch verstellbarer Träger vorgesehen ist, an dessen vorderer Spitze ein Rettungskorb zur Aufnahme einer zu rettenden Person angelenkt ist. Hier handelt es sich um eine kostenintensive und schwere Konstruktion einer Rettungseinrichtung, die notwendig ist, weil der Hubschrauber wegen der ausladenden Rotoren nicht dicht genug an die zu rettende Person heran fliegen kann, so dass deswegen der Träger in einem weiten Bereich verstellt werden muss. Zudem kann die in den Rettungskorb aufgenommene Person auch nicht in das Innere des Hubschraubers geborgen werden, so dass sie im Rettungskorb in Sicherheit geflogen werden muss, was nur geringe Fluggeschwindigkeiten erlaubt und weitere Risiken für die Person birgt.
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Blieben noch die Senkrechtstarter wie z. B. die Bell X-22 zur Rettung von Personen/Tieren/Gegenständen aus/von unzugänglichen Aufenthaltsorten übrig, die jedoch überraschender Weise hierfür nicht ausgestattet sind und somit keine speziellen Rettungsvorrichtungen aufweisen.
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Mit der
GB 2 412 356 A wird ein Helikopter für die Rettung von gefangenen Personen offenbart, wobei der Helikopter im Bereich seines Buges eine klappbare Rettungsplattform aufweist über welche die zu rettende Person aufgenommen werden kann. Ein Nachteil bei dieser Ausführungsform ist, dass die zusätzliche Last auf der frontseitig angeordneten Rettungsplattform die Flugeigenschaften des Helikopters schwer beeinträchtigt. Der Pilot muss daher stets durch Rotorsteuerung die Belastungssituation ausgleichen. Insbesondere bei solch hohen Belastungsschwankungen, wie sie beim Betreten der Rettungsplattform durch die zu rettende Personen erfolgen, besteht die Gefahr eines Absturzes, weil die Rotorblätter in Berührungseingriff mit der Gebäudehülle kommen können.
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Mit der Druckschrift
US 6 382 556 B1 wird ein Luftfahrzeug in Form eines Senkrechtstarters zur Rettung von Personen offenbart. Zur Stabilisierung des Luftfahrzeuges in der Luft weist dieses innerhalb des Rumpfs einen Balasttank auf.
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Die
US 3 443 776 A offenbart ein Flugzeug mit zwei Trimmtanks, welche fest in der Außenhaut des Flugzeuges angeordnet sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Luftfahrzeug des eingangs erwähnten Standes der Technik derart weiter zu bilden, dass eine rasche und sichere Rettung von Personen/Tieren/Gegenständen aus/von unzugänglichen Aufenthaltsorten wie z. B. Hochhäusern oder Gebirgswänden möglich ist, wobei das Luftfahrzeug eine einfache Vorrichtung aufweist, mit welcher eine Stabilisierung der Normalfluglage erreicht wird.
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Zur Lösung der gestellten Aufgaben dienen die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Wesentlich dabei ist, dass an dem als Senkrechtstarter ausgebildeten Luftfahrzeug mindestens eine Plattform auf der Außenseite der Kabine als Standfläche für die zu rettenden Personen/Tiere/Gegenstände angeordnet ist oder anordenbar ist, an welche sich eine/die Türe für den Zugang zur Kabine anschließt.
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Vorteil hierbei ist, dass es nun erstmals möglich ist, in Not befindliche Personen oder Tiere auch aus/von sehr unzugänglichen Aufenthaltsorten wie z. B. Hochhäusern oder Gebirgswänden rasch und sicher zu retten, da das erfindungsgemäße Luftfahrzeug mit seiner Plattform in direkten Kontakt mit dem Aufenthaltsort heran fliegen kann und daher keine Lücke zwischen Luftfahrzeug und Aufenthaltsort klafft. Zudem schwebt das als Senkrechtstarter ausgebildete Luftfahrzeug während der Rettungsaktion sehr ruhig ohne große Schwankungen in der Luft und die zu rettenden Individuen sowie auch das Rettungspersonen können ohne große Gefahr auf die Plattform stehen.
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Bevorzugt ist die Plattform (im Flugzustand) im Wesentlichen horizontal, kann aber auch leicht im Winkel aus der Horizontalen heraus schräg verlaufen oder sogar im Winkel einstellbar sein.
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Insbesondere ist die Plattform elastisch verformbar (z. B. aus elastomerem Material) oder weist elastisch verformbare Elemente (z. B. metallische Federelemente) auf, so dass das Luftfahrzeug in direkten Kontakt mit der Hochhauswand oder Felswand oder ähnliches geraten kann, ohne dass es zu unerwünschten Rückwirkungen auf das Luftfahrzeug und dessen Piloten kommt. Zur Verbesserung der Rückwirkungsfreiheit können noch zusätzlich an der Stirnseite der Plattform vertikal wirkende Wälzkörper dienen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Plattform mindestens in Längsrichtung des Luftfahrzeugs, d. h. in und entgegen der Vorwärtsflugrichtung, verschiebbar ist, so dass deren Aufstandsfläche für Personen vergrößert oder verkleinert werden kann. Bevorzugt wird, wenn die Plattform vollkommen in den Rumpf oder die Kabine wiederholt einfahrbar und ausfahrbar ist, so dass während des Fluges kein unerwünschter Luftwiderstand durch die Plattform entsteht.
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Insbesondere ist die mindestens eine Plattform am Bug der Kabine des Luftfahrzeugs angeordnet und dort insbesondere im Bereich des Front-Bugfensters der Kabine, wobei das Front-Bugfenster z. B. durch nach oben und/oder unten schieben zu öffnen und zu schließen ist und Teil der Zutrittstüre zur Kabine ist oder die gesamte Zutrittstüre darstellt. Damit kann der Pilot auf Sicht dicht an die zu rettende Person heran fliegen, die Plattform in direkten Kontakt mit der Haus- oder Felswand bringen und die zu rettende Person kann sich dann auf die Plattform in Sicherheit bringen und sogar direkt über das geöffnete Front-Bugfenster zum Piloten in das Luftfahrzeug einsteigen. Danach wird das Front-Bugfenster wieder geschlossen, ggfs. die Plattform eingefahren und auf den Landeplatz zurück geflogen. Natürlich kann auch eine Rettungsperson über das geöffnete Front-Bugfenster zur zu rettenden Person über die Plattform hinüber laufen, diese aufnehmen und mit ihr zurück in das Luftfahrzeug über das Front-Bugfenster einsteigen.
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In anderen Ausführungsformen kann aber eine separate Zutrittstüre vorgesehen sein, so dass das Front-Bugfenster nicht geöffnet werden muss.
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Auch kann in anderen Ausführungsformen die Plattform seitlich im Frontbereich des Luftfahrzeugs angeordnet sein oder aber es können mehrere Plattformen angeordnet sein. Wichtig ist aber immer, dass der Pilot direkten Blickkontakt auf die Plattform hat oder zumindest über ein Kamerasystem.
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Damit das Luftfahrzeug stets stabil in der Luft stehen oder fliegen kann, ist in einer Weiterbildung der Erfindung innerhalb des Rumpfs einherkömmlicher Trimmtank angeordnet. Dieser ist aber im Gegensatz zum Stand der Technik insbesondere durch einen Doppelrumpf der Außenhaut des Luftfahrzeugs gebildet, oder als separater Trimmtank, der mindestens in Längsrichtung des Luftfahrzeugs, d. h. in und entgegen der Vorwärtsflugrichtung, verschiebbar ist, bevorzugt nach dem Prinzip einer Schublade, nämlich über Wälzkörper, die auf Schienen rollen.
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Der Trimmtank ist mit Wasser gefüllt oder füllbar, welches auch als Feuerlöschwasser verwendet werden kann, durch Ablassen über Auslasskanäle. Natürlich kann wie bei herkömmlichen Trimmtanks auch Treibstoff eingefüllt sein, um die Reichweite des Luftfahrzeugs zu erhöhen.
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Zur Sicherheit des Luftfahrzeugs ist z. B. in der Rotornabe ein ballistisches Selbst-Rettungssystem (BSR) angeordnet, das an sich aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist.
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Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug ermöglicht eine Manövrierfähigkeit, die das Kontaktieren an senkrechten Erhebungen und Flächen, wie z. B. Gebäuden im Schwebezustand möglich macht und insbesondere mit ballistischem Selbstrettungssystem in der Rotornabe.
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Der Schwebezustand ist ein Flugzustand in variabler Höhe ohne nennenswerte Bewegungen in allen Richtungen. Das Kontaktieren mit den senkrechten Erhebungen und/oder Flächen, wie z. B. Gebäuden, ist mittels vorgestreckter Plattform und elastischem Kontaktbügel möglich.
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Auf der Plattform können z. B. bis zu zwei Personen Handlungen/Tätigkeiten ausüben. Das Übersteigen und/oder die Übernahme von Personen und/oder Lasten sind möglich; diese Handlungen werden mit diesem Kontaktieren ein sicherer Vorgang.
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Das ballistische Selbstrettungssystem dient der Eigenrettung incl. Fluggerät und Personen. Die Rotornabe übernimmt die gesamte Rettungsfunktion. Die Rotornabe beherbergt die Technik der Raketenfunktion incl. deren Ladung und das Fallschirmsystem.
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Die Funktion verläuft in 2 überlagerten Stufen:
- 1. Höhengewinn bis zur Entfaltung des Fallschirmsystems durch verzögert gesteuerte Raketenfunktion. Steuerung automatisch.
- 2. vollständige Entfaltung des Fallschirmsystems und Absinken zum Boden.
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Sonderausstattung:
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Feuerlöschsystem/Kanone z. B. die Annäherung an brennende Öffnungen aus denen Rettungen erfolgen müssen.
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Schusskanone-Zerstörung z. B. für geschlossene Öffnungen, die nicht mehr zu öffnen sind, aus denen die Rettungen erfolgen müssen. Rettungsmittel, wie z. B. Gurte, Seile, Netze, Fallschutzmittel, Personen-Feuerlöscher.
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Anwendung: Für hohe Gebäude, Erhebungen und unzugängliche Topographie incl. Wasserflächen kann dieses Gerät geeignete Handlungen zur Rettung und Gefahrenabwehr punktueller Leistungen und Dienstleistungen durchführen.
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Die Rettung aus Hochhäusern ist außerhalb der Reichweite von Feuerwehren problematisch. Hier hilft das Kontaktieren im Schwebezustand. Feueraustritt aus Öffnungen wird mit eigenem Feuerlöschsystem/Kanone punktuell bekämpft, um die Rettungsaktion beginnen zu können.
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Zuladung 4 bis 6 Personen zuzüglich 500 bis 1000 kg Last.
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Änderungen infolge der Erkenntnisse aus der Entwicklung des Luftfahrzeuggerätes sind erforderlich.
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Technische Erfordernisse
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- 1. Antriebsaggregate: 2 Stück gegenläufige Triebwerke
- 2. Art des Antriebes: konventionelle Kolbentriebwerke oder Strahltriebwerke
- 3. Antriebsrichtung:
- a) horizontale Vorwärtsbewegung
- b) vertikale Steig- und Sinkbewegung
- c) und mit stufenlos fließenden
- d) Übergänge der Antriebsrichtung von horizontaler in vertikale Bewegung und umgekehrt von vertikaler in horizontale Bewegung mittels stufenlos fließend schwenkbaren Antriebsaggregaten (+/–90°)
- 3.1 Auftriebserzeugung: Antriebsaggregate
- 4. Starteigenschaften anrollender Flugzeugstart oder senkrecht startend
- 4.1 Start- und Landeeigenschaften zu Land und zu Wasser
- 5. Beförderung Personen und/oder Lasten
- 6. Verwendungseigenschaften:
- a) Bergungs- und Rettungsdienste, z. B. Rettung aus unzugänglichem Gelände, Rettung aus Hochhäusern,
- b) Überwachungsfunktionen, z. B. Verkehr, Wald-Brandschutz
- 7. Geometrie nach konstruktiven Erfordernissen, jedoch zur Orientierung z. B.
Länge ca. 6500 mm
Breite ca. 6500 bis 7200 mm
Höhe Zelle ca. 2800 bis 3500 mm
Höhe gesamt ca. 3600 mm
- 8. Flugeigenschaften frei im Raum höhengleich schwebend, hebend, sinkend. Die Bewegungen nach allen Richtungen in der Horizontalen und Vertikalen und in dessen Kombinationen.
360° in der Geräteachse drehend nach rechts oder
links, aus der Drehung w. v. in der Geräteachse
drehend und übergehend in die Spirale waagerecht,
steigend oder sinkend oder
gesteuerte kleine Kreise aus Richtungsposition.
- 9. Besonderheiten:
- a) an Bord ist eigenes selbst auslösendes Rettungssystem, wie z. B. Fallschirm für die komplexe Rettung für Insassen incl. Fluggerät.
- b) elastischer Rammbügel am Bug für die Übernahme zu bergender Personen und oder das Absetzen von Rettungspersonen, z. B. Rettung aus Hochhäusern
- c) Feuerlöschsystem punktuelles Löschen im Bereich der Kontaktierung.
- d) Schusskanone-Zerstörung Öffnungen schaffen.
- e) Hydraulische Hebelkaskadensteuerung mit Schrägscheibensteuerung (180°, +90°, –90°, dreiachsig). Ein autarkes hydraulisches Steuerungssystem ohne elektromechanische Antriebe und ohne elektronische Regelungstechnik. Durch diese Ausführung ist das Steuerungssystem resistent gegen elektromechanische Impulse und jeglicher Hochfrequenztechnologie.
- f) Modifizierung an der Einspritzpumpe. Die Ausführung in der Variante mit Dieseltreibwerk und Verteilereinspritzpumpe hat eine Modifizierung an der Einspritzpumpe, das Magnetventil kann außer der elektromagnetischen Steuerung auch manuell vom Steuerpult bedient werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen, welche einen Ausführungsweg darstellen, näher beschrieben, wobei hieraus weitere Merkmale der Erfindung hervor gehen.
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Es zeigt:
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1: Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug in einer Seitenansicht;
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2: Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug in Draufsicht;
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3: Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug in Vorderansicht entgegen der Flugrichtung.
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Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug 1 beinhaltet zwei Kipprotoren 2, 3, welche mindestens zwischen einer Senkrechtstartposition und einer Vorwärtsflugposition wiederholt verstellbar sind, wobei diese Kipprotoren 2, 3 durch je einen Antriebsmotor 4, 5 antreibbar sind. Das Luftfahrzeug 1 beinhaltet weiterhin einen Rumpf 6, der eine mit einem Front-Bugfenster 8 versehene Kabine 7 beinhaltet, welche über eine nach oben und unten zu öffnende Schiebetüre 9 zugänglich ist. An die Plattform 10 mit elastischem Kontaktbügel 11 und daran angebrachten Vertikalrädern 12 auf der vordern Außenseite der Kabine 7 als Standfläche für die zu rettenden Personen/Tiere/Gegenstände schließt sich die Türe 9 für den Zugang zur Kabine 7 an.
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Die beiden Antriebsmotoren 4, 5 geben ihre Leistung an ein Getriebe (nicht gezeigt) in der Rotornabe 13 ab, welche sich zwischen den beiden Antriebsmotoren 4, 5 auf dem Dach 14 des Rumpfes 6 befinden.
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Im Boden 15 des Rumpfes 6 befindet sich der Trimmtank 16, der mit Wasser 17 gefüllt ist. Außen sind am Boden 15 des Rumpfes 6 zwei Fronträder 18 und ein Heckrad 19 angeordnet, welche relativ klein sind, da diese ja nur eine Standfunktion erfüllen müssen und bei der Landung nicht rollen.
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Am Heck des Luftfahrzeugs 1 befindet sich ein Leitwerk 20, welches aus zwei voneinander beabstandeten symmetrisch zur Längsmittelachse des Luftfahrzeugs 1 angeordneten vertikalen Seitenleitwerke 21 besteht und einem diese verbindenden horizontalen Höhenleitwerk 22.
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Das ballistische Selbstrettungssystem 23 (BSR) befindet sich in der Rotornabe 13.
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Die Vorwärtsflugrichtung des Luftfahrzeugs 1 ist mit dem Bezugszeichen 24 angegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftfahrzeug
- 2
- Kipprotor
- 3
- Kipprotor
- 4
- Antriebsmotor
- 5
- Antriebsmotor
- 6
- Rumpf
- 7
- Kabine (oder Zelle)
- 8
- Front-Bugfenster
- 9
- Schiebetüre
- 10
- Plattform
- 11
- Kontaktbügel, elastisch verformbare Elemente
- 12
- Vertikalräder, vertikal wirkende Wälzkörper
- 13
- Rotornabe
- 14
- Dach
- 15
- Boden
- 16
- Trimmtank
- 17
- Wasser
- 18
- Fronträder
- 19
- Heckrad
- 20
- Leitwerk
- 21
- Seitenleitwerk
- 22
- Höhenleitwerk
- 23
- ballistisches Selbstrettungssystem (BSR)
- 24
- Vorwärtsflugrichtung