DE102019201517A1 - Ejector device for a manned electric aircraft for ejecting an electrical energy store and an electric aircraft - Google Patents
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Abstract
Die erfindungsgemäße Abwurfeinrichtung (AE) weist ein Kontaktelement (KE) zum Anschließen des elektrischen Energiespeichers (BAT) an eine zu einem Flugantrieb (M) führende Stromleitung (PL) sowie eine verschließbare Auswurföffnung (AO) zum Auswerfen des elektrischen Energiespeichers (BAT) auf. Weiterhin ist eine Halterung (H) für den elektrischen Energiespeicher (BAT) mit einem Führungselement (GS) zum Führen des elektrischen Energiespeichers (BAT) aus der Auswurföffnung (AO) sowie ein Sicherungselement (SE) zum Sichern des elektrischen Energiespeichers (BAT) gegen Verschiebung entlang des Führungselements (GS) vorgesehen. Darüber hinaus verfügt die Abwurfeinrichtung (AE) über eine Auslöseeinrichtung (TR) zum pilotengesteuerten Auslösen eines Abwurfs durch Öffnen der Auswurföffnung (AO), Lösen des Sicherungselements (SE) sowie elektrische und physische Abtrennung der Stromleitung (PL) vom elektrischen Energiespeicher (BAT). The ejection device (AE) according to the invention has a contact element (KE) for connecting the electrical energy store (BAT) to a power line (PL) leading to an aircraft drive (M) and a closable ejection opening (AO) for ejecting the electrical energy store (BAT). Furthermore, there is a holder (H) for the electrical energy store (BAT) with a guide element (GS) for guiding the electrical energy store (BAT) out of the ejection opening (AO) and a securing element (SE) for securing the electrical energy store (BAT) against displacement provided along the guide element (GS). In addition, the discharge device (AE) has a trigger device (TR) for pilot-controlled triggering of a discharge by opening the discharge opening (AO), releasing the securing element (SE) and electrically and physically disconnecting the power line (PL) from the electrical energy store (BAT).
Description
Mit zunehmender Leistungsfähigkeit von elektrischen Energiespeichern wird vielerorts angestrebt, elektrische Antriebstechnologien auch für bemannte Flugzeuge zu nutzen. Aufgrund des spezifischen Antriebskonzepts und des hohen Energiebedarfs sind hierbei jedoch eine Vielzahl von spezifischen Problemstellungen und Herausforderungen zu meistern.With the increasing performance of electrical energy storage, efforts are being made in many places to use electrical drive technologies for manned aircraft as well. Due to the specific drive concept and the high energy requirement, however, a large number of specific problems and challenges have to be mastered.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Flugsicherheit eines bemannten Elektroflugzeugs zu erhöhen.It is an object of the present invention to increase the flight safety of a manned electric aircraft.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Abwurfeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Elektroflugzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16.This object is achieved by a dropping device with the features of claim 1 and by an electric aircraft with the features of claim 16.
Die erfindungsgemäße Abwurfeinrichtung für ein bemanntes Elektroflugzeug ist zum Abwerfen eines elektrischen, zur Energieversorgung eines Flugantriebs vorgesehenen Energiespeichers geeignet. Die Abwurfeinrichtung weist ein Kontaktelement zum Anschließen des elektrischen Energiespeichers an eine zum Flugantrieb führende Stromleitung, eine verschließbare Auswurföffnung zum Auswerfen des elektrischen Energiespeichers, eine Halterung für den elektrischen Energiespeicher mit einem Führungselement zum Führen des elektrischen Energiespeichers aus der Auswurföffnung sowie ein Sicherungselement zum Sichern des elektrischen Energiespeichers gegen Verschiebung entlang des Führungselements auf. Weiterhin verfügt die Abwurfeinrichtung über eine Auslöseeinrichtung zum pilotengesteuerten Auslösen eines Abwurfs des elektrischen Energiespeichers durch Öffnen der Auswurföffnung, Lösen des Sicherungselements sowie elektrische und physische Abtrennung der Stromleitung vom elektrischen Energiespeicher.The ejection device according to the invention for a manned electric aircraft is suitable for ejecting an electrical energy store provided for the energy supply of an aircraft engine. The ejection device has a contact element for connecting the electrical energy store to a power line leading to the flight drive, a closable ejection opening for ejecting the electrical energy store, a holder for the electrical energy store with a guide element for guiding the electrical energy store out of the ejection opening, and a securing element for securing the electrical one Energy storage against displacement along the guide element. Furthermore, the ejection device has a trigger device for pilot-controlled triggering of a ejection of the electrical energy store by opening the ejection opening, loosening the securing element and electrically and physically disconnecting the power line from the electrical energy store.
Die Abwurfeinrichtung kann in einem Elektroflugzeug insbesondere als Teil einer Notlandeeinrichtung oder Notfallausrüstung installiert sein.The ejection device can be installed in an electric aircraft, in particular as part of an emergency landing device or emergency equipment.
Ein elektrischer Antrieb von bemannten Elektroflugzeugen erfordert in der Regel elektrische Energiespeicher mit hoher Energiekapazität und/oder hoher Energiedichte, wie z.B. Lithiumionen-Batterien. Bei derartigen Energiespeichern besteht indes ein gewisses Risiko, dass der Energiespeicher während des Fluges und insbesondere bei einer Notlandung in Brand gerät oder gefährliche Stoffe abgibt. Durch einen Abwurf eines solchen Energiespeichers in einer Gefahrensituation oder vor einer Notlandung kann das Unfallrisiko für Passagiere, Piloten und Helfer häufig erheblich gesenkt werden.Electric propulsion of manned electric aircraft generally requires electrical energy stores with high energy capacity and / or high energy density, such as Lithium ion batteries. With such energy stores, however, there is a certain risk that the energy store will catch fire or emit dangerous substances during the flight and in particular during an emergency landing. Throwing off such an energy store in a dangerous situation or before an emergency landing can often significantly reduce the risk of accidents for passengers, pilots and helpers.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments and developments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Abwurfeinrichtung einen Abwurfsensor zum Detektieren der elektrischen und/oder physischen Abtrennung der Stromleitung, des Öffnens der Auswurföffnung und/oder des Lösens des Sicherungselements umfassen. Weiterhin kann eine Rückmeldeeinrichtung zum Rückmelden eines Ergebnisses der Detektion an einen Piloten des Elektroflugzeugs vorgesehen sein. Dies erlaubt dem Piloten, einen Abwurf in verhältnismäßig kontrollierter Weise vorzunehmen.According to an advantageous embodiment of the invention, the discharge device can comprise a discharge sensor for detecting the electrical and / or physical disconnection of the power line, the opening of the discharge opening and / or the release of the securing element. Furthermore, a feedback device can be provided for reporting a result of the detection to a pilot of the electric aircraft. This allows the pilot to take off in a relatively controlled manner.
Vorteilhafterweise kann für den Abwurfsensor und/oder die Rückmeldeeinrichtung eine vom elektrischen Energiespeicher verschiedene Stromversorgung vorgesehen sein. Auf diese Weise können auch nach Abtrennung des elektrischen Energiespeichers Daten über den Abwurf an den Piloten zurückgemeldet werden.A power supply different from the electrical energy store can advantageously be provided for the ejection sensor and / or the feedback device. In this way, data about the release can be reported back to the pilot even after the electrical energy storage device has been disconnected.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Abwurfeinrichtung einen Umschalter aufweisen zum Umschalten des Flugantriebs und/oder eines anderen Verbrauchers des Elektroflugzeugs auf eine zweite Energieversorgung infolge des Auslösens eines Abwurfs. Die zweite Energieversorgung kann als weiterer elektrischer Energiespeicher oder als elektrischer Generator ausgestaltet sein. Bei einer Notlandung sollte eine Umschaltung des Flugantriebs auf die zweite Energieversorgung vorzugsweise kurz vor der Notlandung erfolgen, damit die Kapazität der zweiten Energieversorgung für eine Versorgung oder zumindest Notversorgung des Flugantriebs bis zur tatsächlichen Landung ausreicht.According to a further advantageous embodiment of the invention, the dropping device can have a changeover switch for switching the aircraft drive and / or another consumer of the electric aircraft to a second energy supply as a result of the triggering of a dropping. The second energy supply can be configured as a further electrical energy store or as an electrical generator. In the event of an emergency landing, the aircraft drive should preferably be switched over to the second energy supply shortly before the emergency landing, so that the capacity of the second energy supply is sufficient for supplying or at least emergency supplying the aircraft drive until the actual landing.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Kontaktelement als Gleitkontakt oder Druckkontakt zum Andrücken an einen Anschlusskontakt des elektrischen Energiespeichers ausgebildet sein. Der Gleitkontakt oder Druckkontakt kann dann bei Bewegung des elektrischen Energiespeichers entlang des Führungselements vom Anschlusskontakt abgleiten oder sich davon ablösen. Auf diese Weise kann das Kontaktelement und damit die Stromleitung durch eine Eigenbewegung des elektrischen Energiespeichers elektrisch und/oder physisch vom elektrischen Energiespeicher getrennt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the contact element can be designed as a sliding contact or a pressure contact for pressing against a connection contact of the electrical energy store. The sliding contact or pressure contact can then slide off or detach from the connection contact when the electrical energy store moves along the guide element. In this way, the contact element and thus the power line can be electrically and / or physically separated from the electrical energy store by a movement of the electrical energy store.
Weiterhin kann das Kontaktelement zum Kontaktieren eines vertieft innerhalb eines Gehäuses des elektrischen Energiespeichers angeordneten Anschlusskontakts ausgebildet sein. Auf diese Weise können Anschlusskontakte des elektrischen Energiespeichers, die eine hohe Spannung führen können, gegen unbeabsichtigtes Berühren, z.B. bei einer Bergung, geschützt werden. Darüber hinaus können Kurzschlüsse durch Metallteile verhindert werden.Furthermore, the contact element can be designed to make contact with a connection contact that is recessed within a housing of the electrical energy store. In this way, connection contacts of the electrical energy store that carry a high voltage can be protected against unintentional contact, e.g. during a rescue. In addition, short circuits caused by metal parts can be prevented.
Vorzugsweise kann das Kontaktelement eine Sollbruchstelle aufweisen, die bei Abwurf des elektrischen Energiespeichers bricht oder reißt. Insbesondere kann die Sollbruchstelle vertieft innerhalb eines Gehäuses des elektrischen Energiespeichers angeordnet sein.The contact element can preferably have a predetermined breaking point, which breaks or tears when the electrical energy store is dropped. In particular, the predetermined breaking point can be arranged recessed within a housing of the electrical energy store.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die elektrische Abtrennung der Stromleitung unabhängig von ihrer physischen Abtrennung auslösbar sein. Dies ist insofern vorteilhaft, als eine Wirkung der elektrischen Abtrennung durch den Piloten beobachtet werden und abhängig davon die physische Abtrennung eingeleitet werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrical disconnection of the power line can be triggered independently of its physical disconnection. This is advantageous in that an effect of the electrical disconnection by the pilot is observed and depending on it, the physical disconnection can be initiated.
Vorteilhafterweise kann ein Stromsensor zum Messen eines Energieflusses über das Kontaktelement vorgesehen sein. Entsprechend kann die Auslöseeinrichtung dazu eingerichtet sein, den Abwurf des elektrischen Energiespeichers, das Öffnen der Auswurföffnung, das Lösen des Sicherungselements und/oder die elektrische oder physische Abtrennung der Stromleitung abhängig vom gemessenen Energiefluss auszulösen oder zu unterdrücken. Insbesondere können die vorstehenden Maßnahmen dann vorgenommen werden, wenn der Energiefluss gering ist oder unter einen vorgegebenen Schwellwert abgesunken ist. Auf diese Weise können abtrennungsbedingte Lichtbögen oder Funken in vielen Fällen vermieden werden.A current sensor can advantageously be provided for measuring an energy flow via the contact element. Accordingly, the triggering device can be set up to trigger or suppress the ejection of the electrical energy store, the opening of the ejection opening, the release of the securing element and / or the electrical or physical disconnection of the power line depending on the measured energy flow. In particular, the above measures can be carried out when the energy flow is low or has dropped below a predetermined threshold value. In this way, arcing or sparks caused by separation can be avoided in many cases.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann eine Überwachungseinrichtung zum Erfassen von abwurfrelevanter Umgebungsinformation vorgesehen sein. Entsprechend kann die Auslöseeinrichtung dazu eingerichtet sein, den Abwurf des elektrischen Energiespeichers, das Öffnen der Auswurföffnung, das Lösen des Sicherungselements und/oder die elektrische oder physische Abtrennung der Stromleitung abhängig von der erfassten Umgebungsinformation auszulösen oder zu unterdrücken. Die Umgebungsinformation kann insbesondere eine Position des Elektroflugzeugs, eine Nähe zu bewohntem Gebiet, eine Nähe zu kritischer Infrastruktur, eine Windgeschwindigkeit und/oder eine Fluggeschwindigkeit umfassen. Durch Berücksichtigung derartiger Umgebungsinformation kann ein Abwurf des Energiespeichers über bewohntem Gebiet, über kritischer Infrastruktur oder über Sperrzonen verhindert, verzögert oder erschwert werden.According to an advantageous further development of the invention, a monitoring device can be provided for acquiring environmental information relevant to the discharge. Correspondingly, the triggering device can be set up to trigger or suppress the ejection of the electrical energy store, the opening of the ejection opening, the release of the securing element and / or the electrical or physical disconnection of the power line depending on the detected environmental information. The environmental information can include, in particular, a position of the electric aircraft, a proximity to an inhabited area, a proximity to critical infrastructure, a wind speed and / or a flight speed. By taking environmental information of this type into account, it can be prevented, delayed or made more difficult to throw off the energy store over an inhabited area, over critical infrastructure or over restricted zones.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Führungselement abwärts gerichtet oder geneigt sein. Entsprechend kann das Kontaktelement auf einer Oberseite oder einem Seitenteil des elektrischen Energiespeichers angeordnet sein. Hierdurch kann das Kontaktelement auf einfache Weise durch eine schwerkraftbedingte, abwärts gerichtete Eigenbewegung des Energiespeichers sowohl elektrisch als auch physisch vom Energiespeicher getrennt werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the guide element can be directed downwards or inclined. Accordingly, the contact element can be arranged on an upper side or a side part of the electrical energy store. As a result, the contact element can be separated both electrically and physically from the energy store in a simple manner by a gravitational downward movement of the energy store.
Darüber hinaus kann die Auswurföffnung mit einer Absprengeinrichtung zum Absprengen eines Verschlusses und/oder mit einem Riegel zum Verriegeln des Verschlusses versehen sein.In addition, the ejection opening can be provided with a blasting device for blasting off a closure and / or with a bolt for locking the closure.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Abwurfeinrichtung eine mit der Auslöseeinrichtung gekoppelte Trimmeinrichtung zum Ausgleichen einer abwurfbedingten Schwerpunktverschiebung des Elektroflugzeugs aufweisen. Die Trimmeinrichtung kann insbesondere ein verschiebbares Ausgleichsgewicht umfassen und/oder eine Trimmung von Höhenruder, Querruder, Seitenruder oder anderen Steuerflächen in ausgleichender Weise verändern.According to an advantageous development of the invention, the release device can have a trimming device coupled to the release device for compensating for a shift in the center of gravity of the electric aircraft due to the release. The trimming device can in particular comprise a displaceable counterweight and / or change the trimming of elevator, aileron, rudder or other control surfaces in a compensating manner.
Weiterhin kann die Abwurfeinrichtung dazu eingerichtet sein, einen Fallschirm und/oder ein Prallkissen des elektrischen Energiespeichers infolge des Auslösens eines Abwurfs zu entsichern.Furthermore, the dropping device can be set up to unlock a parachute and / or an impact cushion of the electrical energy store as a result of the triggering of a dropping.
Darüber hinaus kann die Abwurfeinrichtung dazu eingerichtet sein, ein Aufsprühen einer Schaumschicht auf den elektrischen Energiespeicher infolge eines Abwurfs auszulösen. Vorzugsweise kann feuerhemmender, elastischer und/oder elektrisch isolierender Schaum, insbesondere Löschschaum, elastischer Bauschaum oder Montageschaum verwendet werden. Durch die Schaumschicht können in vielen Fällen ein Aufprall des Energiespeichers gedämpft, eine Kontamination der Aufschlagstelle verringert und/oder Verletzungen und elektrische Schläge durch zufälliges Berühren vermieden werden.In addition, the ejection device can be set up to trigger a spraying of a foam layer onto the electrical energy store as a result of a ejection. Fire-retardant, elastic and / or electrically insulating foam, in particular extinguishing foam, elastic construction foam or assembly foam, can preferably be used. In many cases, the foam layer can dampen an impact of the energy store, reduce contamination of the impact site and / or prevent injuries and electric shocks from accidental contact.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
-
1 ein Elektroflugzeug mit einer erfindungsgemäßen Abwurfeinrichtung und -
2 einen Teil der Abwurfeinrichtung mit einer darin befindlichen Batterie.
-
1 an electric aircraft with a release device according to the invention and -
2nd part of the ejection device with a battery located therein.
Das Elektroflugzeug EF verfügt weiterhin über an die Instrumentenkonsole CON gekoppelte Detektoren DT zum Detektieren einer Gefahrensituation für das Elektroflugzeug EF. Die Detektoren DT umfassen vorzugsweise einen Höhenmesser zur Feststellung eines gefährlichen Höhenverlusts und/oder einen Rauchsensor und/oder einen Temperatursensor zur Detektion eines Batteriebrandes. Darüber hinaus können weitere Sensormessungen zur Feststellung einer Gefahrensituation ausgewertet werden. Eine detektierte Gefahrensituation wird von den Detektoren DT an die Instrumentenkonsole CON übermittelt, wo z.B. ein Alarmgeber ausgelöst wird.The electric aircraft EF also has detectors DT coupled to the instrument console CON for detecting a dangerous situation for the electric aircraft EF. The detectors DT preferably comprise an altimeter for determining a dangerous loss of height and / or a smoke sensor and / or a temperature sensor for detecting a battery fire. In addition, further sensor measurements can be evaluated to determine a dangerous situation. A detected dangerous situation is transmitted from the detectors DT to the instrument console CON, where e.g. an alarm device is triggered.
Erfindungsgemäß weist das Elektroflugzeug EF eine Abwurfeinrichtung AE auf zum Abwerfen der Batterie BAT während des Fluges, insbesondere in Gefahrensituationen, z.B. kurz vor einer Notlandung. Dementsprechend kann die Abwurfeinrichtung AE beispielsweise als Teil einer Notlandeeinrichtung implementiert sein.According to the invention, the electric aircraft EF has an ejection device AE for ejecting the battery BAT during the flight, in particular in dangerous situations, e.g. shortly before an emergency landing. Accordingly, the launching device AE can be implemented, for example, as part of an emergency landing device.
Als kurzzeitigen Ersatz für eine abgeworfene Batterie BAT verfügt das Elektroflugzeug EF über eine zweite Energieversorgung B2. Die zweite Energieversorgung B2 kann insbesondere auch zur Energieversorgung der Instrumentenkonsole CON und der Abwurfeinrichtung AE sowie für andere für die Flugsteuerung relevante Verbraucher vorgesehen sein. Die zweite Energieversorgung B2 kann als Batterie, z.B. als Lithiumionen-Batterie, oder als elektrischer Generator implementiert sein. Vorzugsweise kann die zweite Energieversorgung B2 im Normalbetrieb von der Hauptbatterie BAT gepuffert werden.As a temporary replacement for a dropped battery BAT, the electric aircraft EF has a second energy supply B2. The second energy supply B2 can in particular also be provided for the energy supply of the instrument console CON and the dropping device AE and for other consumers relevant for flight control. The second power supply B2 can be used as a battery, e.g. be implemented as a lithium ion battery or as an electrical generator. The second energy supply B2 can preferably be buffered by the main battery BAT in normal operation.
Die Abwurfeinrichtung umfasst eine Halterung H zum gesicherten Halten der Batterie BAT im Normalbetrieb. Die Halterung H weist Führungselemente für die Batterie BAT auf, um diese beim Abwurf verkantungsfrei aus einer Auswurföffnung
Im Normalbetrieb ist die Auswurföffnung
Zum Sichern der Batterie BAT gegen ungewolltes Verschieben oder Herausfallen aus der Halterung H verfügt die Abwurfeinrichtung AE über Sicherungselemente
Die Abwurfeinrichtung AE weist weiterhin eine Auslöseeinrichtung TR auf, zum pilotengesteuerten Auslösen eines Abwurfs der Batterie BAT durch Öffnen der Auswurföffnung
Zum pilotengesteuerten Auslösen eines Abwurfs ist im Cockpit
Des Weiteren umfasst die Abwurfeinrichtung AE einen Umschalter SW zum Umschalten des Flugantriebs M auf die zweite Energieversorgung B2 infolge des Auslösens eines Abwurfs. Durch den Umschalter SW können auch weitere an die Batterie BAT angeschlossene Verbraucher, wie z.B. Instrumente, Motoren zum Betätigen von Leitwerken oder Steuerklappen und/oder Motoren zum Aus- und Einfahren eines Fahrwerks auf die zweite Energieversorgung B2 umgeschaltet werden. Zur Synchronisierung des Umschaltvorgangs mit dem Abwurfvorgang ist der Umschalter SW mit der Abwurfsteuerung CTL gekoppelt und wird durch diese gesteuert. Das Umschalten erfolgt vorzugsweise derart, dass möglichst keine oder nur eine geringfügige Versorgungslücke für die umgeschalteten Verbraucher auftritt. Vorzugsweise kann die Abwurfeinrichtung AE einen Abschalter (nicht dargestellt) aufweisen, zum Abschalten des Flugantriebs M und/oder zum Abtrennen des Flugantriebs M oder der Stromleitung
Insbesondere kann eine elektrische Abtrennung der Batterie BAT unabhängig von ihrer physischen Abtrennung ausgelöst werden. Beide Abtrennungen können unabhängig voneinander zum Piloten P rückgemeldet werden. Auf diese Weise kann durch den Piloten P zunächst die Wirkung der elektrischen Abtrennung beobachtet werden und abhängig davon die physische Abtrennung eingeleitet werden.In particular, an electrical disconnection of the battery BAT can be triggered regardless of its physical disconnection. Both partitions can be reported back to pilot P independently of one another. In this way, the effect of the electrical separation can first be observed by the pilot P and, depending on this, the physical separation can be initiated.
Weiterhin verfügt die Abtrenneinrichtung AE über einen mit der Abwurfsteuerung CTL gekoppelten Stromsensor SS zum Messen eines von der Batterie BAT ausgehenden bzw. über die Kontaktelemente
Die Auslöseeinrichtung TR ist dazu eingerichtet, den Abwurf der Batterie BAT, das Öffnen der Auswurföffnung
Weiterhin umfasst die Abwurfeinrichtung AE einen Abwurfsensor AS zum Detektieren der elektrischen oder physischen Abtrennung der Batterie BAT oder der Stromleitung
Weiterhin verfügt die Abwurfeinrichtung AE über eine Überwachungseinrichtung MO zum fortlaufenden Erfassen von abwurfrelevanter Umgebungsinformation. Derartige Umgebungsinformation kann eine Position des Elektroflugzeugs EF, eine Nähe zu bewohntem Gebiet, eine Nähe zu kritischer Infrastruktur, eine Fluggeschwindigkeit, eine Windgeschwindigkeit und/oder eine potentielle Flugbahn einer abzuwerfenden Batterie BAT umfassen.Furthermore, the dropping device AE has a monitoring device MO for continuously recording throwing-relevant environmental information. Such environmental information can include a position of the electric aircraft EF, a proximity to an inhabited area, a proximity to critical infrastructure, an airspeed, a windspeed and / or a potential trajectory of a battery BAT to be thrown away.
Die Überwachungseinrichtung MO ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Teil der Abwurfsteuerung CTL implementiert. Die Überwachungseinrichtung MO ist dazu eingerichtet, den Abwurf der Batterie BAT, das Öffnen der Auswurföffnung
Weiterhin verfügt die Abwurfeinrichtung AE über eine Trimmeinrichtung TRM zum Ausgleichen einer abwurfbedingten Schwerpunktverschiebung des Elektroflugzeugs EF. Die Trimmeinrichtung TRM kann beispielsweise ein verschiebbares Ausgleichsgewicht umfassen. Darüber hinaus kann die Trimmeinrichtung TRM nach einem Abwurf der Batterie BAT das Elektroflugzeug EF aktiv gegensteuern und/oder eine Trimmung von Höhenruder, Querruder, Seitenruder oder anderen Steuerflächen verändern.Furthermore, the throwing device AE has a trimming device TRM for compensating for a throwing-related shift in the center of gravity of the electric aircraft EF. The trimming device TRM can comprise, for example, a displaceable counterweight. In addition, the trim device TRM can actively counteract the electric aircraft EF after a battery BAT has been ejected and / or change the trim of the elevator, aileron, rudder or other control surfaces.
Die vorstehend beschriebenen Abwurfvorgänge werden mittels der Abwurfsteuerung CTL der Abwurfeinrichtung AE gesteuert. Die Abwurfsteuerung CTL ist zu diesem Zweck mit der Instrumentenkonsole CON gekoppelt. Ein typisches Abwurfszenario läuft wie folgt ab:
- - Durch die Detektoren DT wird eine Gefahrensituation für das Elektroflugzeug EF detektiert und durch einen Alarmgeber der Instrumentenkonsole CON signalisiert.
- - Der Pilot P betätigt einen gesicherten Schalter im Cockpit
CP , um einen Abwurf der Batterie BAT vorzubereiten. Hierdurch werden der Flugantrieb M und ggf. andere an die abzuwerfende Batterie BAT angeschlossene Verbraucher herunter geregelt. - - Der Pilot P erhält eine Rückmeldung über den vom Stromsensor SS gemessenen Energiefluss von der Batterie BAT.
- - Der Pilot P veranlasst eine elektrische Abtrennung der Batterie BAT vom Flugantrieb M und/oder der Stromleitung
PL , sofern der gemessene Energiefluss in einem akzeptablen Bereich liegt. Infolgedessen werden durch den Umschalter SW der Flugantrieb M sowie andere relevante Verbraucher auf die zweite Energieversorgung B2 umgeschaltet. Hierdurch wird die Batterie BAT zumindest elektrisch von der StromleitungPL abgetrennt. - - Der Pilot P erhält eine Rückmeldung von der Rückmeldeeinrichtung RM über die Wirkung der Umschaltung bzw. der elektrischen Abtrennung. Darüber hinaus wird dem Piloten P eine Angabe über eine Restlaufzeit des durch die zweite Energieversorgung B2 versorgten Flugantriebs M angezeigt.
- - Der Pilot P löst das Öffnen der Auswurföffnung
AO durch Öffnen oder Absprengen des VerschlussesCL aus. - - Der Pilot P erhält eine Rückmeldung der Rückmeldeeinrichtung RM über das Öffnen und/oder einen Status der Auswurföffnung
AO . - - Der Pilot erhält eine Rückmeldung der Überwachungseinrichtung MO über aktuelle umgebungsbedingte Risiken eines Abwurfs. Ggf. kann der Pilot P gewarnt werden, dass der Abwurf aktuell riskant oder unzulässig ist. Alternativ oder zusätzlich kann ein Lösen der Sicherungselemente
SE durch die Überwachungseinrichtung MO blockiert werden. Eine solche Blockierung kann vorzugsweise nach Rückfrage vom Piloten P oder gemeinsam von mehreren Piloten übersteuert werden. - - Der Pilot P löst mittels eines vorzugsweise gesicherten Schalters ein Abwurfsignal aus, wodurch die Sicherungselemente
SE gelöst werden. Nach Lösen der SicherungselementeSE gleitet die Batterie BAT aus der Halterung H und der AuswurföffnungAO heraus, wobei sich die KontaktelementeKE physisch von der Batterie BAT ablösen. Auf diese Weise wird die StromleitungPL auch physisch von der Batterie BAT abgetrennt. - - Der Pilot P erhält eine Rückmeldung von der Rückmeldeeinrichtung RM über das Lösen der Sicherungselemente
SE und einen Erfolg des Abwurfs. Die Rückmeldungen werden durch die Abwurfsteuerung CTL protokolliert. - - Die durch den Abwurf bedingte Schwerpunktverschiebung des Elektroflugzeugs EF wird durch die Trimmeinrichtung TRM in geeigneter Weise ausgeglichen.
- - A danger situation for the electric aircraft EF is detected by the detectors DT and signaled by an alarm transmitter of the instrument console CON.
- - The pilot P operates a secured switch in the cockpit
CP to prepare the battery BAT to be ejected. As a result, the flight drive M and possibly other consumers connected to the battery BAT to be thrown down are regulated down. - - The pilot P receives feedback about the energy flow from the battery BAT measured by the current sensor SS.
- - The pilot P initiates an electrical disconnection of the battery BAT from the flight drive M and / or the power line
PL , provided the measured energy flow is in an acceptable range. As a result, the flight drive M and other relevant consumers are switched to the second energy supply B2 by the changeover switch SW. As a result, the battery BAT is at least electrically isolated from the power linePL separated. - - The pilot P receives feedback from the feedback device RM about the effect of the switchover or the electrical disconnection. In addition, the pilot P is shown an indication of a remaining runtime of the flight drive M supplied by the second energy supply B2.
- - The pilot P releases the opening of the discharge opening
AO by opening or blasting off the closureCL out. - - The pilot P receives feedback from the feedback device RM about the opening and / or a status of the discharge opening
AO . - - The pilot receives feedback from the monitoring device MO about current environmental risks of a drop. Possibly. the pilot P can be warned that the dropping is currently risky or inadmissible. Alternatively or additionally, the securing elements can be released
SE be blocked by the monitoring device MO. Such a blocking can preferably be overridden by pilot P or together by several pilots. - - The pilot P triggers a release signal by means of a preferably secured switch, as a result of which the securing elements
SE be solved. After loosening the securing elementsSE the battery BAT slides out of the holder H and the ejection openingAO out, the contact elementsKE physically detach from the BAT battery. This way the power linePL also physically separated from the battery BAT. - - The pilot P receives feedback from the feedback device RM about the release of the securing elements
SE and a success of dropping. The feedback is logged by the CTL discharge control. - - The shift in the center of gravity of the electric aircraft EF caused by the dropping is suitably compensated for by the trimming device TRM.
Vorzugsweise kann bei jedem einzelnen der vorstehenden, vom Piloten P ausgelösten Vorgänge eine zusätzliche Bestätigung durch einen weiteren Piloten vorgesehen sein, bevor der betreffende Vorgang tatsächlich ausgelöst wird.For each of the above processes triggered by the pilot P, an additional confirmation by another pilot can preferably be provided before the relevant process is actually triggered.
Wie oben bereits angedeutet, wird die Abwurfeinrichtung AE vorzugsweise durch die zweite Energieversorgung B2 mit Strom versorgt. Damit auch der Flugantrieb M zumindest noch notdürftig eingesetzt werden kann, sollte der Abwurf möglichst kurz vor einer möglichen Landung ausgelöst werden.As already indicated above, the discharge device AE is preferably supplied with current by the second energy supply B2. So that the flight drive M can at least still be used in a makeshift manner, the drop should be triggered as shortly as possible before a possible landing.
Die Batterie BAT verfügt über einen an ihrer Oberseite befestigten Fallschirm FS sowie über ein an ihrer Unterseite befestigtes Prallkissen
Die Batterie BAT ist an die Stromleitung
Die Abwurfeinrichtung AE verfügt weiterhin über Sprüheinrichtungen SP zum Aufsprühen einer Schaumschicht oder Schaumhülle auf die Batterie BAT und insbesondere auf deren Unterseite und/oder auf deren Anschlusskontakte
Als Teil der Halterung der Batterie BAT sind in
An der Unterseite der Batterie BAT sind beispielhaft zwei lösbare Sicherungselemente
Sobald die Sicherungselemente
Darüber hinaus kann ein Austoßelement, beispielsweise eine Druckfeder in der Abwurfeinrichtung AE vorgesehen sein, mit deren Hilfe eine zusätzliche, nach unten gerichtete Kraft auf die Batterie BAT ausgeübt wird, um diese aktiv aus der Abwurföffnung
Mittels der erfindungsgemäßen Abwurfeinrichtung können die durch Batteriebrände bedingten Risiken von Elektroflügen, insbesondere im Falle einer Notlandung, erheblich reduziert werden.By means of the ejection device according to the invention, the risks of electric flights caused by battery fires, in particular in the event of an emergency landing, can be considerably reduced.
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