DE102024115111B4

DE102024115111B4 - Drop system for an unmanned aerial vehicle

Info

Publication number: DE102024115111B4
Application number: DE102024115111.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hanrieder; Timo Nieberle; Jaime Martínez Manresa
Original assignee: ESG Elektroniksystem und Logistik GmbH
Current assignee: ESG Elektroniksystem und Logistik GmbH
Priority date: 2024-05-29
Filing date: 2024-05-29
Publication date: 2025-12-11
Anticipated expiration: 2044-05-30
Also published as: DE102024115111A1

Abstract

Abwurfsystem für ein unbemanntes Luftfahrzeug aus einem Frachtflugzeug, aufweisend:
ein unbemanntes Luftfahrzeug UAV für den Abwurf aus einem Frachtflugzeug aufweisend einen zur Aufnahme von Fracht ausgebildetem Rumpf und eine vorzugsweise lösbar an dem Rumpf befestigte starre Tragfläche,
eine Haltevorrichtung zur Aufnahme des unbemannten Luftfahrzeugs aufweisend eine Grundfläche und ein Halteelement, wobei die Haltevorrichtung so ausgebildet ist, dass das Luftfahrzeug mit der Nase des Rumpfs senkrecht auf der Grundfläche stehend und von dem Halteelement gegen Verkippung geschützt in der Haltevorrichtung gehalten wird. Drop system for an unmanned aerial vehicle from a cargo aircraft, comprising:
an unmanned aerial vehicle (UAV) for drop from a cargo aircraft, comprising a fuselage designed to accommodate cargo and a rigid wing preferably detachably attached to the fuselage,
a holding device for receiving the unmanned aircraft comprising a base and a holding element, wherein the holding device is designed such that the aircraft is held in the holding device with the nose of the fuselage standing vertically on the base and protected against tilting by the holding element.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abwurfsystem für ein unbemanntes Flugobjekt aus dem Frachtraum eines Frachtflugzeugs.The present invention relates to a drop system for an unmanned aerial vehicle from the cargo hold of a cargo aircraft.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Ein kostengünstiger Transport von Fracht findet üblicherweise über Land oder über See mittels Fahrzeugen bzw. Schiffen statt. Für den schnellen Transport an einen gewünschten Ort sind Frachtflugzeuge das Mittel der Wahl.Cost-effective freight transport usually takes place overland or by sea using vehicles or ships. For rapid transport to a desired destination, cargo aircraft are the preferred method.

Allerdings gibt es Situationen, in denen ein Frachtflugzeug nicht nahe genug an den Zielort der Fracht gelangen kann, etwa, weil kein Landeplatz vorhanden ist, oder weil das Zielgebiet aus militärischen oder politischen Gründen nicht aus der Luft und möglicherweise auch nicht über Land erreicht werden kann. In solchen Fällen kommt ein Abwurf der Fracht aus dem Frachtraum eines Frachtflugzeugs in Frage.However, there are situations in which a cargo plane cannot get close enough to the cargo's destination, for example, because there is no landing site available, or because the destination area cannot be reached by air, and possibly not even by land, for military or political reasons. In such cases, airdropping the cargo from the hold of a cargo plane is an option.

Insbesondere im militärischen Bereich werden Frachtflugzeuge wie die C-130 Hercules von der Firma Lockheed oder der Airbus A400M verwendet. Die Fracht wird dabei auf Paletten im Frachtraum transportiert und kann dann mittels eines Auszugsschirms mitsamt der Palette über ein Führungssystem im Frachtraum durch die Ladeklappe des Transportflugzeugs abgeworfen werden. Die Palette sinkt dann mit einem sich öffnenden Fallschirm im Zielgebiet zu Boden.Particularly in the military sector, cargo aircraft such as the Lockheed C-130 Hercules or the Airbus A400M are used. The cargo is transported on pallets in the cargo hold and can then be dropped, pallet and all, through the aircraft's cargo door via a guided system in the hold. The pallet then descends to the ground in the target area under a deploying parachute.

Allerdings besteht bei einem derartigen Abwurfsystem das Problem, dass das Frachtflugzeug unmittelbar ins Zielgebiet fliegen muss, um die Fracht ins Ziel zu bringen, da die Frachtpalette ohne eigene gesteuerte Gleitmöglichkeit unmittelbar am Fallschirm zu Boden sinkt.However, with such a drop system, the problem is that the cargo plane has to fly directly into the target area to deliver the cargo, since the cargo pallet, without its own controlled gliding capability, falls directly to the ground under the parachute.

Zur Lösung dieses Problems schlägt US 2018/0312252 A1 ein autonomes, unbemanntes Luftfahrzeug in Form eines Frachtgleiters vor, der aus einem Frachtflugzeug abgeworfen wird und nach dem Abwurf selbständig bis zum Zielgebiet fliegt. Dadurch ist es für das Frachtflugzeug nicht mehr erforderlich, direkt ins Zielgebiet zu fliegen, sondern vielmehr kann bereits aus einem Abstand vom Zielgebiet, der der Gleitleistung des Frachtgleiters entspricht, der Abwurf erfolgen.To solve this problem, he proposes US 2018/0312252 A1 An autonomous, unmanned aerial vehicle in the form of a cargo glider is envisioned, which is dropped from a cargo aircraft and flies independently to the target area after being dropped. This eliminates the need for the cargo aircraft to fly directly to the target area; instead, the drop can take place from a distance corresponding to the cargo glider's gliding performance.

Um diesen Abstand möglichst groß zu halten, ist eine hohe Gleitleistung des Frachtgleiters wünschenswert, die wiederum eine besondere aerodynamische Ausgestaltung, insbesondere eine hohe Gleitzahl, erfordert. Die Gleitzahl ist das Verhältnis von zurückgelegter Wegstrecke zu Höhenverlust im Gleitflug. Zur Erzielung einer möglichst hohen Gleitzahl ist ein möglichst großer Auftrieb und damit insbesondere eine große Flügelspannweite erforderlich. Das Erfordernis einer großen Flügelspannweite jedoch kollidiert mit dem Erfordernis der Einbringung in und dem Abwurf aus dem Frachtraum eines Frachtflugzeugs.To maximize this distance, a high glide ratio for the cargo glider is desirable, which in turn requires a special aerodynamic design, particularly a high glide ratio. The glide ratio is the ratio of distance traveled to altitude lost during gliding flight. Achieving the highest possible glide ratio requires maximum lift and, therefore, a large wingspan. However, the need for a large wingspan conflicts with the requirement of loading and unloading the glider from the cargo hold of a cargo aircraft.

Zur Lösung dieses Problems offenbart US 2018/0312252 A1 aufklappbare Flügel, die nach dem Abwurf über einen Drehmechanismus aufgeklappt werden.To solve this problem, it reveals US 2018/0312252 A1 Foldable wings that are unfolded via a rotating mechanism after being dropped.

Die Verwendung beweglicher Flügel ist jedoch in verschiedener Hinsicht nachteilig.However, the use of movable wings is disadvantageous in several respects.

So stellen bewegliche bzw. drehbare Flügel einerseits besondere Anforderungen an die Stabilität, erfordern eine komplizierte Mechanik und Steuerung und sind andererseits störanfälliger als ein System mit einer starren Tragfläche.On the one hand, movable or rotating wings place special demands on stability, require complicated mechanics and control, and on the other hand are more prone to malfunctions than a system with a rigid wing.

CN 1 14 044 142 A offenbart ein Abwurfsystem für ein unbemanntes Luftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. CN 1 14 044 142 A discloses a drop system for an unmanned aerial vehicle according to the preamble of claim 1.

US 7 975 958 B2 offenbart ein modulares System von UAVs, bei dem mehrere UAVs jeweils an den Flügelenden miteinander verbunden sind. US 7 975 958 B2 reveals a modular system of UAVs, in which several UAVs are connected to each other at the wingtips.

US 2017/0144762 A1 offenbart ein luftbasiertes Drohneneinsatz-System in einem Flugzeug aufweisend einen Greifarm, der eine Drohne greift und über eine Öffnung des Flugzeugs aussetzt und die Drohne übe den Greifarm auch wieder in das Flugzeug zurückholt. US 2017/0144762 A1 The document reveals an air-based drone deployment system in an aircraft featuring a gripping arm that grabs a drone and releases it through an opening in the aircraft, and also retrieves the drone back into the aircraft using the gripping arm.

Vor dem Hintergrund des Standes der Technik besteht ein Bedürfnis nach einem UAV sowie einem Abwurfsystem für ein UAV, das eine hohe Gleitzahl aufweist und dennoch aus einem Frachtflugzeug durch dessen Ladeöffnung, die eine im Vergleich zur Spannweite begrenzte Höhe und Breite aufweist, ohne Verwendung beweglicher Flügel abgeworfen werden kann.Given the current state of the art, there is a need for a UAV and a drop system for a UAV that has a high glide ratio and can nevertheless be dropped from a cargo aircraft through its loading hatch, which has a limited height and width compared to the wingspan, without the use of movable wings.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abwurfsystem für ein UAV bereitzustellen, das diese Bedürfnisse erfüllt und platzsparend in einem Frachtflugzeug untergebracht werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a drop system for a UAV that meets these needs and can be accommodated in a space-saving manner in a cargo aircraft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Abwurfsystem für ein unbemanntes Luftfahrzeug aus einem Frachtflugzeug gemäß Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.The object of the present invention is achieved by a drop system for an unmanned aerial vehicle from a cargo aircraft according to claim 1. The dependent claims define embodiments of the present invention.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Abwurfsystem für ein unbemanntes Luftfahrzeug aus einem Frachtflugzeug bereitgestellt, aufweisend:

ein unbemanntes Luftfahrzeug, UAV, für den Abwurf aus einem Frachtflugzeug aufweisend einen zur Aufnahme von Fracht ausgebildetem Rumpf und eine vorzugsweise lösbar an dem Rumpf befestigte starre Tragfläche,
eine Haltevorrichtung zur Aufnahme des unbemannten Luftfahrzeugs aufweisend eine Grundfläche und ein Halteelement, wobei die Haltevorrichtung so ausgebildet ist, dass das Luftfahrzeug mit der Nase des Rumpfs senkrecht auf der Grundfläche stehend und von dem Halteelement gegen Verkippung geschützt in der Haltevorrichtung gehalten wird.

According to one embodiment, a drop system for an unmanned aerial vehicle from a cargo aircraft is provided, comprising:

an unmanned aerial vehicle (UAV) for drop from a cargo aircraft, comprising a fuselage designed to accommodate cargo and a rigid wing preferably detachably attached to the fuselage,
a holding device for receiving the unmanned aircraft comprising a base and a holding element, wherein the holding device is designed such that the aircraft is held in the holding device with the nose of the fuselage standing vertically on the base and protected against tilting by the holding element.

Durch die Ausbildung des Abwurfsystems mit Haltevorrichtung und auf der Nase stehendem UAV kann das Abwurfsystem platzsparend in einem Frachtflugzeug untergebracht werden.By designing the drop system with a holding device and a nose-mounted UAV, the drop system can be accommodated in a space-saving manner in a cargo aircraft.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Abwurfsystem in einem Transportflugzeug mit einem über eine Heckklappe öffenbaren Frachtraum positioniert, und das Abwurfsystem ist dabei so in dem Laderaum positioniert, dass das eine Ende des Flügels des UAV in Flugrichtung des Frachtflugzeugs und das andere Ende des Flügels des UAV in Richtung der Öffnung der Heckklappe zeigt.According to one embodiment, the drop system is positioned in a transport aircraft with a cargo hold that can be opened via a rear hatch, and the drop system is positioned in the cargo hold such that one end of the wing of the UAV points in the direction of flight of the cargo aircraft and the other end of the wing of the UAV points towards the opening of the rear hatch.

Durch die Ausrichtung dergestalt, dass das eine Ende der Tragfläche ins Laderauminnere, das andere Ende in Richtung der Ladeöffnung zeigt, kann trotz sehr großer Flügelspannweite des UAV das Abwurfsystem im Frachtraum eines Frachtflugzeugs untergebracht und aus diesem abgeworfen werden. Dies ist selbst dann möglich, wenn die Spannweite des UAV größer ist als die Breite oder Höhe der Ladeöffnung des Frachtflugzeugs.By orienting the wing so that one end points into the cargo hold and the other towards the loading hatch, the drop system can be housed in the cargo hold of a freighter and dropped from it, despite the UAV's very large wingspan. This is possible even if the UAV's wingspan is greater than the width or height of the freighter's loading hatch.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein an einer Seite des UAV, vorzugsweise an der Tragfläche des UAV, lösbar befestigtes Zugseil mit Auszugsfallschirm vorgesehen, um das UAV aus dem Frachtraum des Frachtflugzeugs zu ziehen und dadurch abzuwerfen.According to one embodiment, a tow rope with a deployable parachute is provided, detachably attached to one side of the UAV, preferably to the wing of the UAV, in order to pull the UAV out of the cargo hold of the cargo aircraft and thereby jettison it.

Der Abwurf mittels eines am UAV befestigten Auszugsschirms ermöglicht einen effizienten Abwurf aus dem Frachtraum.Dropping the cargo using a deployable parachute attached to the UAV allows for efficient dropping from the cargo hold.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das an dem UAV befestigte Zugseil mit einem Auslösemechanismus lösbar befestigt und der Auslösemechanismus so ausgestaltet, dass nach erfolgtem Abwurf aus dem Frachtraum der Auslösemechanismus ausgelöst wird und sich das Seil vom UAV löst.According to one embodiment, the tow rope attached to the UAV is detachably fastened with a release mechanism, and the release mechanism is designed such that after being dropped from the cargo hold, the release mechanism is triggered and the rope detaches from the UAV.

Die lösbare Befestigung des Zugseils ermöglicht ein Ablösen des Auszugsschirms nach dem Abwurf und danach einen freien Flug des UAV.The detachable attachment of the tow rope allows the deployable parachute to be detached after the drop, enabling the UAV to fly freely.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden
beim Abwurf des UAV aus dem Frachtflugzeug durch die Zugkraft des Auszugsfallschirms das UAV und die Haltevorrichtung gemeinsam aus dem Frachtraum ins Freie gezogen, oder
wird beim Abwurf des UAV aus dem Frachtflugzeug durch die Zugkraft des Auszugsfallschirms das UAV aus dem Frachtraum ins Freie gezogen und die Haltevorrichtung verbleibt im Frachtraum.According to one exemplary embodiment,
When the UAV is dropped from the cargo plane, the pulling force of the deployable parachute pulls the UAV and the holding device together out of the cargo hold into the open air, or
When the UAV is dropped from the cargo plane, the pulling force of the deployable parachute pulls the UAV out of the cargo hold into the open air, while the holding device remains in the cargo hold.

Werden Haltevorrichtung und UAV gemeinsam aus dem Frachtraum ins Freie gezogen, so hat das den Nachteil, dass im Freien noch eine Trennung zwischen Haltevorrichtung und UAV erfolgen muss, Außerdem ist in diesem Fall die Haltevorrichtung verloren und nicht wiederverwendbar, zudem entsteht Gefahr durch das Absinken der Haltevorrichtung im Freien.If the holding device and UAV are pulled out of the cargo hold into the open air together, this has the disadvantage that a separation between the holding device and the UAV must still take place in the open air. In addition, the holding device is lost and cannot be reused in this case, and there is also a danger from the holding device sinking in the open air.

Das Ausziehen des UAV aus dem Frachtraum bei gleichzeitigem Verbleib der Haltevorrichtung im Frachtraum hat den Vorteil, dass eine separate Trennung im Freien nicht erforderlich ist und ein Verlust der Haltevorrichtung vermieden wird.Removing the UAV from the cargo space while leaving the holding device in the cargo space has the advantage that separate separation in the open air is not required and loss of the holding device is avoided.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Zugseil an der Tragfläche des UAV mittels einer ersten Verbindung lösbar verbunden und
das Zugseil ist zusätzlich am Heck des UAV mittels einer zweiten Verbindung lösbar verbunden.According to one embodiment, the tow rope is detachably connected to the wing of the UAV by means of a first connection and
The tow rope is additionally detachably connected to the rear of the UAV by means of a second connection.

Durch die zwei lösbaren Verbindungen wird eine Lösung des Auszugsschirms in zwei Etappen ermöglicht.The two detachable connections allow the pull-out screen to be removed in two stages.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die erste und zweite Verbindung so gesteuert, dass nach dem Abwurf zuerst die erste lösbare Verbindung an der Tragfläche gelöst wird und anschließend die zweite lösbare Verbindung am Heck gelöst wird.According to one embodiment, the first and second connections are controlled such that after the jettison, the first releasable connection on the wing is released first, and then the second releasable connection at the tail is released.

Durch diese Auslösesequenz wird zunächst ein Ausziehen des UAV aus dem Frachtraum durch Kraftwirkung auf den Flügel ermöglicht, während dann nach dem Lösen der ersten Verbindung die Zugkraft des Auszugsschirms auf das Heck wirkt und das UAV - zusätzlich zur Wirkung eventuell vorhandener Seitenleitwerke - aktiv in Flugrichtung zum Gieren gebracht wird.This trigger sequence first enables the UAV to be pulled out of the cargo hold by applying force to the wing, while then, after the first connection is released, the pulling force of the deployment parachute acts on the tail and the UAV - in addition to the effect of any vertical stabilizers - is actively made to yaw in the direction of flight.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Zugseil zwischen der ersten lösbaren Verbindung und der zweiten lösbaren Verbindung mittels einer oder mehrerer Sollbruchstellen mit der Tragfläche verbunden, wobei die Sollbruchstellen so dimensioniert sind, dass sie durch die Zugkraft des Fallschirms, die nach dem Abwurf und nach dem Lösen der ersten lösbaren Verbindung auf die Sollbruchstellen ausgeübt wird, brechen.According to one embodiment, the traction cable is connected to the wing between the first detachable connection and the second detachable connection by means of one or more predetermined breaking points, wherein the predetermined breaking points are dimensioned so that they can be broken by the tensile force of the fall. The shield, which is subjected to stress on the predetermined breaking points after the throw and after the first detachable connection has been released, breaks.

Durch die Befestigung des Zugseils entlang der Tragfläche zwischen erster lösbarer Verbindung an der Tragfläche und zweiter lösbarer Verbindung am Heck wird das Auszugsseil an bzw. nahe an der Tragfläche geführt, so dass es nicht „flattert“, solange die erste lösbare Verbindung noch nicht gelöst wurde aber der Abwurfvorgang im Gange ist.By attaching the pull rope along the wing between the first detachable connection on the wing and the second detachable connection at the tail, the pull rope is guided to or close to the wing, so that it does not "flutter" as long as the first detachable connection has not yet been released but the jettison process is underway.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung als Box oder Rack zur Aufnahme des auf seiner Nase stehenden UAV ausgebildet und ist das Halteelement als Führungselement ausgebildet, um das in der Haltevorrichtung auf der Nase stehende UAV bei Ausübung einer Zugkraft in Führungsrichtung des Führungselements linear zu führen.According to one embodiment, the holding device is designed as a box or rack to accommodate the UAV standing on its nose, and the holding element is designed as a guide element to guide the UAV standing on its nose in the holding device linearly in the guiding direction of the guide element when a tensile force is applied.

Durch diese Ausgestaltung von Haltevorrichtung und Halteelement kann ein geführter Abwurf des UAV aus der Haltevorrichtung bei gleichzeitigem Verbleib der Haltevorrichtung im Frachtraum erreicht werden.This design of the holding device and holding element allows for a guided release of the UAV from the holding device while the holding device remains in the cargo space.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Halteelement als lineares Führungselement ausgebildet, um ein an der Tragfläche ausgebildetes Gleitelement linear zu führen, wobei ferner
an der Tragfläche des UAV mindestens ein Gleitelement ausgebildet ist, um das auf der Nase stehende UAV durch das lineare Führungselement zu führen, so dass
bei Ausübung einer Zugkraft in Längsrichtung der Tragfläche das auf der Nase stehende UAV durch die ausgeübte Zugkraft auf der Nase stehend und durch das Haltelement und das Gleitelement geführt wird.According to one embodiment, the retaining element is designed as a linear guide element to guide a sliding element formed on the wing linearly, furthermore
at least one sliding element is formed on the wing of the UAV to guide the nose-up UAV through the linear guide element, so that
When a pulling force is applied in the longitudinal direction of the wing, the UAV standing on its nose is guided by the applied pulling force, remaining standing on its nose and by the holding element and the sliding element.

Diese Ausgestaltung des Halteelements sowie das Gleitelement des UAV ermöglichen einen effizienten, gleitenden und stabilen Abwurf aus dem Frachtraum.This design of the holding element and the sliding element of the UAV enable an efficient, smooth and stable drop from the cargo hold.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das lineare Führungselement und das Gleitelement so ausgebildet, dass durch formschlüssige Verbindung eine lineare Bewegung in Längsrichtung des Führungselements ermöglicht und eine Bewegung in Querrichtung zum Führungselement verhindert wird.According to one embodiment, the linear guide element and the sliding element are designed in such a way that a linear movement in the longitudinal direction of the guide element is enabled by a positive locking connection and movement in the transverse direction to the guide element is prevented.

Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Abwurf entlang einer definierten Bewegungsrichtung erfolgt.This ensures that the drop occurs along a defined direction of movement.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Führungselement als eine Führungsschiene mit C-Profil ausgebildet und
das Gleitelement als kugelförmiges Gleitelement an dem UAV ausgebildet, vorzugsweise an der in Flugrichtung des UAV hinteren Seite der Tragfläche, vorzugsweise am Ende der Tragfläche in Längsrichtung oder in der Nähe des Endes der Tragfläche in Längsrichtung.According to one embodiment, the guide element is designed as a guide rail with a C-profile and
the sliding element is designed as a spherical sliding element on the UAV, preferably on the rear side of the wing in the direction of flight of the UAV, preferably at the end of the wing in the longitudinal direction or near the end of the wing in the longitudinal direction.

Diese Ausbildung des Führungselements und des Gleitelements ermöglicht selbst bei einer gewissen Verkippung des UAV ein verkantungsfreies Führen des UAV beim Auszug aus der Halteführung und dem Frachtraum.This design of the guide element and the sliding element enables the UAV to be guided without tilting, even if it is tilted to some extent, when being pulled out of the holding guide and the cargo space.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden mindestens zwei Gleitelemente vorgesehen, die in Längsrichtung der Tragfläche einen Abstand voneinander ausweisen, der
mindestens ein Viertel der Spannweite des UAV beträgt, vorzugsweise
mehr als die Hälfte der Spannweite des UAV beträgt, oder
mehr als siebzig Prozent der Spannweite des UAV beträgt, oder
mehr als neunzig Prozent der Spannweite des UAV beträgt.According to one embodiment, at least two sliding elements are provided which have a distance from each other in the longitudinal direction of the wing which
at least one quarter of the wingspan of the UAV, preferably
more than half the wingspan of the UAV, or
more than seventy percent of the UAV's wingspan, or
more than ninety percent of the UAV's wingspan.

Das Vorsehen mehrere Gleitelemente erhöht die Stabilität.The inclusion of multiple sliding elements increases stability.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das an dem UAV, vorzugsweise an der Tragfläche, lösbar befestigte Zugseil ein innerhalb der Tragfläche befestigtes und im Wesentlichen Längsrichtung der Tragfläche innerhalb der Tragfläche verlaufendes nach außen geführtes Zugseil, um die Ausübung einer Zugkraft durch einen Auszugsschirm in im Wesentlichen der Längsrichtung der Tragfläche des UAV zu ermöglichen und so das auf der Nase stehende UAV über die Grundfläche der Haltevorrichtung gleitend in Längsrichtung der Tragfläche zu bewegen.According to one embodiment, the pull rope detachably attached to the UAV, preferably to the wing, is a pull rope that is attached inside the wing and runs substantially longitudinally within the wing, extending outwards to enable the exertion of a pulling force by a deployment canopy in substantially the longitudinal direction of the wing of the UAV and thus to move the UAV, which is standing on its nose, sliding over the base of the holding device in the longitudinal direction of the wing.

Die Befestigung des Zugseils innerhalb der Tragfläche ermöglicht eine besonders stabile Befestigung des Zugseils und damit eine hohe Auszugskraft.Attaching the tow rope within the wing allows for a particularly stable fastening of the tow rope and thus a high pull-out force.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Nase des UAV eine Gleit- oder Rollvorrichtung auf, die ausgebildet ist, um dem auf der Nase stehenden UAV zu erleichtern oder zu ermöglichen, bei Anlegen einer Zugspannung senkrecht zur Rumpfrichtung auf der Nase stehend über die Grundplatte der Haltevorrichtung zu gleiten oder zu rollen.According to one embodiment, the nose of the UAV has a sliding or rolling device designed to facilitate or enable the UAV, when standing on its nose, to slide or roll over the base plate of the holding device when a tensile force is applied perpendicular to the fuselage direction.

Die Gleit- oder Rollvorrichtung ermöglicht ein reibungsarmes Gleiten oder Rollen des UAV auf der Nase stehend entlang der Zugrichtung des Zugseils in Abwurfrichtung.The sliding or rolling device enables low-friction sliding or rolling of the UAV while standing on its nose along the direction of pull of the tow rope in the direction of release.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Gleit- oder Rollvorrichtung als Rollvorrichtung ausgebildet, welche ein Nasenrad umfasst, das es dem senkrecht mit der Nase auf der Grundfläche stehenden UAV ermöglicht, auf der Grundfläche der Haltevorrichtung zu rollen.According to one embodiment, the sliding or rolling device is designed as a rolling device which includes a nose wheel that enables the UAV, standing vertically with its nose on the base, to roll on the base of the holding device.

Dadurch wird ein besonders reibungsarmer Auszug und Abwurf des UAV aus dem Frachtraum möglich.This enables a particularly low-friction extraction and release of the UAV from the cargo hold.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Achse des Nasenrads so ausgerichtet, dass die Rollrichtung des UAV parallel zur Längsrichtung der Tragfläche verläuft.According to one embodiment, the axis of the nose wheel is aligned so that the rolling direction of the UAV is parallel to the longitudinal direction of the wing.

Dies ermöglicht ein Rollen des auf der Nase stehenden UAV in Zugrichtung des Zugseils, die parallel zur Längsrichtung der Tragfläche verläuft.This allows the nose-up UAV to roll in the direction of pull of the tow rope, which runs parallel to the longitudinal direction of the wing.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Nase des Rumpfs des UAV aus stabilerem Material als der Rest des Rumpfes ausgebildet, um ein senkrechtes Stehen des UAV auf der Nase des Rumpfes zu ermöglichen.According to one embodiment, the nose of the UAV fuselage is made of a more stable material than the rest of the fuselage in order to allow the UAV to stand upright on the nose of the fuselage.

Durch die stabile Ausbildung der Nase wird ein Stehen des UAV auf der Nase ermöglicht. Für den Fall des Fehlens einer anderweitigen Gleit- oder Rollvorrichtung fungiert zudem in diesem Fall die stabile Nase als Gleitvorrichtung, die ein Gleiten des UAV in Richtung der Ladeöffnung ermöglicht.The stable nose design allows the UAV to stand upright. In the absence of any other sliding or rolling mechanism, the stable nose also acts as a sliding device, enabling the UAV to slide towards the loading port.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das UAV als Gleiter ausgebildet und weist auf: einen Nurflügler, und
einen an dem Nurflügler vorzugsweise lösbar befestigten Rumpf, wobei der Rumpf als Cargo-Box zur Aufnahme von Nutzlast ausgebildet ist.According to one embodiment, the UAV is designed as a glider and features: a flying wing, and
a fuselage preferably detachably attached to the flying wing, wherein the fuselage is designed as a cargo box for receiving payload.

Die Ausbildung als Nurflügler, d. h. als Fluggerät ohne ein Leitwerk, ermöglicht eine gute Verstaubarkeit im Frachtraum eines Frachtflugzeugs. Der Rumpf als Cargo-Box dient dabei zur Aufnahme der Nutzlast.Designed as a flying wing, i.e., an aircraft without a tail, it allows for easy stowage in the cargo hold of a freighter. The fuselage, acting as a cargo box, serves to hold the payload.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das UAV ein oder mehrere Seitenleitwerke auf, die auf der Seite der Tragfläche, auf der sich der Rumpf befindet, ausgebildet sind. Befindet sich beispielsweise der Rumpf an der Unterseite der Tragfläche, so sind dann die Seitenleitwerke an der Unterseite der Tragfläche des UAV ausgebildet. Für den Fall, dass der Rumpf und damit die Cargo-Box oberhalb der Tragfläche angeordnet sind, sind die Seitenleitwerke dann an der Oberseite der Tragfläche angeordnet. Die Seitenleitwerke sind also jeweils an der Seite, an der sich der Rumpf befindet, also „rumpfseitig“ angeordnet.According to one embodiment, the UAV has one or more vertical stabilizers located on the side of the wing where the fuselage is situated. For example, if the fuselage is located on the underside of the wing, the vertical stabilizers are then located on the underside of the UAV's wing. If the fuselage, and thus the cargo box, is located above the wing, the vertical stabilizers are then located on the upper surface of the wing. The vertical stabilizers are therefore always located on the side where the fuselage is situated, i.e., "fuselage-side."

Die Seitenleitwerke verleihen dem UAV, insbesondere in der Ausbildung als Nurflügler, Flugstabilität. Die Ausbildung der Seitenleitwerke an derjenigen Tragflächenseite, an der sich der Rumpf befindet („rumpfseitig“), also beispielsweise auf der unteren Tragflächenseite, vermeidet eine Vergrößerung der „Höhe“ des UAV aufgrund der Ausbildung von Seitenleitwerken und ermöglicht so die platzsparende Unterbringung im Frachtraum des Frachtflugzeugs.The vertical stabilizers provide the UAV with flight stability, especially when trained as a flying wing. Positioning the vertical stabilizers on the side of the wing where the fuselage is located ("fuselage-side"), for example on the lower wing, avoids increasing the UAV's height due to the vertical stabilizers and thus allows for space-saving storage in the cargo hold of a cargo aircraft.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind ferner ein oder mehrere starre Seitenleitwerke an der Seite der Tragfläche des UAV, an der sich nicht der Rumpf befindet („nicht rumpfseitig“), ausgebildet.According to one embodiment, one or more rigid vertical stabilizers are also provided on the side of the UAV's wing where the fuselage is not located ("non-fuselage side").

Weitere Seitenleitwerke an der nicht rumpfseitigen Tragflächenseite erhöhen die Flugstabilität.Additional vertical stabilizers on the non-fuselage side of the wing increase flight stability.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die „Rumpfseite“ die Unterseite der Tragfläche.According to a preferred embodiment, the "fuselage side" is the underside of the wing.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die rumpfseitig ausgebildete Seitenleitwerke in senkrechter Richtung zur Flügelebene höher ausgebildet als die nicht rumpfseitig ausgebildeten Seitenleitwerke, wobei
vorzugsweise die Höhe der unteren Seitenleitwerke um mindestens 50% höher ist als die Höhe der oberen Seitenleitwerke, weiter vorzugsweise um mindestens 70 höher, weiter vorzugsweise um mindestens 85% höher als die Höhe der oberen Seitenleitwerke.According to one embodiment, the fuselage-side vertical stabilizers are designed to be higher in the perpendicular direction to the wing plane than the non-fuselage-side vertical stabilizers, wherein
preferably the height of the lower vertical stabilizers is at least 50% higher than the height of the upper vertical stabilizers, further preferably at least 70% higher, further preferably at least 85% higher than the height of the upper vertical stabilizers.

Durch diese Ausgestaltung wird eine Vergrößerung der „Höhe“ des UAV durch die Seitenleitwerke begrenzt, da die Seitenleitwerke sich überwiegend in die runpfseitige Richtung der Tragfläche erstrecken.This design limits the increase in the "height" of the UAV by the vertical stabilizers, as the vertical stabilizers extend predominantly in the fuselage-side direction of the wing.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Rumpf des UAV einen ausschiessbaren Fallschirm auf, der ausgeschossen wird, sobald das UAV das Zielgebiet erreicht hat.According to one embodiment, the fuselage of the UAV has a deployable parachute that is deployed as soon as the UAV reaches the target area.

Dadurch wird ein „Landen“ des UAV bzw. der Nutzlast im Zielgebiet möglich, auch wenn dort kein Flugplatz oder keine geeignete Landefläche vorhanden ist.This makes it possible for the UAV or payload to "land" in the target area, even if there is no airfield or suitable landing area there.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Rumpf des UAV an seiner in Flugrichtung hinteren Seite mit einem aufblasbaren Sack versehen, der an dem Rumpf befestigt ist.According to one embodiment, the fuselage of the UAV is provided on its rear side in the direction of flight with an inflatable bag which is attached to the fuselage.

Der aufblasbare Sack ermöglicht im Falle eines kurzen, stumpfen Rumpfes eine aerodynamisch günstige Verlängerung des Rumpfes.The inflatable bag allows for an aerodynamically favorable extension of the fuselage in the case of a short, blunt fuselage.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird der Sack über eine oder mehrere, an dem Rumpf vorgesehene, Einlassöffnungen durch während des Flugs in den Rumpf eintretende Luft aufgeblasen.According to one embodiment, the bag is inflated by air entering the fuselage during flight via one or more inlet openings provided on the fuselage.

Auf diese Weise wird automatisch nach dem Beginn der Flugphase des UAV der aufblasbare Sack aufgeblasen.In this way, the inflatable bag is automatically inflated after the UAV's flight phase begins.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der aufblasbare Sack so geformt, dass er im aufgeblasenen Zustand das Heck des Rumpfes bildet.According to one embodiment, the inflatable bag is shaped in such a way that, when inflated, it forms the stern of the hull.

Durch diese Form des Sacks bildet sich durch Aufblasen des Sacks das Heck des Rumpfes.This shape of the bag, when inflated, forms the tail of the hull.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Sack so geformt, dass er im aufgeblasenen Zustand eine aerodynamische Form annimmt und so die Aerodynamik des Rumpfs verglichen mit der Aerodynamik der Form des Rumpfes ohne den aufgeblasenen Sack verbessert.According to one embodiment, the bag is shaped in such a way that, when inflated, it assumes an aerodynamic shape, thus improving the aerodynamics of the fuselage compared to the aerodynamics of the fuselage shape without the inflated bag.

Dadurch hat der aufblasbare Sack während der Flugphase des UAV eine aerodynamisch günstige Wirkung.This gives the inflatable bag an aerodynamically favorable effect during the flight phase of the UAV.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein unbemanntes Luftfahrzeug, UAV, insbesondere für ein Abwurfsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bereitgestellt, welches aufweist:

eine starre Tragfläche und
einen mit der Tragfläche vorzugsweise lösbar verbundenen Rumpf, der als Cargo-Box zur Aufnahme von Nutzlast ausgebildet ist.

According to one embodiment, an unmanned aerial vehicle (UAV), in particular for a drop system according to one of the preceding claims, is provided, which has:

a rigid wing and
a fuselage preferably detachably connected to the wing, which is designed as a cargo box for receiving payload.

Ein derartiges UAV ermöglicht den Transport von Nutzlast in ein Zielgebiet.Such a UAV enables the transport of payload to a target area.

Gemäß Ausführungsbeispielen weist das UAV eines oder mehrere der in einem der vorgenannten Ausführungsbeispiele jeweils definierten Merkmale des UAV auf.According to the exemplary embodiments, the UAV has one or more of the features of the UAV defined in each of the aforementioned exemplary embodiments.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 schematically shows a drop system according to one embodiment.
2 schematically shows a drop system according to an exemplary embodiment positioned in a cargo hold of a cargo aircraft.
3 schematically shows the ejection mechanism according to one embodiment.
4A-4C They show schematically a drop system and a drop mechanism according to a further embodiment.
4D schematically shows the sequence of aligning the UAV according to an exemplary embodiment.
5 schematically shows a guide rail with sliding element according to an embodiment and a fuselage with a nose wheel attached to it according to an embodiment.
6 The diagram schematically shows a rear view of a UAV with a flying wing and fuselage according to an exemplary embodiment.
7 The diagram schematically shows a UAV with an inflatable bag according to one embodiment.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein Abwurfsystem für ein unbemanntes Luftfahrzeug aus einem Frachtflugzeug zwei Komponenten auf.According to one embodiment, a drop system for an unmanned aerial vehicle from a cargo aircraft has two components.

Die erste Komponente ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV selbst, die zweite Komponente ist eine Haltevorrichtung zur Aufnahme des UAV.The first component is the unmanned aerial vehicle (UAV) itself, the second component is a holding device for the UAV.

Das UAV weist gemäß einem Ausführungsbeispiel einen zur Aufnahme von Fracht ausgebildetem Rumpf sowie eine an dem Rumpf befestigte starre Tragfläche auf. Die Tragfläche ist dabei lösbar an dem Rumpf befestigt, beispielsweise mittels Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln. Der Rumpf dient zur Aufnahme der Fracht. Hierzu ist an der Oberseite des Rumpfes eine Öffnung zum Beladen vorgesehen, die durch Befestigung des Flügels auf dem Rumpf geschlossen wird.According to one embodiment, the UAV has a fuselage designed to carry cargo and a rigid wing attached to the fuselage. The wing is detachably attached to the fuselage, for example, by screws or other fasteners. The fuselage serves to carry the cargo. For this purpose, an opening for loading is provided on the top of the fuselage, which is closed by attaching the wing to the fuselage.

Die Haltevorrichtung dient zur Aufnahme des unbemannten Luftfahrzeugs und weist eine Grundfläche und ein Halteelement auf. Die Haltevorrichtung ist dabei so ausgebildet, dass das Luftfahrzeug mit der Nase des Rumpfs senkrecht auf der Grundfläche stehend und von dem Halteelement gegen vertikale Verkippung geschützt in der Haltevorrichtung gehalten wird.The holding device serves to accommodate the unmanned aerial vehicle and comprises a base and a holding element. The holding device is designed such that the aircraft, with the nose of its fuselage standing vertically on the base, is held in the holding device with the holding element protecting it against vertical tilting.

1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Abwurfsystems 5 mit dem UAV auf der Nase 10 stehend in der Haltevorrichtung 12. Die Nase des UAV steht auf der Grundfläche 15 der Haltevorrichtung 12, und das Halteelement 14 ist lösbar mit der Tragfläche des UAV verbunden und stabilisiert das UAV gegen Verkippung. Hierzu ist gemäß einem Ausführungsbeispiel bei dem Halteelement eine Eingriffsöffnung 16 vorgesehen, in die die Tragfläche 18 des UAV eingreift und so das UAV gegen Verkippung stabilisiert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können wie in 1 gezeigt auf der Grundfläche 15 der Haltevorrichtung 12 weitere Halteelemente 14 vorgesehen sein, beispielsweise in Form von Stützen oder stützenden Erhebungen, die an dem Rumpf des UAV anliegen und das UAV gegen Verkippung stabilisieren. 1 Figure 1 schematically shows an embodiment of the drop system 5 with the UAV standing on its nose 10 in the holding device 12. The nose of the UAV rests on the base 15 of the holding device 12, and the holding element 14 is detachably connected to the wing of the UAV and stabilizes the UAV against tipping. For this purpose, according to one embodiment, an engagement opening 16 is provided in the holding element, into which the wing 18 of the UAV engages, thus stabilizing the UAV against tipping. According to one embodiment, as shown in 1 shown on the base 15 of the holding device 12, further holding elements 14 may be provided, for example in the form of supports or supporting protrusions which are attached to to lie against the fuselage of the UAV and stabilize the UAV against tilting.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Abwurfsystem bestehend aus der Haltevorrichtung und dem durch die Haltevorrichtung gehaltenen UAV für den Transport in die Nähe des Zielgebiets in den Transportraum eines Frachtflugzeugs geladen. Die Beladung erfolgt dabei über die geöffnete Ladeklappe des Frachtflugzeugs. Bei der Beladung wird dabei gemäß einem Ausführungsbeispiel die Haltevorrichtung mit dem UAV so in dem Laderaum positioniert, dass das eine Ende der Tragfläche des UAV in Flugrichtung des Frachtflugzeugs und das andere Ende der Tragfläche des UAV in Richtung der Öffnung der Ladeklappe bzw. Heckklappe zeigt.According to one embodiment, the drop system, consisting of the holding device and the UAV held by the holding device, is loaded into the cargo hold of a cargo aircraft for transport to the vicinity of the target area. Loading is carried out via the open cargo door of the cargo aircraft. During loading, according to one embodiment, the holding device with the UAV is positioned in the cargo hold such that one end of the UAV's wing points in the direction of flight of the cargo aircraft and the other end of the UAV's wing points towards the opening of the cargo door or tailgate.

Die Positionierung der Haltevorrichtung mit UAV im Frachtraum ist in 2 schematisch dargestellt. Ein Tragflächenende des UAV ist dem Inneren des Frachtraums zugewandt, das andere Tragflächenende des UAV ist der Ladeklappenöffnung zugewandt. Durch diese Positionierung verläuft die Längsrichtung der Haltevorrichtung mit dem auf der Nase stehenden UAV sowie die Längsrichtung der Tragfläche im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Frachtflugzeugs bzw. dessen Flugrichtung. Auf diese Weise kann ein UAV mit einer Flügelspannweite, die deutlich größer ist als die Öffnungsbreite und die Öffnungshöhe der Ladeöffnung bei geöffneter Ladeklappe, in das Frachtflugzeug geladen und von diesem abgeworfen werden. Durch die Kombination aus dem senkrecht auf der Nase stehenden UAV und der Tragflächenausrichtung des UAV entlang der Längsachse des Frachtflugzeugs kann eine platzsparende Beladung des Frachtflugzeugs mit einem oder mehreren Haltevorrichtungen mit darauf befindlichen UAVs erreicht werden. Wie aus 2 ersichtlich können dabei mehrere Haltevorrichtungen hintereinander sowie nebeneinander in das Frachtflugzeug geladen und von diesem abgeworfen werden. The positioning of the holding device with UAV in the cargo space is in 2 schematically depicted. One wingtip of the UAV faces the interior of the cargo hold, the other wingtip faces the cargo door opening. This positioning ensures that the longitudinal direction of the holding device with the nose-up UAV, as well as the longitudinal direction of the wing, is essentially parallel to the longitudinal axis of the cargo aircraft and its flight path. In this way, a UAV with a wingspan significantly greater than the width and height of the cargo door opening can be loaded into and dropped from the cargo aircraft. The combination of the UAV standing vertically on its nose and its wing orientation along the longitudinal axis of the cargo aircraft allows for space-saving loading of the cargo aircraft with one or more holding devices supporting UAVs. As shown in 2 It is evident that several holding devices can be loaded into the cargo plane one after the other and side by side, and then dropped from it.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein an der der Ladeöffnung des Frachtflugzeugs zugewandten Seite des UAV lösbar befestigtes Zugseil mit Auszugsfallschirm vorgesehen, um das UAV aus dem Frachtraum des Frachtflugzeugs zu ziehen und dadurch abzuwerfen.According to one embodiment, a tow rope with a deployable parachute is provided on the side of the UAV facing the loading opening of the cargo aircraft, in order to pull the UAV out of the cargo hold of the cargo aircraft and thereby jettison it.

3 illustriert schematisch den Abwurf aus dem Frachtraum. Hierzu ist an der Seite des UAV, die der Ladeöffnung zugewandt ist, ein Zugseil mit Auszugsfallschirm lösbar befestigt. Durch die Zugkraft des Auszugsfallschirms wird bei geöffneter Ladeklappe das UAV aus dem Frachtraum gezogen und so abgeworfen. Wie in 3 gezeigt, wird dabei in diesem Ausführungsbeispiel das UAV gemeinsam mit der Haltevorrichtung durch den Auszugsschirm aus dem Frachtraum gezogen und so abgeworfen. 3 The diagram schematically illustrates the jettison from the cargo hold. For this purpose, a tow rope with a deployable parachute is detachably attached to the side of the UAV facing the cargo door. With the cargo door open, the pulling force of the deployable parachute pulls the UAV out of the cargo hold, thus jettisoning it. As shown in 3 As shown, in this embodiment the UAV, together with the holding device, is pulled out of the cargo hold by the extension screen and thus jettisoned.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das an dem UAV befestigte Zugseil mit einem Auslösemechanismus lösbar am UAV befestigt. Der Auslösemechanismus ist dabei so ausgestaltet, dass nach erfolgtem Abwurf aus dem Frachtraum der Auslösemechanismus ausgelöst wird und sich das Seil vom UAV löst. Beispielsweise kann hierfür ein zeitgesteuerter Auslösemechanismus eingesetzt werden, der nach einer vorgegebenen Zeit nach dem Abwurf das Seil auslöst. Wie in 3 kann dabei nach dem Auslösen des Seils vom UAV das Seil weiterhin mit der Haltevorrichtung verbunden sein und so die Haltevorrichtung von dem UAV durch die weiterhin auf die Haltevorrichtung wirkende Kraft des Auszugsschirms trennen. Nach erfolgter Trennung fliegt dann das UAV und steuert sein Zielgebiet an.According to one embodiment, the tow rope attached to the UAV is detachably connected to the UAV by a release mechanism. The release mechanism is designed such that, after the rope has been dropped from the cargo bay, it is triggered and the rope detaches from the UAV. For example, a time-controlled release mechanism can be used that releases the rope after a predetermined time following the drop. As in 3 After the UAV releases its tether, the tether can remain connected to the holding device, thus separating the holding device from the UAV through the continued force of the deployment parachute. Once separated, the UAV then flies and heads towards its target area.

Beim Ausführungsbeispiel in 3 wird beim Abwurf des UAV aus dem Frachtflugzeug durch die Zugkraft des den Auszugsfallschirms das UAV und die Haltevorrichtung gemeinsam aus dem Frachtraum ins Freie gezogen.In the exemplary embodiment in 3 When the UAV is dropped from the cargo plane, the pulling force of the deployable parachute pulls the UAV and the holding device together out of the cargo hold into the open air.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird beim Abwurf des UAV aus dem Frachtflugzeug durch die Zugkraft des Auszugsfallschirms lediglich das UAV aus dem Frachtraum ins Freie gezogen, während die Haltevorrichtung im Frachtraum verbleibt.In an alternative embodiment, when the UAV is dropped from the cargo aircraft, the pulling force of the deployable parachute merely pulls the UAV out of the cargo hold into the open air, while the holding device remains in the cargo hold.

4A-4C illustrieren schematisch ein solches Ausführungsbeispiel. 4A-4C schematically illustrates such an embodiment.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Zugseil an der Tragfläche des UAV mittels einer ersten Verbindung lösbar verbunden. Ferner ist das Zugseil zusätzlich am Heck des UAV mittels einer zweiten Verbindung lösbar verbunden. 4D zeigt ein solches Ausführungsbeispiel. Die erste lösbare Verbindung (Klinke 1) ist am Tragflächenende angeordnet, die zweite lösbare Verbindung (Klinke 2) ist am Heck angeordnet.According to one embodiment, the tow cable is detachably connected to the wing of the UAV by means of a first connection. Furthermore, the tow cable is additionally detachably connected to the tail of the UAV by means of a second connection. 4D Figure 1 shows such an embodiment. The first detachable connection (latch 1) is located at the wingtip, the second detachable connection (latch 2) is located at the tail.

Durch solche zwei lösbaren Verbindungen wird eine Lösung des Auszugsschirms in zwei Etappen ermöglicht, indem die erste und die zweite lösbare Verbindung getrennt zum Lösen angesteuert werden. Eine solche Ansteuerung kann beispielsweise mittels eines Timers implementiert werden, der zuerst die erste lösbare Verbindung triggert und dann zu einem späteren Zeitpunkt die zweite lösbare Verbindung auslöst.These two detachable connections allow the pull-out screen to be released in two stages, as the first and second detachable connections are controlled separately. Such control can be implemented, for example, using a timer that first triggers the first detachable connection and then, at a later time, triggers the second.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die erste und zweite Verbindung dabei so gesteuert, dass nach dem Abwurf zuerst die erste lösbare Verbindung an der Tragfläche gelöst wird und anschließend die zweite lösbare Verbindung am Heck gelöst wird.According to one embodiment, the first and second connections are controlled in such a way that, after the jettison, the first detachable connection on the wing is released first, and then the second detachable connection at the tail is released.

Durch diese Auslösesequenz wird zunächst ein Ausziehen des UAV aus dem Frachtraum durch Kraftwirkung auf den Flügel ermöglicht, während dann nach dem Lösen der ersten Verbindung die Zugkraft des Auszugsschirms auf das Heck wirkt und so das UAV - zusätzlich zur Wirkung eventuell vorhandener Seitenleitwerke - aktiv in Flugrichtung giert. Nach erfolgter Ausrichtung wird dann auch die zweite lösbare Verbindung ausgelöst. Dies ist schematisch in 4D dargestellt, die die Ausrichtung des UAV durch sequenzielles Lösen der ersten und zweiten Verbindung zeigt.This trigger sequence first allows the UAV to be pulled out of the cargo bay by applying force to the wing. Then, after the first connection is released, the pulling force of the deployment parachute acts on the tail, thus actively yawing the UAV in the direction of flight – in addition to the effect of any vertical stabilizers. Once the UAV is aligned, the second releasable connection is also released. This is shown schematically in 4D depicted, showing the alignment of the UAV by sequentially releasing the first and second connections.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Zugseil zwischen der ersten lösbaren Verbindung und der zweiten lösbaren Verbindung mittels einer oder mehrerer Sollbruchstellen (in 4D nicht gezeigt) mit der Tragfläche verbunden, wobei die Sollbruchstellen so dimensioniert sind, dass sie durch die Zugkraft des Fallschirms, die nach dem Abwurf und nach dem Lösen der ersten lösbaren Verbindung auf die Sollbruchstellen ausgeübt wird, brechen. Für die Implementierung derartiger Sollbruchstellen kommen beispielsweise Klettverschlüsse oder auch Kunststoffverbindungen, etwa durch Kabelbinder, in Frage, die nach Lösen der ersten lösbaren Verbindung durch die Zugkraft des Auszugsschirms „brechen“ bzw. die Verbindung zwischen Seil und Tragfläche lösen.According to one embodiment, the pull rope between the first releasable connection and the second releasable connection is connected by means of one or more predetermined breaking points (in 4D (not shown) connected to the wing, with the predetermined breaking points dimensioned so that they break under the tensile force of the parachute, which is exerted on the predetermined breaking points after the drop and after the first releasable connection is released. For the implementation of such predetermined breaking points, Velcro fasteners or plastic connections, such as cable ties, are suitable, which "break" under the tensile force of the deploying parachute after the first releasable connection is released, thus releasing the connection between the cable and the wing.

Durch die Befestigung des Zugseils entlang der Tragfläche zwischen erster lösbarer Verbindung (Klinke 1 in 4D) an der Tragfläche und zweiter lösbarer Verbindung (Klinke 2 in 4D) am Heck wird das Auszugsseil an bzw. nahe an der Tragfläche geführt, so dass es nicht „flattert“, solange die erste lösbare Verbindung noch nicht gelöst wurde aber der Abwurfvorgang im Gange ist. Dies verbessert die Aerodynamik und damit auch letztlich den Abwurf- und Ausrichtevorgang.By attaching the pull rope along the wing between the first detachable connection (latch 1 in 4D ) on the wing and second detachable connection (latch 2 in 4D At the rear, the release cable is guided to or close to the wing so that it does not "flutter" as long as the first releasable connection has not yet been released but the jettison process is underway. This improves the aerodynamics and thus ultimately also the jettison and alignment process.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß 4A-4C ist die Haltevorrichtung als Box oder Rack zur Aufnahme des UAV ausgebildet ist. Die Grundfläche der Box oder des Racks trägt das auf der Nase stehende UAV. Die Flächen der Seitenwände und die der Grundfläche gegenüberliegende obere Fläche der Box bilden dabei ein Halteelement, das das auf der Nase stehende UAV gegen Verkippung stützt.In the exemplary embodiment according to 4A-4C The holding device is designed as a box or rack to accommodate the UAV. The base of the box or rack supports the UAV when it is standing on its nose. The surfaces of the side walls and the upper surface of the box opposite the base form a retaining element that supports the nose-up UAV against tipping.

Gleichzeitig bilden die Seitenwände und die obere Wand der Box oder des Racks ein Führungselement, das dazu ausgebildet ist, das auf der Nase stehende UAV bei Ausübung einer Zugkraft in Führungsrichtung des Führungselements linear zu führen.At the same time, the side walls and the top wall of the box or rack form a guide element designed to guide the nose-up UAV linearly in the direction of the guide element when a pulling force is applied.

4A illustriert die gemäß einem Ausführungsbeispiel als Box oder Rack ausgebildete Haltevorrichtung zur Aufnahme des auf der Nase stehenden UAV. Länge, Breite und Höhe der Box bzw. des Racks sind so dimensioniert, dass sie das UAV auf der Nase stehend aufnehmen kann. Die Seitenwände der Box und die obere, der Grundfläche gegenüberliegende Wand fungieren dabei als Halteelement und stabilisieren das UAV gegen Verkippung. Gleichzeitig fungieren sie als lineares Führungselement, das das UAV bei Wirkung einer Zugkraft in der Führungsrichtung aus der Haltevorrichtung herausführt und einer Verkippung des UAV entgegenwirkt. 4A Figure 1 illustrates a holding device, designed as a box or rack according to one embodiment, for receiving the UAV in a nose-up position. The length, width, and height of the box or rack are dimensioned to accommodate the UAV in this nose-up position. The side walls of the box and the upper wall opposite the base act as a holding element, stabilizing the UAV against tipping. Simultaneously, they function as a linear guide element, directing the UAV out of the holding device when a pulling force is applied in the guide direction and counteracting any tipping of the UAV.

4A zeigt eine perspektivische Ansicht mehrerer derartiger Boxen, die nebeneinander im Frachtraum eines Frachtflugzeugs bzw. auf dessen Ladeklappe positioniert sind. Man erkennt, dass die der Ladeöffnung bzw. dem Freien zugewandte Seite der Box bzw. des Racks fehlt und erkennt ferner die Flügelspitze eines in der Box sich befindenden, auf der Nase stehenden UAV. 4B zeigt eine rückwärtige Ansicht der in 4A dargestellten Anordnung mit in den Boxen befindlichen UAVs. 4A The image shows a perspective view of several such boxes positioned side by side in the cargo hold of a cargo aircraft or on its loading ramp. It is evident that the side of the box or rack facing the loading opening or the open air is missing, and the wingtip of a UAV inside the box, upside down, is also visible. 4B shows a rear view of the in 4A The arrangement shown includes UAVs located in the boxes.

4C illustriert schematisch den Abwurfvorgang aus dem Frachtraum im Falle dieses Ausführungsbeispiels. Das UAV wird durch den Auszugsschirm über die Ladeklappe aus dem Frachtraum ins Freie gezogen, während die Haltevorrichtung im Frachtraum verbleibt. Die Seitenwände und die Decke der Box fungieren dabei als Führungselemente, die das UAV in Reaktion auf die durch den Auszugsschirm ausgeübte Zugkraft aus der Haltevorrichtung heraus und damit auf aus dem Frachtraum ins Freie führen. Nach dem Abwurf ins Freie wird wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel die Verbindung zwischen dem Zugseil und dem UAV gelöst und das UAV beginnt seinen selbständigen Flug ins Zielgebiet. 4C The diagram schematically illustrates the drop procedure from the cargo hold in this embodiment. The UAV is pulled out of the cargo hold and into the open air via the loading hatch by the deployable parachute, while the holding device remains in the cargo hold. The side walls and the top of the box act as guide elements, directing the UAV out of the holding device and thus out of the cargo hold and into the open air in response to the pulling force exerted by the deployable parachute. After being dropped into the open air, the connection between the tow rope and the UAV is released, as in the previous embodiment, and the UAV begins its autonomous flight to the target area.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Halteelement der Haltevorrichtung als lineares Führungselement ausgebildet ist, um ein an der Tragfläche ausgebildetes Gleitelement linear zu führen. Dabei ist die Haltevorrichtung selbst in Form einer Box oder eines Racks ausgebildet. Auf der Grundfläche der Box oder des Racks steht das UAV auf der Nase. An der oberen Seite der Box oder des Racks ist eine Führungsschiene vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, ein an dem UAV, vorzugsweise an der Tragfläche des UAV, ausgebildetes Gleitelement zu führen.According to a further embodiment, the holding element of the holding device is designed as a linear guide element to linearly guide a sliding element formed on the wing. The holding device itself is designed in the form of a box or a rack. The UAV rests nose-down on the base of the box or rack. A guide rail is provided on the upper side of the box or rack, designed to guide a sliding element formed on the UAV, preferably on the wing of the UAV.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel einer solchen formschlüssigen Verbindung ist die Führungsschiene als C-Profil ausgebildet. Das an dem UAV bzw. der Tragfläche des UAV ausgebildete Gleitelement ist im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet, wobei die Kugelform an den Polen gemäß einem Ausführungsbeispiel abgeflacht ist. 5 illustriert schematisch die Führungsschiene 50 mit C-Profil sowie das darin geführte, an der Tragfläche ausgebildete kugelförmige Gleitelement 51. Das kugelförmige Gleitelement ist dabei wie in 5 gezeigt an der Rückseite des Flügels mittels eines stabförmigen Verbindungselements 52 mit dem Flügel 53 verbunden. Vorzugsweise ist das Gleitelement am distalen, d. h. dem Rumpf abgewandten Ende des Flügels positioniert. Dabei beträgt der Abstand vom Rumpf mindestens 25% der Flügelspannweite, vorzugsweise mindestens 40% der Flügelspannweite, weiter bevorzugt mindestens 45% der Flügelspannweite. Je näher sich das Gleitelement am äußeren Ende des Flügels befindet, desto größer ist die Hebelwirkung und damit desto kleiner die Kraft, die zur Stabilisierung und Führung des UAV durch das Gleitelement und das Führungselement aufgewendet werden muss.According to one embodiment of such a positive-locking connection, the guide rail is designed as a C-profile. The sliding element formed on the UAV or the UAV's wing is essentially spherical, with the spherical shape being flattened at the poles according to one embodiment. 5 Figure 1 schematically illustrates the guide rail 50 with C-profile and the spherical sliding element 51 guided therein and formed on the support surface. The spherical sliding element is as shown in Figure 2. 5 The sliding element is shown connected to the wing 53 on the rear side by means of a rod-shaped connecting element 52. Preferably, the sliding element is positioned at the distal end of the wing, i.e., the end furthest from the fuselage. The distance from the fuselage is at least 25% of the wingspan, preferably at least 40%, and more preferably at least 45%. The closer the sliding element is to the outer end of the wing, the greater the leverage and thus the smaller the force required to stabilize and guide the UAV using the sliding element and the guide element.

Für eine Stützung des auf der Nase stehenden UAV sowie zur Führung entlang der Führungsschiene ist ein Gleitelement ausreichend und gemäß einem Ausführungsbeispiel ein solches Gleitelement vorgesehen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind an dem UAV jedoch mindestens zwei Gleitelemente ausgebildet, die durch die Führungsschiene geführt werden.For supporting the UAV when it is standing on its nose and for guiding it along the guide rail, one sliding element is sufficient, and according to one embodiment, such a sliding element is provided. According to another embodiment, however, the UAV has at least two sliding elements that are guided by the guide rail.

Dabei weisen die mindestens zwei Gleitelemente in Längsrichtung der Tragfläche einen Abstand voneinander auf, der
mindestens ein Viertel der Spannweite des UAV beträgt, vorzugsweise
mehr als die Hälfte der Spannweite des UAV beträgt, oder
mehr als siebzig Prozent der Spannweite des UAV beträgt, oder
mehr als neunzig Prozent der Spannweite des UAV beträgt.The at least two sliding elements in the longitudinal direction of the wing have a distance from each other which
at least one quarter of the wingspan of the UAV, preferably
more than half the wingspan of the UAV, or
more than seventy percent of the UAV's wingspan, or
more than ninety percent of the UAV's wingspan.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das UAV von einem Auszugsschirm aus der Haltevorrichtung und dem Frachtraum heraus ins Freie gezogen, um abgeworfen zu werden. Dabei gleitet das auf der Nase stehende UAV über die Grundfläche der Haltevorrichtung.According to one embodiment, the UAV is pulled out of the holding device and the cargo compartment into the open air by a deployable parachute in order to be jettisoned. During this process, the UAV, standing on its nose, slides across the base of the holding device.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist zur Erleichterung des Gleitvorgangs die Nase des UAV eine Gleit- oder Rollvorrichtung auf, die ausgebildet ist, um dem auf der Nase stehenden UAV zu ermöglichen bzw. zu erleichtern, bei Anlegen einer Zugspannung senkrecht zur Rumpfrichtung auf der Nase stehend über die Grundplatte der Haltevorrichtung zu gleiten oder zu rollen.According to one embodiment, to facilitate the sliding process, the nose of the UAV has a sliding or rolling device designed to enable or facilitate the UAV standing on its nose to slide or roll over the base plate of the holding device when a tensile force is applied perpendicular to the fuselage direction.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Gleit- oder Rollvorrichtung ein an der Nase des UAV ausgebildetes Nasenrad, das es dem senkrecht mit der Nase auf der Grundfläche stehenden UAV ermöglicht, auf der Grundfläche der Haltevorrichtung zu rollen. 5 zeigt schematisch ein solches an der Nase (des Rumpfes 54) ausgebildetes oder angebrachtes „Nasenrad“ 55 bzw. eine „Nasenrolle“ 55.According to one embodiment, the sliding or rolling device comprises a nose wheel formed on the nose of the UAV, which enables the UAV, standing perpendicular with its nose on the base, to roll on the base of the holding device. 5 schematically shows such a “nose wheel” 55 or a “nose roller” 55 formed or attached to the nose (of the torso 54).

Die Achse des Nasenrads ist dabei so ausgerichtet, dass die Rollrichtung des auf der Nase stehenden UAV parallel zur Längsrichtung der Tragfläche verläuft.The axis of the nose wheel is aligned so that the rolling direction of the UAV standing on its nose is parallel to the longitudinal direction of the wing.

Wie bereits geschildert steht das UAV in der Haltevorrichtung auf der Nase. Dadurch muss die Nase des UAV das komplette Eigengewicht des UAV wie auch das Gewicht der Fracht tragen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Nase des Rumpfs des UAV daher aus stabilerem Material als der Rest des Rumpfes ausgebildet ist, um ein senkrechtes Stehen des UAV auf der Nase des Rumpfes zu ermöglichen.As previously described, the UAV rests on its nose in the mounting bracket. This means the nose of the UAV must bear the entire weight of the UAV itself as well as the weight of the cargo. According to one embodiment, the nose of the UAV fuselage is therefore made of a more robust material than the rest of the fuselage to allow the UAV to stand upright on its nose.

In den bisherigen Ausführungsbeispielen wurden ein UAV und eine das UAV tragende Haltevorrichtung beschrieben. Nachfolgend werden einige weitere Ausführungsbeispiele des UAV beschrieben, die ebenfalls von den Haltevorrichtungen der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele aufgenommen und mit diesen transportiert werden können.The preceding embodiments described a UAV and a holding device for the UAV. Below are some further embodiments of the UAV that can also be picked up and transported using the holding devices described previously.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das UAV als Gleiter ausgebildet ist. Der Gleiter weist dabei zwei Komponenten auf:

einen Nurflügler, und
einen an dem Nurflügler vorzugsweise lösbar befestigten Rumpf, wobei der Rumpf als Cargo-Box zur Aufnahme von Fracht ausgebildet ist.

According to one embodiment, the UAV is designed as a glider. The glider has two components:

a flying wing, and
a fuselage preferably detachably attached to the flying wing, wherein the fuselage is designed as a cargo box for receiving cargo.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Rumpf dabei an der Unterseite der Tragfläche ausgebildet.According to one embodiment, the fuselage is formed on the underside of the wing.

Die lösbare Befestigung des Nurflüglers am Rumpf bzw. der Cargo-Box erfolgt beispielsweise mittels Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln.The detachable attachment of the flying wing to the fuselage or cargo box is achieved, for example, by means of screws or other fastening devices.

Der Nurflügler weist gemäß einem Ausführungsbeispiel kein ansteuerbares Seitenleitwerk und kein Höhenleitwerk auf, was für einen Nurflügler charakteristisch ist. Allerdings weist der Nurflügler gemäß einem Ausführungsbeispiel zwei oder mehr starre Seitenleitwerke auf. Dabei sind ein Teil oder sämtliche der Seitenleitwerke des UAV rumpfseitig, d. h. an der Unterseite der Tragfläche ausgebildet und zeigen somit nach unten. Die rumpfseitige Ausbildung der Seitenleitwerke an der Unterseite der Tragfläche ermöglicht ein platzsparendes Unterbringen des UAV in der Haltevorrichtung und somit letztlich im Frachtraum des Transportflugzeugs.According to one embodiment, the flying wing has neither a controllable vertical stabilizer nor a horizontal stabilizer, which is characteristic of a flying wing. However, according to another embodiment, the flying wing has two or more fixed vertical stabilizers. Part or All of the UAV's vertical stabilizers are located on the fuselage side, i.e., on the underside of the wing, and therefore point downwards. This fuselage-side design allows for space-saving storage of the UAV in its mounting bracket and ultimately in the cargo hold of the transport aircraft.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel können auch ein oder mehrere starre Seitenleitwerke auf der Oberseite der Tragfläche ausgebildet sein. Diese nicht rumpfseitig, d. h. an der Oberseite der Tragfläche ausgebildeten Seitenleitwerke sind jedoch in senkrechter Richtung zur Flügelebene niedriger ausgebildet als die rumpfseitig an der unteren Tragflächenseite ausgebildeten Seitenleitwerke. Dadurch, dass weniger „Höhe“ an der Oberseite der Tragfläche für die Seitenleitwerke aufgewendet wird als an der Unterseite der Tragfläche kann eine platzsparende Unterbringung des UAV in der Haltevorrichtung und damit im Frachtraum erzielt werden. Vorzugsweise ist die Höhe der unteren Seitenleitwerke um mindestens 50% höher als die Höhe der oberen Seitenleitwerke, weiter vorzugsweise um mindestens 70% höher, weiter vorzugsweise um mindestens 85% höher als die Höhe der oberen Seitenleitwerke.According to one embodiment, one or more fixed vertical stabilizers can also be formed on the upper surface of the wing. These stabilizers, which are not fuselage-mounted, i.e., formed on the upper surface of the wing, are, however, lower in the direction perpendicular to the wing plane than the stabilizers formed on the fuselage-mounted side of the lower surface of the wing. Because less height is allocated to the vertical stabilizers on the upper surface of the wing than on the lower surface, a more space-saving arrangement of the UAV in the mounting bracket and thus in the cargo compartment can be achieved. Preferably, the height of the lower vertical stabilizers is at least 50% greater than the height of the upper vertical stabilizers, more preferably at least 70% greater, and further preferably at least 85% greater than the height of the upper vertical stabilizers.

6 zeigt schematisch das UAV mit Nurflügler und Rumpf in einer Rückansicht. Dabei sind die insgesamt acht starren Seitenleitwerke zu erkennen, die an dem Nurflügler ausgebildet sind. Vier der Seitenleitwerke sind an der Oberseite der Tragfläche ausgebildet, vier an der Unterseite der Tragfläche ausgebildet. Man erkennt, dass die oberen Seitenleitwerke eine signifikant geringere Höhe aufweisen als die unteren Seitenleitwerke. 6 This schematic shows the UAV with flying wing and fuselage in a rear view. The eight fixed vertical stabilizers on the flying wing are visible. Four of the stabilizers are located on the upper surface of the wing, and four on the lower surface. It is evident that the upper stabilizers are significantly shorter than the lower ones.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Rumpf an der Tragflächenoberseite ausgebildet. Ebenso wie die Lage des Rumpfes ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Lage der Seitenleitwerke im Verhältnis zur Tragflächenseite genau umgekehrt, d. h. sie befinden sich an der Oberseite. Zusätzlich können dabei dann an der Unterseite im Verhältnis zu den Seitenleitwerken der Oberseite kleinere Seitenleitwerke angebracht sein, analog zu den vorherigen Ausführungsbeispielen.In an alternative embodiment, the fuselage is formed on the upper surface of the wing. In this embodiment, the position of the vertical stabilizers is exactly reversed relative to the wing surface, i.e., they are located on the upper surface. Additionally, smaller vertical stabilizers can be attached to the underside relative to the vertical stabilizers on the upper surface, analogous to the previous embodiments.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Steuerung des UAV nur über die gemischten oder kombinierten Höhen- und Querruder. Zur Steuerung des UAV ist eine Avionik-Einheit vorgesehen, die gemäß einem Ausführungsbeispiel einen Autopiloten aufweist, der das UAV nach dem Abwurf selbständig ins Zielgebiet steuert. Die Avionik-Einheit ist gemäß einem Ausführungsbeispiel in dem Nurflügler untergebracht, vorzugsweise ebenso wie die Stromversorgung und sämtliche weitere Elektronik.According to one embodiment, the UAV is controlled solely via the combined elevator and ailerons. An avionics unit is provided for controlling the UAV; according to one embodiment, this unit includes an autopilot that autonomously steers the UAV to the target area after launch. According to one embodiment, the avionics unit is housed within the flying wing, preferably along with the power supply and all other electronics.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Rumpf einen ausschiessbaren Fallschirm auf, der ausgeschossen wird, sobald das UAV das Zielgebiet erreicht hat. Danach gleitet das UAV am Fallschirm zu Boden.According to one embodiment, the fuselage has a deployable parachute that is deployed as soon as the UAV reaches the target area. The UAV then glides to the ground under the parachute.

Gemäß einem in 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rumpf 70 des UAV an seiner in Flugrichtung hinteren Seite mit einer staudruckbefüllten, aerodynamischen Verkleidung 71 (z. B. aus flexiblem Tuch), also letztlich einem „aufblasbaren Sack“ versehen, der an dem Rumpf befestigt ist. Dieser Sack wird über eine oder mehrere Einlassöffnungen während des Flugs durch in den Rumpf eintretende Luft aufgeblasen. Der aufblasbare Sack ist dabei so geformt, dass er im aufgeblasenen Zustand das Heck des Rumpfes bildet. Dabei ist der Sack so geformt, dass er im aufgeblasenen Zustand eine aerodynamische Form annimmt und so die Aerodynamik des Rumpfs, verglichen mit der Aerodynamik der Form des Rumpfes ohne den aufgeblasenen Sack, verbessert.According to a 7 In the schematically illustrated embodiment, the fuselage 70 of the UAV is provided on its rearward side (in the direction of flight) with a ram-pressure-filled, aerodynamic fairing 71 (e.g., made of flexible fabric), essentially an "inflatable bag," which is attached to the fuselage. This bag is inflated during flight by air entering the fuselage through one or more inlets. The inflatable bag is shaped such that, when inflated, it forms the tail of the fuselage. The bag is shaped in such a way that, when inflated, it assumes an aerodynamic form, thus improving the aerodynamics of the fuselage compared to the aerodynamics of the fuselage without the inflated bag.

Dadurch kann der Rumpf vergleichsweise kurz ausgebildet werden, was im Hinblick auf die begrenzte Höhe der Ladeöffnung des Frachtflugzeugs, in dem das UAV transportiert werden soll, vorteilhaft ist. Der Rumpf bzw. das Ende des Rumpfes ohne aufgeblasenen Sack kann damit wie in 1 dargestellt „stumpf“ bzw. „flach“ enden, wodurch sich mehr Stauraum für Nutzlast in dem Rumpf ergibt, verglichen damit, dass der Rumpf ohne den aufblasbaren Sack bei gleicher Dicke an seinem Ende aerodynamisch geformt sein soll. Der am Ende des Rumpfes angebrachte aufblasbare Sack erhöht somit - verglichen mit einem auch am Heck aerodynamisch geformten „starren“ Rumpf - für eine vorgegebene Länge des starren Rumpfes (ohne Berücksichtigung des aufblasbaren Sacks) die transportierbare Nutzlast bei gleichzeitiger Verbesserung der Aerodynamik.This allows the fuselage to be made comparatively short, which is advantageous given the limited height of the cargo door on the aircraft in which the UAV is to be transported. The fuselage, or rather the end of the fuselage without the inflated bag, can thus be designed as in 1 The inflatable bag is depicted as ending in a "blunt" or "flat" shape, thus providing more storage space for payload within the fuselage compared to a fuselage of the same thickness without the inflatable bag, which would be aerodynamically shaped at its end. The inflatable bag attached to the rear of the fuselage therefore increases the transportable payload for a given rigid fuselage length (without considering the inflatable bag), while simultaneously improving aerodynamics, compared to a "rigid" fuselage that is also aerodynamically shaped at the rear.

BezugszeichenlisteReference symbol list

55: AbwurfsystemDrop system
1010: NaseNose
1212: HaltevorrichtungHolding device
1414: Halteelementretaining element
1515: GrundflächeBase area
1616: EingriffsöffnungAccess opening
1818: Tragflächewing
5050: FührungsschieneGuide rail
5151: GleitelementSliding element
5252: VerbindungselementConnecting element
5353: Flügelwing
5454: Rumpfhull
5555: NasenradNose wheel
7070: Rumpfhull
7171: Verkleidungcladding

Claims

Drop system (5) for an unmanned aircraft from a cargo aircraft, comprising: an unmanned aircraft (UAV) for drop from a cargo aircraft, comprising a fuselage designed to receive cargo and a rigid wing preferably detachably attached to the fuselage, a holding device (12) for receiving the unmanned aircraft, comprising a base (15) and a holding element (14), wherein the drop system is characterized in that the holding device (12) is designed such that the aircraft is held in the holding device (12) with the nose (10) of the fuselage standing vertically on the base (15) and protected against tilting by the holding element (14).

Drop system (5) according to Claim 1 , wherein the drop system (5) is positioned in a transport aircraft with a cargo compartment that can be opened via a rear hatch, and the drop system is positioned in the cargo compartment such that one end of the wing of the UAV points in the direction of flight of the cargo aircraft and the other end of the wing of the UAV points towards the opening of the rear hatch.

Drop system (5) according to Claim 1 or 2 , wherein a tow rope with a deployable parachute is provided, detachably attached to one side of the UAV, preferably to the wing of the UAV, in order to pull the UAV out of the cargo hold of the cargo aircraft and thereby jettison it.

Drop system (5) according to Claim 3 , wherein the tow rope attached to the UAV is detachably fastened with a release mechanism and the release mechanism is designed such that after being dropped from the cargo hold, the release mechanism is triggered and the rope detaches from the UAV.

Drop system (5) according to Claim 4 , wherein, when the UAV is dropped from the cargo aircraft, the pulling force of the deployable parachute pulls the UAV and the holding device (12) together out of the cargo hold into the open air, or wherein, when the UAV is dropped from the cargo aircraft, the pulling force of the deployable parachute pulls the UAV out of the cargo hold into the open air and the holding device (12) remains in the cargo hold.

Drop system (5) according to one of the Claims 3 until 5 , wherein the tow rope is detachably connected to the wing of the UAV by means of a first connection and the tow rope is additionally detachably connected to the rear of the UAV by means of a second connection.

Drop system (5) according to Claim 6 , wherein the first and second connections are controlled in such a way that after the jettison the first detachable connection on the wing is released first and then the second detachable connection on the tail is released.

Drop system (5) according to Claim 6 or 7 , wherein the tow rope between the first releasable connection and the second releasable connection is connected to the wing by means of one or more predetermined breaking points, wherein the predetermined breaking points are dimensioned such that they break due to the tensile force of the parachute exerted on the predetermined breaking points after the drop and after the release of the first releasable connection.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the holding device is designed as a box or rack for receiving the UAV standing on its nose (10) and the holding element is designed as a guide element to guide the UAV standing on its nose (10) in the holding device (12) linearly in the direction of the guide element when a pulling force is applied.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the holding element (14) is designed as a linear guide element (50) to linearly guide a sliding element (51) formed on the wing, wherein furthermore at least one sliding element (51) is formed on the wing (53) of the UAV to guide the UAV standing on its nose (10) through the linear guide element (50), so that when a tensile force is applied in the longitudinal direction of the wing (53), the UAV standing on its nose is guided by the applied tensile force, remaining on its nose, and by the holding element (14) and the sliding element (51).

Drop system (5) according to Claim 10 , wherein the linear guide element (50) and the sliding element (51) are designed such that a linear movement in the longitudinal direction of the guide element is enabled by a positive locking connection and a movement in the transverse direction to the guide element is prevented.

Drop system (5) according to Claim 10 or 11 , wherein the guide element (50) is designed as a guide rail with a C-profile and the sliding element (51) is designed as a spherical sliding element on the UAV, preferably on the rear side of the wing (53) in the direction of flight of the UAV, preferably at the end of the wing in the longitudinal direction or near the end of the wing in the longitudinal direction.

Drop system (5) according to one of the Claims 10 until 12 , wherein at least two sliding elements (51) are provided which have a distance from each other in the longitudinal direction of the wing which is at least one quarter of the wingspan of the UAV, preferably more than half of the wingspan of the UAV, or more than seventy percent of the wingspan of the UAV, or more than ninety percent of the wingspan of the UAV.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, comprising the pull rope detachably attached to the UAV, preferably to the wing (18), is a pull rope attached within the wing and extending outwards in a substantially longitudinal direction within the wing to enable the exertion of a pulling force by a deployment parachute in a substantially longitudinal direction of the wing of the UAV and thus to move the UAV standing on its nose (10) sliding over the base of the holding device (12) in the longitudinal direction of the wing (18).

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the nose of the UAV has a sliding or rolling device (55) designed to facilitate or enable the UAV standing on its nose to slide or roll over the base plate of the holding device when a tensile force is applied perpendicular to the fuselage direction.

Drop system (5) according to Claim 15 , wherein the sliding or rolling device comprises a nose wheel (55) which enables the UAV, standing perpendicular with its nose on the base surface, to roll on the base surface of the holding device (12).

Drop system (5) according to Claim 16 , wherein the axis of the nose wheel (55) is aligned such that the rolling direction of the UAV is parallel to the longitudinal direction of the wing.

Drop system (5) according to one of the Claims 1 until 17 , wherein the nose (10) of the fuselage (54) of the UAV is made of a more stable material than the rest of the fuselage to allow the UAV to stand upright on the nose of the fuselage.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the UAV is designed as a glider and comprises: a flying wing, and a fuselage (70) preferably detachably attached to the flying wing on the underside of the wing, wherein the fuselage is designed as a cargo box for receiving payload.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the UAV has one or more vertical stabilizers formed on the fuselage side of the wing.

Drop system (5) according to Claim 20 , wherein one or more rigid vertical stabilizers are further formed on the non-fuselage side of the wing (18) of the UAV.

Drop system (5) according to Claim 21 , wherein the vertical stabilizers formed on the fuselage-side side of the wing (18) are formed higher in a perpendicular direction to the wing plane than the vertical stabilizers formed on the non-fuselage-side wing side, wherein preferably the height of the fuselage-side vertical stabilizers is at least 50% higher than the height of the non-fuselage-side vertical stabilizers, further preferably at least 70% higher, further preferably at least 85% higher than the height of the non-fuselage-side vertical stabilizers.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the fuselage (70) of the UAV has a deployable parachute which is deployed as soon as the UAV has reached the target area.

Drop system (5) according to one of the preceding claims, wherein the fuselage of the UAV is provided on its rear side in the direction of flight with an inflatable bag (71) which is attached to the fuselage.

Drop system (5) according to Claim 24 , wherein this bag (71) is inflated by air entering the fuselage during flight via one or more inlet openings provided on the fuselage.

Drop system (5) according to Claim 24 or 25 , wherein the inflatable bag (71) is shaped such that when inflated it forms the tail of the hull (70).

Drop system (5) according to one of the Claims 23 until 26 , wherein the bag (71) is shaped such that when inflated it assumes an aerodynamic shape and thus improves the aerodynamics of the fuselage compared with the aerodynamics of the shape of the fuselage without the inflated bag.

Unmanned aerial vehicle (UAV) for a drop system (5) according to one of the preceding claims, comprising: a rigid wing (18) and a fuselage (70) preferably detachably connected to the wing, which is designed as a cargo box for receiving payload.

UAV after Claim 28 , furthermore exhibiting one or more of the features listed in one of the Claims 3 , 4 , 10 - 18 , or 20-28 additionally defined features of the UAV.