DE19725740A1 - Luftkissenfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftkissenfahrzeug mit mindestens einem Auftriebsgebläse zur Erzeugung eines Luftpolsters sowie mindestens einem Schubaggregat, das an der Fahrzeugoberseite wirkt, wobei das Schubaggregat zum Vortrieb und/oder zur Rich­ tungssteuerung des Fahrzeugs dient und sowohl das Auftriebs­ gebläse als auch das Schubaggregat mindestens eine Luftschrau­ be aufweisen, die über einen Motor angetrieben ist und eine Luftströmung erzeugt.

Die bekannten Bauformen von Luftkissenfahrzeugen weisen alle ein hohes Gewicht auf. Außerdem ist das Gewicht konstruktions­ bedingt oder betriebsbedingt ungleichmäßig auf dem Fahrzeug verteilt. Bei diesem Fahrzeugtyp ist eine gleichmäßige Ge­ wichtsverteilung jedoch besonders wichtig, da ein schlecht austachiertes Luftkissenfahrzeug leicht aus dem idealen Schwe­ bezustand in ein instabiles Verhalten gerät. Eine un­ gleichmäßige Gewichtsverteilung muß dann durch ein aufwendiges und schweres Ballastsystem ausgeglichen werden.

Bei bekannten Luftkissenfahrzeugen der genannten Art, ins­ besondere bei kleineren Luftkissenfahrzeugen, ist das Schub­ aggregat häufig starr im Heckbereich des Decks angebracht und das Gewicht dort konzentriert.

Das starre Schubaggregat dieser Bauform ist zur Richtungs­ steuerung mit einem oder mehreren Rudern versehen, mit dem der erzeugte Luftstrom unter starken Reibungsverlusten umgelenkt werden muß. Eine weitere Bauform weist mehrere starre Schub­ aggregate auf, welche die Fahrtrichtung mittels einer indivi­ duellen Regelung der Luftschraubendrehzahl jedes einzelnen Schubaggregates steuern. Der Motor ist bei beiden Bauformen von Luftkissenfahrzeugen nah an dem/den starr angeordneten Schubaggregat(en) vorgesehen und konzentriert dadurch noch mehr Gewicht im Heckbereich des Luftkissenfahrzeugs. Um die notwendige gleichmäßige Gewichtsverteilung zu erreichen, muß in diesem Fall im Bugbereich ein Ballastsystem, beispielsweise in Form eines Behälters zur Aufnahme von Ballastwasser, vor­ gesehen werden. Dieses erhöht das Gewicht weiter, verleiht dem Luftkissenfahrzeug eine sehr hohe Trägheit und verringert den Nutzraum.

Zum Manövrieren muß dem bekannten Luftkissenfahrzeug mit star­ rem Schubaggregat ein Drehmoment induziert werden. Das Drehmo­ ment dirigiert das Fahrzeug in die gewünschte Fahrtrichtung. Insofern ähnelt die Manövrierfähigkeit daher der eines Schif­ fes. Aufgrund der hohen Trägheit des Luftkissenfahrzeugs und des geringen Widerstandes, den die Luft der Bewegung des Fahr­ zeugs entgegensetzt, kann die Drehung jedoch nur beendet wer­ den, indem mit einem entgegengesetzt gerichteten Drehmoment gegengesteuert wird. Auch hierbei wirkt sich die hohe Trägheit des Fahrzeugs wieder nachteilig aus.

Weiterhin weisen die obigen Bauformen strömungstechnische Nachteile auf, insbesondere bei der Vorwärtsfahrt, da der nah an dem Schubaggregat vorgesehene Motor in diesem Fall den Zu­ strom der Luft auf der Saugseite der Luftschraube behindert. Zudem muß ein mechanischer Antriebsstrang, der die Antriebs­ maschine mit der Luftschraube verbindet, vorhanden sein. Die­ ser besteht beispielsweise aus Wellen, Gelenken, Getrieben, Kupplungen, etc., die ebenfalls das Gewicht des Fahrzeugs und damit seine Trägheit erhöhen.

Unter den größeren Luftkissenfahrzeugen, wie beispielsweise großen Luftkissenfähren, ist eine Bauform bekannt, deren Schubaggregate um eine vertikale Achse schwenkbar ausgebildet sind. Der Luftstrom läßt sich in diesem Fall zur Richtungs­ steuerung in die gewünschte Richtung drehen. Die schwenkbaren Schubaggregate werden im folgenden als Schwenkaggregate be­ zeichnet. Diese weisen Antriebswellen auf, die parallel zur vertikalen oder sogar in der vertikalen Schwenkachse des Schwenkaggregates angeordnet sind. Die Antriebswelle wird von einem separaten Motor über ein Winkelgetriebe oder ähnliches angetrieben und treibt selbst über ein weiteres Winkelgetriebe die Luftschraube an. Die Motoren und zusätzlichen Winkelge­ triebe erhöhen und konzentrieren das Gewicht im Bereich des Schwenkaggregates.

Um Gewicht einzusparen, könnte die Antriebsenergie eines ein­ zigen Motors zu mehreren Schwenkaggregaten geleitet werden. Dies wäre aber mit dem Nachteil behaftet, daß die Antriebs­ stränge den Nutzraum sehr einschränken würden.

Je nachdem an welcher Stelle und wieviele Schwenkaggregate angeordnet sind, muß auch bei dieser Bauform ein zusätzliches Ballastsystem vorgesehen werden, um eine gleichmäßige Ge­ wichtsverteilung für das gesamte Fahrzeug zu erreichen.

Bei kleineren Luftkissenfahrzeugen wird wegen des hohen Ge­ wichts und den Problemen bei der Gewichtsverteilung auf die schweren Schwenkaggregate mit separaten Motoren verzichtet.

Zur Bremsung der bekannten Luftkissenfahrzeuge ist es erfor­ derlich, die Richtung der Luftströmung umzukehren. Bekannter­ weise wird dies beispielsweise dadurch gelöst, daß die Dreh­ richtung der Luftschraube umgekehrt wird, was den Nachteil hat, daß diese zunächst bis zum Stillstand abgebremst und dann in entgegengesetzter Drehrichtung beschleunigt werden muß. Ei­ ne andere Lösung sieht eine Verstellung der Luftschraubenblät­ ter vor, wobei die Luftströmung bei gleichbleibender Drehrich­ tung der Luftschraube umgekehrt wird. Hierfür wird jedoch ein mechanisch aufwendiger Verstellmechanismus zur Verstellung der Luftschraubenblätter benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit geringem Energieaufwand betreibbares, gut manövrierbares Luftkissen­ fahrzeug zu schaffen, das eine gute Raumausnutzung und eine im Verhältnis zu seinem Gewicht hohe Nutzlast aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Motor ein Elektromotor unmittelbar an der Luftschraube angeordnet ist, und daß zur Erzeugung der von dem Elektromotor benötigten elektrischen Antriebsenergie zumindest ein zentraler Energie­ erzeuger vorgesehen ist, der den Elektromotor über eine Ener­ gieleitung mit der Antriebsenergie versorgt.

Durch diese Maßnahme ist ein Luftkissenfahrzeug geschaffen, dessen Nutzraum nicht durch einen Antriebsstrang beeinträch­ tigt ist und das daher eine besonders gute Raumausnutzung aufweist. Als Energieleitung ist eine Elektroleitung vorgese­ hen, die dem Elektromotor die Antriebsenergie zuführt. Diese ist erheblich leichter als ein mechanischer Antriebsstrang und ist so verlegt, daß sie den Nutzraum des Luftkissenfahrzeugs nicht einschränkt.

Durch den technischen Fortschritt auf dem Gebiet der elek­ trischen Maschinen und Steuerungen stehen Elektromotoren und Generatoren zur Verfügung, die, bezogen auf ihr Gewicht, eine sehr hohe Leistungsdichte aufweisen. Erst diese neue Antriebs­ technik ermöglicht es, einen Elektromotor unmittelbar an der Luftschraube vorzusehen. Durch diese Konstruktion ist das Schubaggregat besonders leicht und benötigt nur einen geringen Bauraum.

Schubaggregate sind mit dieser neuen Maßnahme an vielfältigen Stellen des Luftkissenfahrzeugs anbringbar, beispielsweise strömungsgünstig auf dem Dach des Luftkissenfahrzeugs. Die bisherigen Probleme bei der Konstruktion, nämlich die Ge­ wichtsverteilung des gesamten Fahrzeugs gleichmäßig zu gestal­ ten, lassen sich nun sehr leicht lösen. Auf eine Richtungs­ steuerung mit einem Ruder und damit einhergehendem Wirkungs­ gradverlust des Vortriebs kann verzichtet werden. Das Ballast­ system wird nur noch zum Ausgleich von ungleichmäßig verteil­ ter Ladung benötigt und kann nun viel kleiner und leichter ausgebildet sein. Der zentrale Energieerzeuger kann an einer vorteilhaften Stelle plaziert werden. Beispielsweise ist es möglich, ein geringes Ungleichgewicht eines mit zwei leichten Heck-Schwenkaggregaten versehenen Luftkissenfahrzeugs auszu­ gleichen, indem der Energieerzeuger an geeigneter Stelle als ausgleichender Ballast vorgesehen wird. Das Luftkissenfahrzeug weist dadurch eine geringe Trägheit auf und ist einfach zu ma­ növrieren. Außerdem steigen die Nutzlast sowie der Nutzraum des Fahrzeugs an.

Die Steuerung der Vortriebsleistung kann mit der vorgeschlage­ nen Erfindung sehr einfach über eine Regelung der Drehzahl der Luftschraube erfolgen. Da diese von einem Elektromotor ange­ trieben ist, entfallen aufwendige und sehr schwere Getriebe zur Drehzahländerung und ist die Drehzahl stufenlos und sehr präzise einstellbar. Auch auf eine Ausführung der Luftschraube mit verstellbaren Luftschraubenblättern zur Regelung der Vor­ triebsleistung, kann verzichtet werden.

Eine Bremsung des Luftkissenfahrzeugs per Umkehr der Strö­ mungsrichtung der Luft ist auch bei der Verwendung von Elek­ tromotoren zum Antrieb der Luftschraube mit den bekannten Me­ thoden möglich. Nämlich, beispielsweise mit einer Umkehrung der Drehrichtung der Luftschraube oder einer Verstellung der Luftschraubenblätter bei gleichbleibender Drehrichtung der Luftschraube. Mit dem neuen Luftkissenfahrzeug kann eine Brem­ sung aber einfacherweise auch durch Drehen des Schwenkaggrega­ tes um 180° erfolgen und auf die oben angegebenen aufwendigen Methoden verzichtet werden. Es muß kein mechanischer Antriebs­ strang mitgeschwenkt werden, daher ist dies mit sehr geringem konstruktivem Aufwand realisiert.

Damit während der Schwenkung des Schwenkaggregates dessen Schub nicht zu einer Drehung des Luftkissenfahrzeugs führt, sind vorteilhaft ein Paar Schwenkaggregate oder eine vielfache Anzahl von Schwenkaggregat-Paaren vorgesehen. Ein Schwenk­ aggregat eines Paares schwenkt dann in der einen Schwenkrich­ tung um 180° um seine vertikale Achse und das andere in der entgegengesetzten Schwenkrichtung um 180°. Die während der Schwenkung durch die Luftströmung verursachten Drehmomente sind entgegengesetzt gerichtet und kompensieren sich gegensei­ tig. Eine Drehung des Luftkissenfahrzeugs tritt nicht ein. Die Schwenkung kann unter maximaler Luftschraubendrehzahl erfol­ gen. Innerhalb kürzester Zeit kann somit von Vortrieb auf Bremsbetrieb gewechselt werden.

Der Energieerzeuger weist zweckmäßig einen modernen Generator auf, der von einer Antriebsmaschine angetrieben ist. Vorzugs­ weise sind der Generator und die Antriebsmaschine des Energie­ erzeugers zu einer kompakten Baugruppe zusammengefaßt, damit auch hier schwere und platzraubende Antriebselemente zur Ver­ bindung dieser beiden Bauteile gespart werden können. Der Energieerzeuger bildet vorzugsweise die zentrale Energiever­ sorgung für alle Elektromotoren. Er kann an beliebiger Stelle des Luftkissenfahrzeugs angeordnet werden. Es besteht dadurch weitgehende Freiheit bei der Konstruktion und somit die Mög­ lichkeit, die Nutzlast und den Nutzraum gegenüber den bekann­ ten Luftkissenfahrzeugen sehr zu vergrößern.

Die Zuführung der Antriebsenergie zu dem schwenkbaren Elektro­ motor kann über elektrische Schleifkontakte, flexible Kabel oder sonstige geeignete Mittel erfolgen. Auf diese Weise kann ein Schwenkaggregat über mehr als 360° schwenkbar ausgebildet sein.

Der Energieerzeuger kann als kompakte Antriebsmaschine eine Turbine aufweisen, die mit einem modernen Generator gekoppelt ist. Die Turbine weist ein erheblich geringeres Gewicht auf, als beispielsweise ein Dieselmotor. Außerdem kann sie im Ge­ gensatz zu einem Dieselmotor, der die Luftschraube direkt antreibt, permanent unter optimalen Bedingungen betrieben werden. Das heißt, sie kann mit der günstigsten Drehzahl und unter der günstigsten Drehmomentbelastung arbeiten.

Selbstverständlich kann in einer einfachen Ausführungsform auch ein einfacher Verbrennungsmotor, beispielsweise eine Zwei- oder Viertaktkolbenmaschine, für einen vorteilhaften Brennstoff als Antriebsmaschine verwendet werden.

Um das Schwenkaggregat schnell um seine vertikale Achse in eine gewünschte Schwenkposition zu bewegen, ist es mit einem separaten Schwenkantrieb versehen. Einfacherweise weist dieser ebenfalls einen elektrischen Antriebsmotor und eine geeignete mechanische Stelleinrichtung auf.

Eine Weiterbildung des Luftkissenfahrzeugs weist zumindest ein Schwenkaggregat auf. Dieses dient einerseits zum Vortrieb und andererseits zur Richtungssteuerung des Fahrzeugs.

Vorzugsweise sind zwei Schwenkaggregate vorgesehen, die sowohl in Richtung der lateralen Hauptträgheitsachse des Luftkissen­ fahrzeugs als auch spiegelsymmetrisch zu dessen longitudinaler Hauptträgheitsachse angeordnet sind. Diese Anordnung bewirkt durch ihre besonders günstige Gewichtsverteilung zu den Seiten hin eine ausgezeichnete Stabilität im Schwebezustand. Die Manövrierfähigkeit ist aufgrund der in der lateralen Haupt­ trägheitsachse angreifenden Schubimpulse hervorragend und bei einer zur longitudinalen Hauptträgheitsachse parallelen Schwenkposition für die Geradeausfahrt besonders effizient. Das Luftkissenfahrzeug kann nach Art eines vierradgelenkten Kraftfahrzeugs eine Geradeausfahrt unter einem Winkel α zu seiner longitudinalen Hauptträgheitsachse durchführen. Damit ist eine Richtungssteuerung möglich, ohne das Luftkissenfahr­ zeug, wie bei einem Schiff, in die gewünschte Fahrtrichtung ausrichten zu müssen. Da das Fahrzeug weder in seine Fahrt­ richtung gedreht werden muß, noch diese Drehung durch Gegen­ steuern mit einem entgegengesetzt gerichteten Drehmoment ge­ stoppt werden muß, ist eine sehr gute Manövrierfähigkeit gege­ ben, bei der sich die Trägheit des Fahrzeugs nicht stark be­ merkbar macht. Das Luftkissenfahrzeug läßt sich präzise Rich­ tungssteuern und benötigt wenig Platz zum Manövrieren.

Eine andere Weiterbildung ist zweckmäßig mit zwei starren Schubaggregaten versehen, die ausschließlich zum Antrieb die­ nen. In diesem Fall ist zumindest ein Schubaggregat als Steu­ eraggregat ausgebildet, das ausschließlich zur Richtungssteue­ rung dient. Diese besondere Konstruktion hat den Vorteil, daß das Manövrieren über ein einzelnes Steueraggregat erfolgt, das über seine Schwenkposition die Fahrtrichtung dirigiert.

Für die Konstruktion mit nur einem Steueraggregat ist die vertikal schwenkbare Anordnung desselben am Heck über der longitudinalen Hauptträgheitsachse mechanisch günstig, da der induzierte Schubvektor des Steueraggregates ein für die Rich­ tungssteuerung maximales Drehmoment erzeugen kann.

Das Steueraggregat ist zum einfachen Verschwenken um seine vertikale Achse mit einem Schwenkantrieb versehen. Einfacher­ weise ist dieses ebenfalls mit einem elektrischen Antriebs­ motor und einer geeigneten mechanischen Stelleinrichtung ver­ sehen.

In einer alternativen Weiterbildung des Luftkissenfahrzeugs ist sowohl sein Heck als auch sein Bug mit wenigstens einem Schwenkaggregat versehen. Diese besondere Konstruktion erlaubt die Erzeugung maximaler Drehmomente zur Richtungssteuerung sowohl durch das Heck-Schwenkaggregat als auch durch das Bug- Schwenkaggregat, wodurch die Manövrierfähigkeit weiter ver­ bessert wird. Das Luftkissenfahrzeug kann mit dieser Konstruk­ tion ebenfalls nach Art eines allradgelenkten Kraftfahrzeugs eine Geradeausfahrt unter einem Winkel α zu seiner longitudi­ nalen Hauptträgheitsachse durchführen. Bevorzugt sind die Schwenkaggregate an Heck und Bug über der longitudinalen Hauptträgheitsachse vorgesehen.

Die Schwenk- und Steueraggregate sind vorzugsweise alle ein­ zeln in ihrer Schwenkposition steuerbar. Auf diese Weise ist bei einem Manöver die größte Variationsmöglichkeit für eine Richtungsänderung gegeben. Die Vielzahl der relativen Schwenk­ positionen, die die einzelnen Schwenkaggregate zueinander ein­ nehmen können, sollte jedoch auf solche reduziert werden, die für die Steuerung des Luftkissenfahrzeugs vorteilhaft sind. Dies kann auf mechanischem Wege oder einfach durch programmge­ stütze Steuerung der Schwenkantriebe erfolgen. Auf diese Weise ist das Luftkissenfahrzeug für den Fahrer problemlos be­ herrschbar.

Die als Schwenk- und/oder Steueraggregate ausgebildeten Schub­ aggregate sowie das Auftriebsgebläse sind vorzugsweise alle individuell mit der gewünschten Drehzahl der Luftschrauben antreibbar. Die möglichen Drehzahlkombinationen der einzelnen Luftschrauben zueinander sollten jedoch auch auf solche Kombi­ nationen reduziert werden, die für die Steuerung des Luftkis­ senfahrzeugs vorteilhaft sind, so daß das Fahrzeug für den Fahrer problemlos beherrschbar ist. Dazu kann ebenfalls eine programmunterstützte Steuerung vorgesehen sein, die die Dosie­ rung der individuellen Drehzahlen mehrerer Schub- oder Schwenkaggregate aneinander koppelt.

Um eine selbsttätige Korrektur der Schwenkposition der Schwenk- und oder Steueraggregate zu ermöglichen, kann ein Seitenwindmeßgerät vorgesehen sein, das die ermittelte Seiten­ windkomponente erfaßt. Diese kann zur automatischen Einstel­ lung der für eine Geradeausfahrt erforderlichen Schwenkposi­ tion der Schwenk- und/oder Steueraggregate ausgewertet werden oder, im Fall von starren Schubaggregaten, die nötige Schub­ verteilung oder die Ruderstellung beeinflussen.

Als weiterer Vorteil wird es angesehen, daß das erfindungs­ gemäße Luftkissenfahrzeug sehr einfach programmgestützt mit Hilfe eines Autopiloten steuerbar ist.

Die Luftschraube des Schwenk- und/oder Steueraggregates ist vorteilhaft ummantelt. Vorzugsweise sind die Luftschrauben­ blätter starr auf der Luftschraubennabe angeordnet.

Nachstehend ist die Erfindung in der Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und im einzelnen anhand der Figuren beschrie­ ben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Luftkis­ senfahrzeugs mit zwei Schwenkaggregaten, die in Rich­ tung der lateral verlaufenden sowie spiegelsymmetrisch zu der longitudinalen Hauptträgheitsachse angeordnet sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf das Luftkissenfahrzeug gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Luftkissenfahrzeug gemäß Fig. 1 während einer Geradeausfahrt unter einem Winkel α zur longitudinalen Hauptträgheitsachse,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Luftkissenfahrzeug gemäß Fig. 1 während einer Drehung um eine vertikale Achse,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf eine weitere Aus­ führungsform des Luftkissenfahrzeugs mit einem als Steueraggregat ausgebildeten Schubaggregat zur Rich­ tungssteuerung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Luftkis­ senfahrzeugs, das sowohl am Heck als auch am Bug mit einem Schwenkaggregat versehen ist,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Luftkissenfahrzeug gemäß Fig. 6.

Nach Fig. 1 der Zeichnung besteht das Luftkissenfahrzeug 1 aus einem Auftriebsgebläse A zur Erzeugung eines Luftpolsters so­ wie zwei als Schwenkaggregat 2 und 3 ausgebildeten Schubaggre­ gaten, die an der Fahrzeugoberseite 4 wirken. Die Schwenkag­ gregate 2 und 3 sind um ihre vertikalen Achsen 2a und 3a schwenkbar. Sie dienen zum Vortrieb und zur Richtungssteuerung des Fahrzeugs und sind sowohl in Richtung der lateralen Haupt­ trägheitsachse x-x des Luftkissenfahrzeugs als auch spiegel­ symmetrisch zu dessen longitudinaler Hauptträgheitsachse y-y angeordnet. Sowohl das Auftriebsgebläse A als auch das Schub­ aggregat weisen je eine Luftschraube (nicht dargestellt) auf, die über je einen Motor 5, 6 und 21 angetrieben ist und eine Luftströmung erzeugt. Die Motoren 5, 6 und 21 sind unmittelbar an den Luftschrauben vorgesehen. Zur Erzeugung der von den Motoren 5, 6 und 21 benötigten Antriebsenergie ist ein zen­ traler Energieerzeuger 7 vorgesehen, der die Motoren 5, 6 und 21 über Energieleitungen 5a, 6a und 21a mit der Antriebsener­ gie versorgt. Die Schwenkaggregate 2 und 3 sind über einen hier nicht dargestellten Schwenkantrieb um die vertikalen Achsen 2a und 3a schwenkbar. Die Motoren 5, 6 und 21 sind als Elektromotoren E1, E2 und A sowie die Energieleitungen 5a, 6a und 21a als Elektroleitungen L1, L2 und L3 ausgebildet. Diese sind erheblich leichter als ein mechanischer Antriebsstrang. Sie sind in der vorliegenden Darstellung nur schematisch ein­ gezeichnet. Da die Elektroleitungen L1, L2 und L3 nur sehr wenig Platz benötigen und nahezu beliebig verlegt werden kön­ nen, wird der Nutzraum des Luftkissenfahrzeugs nahezu nicht einschränkt.

Die Anordnung der Schwenkaggregate gemäß der Fig. 1 bewirkt durch ihre besonders günstige Gewichtsverteilung zu den Seiten hin eine ausgezeichnete Stabilität im Schwebezustand. Die Ma­ növrierfähigkeit ist aufgrund der in der lateralen Haupt­ trägheitsachse x-x angreifenden Schubimpulse hervorragend und bei paralleler Schwenkposition für die Geradeausfahrt beson­ ders effizient. Das Luftkissenfahrzeug kann, wie in der Fig. 3 erkennbar, nach Art eines allradgelenkten Kraftfahrzeugs eine Geradeausfahrt unter einem Winkel α zu seiner longitudi­ nalen Hauptträgheitsachse y-y durchführen. Durch eine Schwenk­ bewegung, beispielsweise des Schwenkaggregats 3 um 180°, ist wie in Fig. 4 anhand des um die vertikale Achse 8 eingezeich­ neten Pfeiles zu sehen, eine Drehung des Luftkissenfahrzeugs auf der momentanen Schwebestelle möglich.

Der Nutzraum des Luftkissenfahrzeugs ist nicht durch einen Antriebsstrang beeinträchtigt und die Raumausnutzung daher besonders gut.

Der Energieerzeuger 7 ist im Zentrum des Luftkissenfahrzeugs angeordnet und mit einer Antriebsmaschine B sowie einem Gene­ rator G versehen, der zur Erzeugung der elektrischen Antriebs­ energie für die Elektromotoren E1 und E2 dient. Die Gewichts­ verteilung ist bei dieser Anordnung sehr gleichmäßig. Der Energieerzeuger 7 ist mit der Antriebsmaschine B und dem Gene­ rator G zu einer kompakten Baugruppe zusammengefaßt. Diese kann bereits bei der Konstruktion eines Luftkissenfahrzeugs optimal angeordnet und so der Nutzraum maximiert werden.

Als kompakte Antriebsmaschine B ist in der vorliegenden Aus­ führungsform eine Turbine eingesetzt, die ein geringeres Ge­ wicht als eine vergleichbar leistungsfähige Kolbenmaschinen aufweist und kleiner ist als eine solche.

Die Ausführungsform des Luftkissenfahrzeugs gemäß Fig. 5 weist zwei starre Schubaggregate 10 und 11 auf, die aus­ schließlich zum Vortrieb dienen. Es ist ein zusätzliches Schubaggregat als Steueraggregat 14 vorgesehen, das, wie durch den Pfeil 14a angedeutet, um seine vertikale Achse 13 schwenk­ bar ist. Es dient ausschließlich zur Richtungssteuerung des Fahrzeugs. Diese besondere Konstruktion hat den Vorteil, daß das Manövrieren über ein einzelnes Steueraggregat 14 erfolgt, das über seine Schwenkposition die Fahrtrichtung dirigiert. Auch hier ist zum Schwenken des Steueraggregates 14 ein nicht dargestellter Schwenkantrieb vorgesehen.

Für die Konstruktion mit nur einem Steueraggregat 14 ist die Anordnung desselben am Heck 15 über der longitudinalen Haupt­ trägheitsachse y-y mechanisch besonders günstig, da der indu­ zierte Schubvektor V des Steueraggregates ein für die Rich­ tungssteuerung maximales Drehmoment erzeugen kann.

In einer alternativen Ausführungsform des Luftkissenfahrzeugs sind sein Heck 15 und sein Bug 16 mit je einem Schwenkaggregat 17 und 18 versehen. Diese besondere Konstruktion erlaubt die Erzeugung maximaler Drehmomente zur Richtungssteuerung sowohl durch das Heck-Schwenkaggregat 17 als auch durch das Bug- Schwenkaggregat 18, wodurch die Manövrierfähigkeit weiter verbessert wird. Das Luftkissenfahrzeug kann mit dieser Kon­ struktion ebenfalls nach Art eines allradgelenkten Kraftfahr­ zeugs eine Geradeausfahrt unter einem Winkel α zu seiner lon­ gitudinalen Hauptträgheitsachse durchführen. Eine Schwenkung, beispielsweise des Heck-Schwenkaggregates 17 um 90° und des Bug-Schwenkaggregates 18 um minus 90°, ermöglicht auch mit dieser Ausführungsform eine Drehung des Luftkissenfahrzeugs um eine vertikale Achse 19, genau auf der momentanen Schwebestel­ le.

Die Schwenkaggregate 17 und 18 an Heck 15 und Bug 16 sind über der longitudinalen Hauptträgheitsachse y-y vorgesehen. Das Bug-Schwenkaggregat 18 ist kleiner ausgebildet als das Heck- Schwenkaggregat 17. Es dient hauptsächlich zur Richtungssteue­ rung des Fahrzeugs. Für den Antrieb des Luftkissenfahrzeugs ist im wesentlichen das Heck-Schwenkaggregat 17 vorgesehen.

Die Luftschraube der Schwenk- und/oder Steueraggregate ist vorteilhaft mit einer Ummantelung 20 versehen.

Bezugszeichenliste

1

Luftkissenfahrzeug

2

Schwenkaggregat

2

a vertikale Achse

3

Schwenkaggregat

3

a vertikale Achse

4

Fahrzeugoberseite

5

Motor

5

a Energieleitung

6

Motor

6

a Energieleitung

7

Energieerzeuger

8

vertikale Achse

10

starres Schubaggregat

11

starres Schubaggregat

13

vertikale Achse

14

Steueraggregat

14

a Pfeil

15

Heck

16

Bug

17

Schwenkaggregat (Heck)

18

Schwenkaggregat (Bug)

19

vertikale Achse

20

Ummantelung

21

Motor

21

a Energieleitung
A Auftriebsgebläse
B Antriebsmaschine
E1 Elektromotor
E2 Elektromotor
G Generator
L1 Elektroleitung
L2 Elektroleitung
L3 Elektroleitung
x-x laterale Hauptträgheitsachse
y-y longitudinale Hauptträgheitsachse
α Winkel
V Schubvektor

Claims (15)

1. Luftkissenfahrzeug mit mindestens einem Gebläse zur Erzeu­ gung eines Luftpolsters sowie mindestens einem Schubaggre­ gat, das an der Fahrzeugoberseite (4) wirkt, wobei das Schubaggregat zum Vortrieb und/oder zur Richtungssteuerung des Fahrzeugs dient und sowohl das Gebläse als auch das Schubaggregat mindestens eine Luftschraube aufweisen, die über einen Motor (5, 6, 21) angetrieben ist und eine Luft­ strömung erzeugt, dadurch gekennzeich­ net, daß als Motor ein Elektromotor (5, 6, 21) unmittel­ bar an der Luftschraube angeordnet ist, und daß zur Erzeu­ gung der von dem Elektromotor (E1, E2, A) benötigten elek­ trischen Antriebsenergie zumindest ein zentraler Energie­ erzeuger (7) vorgesehen ist, der den Elektromotor (E1, E2, A) über eine Energieleitung (5a, 6a, 21a) mit der An­ triebsenergie versorgt.

2. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Energieerzeuger (7) einen Generator (G) aufweist, der von einer Antriebsmaschine (B) angetrieben ist.

3. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieerzeuger (7) als Antriebsmaschine (B) eine Turbine aufweist.

4. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieerzeuger (7) als Antriebsmaschine (B) einen Verbrennungsmotor aufweist.

5. Luftkissenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Schubaggregat als Schwenkaggregat (2, 3) ausgebildet ist, das um eine vertikale Achse (2a, 3a) schwenkbar ist und sowohl zum Antrieb als auch zur Richtungssteuerung dient.

6. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schwenkaggregat zum Ver­ schwenken um seine vertikale Achse mit einem Schwenkan­ trieb versehen ist.

7. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schwenkaggregate (2, 3) vorgesehen sind, die sowohl in Richtung der latera­ len Hauptträgheitsachse x-x des Luftkissenfahrzeugs als auch spiegelsymmetrisch zu dessen longitudinaler Haupt­ trägheitsachse y-y angeordnet sind.

8. Luftkissenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei starre Schubaggregate (10, 11) vorgesehen sind, die ausschließ­ lich zum Antrieb dienen, und daß zumindest ein Schubaggre­ gat als Steueraggregat (14) ausgebildet ist, das aus­ schließlich zur Richtungssteuerung dient.

9. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Steueraggregat (14) am Heck (17) über der longitudinalen Hauptträgheitsachse y-y angeordnet und in seiner vertikalen Achse schwenkbar (19) ist.

10. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steueraggregat zum Ver­ schwenken um seine vertikale Achse mit einem Schwenkan­ trieb versehen ist.

11. Luftkissenfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl sein Heck (15) als auch sein Bug (16) mit wenigstens einem Schwenkaggregat (17, 18) versehen ist.

12. Luftkissenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ zahl einzelner Luftschrauben individuell steuerbar ist.

13. Luftkissenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sei­ tenwindmeßgerät vorgesehen ist, und daß mit der ermittel­ ten Seitenwindkomponente die Richtungssteuerung korrigier­ bar ist.

14. Luftkissenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ schraube ummantelt ist.

15. Luftkissenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ein­ zelnen Schaufelblätter der Luftschraube starr mit der Nabe der Luftschraube verbunden sind.