Procedimiento de despegue automático de una aeronave de velamen flexible, vela y aeronave.

Procedimiento de gestión de despegue automático de un vehículo aéreo no tripulado o aeronave de velamen flexible que comprende al menos una vela

, el cual comprende al menos un carro o arnés suspendido por tirantes de al menos la citada vela, estando caracterizado el procedimiento por que:

- se equipa al citado carro o arnés con al menos un autopiloto concebido apto para dar órdenes de movimiento a accionadores de los que está equipado el citado vehículo aéreo no tripulado o aeronave para actuar al menos sobre los citados tirantes;

- se equipa a la citada vela con al menos un captador de posición de velamen, que comprende al menos un acelerómetro en al menos dos ejes y al menos un girómetro en al menos dos ejes, concebido apto para definir la posición de un sistema de referencia denominado de vela con respecto a un sistema de referencia de suelo, así como con medios de comunicación con el citado autopiloto;

- al menos durante el despegue del citado vehículo aéreo no tripulado o aeronave, se recuperan informaciones que provienen del citado captador de posición de velamen para comunicarlas al citado autopiloto para dar órdenes a los citados accionadores

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/052081.

Solicitante: Swissavia.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Rue Sigismond-Thalberg 2 1201 Genève SUIZA.

Inventor/es: BERTHIER,BERNARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón... > Aeronaves no previstas en otro lugar > B64C39/02 (caracterizadas por un uso especial)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA > AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón... > Aeronaves sustentadas sin motor; Aeronaves del tipo... > B64C31/036 (que tienen ala del tipo paracaídas (paracaídas B64D 17/00))

PDF original: ES-2473606_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de despegue automïtico de una aeronave de velamen flexible, vela y aeronave La invenciïn concierne a un procedimiento de gestiïn de despegue automïtico de un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible que comprende al menos una vela, el cual comprende al menos un carro o arnïs suspendido por tirantes de al menos la citada vela.

La invenciïn concierne ademïs a una vela para la puesta en prïctica de este procedimiento.

La invenciïn concierne tambiïn a un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, el cual comprende al menos un carro o arnïs suspendido por tirantes de al menos una vela de este tipo, comprendiendo el citado carro o arnïs un autopiloto concebido apto para dar ïrdenes a accionadores que comprende el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave para actuar sobre los citados tirantes, o/y para actuar sobre los medios motores o/y para actuar sobre los timones.

La invenciïn concierne al ïmbito de las aeronaves de velamen flexible, que comprenden un arnïs o un carro denominado en lo que sigue carro, para el transporte de cargas o/y personas, cuyo carro estï suspendido debajo de un velamen flexible sustentador, anïlogo a una vela de parapente, denominado en lo que sigue vela, y que comprende preferentemente medios motores. Un velamen flexible proporciona entonces una gran seguridad en caso de fallo de los medios motores.

Una aeronave de este tipo es conocida por el documento WO93/01087.

Un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, sobre todo motorizado, es apto para desarrollar misiones de diferentes naturalezas, como transporte de personas, de material, de socorro en el mar, de observaciïn y vigilancia del suelo, de incendios, de fronteras, de trïfico, de fotografïa aïrea, de recogida de muestras, de mediciones de magnitudes fïsicas, de meteorologïa, de intervenciïn en zonas polutas o contaminadas, de trabajo aïreo, de paracaidismo, de lanzamiento, de aplicaciones militares, o similares. Una aeronave de este tipo, utilizable con o sin piloto, es muy ventajosa, de una gran autonomïa, de un coste por kilo transportado muy pequeïo, y de una gran capacidad de transporte.

Una utilizaciïn sin piloto permite aumentar la carga ïtil. La aeronave presenta entonces ventajas muy particulares, y en particular es apta para el transporte de materiales peligrosos, especialmente carburantes, para el abastecimiento de puestos de socorro avanzados o similares. Del mismo modo, ïste puede ser utilizado en zona contaminada o radiada, por ejemplo para la recogida de muestras, la toma de fotografïas, las mediciones de magnitudes fïsicas, o similar

La ergonomïa de pilotaje continïa siendo sin embargo una preocupaciïn importante para las aeronaves de velamen flexible, en la medida en que ciertas fases de vuelo necesitan una cierta habilidad por parte del piloto, o del telepiloto si por ejemplo la aeronave es mandada por radio. En efecto, al menos un telepiloto es habitualmente indispensable para el despegue del aparato, que es una maniobra delicada que necesita mucha precisiïn y experiencia. Su presencia es deseable, para el despegue, en el terreno en el cual despegue la aeronave.

El despegue, y forzosamente el despegue automïtico es particularmente delicado. En efecto, la vela estï concebida apta para ser inflada por el viento relativo que crea la sustentaciïn necesaria para el transporte de una carga, constituida por el carro, suspendido debajo de esta vela gracias a tirantes. Este carro es mïvil en el suelo por rodadura o deslizamiento o similar, estï concebido apto para transportar una carga ïtil, y dispone de medios de tracciïn o de propulsiïn, especialmente de un motor, que permite crear la energïa necesaria para el mantenimiento del vuelo o/y para el despegue. El inflado de la vela puede ser realizado por medios anejos tales como un ventilador,

o tambiïn una pendiente. Sin embargo, la verdadera autonomïa de un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de este tipo impone que ïste comprenda medios de motorizaciïn.

Habitualmente, para hacer despegar un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, se dispone la vela en el suelo detrïs del carro, se pone en marcha el motor, y se acelera El viento relativo asï creado infla la vela, que se sitïa por encima del carro. Tras algunos metros de rodaje, el conjunto puede despegar. En una variante, el carro es arrastrado por medios de tracciïn o de propulsiïn, tales como un torno o similar, lo que permite desplegar la vela e izarla por encima del carro.

En realidad, mientras que el carro acelera, una vela no controlada se comporta de un modo anïrquico, y es sometida a balanceos que se amplifican, a cierres, a cambios de direcciïn, entre otros disfuncionamientos, con el riesgo de provocar el vuelco del carro, o todavïa un movimiento de balancïn que puede conducir a la destrucciïn del aparato. Asimismo, en caso de fuerte viento lateral, el inflado de la vela se ve perturbado, lo que se traduce en el desplazamiento de la vela con respecto al carro. Fenïmenos de balanceo y de cabeceo hacen a la aeronave difïcilmente controlable y pueden hacer fracasar el despegue. Si la maniobra de despegue se hace por telemando, el retardo asociado asï como una mala anticipaciïn del telepiloto pueden amplificar el fenïmeno de balanceo.

En las versiones de aparatos mïs evolucionadas (vïanse por ejemplo los documentos WO 02/070343 A2 y US

6.808.144 B1) para permitir un funcionamiento automatizado, el carro estï provisto de uno o varios captadores de posiciïn y de sensores tales como magnetïmetros, telïmetros, captadores de mediciïn dinïmica y estïtica de la presiïn, ï GPS ï, o similares. Estos captadores y sensores informan a un piloto automïtico denominado autopiloto, el cual estï concebido apto para dar ïrdenes a accionadores que dirigen los mandos de vuelo, especialmente, por una parte, mandos de los medios motores de propulsiïn o de tracciïn y, por otra, mandos que actïan sobre los tirantes, tales como gatos, enrolladores, frenos de velamen o similares. En lo que sigue de la descripciïn, se denominarï captador de posiciïn de carro un captador de posiciïn embarcado en el carro, que comprende captadores tales como inclinïmetros o similares, para medir los ïngulos o/y las velocidades de desplazamiento entre los ejes del carro y un sistema de referencia de suelo absoluto.

Las aeronaves de velamen flexible conocidas no pueden utilizar el captador de posiciïn de carro del carro para intervenir sobre los parïmetros de despegue. En efecto, la dificultad en este tipo de aeronave es que, durante toda la fase de inflado, de subida de la vela por encima del carro, de posicionamiento de la vela en la vertical del carro, y de rodaje o deslizamiento, el carro que contiene los captadores de posiciïn no vuela, mientras que la vela a su vez estï ya en vuelo. Asï pues, los captadores de posiciïn de carro no pueden describir el funcionamiento de la vela.

La invenciïn se propone resolver este problema haciendo posible un despegue automïtico, con toda fiabilidad, y sin necesitar la competencia de un piloto a bordo o en el sitio de despegue. La invenciïn se limita a desarrollar un procedimiento de gestiïn de despegue sïncrono, o al menos con una reacciïn muy rïpida, con respecto a los movimientos de la vela en relaciïn con un sistema de referencia de suelo.

La invenciïn se propone tambiïn facilitar el empleo de aeronaves de velamen flexible, permitiendo despegues completamente automïticos.

A tal efecto, la invenciïn concierne a un procedimiento de gestiïn de despegue automïtico de un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible que comprenda al menos una vela, el cual comprende al menos un carro o arnïs... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de gestiïn de despegue automïtico de un vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible que comprende al menos una vela, el cual comprende al menos un carro o arnïs suspendido por tirantes de al menos la citada vela, estando caracterizado el procedimiento por que:

-se equipa al citado carro o arnïs con al menos un autopiloto concebido apto para dar ïrdenes de movimiento a accionadores de los que estï equipado el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave para actuar al menos sobre los citados tirantes;

-se equipa a la citada vela con al menos un captador de posiciïn de velamen, que comprende al menos un acelerïmetro en al menos dos ejes y al menos un girïmetro en al menos dos ejes, concebido apto para definir la posiciïn de un sistema de referencia denominado de vela con respecto a un sistema de referencia de suelo, asï como con medios de comunicaciïn con el citado autopiloto;

-al menos durante el despegue del citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave, se recuperan informaciones que provienen del citado captador de posiciïn de velamen para comunicarlas al citado autopiloto para dar ïrdenes a los citados accionadores.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que, desde el citado captador de posiciïn de velamen, se trasmiten mediciones inerciales brutas al citado autopiloto que las tratas estimando de modo ïptimo la posiciïn y las velocidades angulares de la citada vela, por integraciïn de las velocidades angulares facilitadas por el citado o los citados girïmetros y determinaciïn de la direcciïn de la gravedad segïn las mediciones del citado o de los citados acelerïmetros.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el citado autopiloto es gobernado por un programa de integraciïn por elementos finitos para calcular los valores de las ïrdenes dadas a los citados accionadores, estando el citado programa basado en la teorïa de los ïngulos de Euler, o en la teorïa de los cuaterniones, o en la teorïa de los cosenos directores.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se manda, por el citado autopiloto de los accionadores que comprende el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave, actuar sobre medios motores internos cuando el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave los comprende, o/y actuar sobre los timones cuando el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave los comprende.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que comprende ademïs, por el citado autopiloto, medios de direcciïn, o/y de frenado de velamen, o/y de mando de vuelo, o/y de los timones, cuando el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave los comprende.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que:

-se equipa al citado carro o arnïs con al menos un captador de posiciïn de carro concebido apto para definir la posiciïn de un sistema de referencia denominado de carro con respecto a un sistema de referencia de suelo;

-al menos durante el despegue del citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave, se utiliza un medio de conmutaciïn para dar prelaciïn al captador de posiciïn de velamen sobre el captador de posiciïn de carro para comunicar con el autopiloto para dar ïrdenes a los citados accionadores.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que:

- se equipa a la citada vela con al menos un captador de posiciïn de velamen que comprende al menos un acelerïmetro en tres ejes y al menos un girïmetro en tres ejes, concebido apto para definir la posiciïn de un sistema de referencia denominado de velamen con respecto a un referencia de suelo, asï como medios de comunicaciïn con el citado autopiloto.

8. vela para la puesta en prïctica de este procedimiento, caracterizada por que comprende al menos un captador de posiciïn de velamen que a su vez comprende una central inercial embarcada equipada con al menos un acelerïmetro en al menos dos ejes y por al menos un girïmetro en al menos dos ejes, y por que comprende tambiïn medios de comunicaciïn con un autopiloto.

9. Vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, el cual comprende al menos un carro o arnïs suspendido por tirantes de al menos una vela de acuerdo con la reivindicaciïn precedente, comprendiendo el citado carro o arnïs el citado autopiloto concebido apto para dar ïrdenes a accionadores que comprende el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave para actuar sobre los citados tirantes, o/y para actuar sobre medios motores o/y para actuar sobre los timones, caracterizado por que los citados medios de comunicaciïn estïn concebidos aptos para transmitir informaciones que provienen del citado captador de posiciïn de velamen para comunicarlas al citado autopiloto para dar ïrdenes a los citados accionadores.

10. Vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, de acuerdo con la reivindicaciïn precedente, caracterizado por que comprende tambiïn medios motores internos concebidos aptos para permitir su despegue, o/y medios de conexiïn a medios motores externos concebidos aptos para permitir su despegue tales como un torno o similar, y por que los citados accionadores estïn concebidos aptos para mandar los citados medios motores, segïn

el caso internos o/y externos.

11. Vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que comprende tambiïn timones, o/y medios de direcciïn, o/y de frenado de velamen, o/y de mando de vuelo, que los citados accionadores estïn concebidos aptos para mandar.

12. Vehïculo aïreo no tripulado o aeronave de velamen flexible, de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 11,

caracterizado por que el citado carro o arnïs comprende un captador de posiciïn de carro concebido apto para definir la posiciïn de un sistema de referencia de carro con respecto a un sistema de referencia de suelo, caracterizado por que el citado vehïculo aïreo no tripulado o aeronave comprende tambiïn un medio de comunicaciïn concebido para dar al citado captador de posiciïn de velamen prioridad sobre el citado captador de posiciïn de carro para informar al citado autopiloto y generar los mandos enviados por este ïltimo a los citados accionadores.