Sistema de recuperación de un vehículo aéreo no tripulado en vuelo,

que comprende un vehículo aéreo no tripulado (10; 110) y un aparato de recuperación (30; 60; 130);

comprendiendo el vehículo aéreo unos primeros medios de acoplamiento (20, 22; 122) anclados al cuerpo del vehículo aéreo en un punto duro; y

comprendiendo el aparato de recuperación unos segundos medios de acoplamiento (32; 62; 76; 133) que se extienden en un ángulo con la vertical que son complementarios con los primeros medios de acoplamiento, permitiendo así el acoplamiento entre el vehículo aéreo y el aparato de recuperación a través de los primeros y segundos medios acoplamiento;

en el que los segundos medios de acoplamiento están montados de forma giratoria para permitir la rotación alrededor de un eje sustancialmente vertical (36) al acoplarse el vehículo aéreo y el aparato de recuperación, y caracterizado por que

los primeros medios de acoplamiento están suspendidos debajo el vehículo aéreo, y también están unidos al cuerpo del vehículo aéreo mediante un elemento rompible (28).

Sistema de recuperación de vehículos aéreos no tripulados

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de recuperación para vehículos aéreos no tripulados, a saber, un sistema de recuperación de dichos vehículos aéreos en vuelo.

Antecedentes de la Invención

Los vehículos aéreos no tripulados de alta fija (UAV) pueden recuperarse en vuelo de una serie de maneras.

Una manera es realizar un aterrizaje convencional tal como se realiza con los vehículos aéreos tripulados. Sin embargo, para realizar esta aproximación se requiere un gran espacio abierto de calidad suficiente para proporcionar una pista de aterrizaje adecuada.

Alternativamente, la recuperación puede llevarse a cabo mediante el despliegue de un paracaídas desde el UAV. Sin embargo, la inclusión del paracaídas y su mecanismo de desplegado en el UAV tiene sanciones de peso y de carga útil. Los UAVs provistos de un sistema de recuperación con paracaídas deben ser lo suficientemente robustos para resistir repetidos impactos controlados con el suelo, o deben tener aún más equipamiento, tal como airbags. Además, la naturaleza del vuelo en paracaídas significa que la predicción de la localización exacta de aterrizaje del UAV es imposible.

Otro sistema prevé los UAVs adaptados para sufrir una rotura controlada tras el impacto con el suelo. Claramente, este sistema es complejo y difícil de implementar con éxito. Este sistema también es particularmente propenso a causar daños en el UAV.

También se han utilizado redes para recuperar los UAVs. Una gran red se requiere para tener en cuenta las incertidumbres en la trayectoria de los UAVs. Además, la naturaleza envolvente de la red puede provocar daños en partes frágiles del UAV, tales como antenas.

Otro sistema adicional se describe en la solicitud de patente US 2004/0232282. El sistema comprende una línea suspendida verticalmente desde la pluma de un barco o similar. Un UAV de ala fija vuela en la línea, con la línea preferentemente golpeando en el borde delantero de un ala alejado de la punta del ala. El movimiento de avance del UAV prevé la línea arrastrada a lo largo del borde delantero del ala, donde es capturado por un taco previsto en la punta del ala. Aunque este sistema ha tenido éxito con UAVs con alas en flecha, este sistema es en general ineficaz para vehículos aéreos no tripulados con alas sin flecha. Además, se requiere precisión de vuelo, ya que hay poco margen para el error: el margen de error no es más que la envergadura del UAV, de lo contrario, la superposición requerida de la línea y el ala no se logra.

Otros sistemas de captura de UAVs se describen en los documentos US 4, 311, 290 (preámbulo de las reivindicaciones 1 y 9) , US 2008/0156932 y US 2007/0158498.

Sumario de la Invención

45 Contra estos antecedentes, y a partir de un primer aspecto, la presente invención reside en un sistema de recuperación de un vehículo aéreo no tripulado en vuelo de acuerdo con la reivindicación 1.

El sistema comprende un vehículo aéreo no tripulado y un aparato de recuperación. El vehículo aéreo comprende 50 unos primeros medios de acoplamiento suspendidos debajo del vehículo aéreo, y el aparato de recuperación comprende unos segundos medios de acoplamiento que se extienden en un ángulo con la vertical, que son complementarios a los primeros medios de acoplamiento, permitiendo así que el acoplamiento entre el vehículo aéreo y el aparato de recuperación a través de los primeros y segundos medios de acoplamiento. Los segundos medios de acoplamiento están montados de forma giratoria para permitir la rotación alrededor de un eje 55 sustancialmente vertical bajo el acoplamiento del vehículo aéreo y el aparato de recuperación.

Los primeros medios de acoplamiento están anclados al cuerpo del vehículo aéreo en un punto duro, y también están unidos al cuerpo del vehículo aéreo mediante un elemento rompible.

60 Permitir la rotación de los segundos medios de acoplamiento es ventajoso, ya que ayuda en llevar el UAV a una parada controlada. Cuando los primeros y segundos medios de acoplamiento se acoplan, los segundos medios de acoplamiento giran, haciendo así que el UAV gire en espiral a una altura gradual. Esto está en contraste con algún sistema de la técnica anterior, donde el UAV es llevado a una parada repentina. La presente invención también representa un avance sobre el sistema de línea suspendida y taco que se ha descrito anteriormente. Aunque la línea 65 en la técnica anterior es flexible y da poco sobre el impacto del ala del UAV, el UAV se para con mayor rapidez que en la presente invención. Esto es debido a que la rotación del aparato de recuperación de la presente invención permite que el UAV gire en espiral en una parada.

Además, se obtiene una ventaja adicional sobre el sistema de línea suspendida y taco. Tal como se ha descrito anteriormente, el sistema de la técnica anterior se basa en la precisión del vuelo del UAV, ya que el UAV debe estar alineado con la línea suspendida con una precisión no mayor que la envergadura del UAV. De lo contrario, la línea y UAV faltan. No hay tal limitación con la presente invención: la exactitud está determinada por la anchura de los segundos medios de acoplamiento. Opcionalmente, la anchura de los segundos medios de acoplamiento puede ser ajustable, permitiendo así que el sistema pueda adaptarse a las condiciones predominantes. Por ejemplo, en ráfagas de viento, la anchura de los segundos medios de acoplamiento puede incrementarse para tener en cuenta la mayor incertidumbre en la trayectoria del UAV.

Una ventaja adicional es que el sistema de la presente invención funciona para cualquier configuración de UAVs de ala fija, en lugar de ser específico para diseños de ala de flecha. De hecho, el sistema puede ser utilizado con otros UAVs tales como helicópteros, por ejemplo, en situaciones donde la falta de un lugar de aterrizaje adecuado evita un aterrizaje estacionario.

Los segundos medios de acoplamiento pueden comprender un brazo que, opcionalmente, se extiende desde un mástil. El brazo puede ser sustancialmente horizontal. El mástil puede ser sustancialmente vertical. El brazo puede girar alrededor del eje longitudinal del mástil. El mástil y el brazo pueden estar unidos mediante una articulación giratoria, de tal manera que el brazo gira con relación al mástil fijo. Alternativamente, el mástil y el brazo se pueden fijar juntos de tal manera que el mástil y el brazo giran juntos. El brazo puede estar dividido en dos mediante una articulación giratoria. La articulación giratoria puede permitir la rotación alrededor de un eje sustancialmente vertical.

Los primeros medios de acoplamiento pueden acoplarse directamente con el brazo. Alternativamente, los primeros medios de acoplamiento pueden acoplarse con un cable, una cuerda, una línea, una cadena o una red. Así, los segundos medios de acoplamiento pueden corresponder con cualquiera de estas estructuras. Los segundos medios de acoplamiento pueden comprender un brazo y cualquiera de estas estructuras, por ejemplo, una red suspendida de un brazo.

Preferiblemente, los primeros medios de acoplamiento previstos en el UAV son un gancho. El gancho puede fijarse directamente al UAV, pero está preferiblemente suspendido en una línea. Cualquier forma de gancho puede ser utilizada, tal como un gancho de agarre. Así, el gancho se acopla con los segundos medios de acoplamiento cuando el UAV vuela pasado el aparato de recuperación. La línea puede tener cualquier número de formas, por ejemplo, cuerda, cable, cadena o correa. De hecho, las disposiciones anteriores se pueden invertir a un grado, con los primeros medios de acoplamiento comprendiendo una cadena y los segundos medios de acoplamiento comprendiendo una serie de ganchos, opcionalmente previstos en un brazo.

Los segundos medios de acoplamiento pueden estar dispuestos para girar libremente, es decir, para seguir girando hasta llevarse a una parada gradual por fricción dentro del aparato de recuperación. Alternativamente, el aparato de recuperación puede comprender medios de retardo operables para llevar la rotación de los segundos medios de acoplamiento suavemente a una parada. Por ejemplo, un freno puede ser utilizado con una junta rotativa para llevar la rotación de los segundos medios de acoplamiento a una parada controlada.

45 Para proporcionar una mayor flexibilidad, los segundos medios de acoplamiento pueden estar dispuestos... [Seguir leyendo]

1. Sistema de recuperación de un vehículo aéreo no tripulado en vuelo, que comprende un vehículo aéreo no tripulado (10; 110) y un aparato de recuperación (30; 60; 130) ;

comprendiendo el vehículo aéreo unos primeros medios de acoplamiento (20, 22; 122) anclados al cuerpo del vehículo aéreo en un punto duro; y comprendiendo el aparato de recuperación unos segundos medios de acoplamiento (32; 62; 76; 133) que se extienden en un ángulo con la vertical que son complementarios con los primeros medios de acoplamiento, permitiendo así el acoplamiento entre el vehículo aéreo y el aparato de recuperación a través de los primeros y segundos medios acoplamiento; en el que los segundos medios de acoplamiento están montados de forma giratoria para permitir la rotación alrededor de un eje sustancialmente vertical (36) al acoplarse el vehículo aéreo y el aparato de recuperación, y caracterizado por que los primeros medios de acoplamiento están suspendidos debajo el vehículo aéreo, y también están unidos al cuerpo 15 del vehículo aéreo mediante un elemento rompible (28) .

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que el elemento rompible está previsto en el cuerpo del vehículo aéreo en, o tan cerca como sea posible, el centro de gravedad del vehículo aéreo.

3. Sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los segundos medios de acoplamiento comprenden cualquiera de un brazo (32) , un cable (22) , una cuerda, una línea, una cadena o una red.

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los primeros medios de acoplamiento previstos en el vehículo aéreo son un gancho (20) suspendido en una línea. 25

5. Sistema según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los segundos medios de acoplamiento comprenden una serie de ganchos (133) previstos en un brazo (132) , y en el que los primeros medios de acoplamiento son una cadena (122) .

6. Sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que los segundos medios de acoplamiento se extienden sustancialmente horizontales.

7. Sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que el aparato de recuperación comprende medios de retardo operables para llevar la rotación del brazo suavemente a una parada. 35

8. Sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que los segundos medios de acoplamiento están dispuestos para girar alrededor del eje sustancialmente vertical antes del acoplamiento con la aeronave, permitiendo así que la orientación de los segundos medios de acoplamiento se establezca respecto al vehículo aéreo que se aproxima.

9. Procedimiento de recuperación de un vehículo aéreo no tripulado (10; 110) en vuelo, que comprende:

hacer volar el vehículo aéreo hacia un equipo de recuperación (30, 60; 130) , en el que el vehículo aéreo tiene suspendidos del mismo unos primeros medios de acoplamiento (20, 22; 122) anclados al cuerpo del vehículo aéreo en un punto duro y el equipo de recuperación incluye unos segundos medios de acoplamiento (32; 62;

45 76; 133) que se extienden de forma sustancialmente horizontal; hacer volar el vehículo aéreo sobre el equipo de recuperación de tal manera que los primeros medios de acoplamiento se acoplan con los segundos medios de acoplamiento, haciendo así que los segundos medios de acoplamiento giren alrededor de un eje sustancialmente vertical; y caracterizado porque los primeros medios de acoplamiento están también unidos al cuerpo del vehículo aéreo mediante un 50 elemento rompible (28) ; y el elemento rompible se rompe cuando los primeros medios de acoplamiento se acoplan con los segundos medios de acoplamiento.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el elemento rompible está previsto en el cuerpo del vehículo 55 aéreo en, o tan cerca como sea posible, el centro de gravedad del vehículo aéreo de tal manera que cuando el vehículo aéreo vuela hacia el equipo de recuperación, los primeros medios de acoplamiento están suspendidos del centro de gravedad de la aeronave.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, que también comprende girar los segundos 60 medios de acoplamiento alrededor del eje sustancialmente vertical cuando el vehículo aéreo vuela hacia el equipo de recuperación.