Aeronave lenticular y controles asociados.

Un sistema para visualizar información de actitud, tal como un ángulo de cabeceo y un ángulo de alabeo,

asociada con una aeronave, estando configurado el sistema para formar un visualizador (250) a nivel de cabeza, comprendiendo el sistema:

un primer indicador (251-257) dispuesto como una línea substancialmente recta a lo largo de un eje horizontal, un segundo indicador (258-263) dispuesto como una línea substancialmente recta a lo largo de un eje vertical, y en el que la línea vertical formada por el segundo indicador cruza la línea horizontal formada por el primer indicador en una intersección, y

un procesador (600) configurado para determinar una actitud asociada con la aeronave y para hacer que el primer indicador o el segundo indicador respondan en base a la actitud;

caracterizado porque el primer indicador es una primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) y el segundo indicador es una segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) y porque el procesador (600) está configurado para hacer que al menos un indicador de la primera pluralidad de indicadores emisores de luz (251-257) o la segunda pluralidad de indicadores emisores de luz (258-263) respondan iluminando al menos uno de los indicadores emisores de luz, en base a la actitud.

Aeronave lenticular y controles asociados Solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica prioridad según el art. 119 del 35 U.S.C. de la solicitud provisional de EE.UU. nº 60/935383, presentada el 9 de agosto de 2007.

Además, esta solicitud está relacionada con la solicitud de patente de EE.UU. 11/907883, titulada “Lenticular Airship”, presentada el 18 de octubre de 2007 y publicada como publicación de patente de EE.UU. nº 2008/0179454.

Campo técnico

La descripción se refiere a aeronaves lenticulares. En particular, la descripción se refiere a una aeronave y a controles asociales para proporcionar una maniobrabilidad y una operatividad potenciadas.

Información de antecedente Las aeronaves aerostáticas más ligeras que el aire han visto un uso sustancial desde 1783, tras el primer vuelo realizado con éxito del globo de aire caliente de los hermanos Montgolfier. Se han hecho desde entonces numerosas mejoras, pero el diseño y el concepto de los globos tripulados de aire caliente siguen siendo substancialmente similares. Tales diseños pueden incluir una barquilla para llevar al piloto y a los pasajeros, un dispositivo de calentamiento (por ejemplo, una antorcha de propano) , y una envoltura o bolsa grande solidarizada con la barquilla y

configurado para que se llene de aire. El piloto puede entonces utilizar el dispositivo de calentamiento para calentar el aire, hasta que las fuerzas flotantes del aire calentado ejerzan la fuerza suficiente en la envoltura para sustentar el globo y la barquilla a él unida. La navegación de una tal aeronave ha demostrado ser difícil, principalmente debido a las corrientes de viento y a la falta de unidades de propulsión para dirigir el globo.

Para mejorar en el concepto de vuelo más ligero que el aire, algunas aeronaves más ligeras que el aire han evolucionado hasta incluir unidades de propulsión, instrumentos de navegación y controles de vuelo. Tales adiciones pueden permitir al piloto de una tal aeronave dirigir el empuje de unidades de propulsión en una dirección tal como para hacer que la aeronave se comporte como se desea. Las aeronaves que utilizan unidades de propulsión e instrumentos de navegación no utilizan, por lo general, aire caliente como gas de sustentación (aunque se pueda usar aire caliente) , prefiriendo muchos pilotos, en cambio, gases de sustentación más ligeros que el aire, tales como hidrógeno y helio. Estas aeronaves también pueden incluir una envoltura para retener el gas más ligero que el aire, un área de tripulación, y un área de flete, entre otras cosas. Las aeronaves se aerodinamizan, típicamente, en forma de dirigible o zepelín, lo cual, a la vez que proporciona una resistencia aerodinámica reducida al avance o arrastre, puede someter a la aeronave a efectos aeronáuticos adversos (por ejemplo, la espitación por las circunstancias climáticas) .

Otras aeronaves distintas a los globos de aire caliente tradicionales se pueden dividir en varias clases de construcción: rígida, semirrígida, no rígida y de tipo híbrido. Las aeronaves rígidas típicamente poseen bastidores rígidos que contienen múltiples células de gas no presurizado o globos para proporcionar la sustentación. Tales 45 aeronaves no dependen generalmente de la presión interna de las células de gas para mantener su forma. Las aeronaves semirrígidas utilizan generalmente algo de presión con una envoltura de gas para mantener su forma, pero pueden también tener bastidores a lo largo de una porción inferior de la envoltura con el fin de distribuir las cargas en suspensión dentro de la envoltura y para permitir más bajas presiones de envoltura, entre otras cosas. Las aeronaves no rígidas utilizan típicamente un nivel de presión en exceso de la presión de aire circundante, con el fin de conservar su forma, y cualquier carga asociada al flete que lleve dispositivos es soportada por la envoltura de gas y la tela asociada. El dirigible comúnmente usado es un ejemplo de una aeronave no rígida.

Las aeronaves híbridas pueden incorporar elementos de otros tipos de aeronaves, tales como un bastidor para soportar cargas y una envoltura que utiliza presión asociada a un gas de sustentación para mantener su forma. Las 55 aeronaves híbridas también pueden combinar características de una aeronave más pesada que el aire (por ejemplo, de aviones y de helicópteros) y tecnología más ligera que el aire para generar sustentación y estabilidad adicionales. Se debe observar que muchas aeronaves, cuando están totalmente cargadas de flete y combustible, pueden ser más pesadas que el aire y, de este modo, pueden usar su sistema de propulsión y su forma para generar una sustentación aerodinámica necesaria para mantenerse en vuelo. Sin embargo, en el caso de una aeronave híbrida, el peso de la aeronave y del flete se puede compensar substancialmente mediante una sustentación generada por fuerzas asociadas a un gas de sustentación, tal como, por ejemplo, helio. Estas fuerzas se pueden ejercer sobre la envoltura, aunque puede resultar una sustentación suplementaria por fuerzas aerodinámicas de sustentación asociadas al casco.

Una fuerza de sustentación (es decir, de flotación) asociada a un gas más ligero que el aire puede depender de numerosos factores, que incluyen presión y temperatura ambientes, entre otras cosas. Por ejemplo, al nivel del mar, un metro cúbico de helio aproximadamente puede equilibrar una masa de un kilogramo aproximadamente. Por lo tanto, una aeronave puede incluir una gran envoltura correspondiente con la que mantener suficiente gas de sustentación para elevar la masa de la aeronave. Las aeronaves configuradas para elevar un flete pesado pueden utilizar una envoltura dimensionada como se desee, para la carga que se va a elevar.

El diseño de casco y carenado de aeronaves puede proporcionar sustentación adicional una vez que la aeronave está en marcha. Por ejemplo, una aeronave lenticular puede tener una forma de disco en plataforma circular donde el diámetro puede ser mayor que una altura asociada. Por lo tanto, el peso de una aeronave puede ser compensado por la sustentación aerodinámica del casco y las fuerzas asociadas con el gas de sustentación incluido, por ejemplo, helio.

Sin embargo, una aeronave más ligera que el aire puede presentar problemas únicos asociados con estabilidad aerodinámica, basados en susceptibilidad a fuerzas aerodinámicas adversas. Por ejemplo, las aeronaves tradicionales pueden típicamente mostrar estabilidad aerodinámica baja en el eje de cabeceo. Los cuerpos con forma lenticular pueden ser aerodinámicamente menos estables que los cuerpos en forma esférica o elipsoidal. Por ejemplo, el flujo de aire de capa límite alrededor del cuero puede separar y crear turbulencias significativas en localizaciones bien forward del borde de salida. Por lo tanto, los sistemas y métodos que mejoren la estabilidad aerodinámica pueden ser deseables.

Además, incrementar la controlabilidad de vuelo puede ser otro aspecto desafiante e importante para el diseño de aeronave más ligera que el aire. Por ejemplo, la aeronave puede ser elevada por fuerzas de empuje generadas por motores de propulsión dirigidos verticalmente, y pueden moverse hacia delante o hacia atrás potenciadas por fuerzas de empuje generadas por motores de propulsión dirigidos horizontalmente. En sistemas de control de vuelo de aeronave tradicional, sin embargo, el paso de hélice no ha sido variablemente ajustable. Por lo tanto, el operario 25 de tales aeronaves no podría controlar un ángulo de cabeceo y/o una fuerza de sustentación, entre otras cosas, asociadas con la aeronave mediante ajuste de paso de hélice. Además, los motores de propulsión dirigidos vertical y horizontalmente han sido controlados separadamente, sin provisión para coordinación de estos motores con sistemas estabilizadores horizontales y verticales. Por lo tanto, controles de aeronave tradicionales no han proporcionado manejabilidad y respuesta deseada por los operarios. Adicionalmente, el operario puede desear conocer ciertos parámetros relacionados con el vuelo durante el vuelo sin tener que aparatar la mirada de la vista delante de la aeronave, para proporcionar entrada de control más efectiva. Por ejemplo, el operario puede desear una indicación de la actitud de la aeronave para ser visible directamente en línea de vista (LoS) a través de una cúpula de barquilla antes de proporcionar entradas de control de cabeceo/ alabeo a la aeronave. En consecuencia, los sistemas y métodos para mejorar la controlabilidad del vuelo incluido pero no limitado a, cabeceo de aeronave, y

control de guiñada, coordinación de uno o más sistemas de control, y/o indicación de ciertos parámetros de estatus, puede ser deseable.

1. Un sistema para visualizar información de actitud, tal como un ángulo de cabeceo y un ángulo de alabeo, asociada con una aeronave, estando configurado el sistema para formar un visualizador (250) a nivel de cabeza, comprendiendo el sistema:

un primer indicador (251-257) dispuesto como una línea substancialmente recta a lo largo de un eje horizontal,

un segundo indicador (258-263) dispuesto como una línea substancialmente recta a lo largo de un eje vertical, y en el que la línea vertical formada por el segundo indicador cruza la línea horizontal formada por el primer indicador en una intersección, y

un procesador (600) configurado para determinar una actitud asociada con la aeronave y para hacer que el primer indicador o el segundo indicador respondan en base a la actitud;

caracterizado porque el primer indicador es una primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) y el segundo indicador es una segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) y porque el procesador (600) está configurado para hacer que al menos un indicador de la primera pluralidad de indicadores emisores de luz (251-257)

o la segunda pluralidad de indicadores emisores de luz (258-263) respondan iluminando al menos uno de los indicadores emisores de luz, en base a la actitud.

2. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además un sensor de posición configurado para detectar una posición asociada con la aeronave y proporcionar una señal indicativa de la posición de aeronave al procesador (600) .

3. El sistema de la reivindicación 2, en el que el procesador está configurado para determinar la actitud en base a la señal.

4. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) está configurada para visualizar una representación de un ángulo de alabeo asociada con la aeronave.

5. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) está configurada para visualizar una representación de un ángulo de cabeceo asociado con la aeronave.

6. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema comprende además un diodo central emisor de luz (254) en la intersección, que tiene un color distinto de cualquier otro diodo emisor de luz asociado con la primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) , por lo que preferentemente el diodo central emisor de luz (254) tiene un color blanco, y los otros diodos emisores de luz asociados con la primera pluralidad de diodos emisores de luz y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz tienen color verde, color ámbar y/o color rojo.

7. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) están dispuestas en un material substancialmente transparente que forma un visualizador, por lo que el visualizador está posicionado preferentemente dentro de una góndola (35) asociada con la aeronave, preferentemente sobre un agrupamiento (230) de instrumento en la góndola, para estar en una línea de ubicación de un operario.

8. Un sistema según la reivindicación 1, que comprende:

un sensor configurado para detectar una actitud asociada con la aeronave y generar una salida de sensor correspondiente,

un visualizador substancialmente transparente;

en el que el procesador (600) está configurado para:

determinar una actitud asociada con la aeronave en base a la salida de sensor, y

hacer que al menos un diodo de la primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) o la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) se ilumine de acuerdo con la actitud.

9. Un método para visualizar información de actitud, tal como un ángulo de cabeceo o un ángulo de alabeo, asociada con una aeronave, comprendiendo el método:

recibir una señal indicativa de una actitud asociada con la aeronave,

determinar una actitud asociada con la aeronave en base a la señal, y

hacer que un primer indicador (251-257) y un segundo indicador (258-263) respondan de acuerdo con la actitud;

en el que el primer indicador (251-257) está dispuesto como una línea substancialmente recta a lo largo de un eje horizontal y el segundo indicador (258-263) está dispuesto como una línea substancialmente recta a lo largo de un eje vertical, y en el que la línea vertical formada por el segundo indicador cruza la línea horizontal formada por el

primer indicador en una intersección;

caracterizado porque los indicadores primero y segundo son una primera pluralidad de diodos emisores de luz (251257) y una segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) , respectivamente, y porque hacer que los diodos primero y segundo respondan de acuerdo con la actitud comprende hacer que al menos uno de los diodos de la primera pluralidad de diodos emisores de luz y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz se ilumine.

10. El método de la reivindicación 9, en el que hacer que al menos un indicador de la primera pluralidad de indicadores y la segunda pluralidad de indicadores responda de acuerdo con la actitud comprende iluminar al menos uno de los diodos emisores de luz.

2.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que hacer que al menos un indicador de la primera pluralidad de los indicadores emisores de luz y la segunda pluralidad de indicadores emisores de luz responda de acuerdo con la actitud comprende iluminar al menos uno de diodos emisores de luz de la primera pluralidad de indicadores para visualizar una representación del ángulo de alabeo.

2.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, en el que hacer que al menos un indicador de una primera pluralidad de indicadores y una segunda pluralidad de indicadores responda de acuerdo con la actitud comprende iluminar al menos uno de los diodos emisores de luz de la primera pluralidad de indicadores para visualizar una representación del ángulo de cabeceo.

3.

13. El método de la reivindicación 9, en el que un diodo central emisor de luz (254) en la intersección de la primera pluralidad de diodos y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz tiene un color blanco, y otros diodos asociados con la primera pluralidad de diodos emisores de luz y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz tienen uno de entre color verde, color ámbar, y/o color rojo progresando en una dirección que se aleja del indicador

central (254) .

14. El método de la reivindicación 9, en el que la primera pluralidad de diodos emisores de luz (251-257) y la segunda pluralidad de diodos emisores de luz (258-263) están dispuestas en un material substancialmente transparente formando un visualizador.

4.

15. El método de la reivindicación 9 ó 13, que comprende además hacer que sólo un diodo central emisor de luz

(254) en la intersección de la línea formada por la primera pluralidad de diodos emisores de luz y la línea formada por la segunda pluralidad de diodos emisores de luz responda cuando un ángulo de cabeceo y un ángulo de alabeo asociados con la aeronave sean substancialmente iguales a cero.