Dispositivo para el mantenimiento en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es permanente y se extrae del entorno.

Dispositivo para el mantenimiento en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es permanente y se extrae del entorno,

comprendiendo al menos dos cuerpos (2, 3) suspendidos unidos entre sí mediante al menos una unión (4) material y que se encuentran, en uso, a altitudes diferentes con respecto al suelo y para las cuales los vientos instantáneos tienen, prácticamente de forma permanente, características diferentes, y que comprenden un sistema de control de las actitudes respectivas de estos dos cuerpos, caracterizado porque cada cuerpo suspendido está formado por un ala rígida de aeronave en sustentación, estando la carga útil y el sistema de control de las actitudes de cada ala incorporadas en el interior de las alas.

Dispositivo para el mantenimiento en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es permanente y se extrae del entorno La presente invención se refiere a un dispositivo para el mantenimiento en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es permanente y se extrae del entorno.

Se conoce por los documentos de la NASA americana una plataforma "HALE" (High Altitude Long Endurance) que soporta, como carga útil, unos sistemas de observación y de telecomunicaciones. Esta plataforma comprende especialmente un cuerpo ligero en forma de rectángulo muy alargado, recubierto en su cara superior por un gran número de paneles solares que alimentan unos motores de hélices de propulsión que los mantienen en altitud, pero debido a que la propulsión solo está garantizada por los paneles solares, esta plataforma tiene una autonomía limitada.

Por el documento WO 2007/107018 A1 se conoce una plataforma estratosférica autónoma para el mantenimiento en altitud de una carga útil, pero esta plataforma, debido a que utiliza como superficies portadoras unos paracaídas o parapentes, no presenta unas cualidades aerodinámicas suficientes para un mantenimiento geoestacionario de larga duración.

Por otra parte, se conoce por el documento US 2001/0025900 A1 un dispositivo de lanzamiento y de tracción de un cuerpo suspendido, pero este cuerpo es un planeador que no se puede inmovilizar de forma casi geoestacionaria.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo para el mantenimiento permanente en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es prácticamente permanente y se extrae del entorno, dispositivo que sea barato de fabricar y de lanzar y que necesite muy poco mantenimiento pudiendo al mismo tiempo llevar una carga útil que sea al menos del mismo orden de magnitud que la de los satélites clásicos. Además, este dispositivo de la invención puede sustituir de manera ventajosa a dispositivos similares de telecomunicaciones o de vigilancia localizados en tierra, por ejemplo una torre retransmisora.

El dispositivo de acuerdo con la invención es un dispositivo para el mantenimiento en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es permanente y se extrae del entorno, comprendiendo este dispositivo al menos dos cuerpos suspendidos unidos entre sí mediante al menos una unión material y que se encuentran, en uso, a altitudes diferentes con respecto al suelo y para las cuales los vientos instantáneos tienen, prácticamente de forma permanente, características diferentes, y que comprenden un sistema de control de las actitudes respectivas de estos dos cuerpos, caracterizado porque cada cuerpo suspendido está formado por un ala rígida de aeronave en sustentación, estando la carga útil y el sistema de control de las actitudes de cada ala incorporados en el interior de las alas.

De acuerdo con una característica de la invención, el sistema de control está unido a unos sensores o fuentes de información relacionados con la medición de al menos uno de los siguientes parámetros: velocidad y dirección de los vientos, actitud de las alas, presión atmosférica, temperatura, posición de las alas con respecto al suelo, previsiones meteorológicas.

La presente invención se entenderá mejor con la lectura de la descripción detallada de una forma de realización, tomada a título de ejemplo no limitativo y que se ilustra en el dibujo adjunto, en el cual: -la figura única es un esquema simplificado de un dispositivo de acuerdo con la invención.

La invención se describe a continuación en referencia a una plataforma que lleva una carga útil que se compone de equipos de telecomunicaciones, pero obviamente esta no está limitada a esta única aplicación, y la carga útil puede comprender otros equipos que deben mantenerse en altitud, por ejemplo instrumentos ópticos de observación terrestre y/o aérea (cámaras, radares, radiotelescopios) , o cualquier otro tipo de relé de radio u óptico, mono o multidireccional, para aplicaciones como GSM, TV, radio, Wifi, etc., o bien aplicaciones que implican instrumentos de observación (vigilancia, seguimiento de la evolución agrícola o de situaciones de crisis) .

La plataforma 1 de la invención se ha esquematizado en el dibujo en su estado desplegado, en altitud. Esta consiste esencialmente en dos partes suspendidas en este estado desplegado a altitudes diferentes en unas capas de vientos con características diferentes y unidas entre sí. Una característica esencial de la invención es que las dos partes de la plataforma estén situadas a altitudes diferentes, altitudes en las cuales las características de las capas de vientos son diferentes, como se describe con más detalle a continuación.

En el ejemplo del dibujo, cada parte de esta plataforma comprende un cuerpo 2, 3 suspendido respectivamente, estando estos dos cuerpos unidos entre sí mediante una unión 4 material, que es por ejemplo un cable de KevlarTM, relativamente ligero, siendo al mismo tiempo lo suficientemente resistente como para no romperse sean cuales sean las condiciones ambientales y las tracciones que los cuerpos suspendidos ejerzan sobre este. Puede ser el caso por ejemplo de un cable como los que se utilizan para los globos meteorológicos estratosféricos. Estos cuerpos 2 y 3 se realizan en forma de alas de aeronaves como se representa en el dibujo, la condición que hay que cumplir es que cada uno de estos presente una capacidad de carga y una fineza suficientes paras mantenerlos constantemente en

sustentación teniendo en cuenta las condiciones ambientales. Su realización debe cumplir simplemente con las leyes aerodinámicas clásicas bien conocidas en aeronáutica. Además, estas dos partes de la plataforma no son necesariamente idénticas, y es incluso preferible que la parte superior tenga una capacidad de carga superior a la de la otra parte para poder soportar a la vez el peso del cable 4 y el de la parte inferior.

Hay que señalar que la forma de realización de la plataforma de la invención descrita aquí consiste en dos partes comprendiendo cada una un cuerpo suspendido, pero se sobreentiende que cada parte de esta plataforma de la invención puede comprender un mayor número de dichos cuerpos. Para cada una de estas dos partes, los diferentes cuerpos que la componen se mantienen por tanto en altitudes próximas.

El hecho de sustituir, en cada extremo del cable 4, un cuerpo de grandes dimensiones por dos o varios cuerpos de dimensiones más pequeñas, permite aligerar la masa total en cada extremo de este cable con rendimientos similares, ya que cuanto más grande es un cuerpo suspendido, más rígida y pesada debe ser la "viga" central (o las vigas) que le da rigidez. Además, la unión 4, que es en el ejemplo del dibujo un cable único, puede comprender varios cables, o al menos de un cable que se divide en varios hilos en al menos uno de sus extremos. En este último caso, el ala unida a los hilos del cable se puede aligerar debido a que la multiplicación de las líneas permite distribuir las fuerzas de tracción ejercidas sobre la estructura del ala en varios puntos y, por lo tanto, aligerar esta estructura evitando tener un anclaje del cable en un único punto del ala (lo que obliga a rigidizar su estructura con una viga central pesada) .

Las alas 2 y 3 están provistas ambas de unos sistemas de control de actitud que permiten a cada una de ellas orientarse en todas las direcciones en función de las características de velocidad y de dirección de la capa de vientos instantáneos en la cual esta está en sustentación, así como de los mismos datos de la otra ala, para controlar la localización de una con respecto a la otra y con respecto al suelo. Estos sistemas de control consisten en unos dispositivos mecánicos o electromecánicos que actúan sobre la actitud de las alas. Estos dispositivos son, por ejemplo, unas superficies 5, 6 de mando orientables o cualquier otro dispositivo adecuado, por ejemplo unos dispositivos de tracción diferencial sobre un trípode de eslingas de sustentación (que permite modificar todos los ángulos de actitud de la plataforma con respecto al cable sin que sean necesarios flaps o superficies de mando) . Los sistemas de control de actitud comprenden una parte electrónica de comunicación y de control que se puede distribuir en una o las dos alas, y una parte electromecánica incorporada en las dos alas para el control de las superficies de mando. La parte electrónica comprende en particular unos circuitos de comunicación con un centro de control en tierra (o con un centro de control instalado a bordo) y entre las dos partes 2 y 3, así como de unos sensores de las magnitudes... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para el mantenimiento en altitud de una carga útil cuya fuente de energía para su mantenimiento en altitud es permanente y se extrae del entorno, comprendiendo al menos dos cuerpos (2, 3) suspendidos unidos entre sí mediante al menos una unión (4) material y que se encuentran, en uso, a altitudes diferentes con respecto al suelo y para las cuales los vientos instantáneos tienen, prácticamente de forma permanente, características diferentes, y que comprenden un sistema de control de las actitudes respectivas de estos dos cuerpos, caracterizado porque cada cuerpo suspendido está formado por un ala rígida de aeronave en sustentación, estando la carga útil y el sistema de control de las actitudes de cada ala incorporadas en el interior de las alas.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las características diferentes de los vientos instantáneos son su velocidad y/o su dirección.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dichas altitudes están comprendidas entre 10 y 20 km aproximadamente.

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque, en uso, uno de los cuerpos (2) está situado en una capa (7) de vientos denominada "jet stream" y el otro (3) está situado en una capa (8) de vientos denominados "vientos regionales de baja altitud" situada bajo la primera.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque, en uso, uno de los cuerpos está situado en una capa de vientos de la estratosfera y el otro está situado en una capa de vientos denominada "jet stream" situada bajo la primera.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión material es un cable unido en un punto de cada uno de los dos cuerpos.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la unión material es un cable cuyo al menos un extremo se subdivide en varios hilos unidos cada uno en un punto diferente de la estructura del cuerpo correspondiente.

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un dispositivo de alimentación de energía eléctrica que alimenta únicamente a los materiales eléctricos y electrónicos instalados a bordo.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque su carga útil comprende materiales de telecomunicaciones.

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque su carga útil comprende materiales de observación terrestre y/o aérea, y/o de telecomunicaciones, siendo estos materiales ópticos, de radio o radar.

11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque su carga útil comprende materiales de asistencia a la radionavegación.