Patentes de planeadores

Jan 02 2023

US 2019/0107453 A1: Identificación y uso de Air Lift para vehículos aéreos más pesados que el aire

Esta es la séptima de nuestra serie de selecciones relacionadas con planeadores de los archivos de la oficina de Patentes y Marcas Registradas de EE. UU. (ver Recursos, más abajo). Se presentan únicamente para el interés y entretenimiento de nuestros lectores.

Esta es la séptima de nuestra serie de selecciones relacionadas con planeadores de los archivos de la Oficina de Patentes y Marcas Registradas de EE. UU. (ver Recursos , más abajo). Se presentan únicamente para el interés y entretenimiento de nuestros lectores. No se editan de ninguna manera, salvo para intercalar los dibujos a lo largo del texto. Descargos de responsabilidad: a) La inclusión de una patente dada en esta serie no constituye una expresión de ninguna opinión sobre la patente en sí. b) Este documento no tiene valor legal alguno; para ello, consulte el documento original en el sitio web de la USPTO. — Ed.

Abstracto

Se describen sistemas y métodos para detectar automáticamente una mejor sustentación y usar la sustentación para permanecer más tiempo en el aire, brindar recomendaciones al piloto del vehículo aéreo o controlar completamente el vuelo del vehículo aéreo. Las técnicas descritas se refieren a vehículos aéreos tales como aviones o modelos de aviones, planeadores o modelos de planeadores, planeadores o modelos de planeadores, alas delta, parapentes, vuelos rápidos, paracaídas, etc. La invención utiliza sensores ubicados en el vehículo aéreo para medir la elevación del aire (corriente ascendente). , térmica, elevación de cumbrera, etc.) para prolongar el tiempo que el vehículo aéreo puede permanecer en el aire. Los datos que fluyen de los sensores se alimentan a una computadora, que puede proporcionar recomendaciones al piloto o al piloto automático (computadora) sobre el mejor camino a seguir, para encontrar una mejor sustentación y mantenerse en el aire.

Aplicación relacionada

[0001] Esta solicitud está relacionada y reivindica la prioridad de la solicitud provisional de EE.UU. №62/568,506, presentado el 5 de octubre de 2017 y titulado "Un método para identificar mejor el elevador de aire y utilizar mejor este elevador de aire para vehículos aéreos más pesados que el aire". La solicitud anterior se incorpora aquí en su totalidad por todo lo que enseña y revela sin exclusión de ninguna parte de la misma.

Campo técnico

[0002] La presente divulgación está relacionada con vehículos aéreos y, más particularmente, está relacionada con la identificación y el uso de sustentación durante el vuelo de dichos vehículos.

Antecedentes

[0003]El aparato técnico actualmente disponible para identificar la sustentación en el aire es un aparato disponible comercialmente llamado "Variometer", también conocido como Vertical Speed Indicator - VSI. La sustentación es causada por la masa de aire que asciende, levantando los vehículos aéreos que vuelan dentro de ella. El variómetro es un sensor de 'cambio de presión de aire', cambios que son causados por el cambio de altitud o por el flujo de aire ascendente (a veces llamado "corriente ascendente": flujo de aire ascendente, como térmico). Este aparato luego proporciona una indicación visual y/o audible al piloto, sobre el tipo de cambio (elevación=arriba o bajada=abajo) y la tasa de ganancia o pérdida de altura (metros por segundo, etc.). Tal variómetro o VSI está instalado en casi todos los vehículos aéreos comerciales, en cualquier planeador y la gran mayoría de los pilotos de ala delta y parapente compran un instrumento variómetro y lo usan durante el vuelo.

[0004] Un variómetro puede indicar elevación o descenso, pero no puede proporcionar información sobre dónde se encuentra una elevación más fuerte. Simplemente indica que detecta elevación o descenso. Es un método común de los pilotos de vehículos aéreos sin motor comenzar a girar cuando el variómetro indica sustentación, permanecer dentro de la sustentación y no cruzarla, volando como lo hacen las cigüeñas, en una trayectoria circular o helicoidal, dentro de la sustentación (como una térmica). Como se usa en este documento, el término "sin motor" abarca una nave que vuela sin motor, ya sea que la nave tenga o no energía disponible.

[0005] Los pilotos experimentados de vehículos aéreos sin motor a veces pueden identificar la dirección del núcleo de sustentación para las térmicas sintiéndolo en sus asientos, por ejemplo, detectando el movimiento del vehículo aéreo. Debido a esto, los pilotos experimentados de vehículos aéreos sin motor generalmente permanecen en el aire más tiempo que los pilotos novatos, que no han aprendido a sentir la sustentación. Actualmente no existen soluciones técnicas conocidas para señalar al piloto la elevación más alta (como el núcleo térmico o la elevación de la cresta máxima, etc.), o incluso permanecer en la elevación y no perderla, por lo que la mayoría de los pilotos tienen vuelos más cortos, porque perder la sustentación resultará en una pérdida de altura e implicará un vuelo más corto.

Los elementos básicos de detección de elevación son un sensor de variómetro (también conocido como indicador de velocidad vertical). Es un dispositivo disponible comercialmente. Cabe señalar que el sensor del variómetro se compone de 2 partes principales: un sensor de presión de aire simple y un dispositivo de "cálculo" analógico o digital, mecánico o electrónico que informa la tasa de cambio de la presión de aire a lo largo del tiempo (elevación o disminución) en los datos que obtiene del sensor de presión. Dado que un sensor de variómetro es mucho más costoso que un sensor de presión simple y dado que el vehículo aéreo está equipado con una computadora a bordo, esta computadora puede calcular el cambio de presión de aire a lo largo del tiempo, por lo que se puede usar una presión de aire simple en cualquier lugar donde se instale un variómetro. sensor se menciona en este documento, para reducir el costo de la solución.

[0007] Antes de continuar con el resto de esta divulgación, debe apreciarse que la divulgación puede abordar algunas de las deficiencias enumeradas o implícitas en esta sección de Antecedentes. Sin embargo, cualquier beneficio de este tipo no es una limitación del alcance de los principios divulgados o de las reivindicaciones adjuntas, excepto en la medida en que se indique expresamente en las reivindicaciones.

Figura 1

[0008] Además, la discusión de la tecnología en esta sección de antecedentes refleja las propias observaciones, consideraciones y pensamientos de los inventores, y de ninguna manera pretende ser, catalogar con precisión o resumir de manera integral cualquier referencia o práctica de la técnica anterior. . Como tal, los inventores renuncian expresamente a esta sección como técnica anterior admitida o supuesta. Además, la identificación o implicación aquí de uno o más cursos de acción deseables refleja las propias observaciones e ideas de los inventores, y no debe suponerse que indica una conveniencia reconocida en la técnica.

Resumen

[0009]Como se indicó anteriormente, las innovaciones descritas en el presente documento se refieren a aeronaves más pesadas que el aire, que pueden ser propulsadas o no propulsadas, tripuladas o no tripuladas. Los ejemplos incluyen aviones o modelos de aviones, planeadores o modelos de planeadores (con o sin motor), planeadores o modelos de planeadores (con o sin motor), alas delta, parapentes (con o sin motor), embarcaciones de vuelo rápido, paracaídas y otras embarcaciones. Los vehículos aéreos de este tipo pueden denominarse en lo sucesivo “vehículos aéreos” o vehículos aéreos “más pesados que el aire”. Más particularmente, la presente invención está en el campo técnico de identificar mejor (en comparación con otros métodos disponibles en la actualidad) el ascensor aéreo y utilizar mejor ese ascensor, para ganar más altura. El motor y la hélice opcionales se definen aquí para que se activen cuando se presenten condiciones de baja sustentación.

Breve descripción de las diversas vistas de los dibujos

[0010] Si bien las reivindicaciones adjuntas establecen las características de las presentes técnicas con particularidad, estas técnicas, junto con sus objetos y ventajas, pueden entenderse mejor a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos de los cuales:

la fig . 1 es un diagrama esquemático que muestra la ubicación básica de los sensores en una implementación de una o más realizaciones de los principios descritos;

la fig . 2 es un diagrama esquemático que muestra las ubicaciones de los sensores extendidos para generar un mapa de elevación mejorado, en el que los sensores adicionales están ubicados en varillas o cables extensibles plegables para crear un mapa de elevación más amplio y detallado;

la fig . 3 es un diagrama de ejemplo que muestra un lado del vehículo aéreo que ingresa al elevador, por ejemplo, una térmica, como un ejemplo de cómo se detecta el elevador, se crea el mapa de elevador y se produce la recomendación para el piloto o piloto automático, en donde en esta etapa, no es necesario tomar ninguna medida, el sistema solo mide y verifica que realmente se haya detectado una temperatura, lo que significa que la presión está disminuyendo;

la fig . 4 es un diagrama de ejemplo que muestra el vehículo aéreo cuando pasa por el centro de elevación en un ejemplo de cómo se detecta la elevación, se crea el mapa de elevación y se produce la recomendación para el piloto o piloto automático, donde, en el escenario ilustrado, el vehículo aéreo debe girar a la derecha para permanecer dentro de la térmica;

Figura 2

[0015] La figura. 5 es un diagrama esquemático que muestra el vehículo aéreo girando dentro de la sustentación (p. ej., térmica), ganando altura, trazando un círculo óptimo que el vehículo aéreo traza en función de la recomendación entregada al piloto o los comandos provenientes del piloto automático; y

la fig . 6 es un diagrama de elevación de cumbrera que muestra áreas de elevación de cumbrera creadas cuando el viento impacta una cumbrera desde la izquierda y se desvía hacia arriba, siguiendo el contorno de la cumbrera.

Descripción detallada

[0017] Antes de presentar una discusión detallada de las realizaciones de los principios revelados, se proporciona algo de teoría básica de elevación y una descripción general de ciertas realizaciones para ayudar al lector a comprender la discusión posterior. Como cuestión inicial, los vehículos aéreos sin motor se mantienen en el aire mediante el uso de elevación por aire, como la elevación térmica o la elevación de cumbrera. Una térmica, que es la fuente de sustentación más común en vuelos sin motor, es una columna de aire que fluye hacia arriba porque es más caliente que el aire circundante y las capas superiores de aire son aún más frías. Una térmica normalmente tiene una sección transversal redonda o similar a la redonda, con un diámetro que va desde unos pocos metros hasta unos pocos kilómetros.

[0018] Un huracán es un ejemplo de una térmica muy fuerte. Los límites exteriores térmicos tienen una presión de aire ligeramente más baja y una temperatura ligeramente más alta que el aire circundante, por lo que hay un ligero ascenso allí. El núcleo de la térmica (el centro de la columna) tiene la presión de aire local más baja y la temperatura más alta de la térmica, y esta parte de la térmica tiene la sustentación más fuerte. Como tal, esta parte fluye hacia arriba más rápido, en comparación con la parte exterior de la térmica. En otras palabras, la elevación es más fuerte y más caliente en el centro de una térmica. Idealmente, el piloto del vehículo aéreo o el piloto automático es capaz de identificar una térmica y girar en esta térmica en una trayectoria helicoidal, tal como lo hacen ciertas aves, más cercanas al centro térmico. HIGO. 5es un ejemplo de térmica en la ubicación de sustentación más alta posible. Obviamente, es imposible girar en el núcleo térmico, ya que se trata de una ubicación puntual, pero es posible girar lo más cerca posible del núcleo, con el radio de giro más pequeño posible.

[0019] La elevación de la cresta (que se muestra en la FIG. 6 ) es creada por el viento, que impacta en una discontinuidad como una cresta y se desvía hacia arriba, fluyendo con la curva de la obstrucción, creando un vector de aire que se mueve hacia arriba, es decir, un fuente de elevación. En general, la elevación más fuerte se puede encontrar justo por encima del punto más alto de la cresta y se debilita en ambas direcciones, con los límites de las líneas X e Y. A diferencia de la elevación térmica, la elevación de la cresta está compuesta de aire que no está más caliente que su aire circundante. De hecho, el aire en la elevación de la cresta a veces es incluso más frío que el aire circundante, por ejemplo, si es viento que llega del mar y golpea una cresta costera.

[0020] Este hecho puede utilizarse para identificar el tipo de elevación y cómo localizar la elevación máxima, rastreando el pico más alto de la cresta. Cuando el vehículo aéreo cruza la elevación, puede medir si se trata de una elevación de cumbrera, identificar la elevación más fuerte dentro de las líneas X e Y en la FIG. 6 y maniobre para permanecer en la elevación más fuerte (con predicción en la ruta de la línea de cresta). Esto puede ayudar mucho al piloto y al piloto automático. La información derivada de las bases de datos geográficas se puede utilizar para comprender geográficamente la estructura de la cresta y usarla para predecir hacia dónde se dirige la cresta, para encontrar la mejor elevación.

[0021] El presente ayuda a localizar regiones de sustentación aérea, predecir su movimiento futuro y, opcionalmente, modificar cálculos y predicciones en función de las lecturas de los sensores. En una realización, el sistema funciona para ganar altura y permanecer en el aire el mayor tiempo posible. El ascensor y la dirección a la mejor ubicación del ascensor pueden identificarse utilizando múltiples variómetros y/o sensores de acelerador, con la ayuda de un sensor de temperatura.

Fig. 3

[0022]El uso de un variómetro y/o un sensor de acelerador vertical (en el eje Z, que detecta el movimiento hacia arriba o hacia abajo) en varios lugares permite una mejor detección del movimiento en el eje Z, de modo que el movimiento creado por el aire puede detectarse en varias partes de los vehículos aéreos. . En una realización, estos sensores de variómetro y/o acelerómetro están ubicados en las puntas de las alas. En el caso de los vehículos aéreos sin motor, la única forma de ganar altura es mediante el uso de aire, aire que fluye hacia arriba. Como se indicó anteriormente, hay varias fuentes de sustentación, por ejemplo, sustentación térmica, sustentación de montañas o crestas, sustentación de "frente meteorológico", sustentación de "olas de nubes", etc. Todos estos tipos de sustentación están soportados dentro de la invención. Los vehículos aéreos motorizados también pueden implementar esta invención para reducir el costo del vuelo, ahorrar combustible, reducir el uso del motor y proporcionar un vuelo generalmente más silencioso.

[0023]La implementación puede incluir la instalación de un sensor de variómetro y/o un sensor de acelerador en cada una de las puntas de las alas del planeador, por ejemplo, 2 sensores de variómetro y/o 2 sensores de acelerómetro. Esta solución mínima (un sensor en cada punta de ala) puede proporcionar datos sobre la sustentación entrante (como se hace hoy, con un solo variómetro ubicado en el centro de los vehículos aéreos), pero con el beneficio de un área de detección más amplia, también como direccionalidad en cuanto a dónde se detecta el ascensor (es decir, a la izquierda oa la derecha del vehículo) para dirigir al piloto o al piloto automático para que gire hacia el ascensor. Esta solución está mejor optimizada para parafoils, parapentes o vehículos aéreos de tipo speedflying, ya que estos 2 puntos están ubicados lo suficientemente lejos uno del otro a los lados, por lo que la resolución de sustentación será suficiente. Una alternativa consiste en instalar un sensor como el descrito en las FIGS.1 y 2 , donde los sensores están ubicados en el revestimiento del vehículo aéreo y también fuera del planeador como se describe en la FIG. 2 . Los datos de los sensores se pueden usar para componer artificialmente un mapa de elevación que luego se puede mostrar en la pantalla del piloto, para que el piloto lo use como guía, o puede ser usado por el piloto automático para conducir automáticamente el vehículo aéreo a la mejor elevación detectada. Esta información también se puede transmitir a otros pilotos vecinos o vehículos aéreos no tripulados en el área, o se puede almacenar en una base de datos para aprender sobre el clima del área, durante días, semanas, meses, estaciones y años para obtener datos estadísticos de elevación.

[0024] Se puede colocar un sensor de temperatura en cada ubicación en la que se ubica un variómetro y/o un acelerómetro, para verificar la temperatura de la corriente de aire. Esto se puede usar para identificar si el aire que fluye hacia arriba es térmico (aire que generalmente es más caliente que el aire circundante) o elevación de cresta, donde el aire que fluye hacia arriba suele tener la misma temperatura que el aire circundante o más frío que el aire circundante. . El piloto automático puede utilizar estos datos de temperatura para seleccionar un algoritmo de sustentación apropiado, por ejemplo, un algoritmo térmico o un algoritmo de cresta. El algoritmo térmico identifica el centro de una columna térmica, mientras que el algoritmo de cumbrera identifica una trayectoria de sustentación a lo largo de la cumbrera.

[0025] Se pueden usar ubicaciones de sensores adicionales en el revestimiento del vehículo aéreo para obtener una lectura más precisa de la presión del aire alrededor del vehículo aéreo. Esta realización se puede ver en la fig. 1, específicamente las ubicaciones A, B, C, D, E, F, L y M. Además, para obtener una mejor resolución del mapa de elevación, se pueden instalar uno o más sensores de variómetro fuera del contorno del vehículo aéreo, en cables que conectan la punta del vehículo aéreo a cada una de las puntas de las alas y los cables que conectan la punta trasera del vehículo aéreo a cada una de las puntas de las alas. Los sensores también se pueden colocar en varillas extensibles plegables (como tubos largos, que se extienden hacia el frente, la parte posterior y los lados del vehículo aéreo, etc.) para medir la presión del aire hacia adelante, hacia atrás y hacia los lados, para obtener un mayor y más amplio. mapa detallado del aire que rodea el vehículo aéreo.

[0026] Un ejemplo de tal implementación se puede ver en la FIG. 2. Estos extensores pueden ser plegables para reducir la resistencia mientras no se usan, como durante el despegue, el aterrizaje, etc. Las salidas de los sensores (datos producidos por los sensores) se envían a una computadora de a bordo. La computadora recopila todos los datos de los sensores y calcula y dibuja un mapa de elevación de aire actual virtual alrededor del vehículo aéreo. Esto se puede hacer de forma continua (p. ej., numerosas veces por segundo) para medir los cambios y tomar una decisión informada basada en ello. La computadora calcula la tasa de elevación por sensor y determina si el vehículo aéreo se está moviendo hacia el centro de elevación (elevación más fuerte), si está en línea recta, o a la derecha o a la izquierda de la nariz del vehículo aéreo, y proporciona una recomendación direccional para el piloto para volar a la dirección de sustentación más fuerte o volar el vehículo aéreo a la mejor sustentación, en una operación de piloto automático.

[0027] El vehículo aéreo puede tener un sensor de posicionamiento global tal como GPS para definir su ubicación actual y un sensor de presión atmosférica barométrica a bordo para determinar la altitud. Dado que cada sensor de variómetro/acelerómetro está ubicado en una ubicación fija en relación con el vehículo aéreo, conocida por la computadora, la computadora tiene la ubicación de cada sensor en el espacio en cualquier momento. Teniendo esto en cuenta, el ordenador de a bordo puede calcular un mapa instantáneo de elevación detallado y puede actualizarse continuamente, para cubrir un área más grande por la que viajaba el vehículo aéreo en un vuelo particular.

[0028] La inteligencia artificial se puede emplear en este proceso para procesar toda la información pasada para la ubicación actual y proporcionar una mejor estimación del movimiento de la dirección de elevación, a lo largo del tiempo, para ayudar y guiar al piloto o al piloto automático. Se pueden aplicar correcciones, en tiempo real, para comparar la mejor estimación con las condiciones actuales y hacer una corrección para el próximo punto al que volar. El mapa de sustentación actual puede basarse en los datos actuales del sensor y del GPS y, además, la información histórica procesada en esta área, para afinar la siguiente ruta a volar, es decir, el siguiente punto de mejor sustentación.

Figura 4

[0029] En el caso de vuelo tripulado, el mapa de sustentación puede procesarse para proporcionar al piloto una indicación confiable, por ejemplo, a través de una imagen en una pantalla especial y/o una señal de audio, emitiendo diferentes señales para indicar cuándo y en qué. sentido de giro y en qué margen, para encontrar mejor ascensor. Cuando el piloto automático controla el vehículo aéreo, la decisión la toma la computadora, y el piloto automático (la computadora) ejecuta la dirección de vuelo. Si el punto de inicio actual es aire tranquilo (p. ej., prácticamente sin sustentación), un solo sensor indica una presión de aire más baja (subiendo) y/o el movimiento de la punta del ala (indicado por el sensor del acelerómetro correspondiente) y, opcionalmente, la temperatura del aire es un poco más alta que el aire circundante del otro vehículo aéreo, es una señal de que se puede detectar una primera térmica.

[0030] Puede que se necesiten algunos mapas de elevación continuos y más sensores que indiquen que también están en un área de menor presión, para identificar si se trata de una elevación real o simplemente una pequeña burbuja de aire que fluye hacia arriba. Si comienza a detectarse elevación en sensores vecinos, continuamente durante varios segundos, la computadora determina que se ha detectado elevación real y se identifica su dirección. El piloto o piloto automático ahora será informado sobre la dirección a esta elevación, orientándolos así, incluyendo el ángulo de alabeo, a la mejor elevación.

[0031] En una realización importante, se proporcionan datos de elevación fiables al piloto o al piloto automático. Si es un piloto, tendrá la opción de activar el modo opcional de "piloto automático" de la computadora de a bordo, que volará automáticamente hacia la sustentación más fuerte, según la estructura de variómetros múltiples y/o la estructura de acelerómetros múltiples. , la base de esta solicitud de patente. Si el vehículo aéreo vuela en un área con varias fuentes de sustentación (como un campo térmico denso) identificadas por la computadora, el piloto o el piloto automático se dirigen al centro de la sustentación más fuerte, la que tiene el núcleo que tiene la sustentación más fuerte, como la térmica más fuerte.

[0032] Los mapas de elevación pueden compartirse con otros vehículos aéreos en el área a través de canales de comunicación inalámbricos, para que la computadora del otro vehículo aéreo los evalúe. Las computadoras que obtienen dichos datos de elevación de una computadora de un vehículo aéreo vecino pueden decidir recomendar a su piloto que se una al vehículo aéreo vecino en su elevación, ya que puede ser más prometedor que el mapa de elevación en el que se encuentra. Esta es la misma acción que una puede tomar el piloto automático, tomando la decisión de abandonar el ascensor actual y unirse al ascensor mejor, de acuerdo con el mapa de ascensores que acaba de recibir. Unirse a un vehículo aéreo vecino en su ascenso se basará en las reglas claras de "derecho de paso", que se utilizan en el tráfico aéreo.

[0033] Los mapas de elevación pueden enviarse continuamente a una estación base que almacena los datos, para un procesamiento posterior, como para proporcionar estadísticas de elevación sobre la hora del día, fecha, ubicación, temporada, etc., para uso de los pilotos mientras planifican vuelos. La inteligencia artificial se puede utilizar para extraer datos de los mapas históricos de elevación.

[0034]Los vehículos aéreos sin motor, utilizando esta invención, pueden emplear paneles solares, montados en las alas y, opcionalmente, en el fuselaje, para alimentar la electrónica a bordo del vehículo aéreo, cargar una batería (para continuar alimentando la electrónica a bordo cuando el sol está oculto, como como por las nubes o las sombras de las montañas) y, en algunos casos, para impulsar un motor y una hélice opcionales. Los vehículos aéreos sin motor que dependen de las condiciones meteorológicas pueden verse obligados a aterrizar si no pueden encontrar una sustentación adecuada. Para superar este problema de falta de fiabilidad y elevar la fiabilidad en la realización de su tarea (si se le asigna una tarea), esta invención también define una formación de vuelo de un enjambre o grupo de vehículos aéreos sin motor con una tarea asignada a cada uno de los vehículos aéreos. Si uno de los vehículos necesita aterrizar, su asignación será reasignada a otros vehículos aéreos vecinos o,

la fig . 1 describe las ubicaciones de los sensores. Todos los sensores del variómetro deben colocarse para medir la presión estática, ocultos de la presión dinámica creada por el flujo de aire en la piel del vehículo aéreo. Se pueden colocar variómetros, acelerómetros y sensores de temperatura en las ubicaciones que se muestran en la FIG. 1 , es decir, las ubicaciones A, B, C, DE, F, L y M. Esto garantizará un mapa de elevación detallado. Sin embargo, el número mínimo de sensores para permitir el uso de esta implementación es de 2, por ejemplo, un sensor en la punta de cada ala. Esto puede incluir un variómetro, un acelerómetro y un sensor de temperatura en cada punta de ala, en las ubicaciones A y B.

Figura 5

la fig . 2 muestra todos los sensores como en la fig. 1 , con sensores adicionales, ubicados fuera del cuerpo del vehículo aéreo, en cables o varillas extensibles, más lejos del revestimiento del vehículo. Esto proporciona datos para una mejor y más amplia capacidad de detección de elevación, para un mapa de elevación detallado y más amplio. Esto será especialmente beneficioso en los días en que las térmicas sean menos densas y más dispersas; tener un área más grande para detectar la sustentación contribuye a una mejor identificación de la sustentación y, por lo tanto, puede proporcionar tiempo de vuelo adicional. La capacidad de localizar sustentación con sensores ubicados en las varillas extendidas es aún mejor, pero depende de la longitud de las varillas y las ganancias proporcionadas por los datos adicionales pueden compensarse, al menos parcialmente, por la resistencia aerodinámica que crean estas varillas.

[0037] Tanto en la fig. 1 y la figura. 2 , los sensores del acelerador pueden colocarse en las ubicaciones A y B y, opcionalmente, en los puntos C y D, para detectar la elevación de las alas, la nariz y la cola, al ingresar a los límites de una ubicación de elevación. Como la fig. 3 muestra que, cuando parte del ala entra en una térmica (como el ala derecha, ubicación A), esta ala se eleva. Esta sustentación se puede identificar mediante el sensor del variómetro, pero también mediante el sensor del acelerador, para mostrar la tasa de sustentación real, no solo la presión de aire más baja. Esto proporcionará una medición mejor y más precisa para la computadora, para proporcionar una decisión más informada para que el piloto o el piloto automático se conviertan en sustentación.

[0038] Tanto en la FIG. 1 y la figura. 2 , los sensores de temperatura se pueden colocar en las ubicaciones A y B y, opcionalmente, en los puntos C y D, para detectar la temperatura del aire en las puntas de las alas y, opcionalmente, en la nariz y la cola, al entrar en los límites de un aire caliente (térmico). Como la fig. 3 muestra, cuando parte del ala entra en una térmica (como el ala derecha, ubicación A), esta punta del ala está dentro de una térmica, mientras que la otra punta del ala y todo el resto del sensor mide la temperatura. Esta es una clara indicación de que la punta del ala A está en sustentación térmica y no en sustentación de cumbrera.

la fig . 3muestra una térmica (el círculo oscuro en el lado derecho de la imagen, donde un color más oscuro indica una sustentación más fuerte) y un vehículo aéreo con parte de su ala derecha en la térmica. En este caso, un sensor de variómetro en la ubicación A informa de una presión de aire más baja y el sensor del acelerador informa de que el ala se está moviendo hacia arriba. Si ningún otro sensor informa cambios similares, la computadora toma nota de que la punta del ala derecha está dentro de la sustentación. Además, mientras viaja hacia adelante, el sensor A del variómetro informa una presión más baja y el sensor del acelerador informa que la punta del ala derecha acelera hacia arriba, y el sensor de temperatura informa un aumento de la temperatura del aire. Esto ocurre cuando los 3 sensores en la ubicación A viajan dentro de la térmica, acercándose a su centro, donde la presión del aire es más baja, la sustentación es más alta y la temperatura es más alta.

[0040] Mientras el vehículo aéreo continúa volando hacia adelante, el grupo de sensores L en la FIG. 4 entrará en la térmica e informará a la computadora los datos que indican que el grupo de sensores L está dentro de una térmica. Ahora, el mapa de elevación se basará en 2 sensores (A y L) y, con el tiempo, la imagen del mapa de elevación dentro de la computadora será más detallada y precisa.

la fig . 3 es un ejemplo extremo, donde solo un sensor (sensores en la punta del ala A en este ejemplo) ingresa a la térmica, luego ingresa el segundo sensor del variómetro, como en la FIG. 4 , y la computadora tiene una cantidad relativamente pequeña de datos para tomar una decisión, pero esto puede ser suficiente. Puede dibujar un mapa de elevación educado e identificar tentativamente el centro de elevación para el piloto/piloto automático. Si el dorador cruza la térmica más cerca del centro, más sensores sentirán (y reportarán) el levantamiento, cada uno en su ubicación. Aquí, la computadora tiene mucha más información, el mapa de elevación será más detallado y más confiable y, por lo tanto, la recomendación al piloto/piloto automático será más confiable.

Los sensores de la fig. 3 percibirá que la presión desciende mientras el vehículo aéreo cruza, hasta el punto en que la punta de su ala derecha se alinea con el centro de la térmica. Una vez que el vehículo aéreo pasa por este punto, como en la FIG. 4 , la presión de aire detectada en los sensores A y L comenzará a aumentar, lo que significa que los sensores sentirán una elevación menor. Este es un punto importante, ya que ahora la computadora del dorador ha encontrado la elevación máxima, por lo que su ala derecha apunta al centro térmico y ahora la elevación está disminuyendo, y ahora debería recomendar al piloto/piloto automático que comience a girar a la derecha. , para permanecer en la térmica (ascensor), y no cruzarla y salir de la zona de ascensores.

Figura 6

[0043] Si entran más grupos de sensores en una térmica (como los grupos de sensores F, D, C, E, etc. en la FIG. 4 ), la computadora generará un mapa de elevación que será mucho más detallado y preciso. Esto se logra mediante el algoritmo del planeador, para girar a la derecha, en este ejemplo. Esta sección explica el algoritmo utilizando el ala derecha entrando en la térmica como ejemplo, pero es el mismo proceso para una térmica si el lado izquierdo entra en la térmica. En el caso de que el parapente entre en la térmica centrado y de frente, al pasar la térmica (donde la presión del aire empieza a subir), puede girar a la derecha oa la izquierda; dondequiera que detecte una elevación ligeramente más alta.

[0044] Óptimamente, cuando la computadora ha generado algunos mapas de sustentación consecutivos, que muestran un aumento confiable y estable de la presión del aire, lo que significa que la sustentación está disminuyendo, este es el punto en el que la computadora recomienda que el piloto/piloto automático comience a girar bruscamente hacia el ascensor, para permanecer en la térmica. Si el piloto no reacciona, el vehículo aéreo saldrá del ascensor. En este caso, dado que el mapa de elevación se almacena en la memoria de la computadora de a bordo, la computadora continúa recomendando que el piloto regrese a la zona térmica anterior, mientras busca también una nueva elevación.

[0045] En la figura 1 se muestra una trayectoria de vuelo óptima para obtener la mejor sustentación y altura en una térmica actual. 5 . La computadora muestra la dirección para: 1. tener todos sus sensores integrados dentro de la térmica, de modo que todas las superficies de las alas de los vehículos generen sustentación, para obtener la mejor altura y 2. girar más cerca del centro de la térmica, donde la sustentación es más fuerte, girando en el radio más pequeño que el vehículo aéreo sea capaz de realizar y el piloto (si es un vuelo tripulado) capaz de soportar. Esto debería crear un camino como se muestra en la FIG. 5 y ganar la altura máxima de una térmica actual.

[0046] La computadora del vehículo aéreo puede compartir la recopilación de los mapas de elevación más recientes con las computadoras de otros vehículos aéreos (usando comunicación inalámbrica), para permitir que las computadoras de los otros vehículos aéreos evalúen y quizás proporcionen recomendaciones a sus pilotos sobre ubicaciones de elevación prometedoras. .

[0047] Los mapas de elevación se pueden compartir con la estación base o una nube informática, para ser almacenados y procesados. Los datos de esta gran colección son estadísticas sobre térmicas típicas creadas en un lugar específico en un período específico del año (también se conocen como "térmicas domésticas" en la comunidad de vehículos aéreos sin motor). Estos datos pueden ser procesados por medios de inteligencia artificial, para proporcionar la mejor estimación sobre la ubicación del próximo ascensor. Estos datos se introducirán en la computadora del vehículo aéreo de los pilotos novatos, para ayudarlos a permanecer en el aire más tiempo, obteniendo recomendaciones para la historia de la térmica, además de la recomendación de la invención actual.

[0048] La sustentación generada por el viento que golpea una cresta, creando sustentación aérea, se puede rastrear a través de un método similar, es decir, usando sensores de variómetro y/o sensores de acelerómetro en las puntas de las alas en el vehículo aéreo, donde el vehículo aéreo identificará la sustentación, recomiende al piloto que gire hacia la elevación, identifique si no es una térmica redonda, sino una elevación de cresta, busque la ruta de elevación más alta en todos los sensores y recomiende al piloto/piloto automático que permanezca en esta ruta. El levantamiento de la cresta generalmente está en línea recta, pero esta línea sigue los cambios geográficos, como un valle, un giro de la cresta, etc.

La discusión es principalmente para vehículos aéreos no motorizados, pero también es perfectamente relevante para vehículos aéreos motorizados, es decir, para ganar altura mientras se conserva combustible, permitiendo que los motores funcionen al ralentí o se detengan, y para proporcionar una operación generalmente más silenciosa y económica. Se apreciará que en el presente documento se han descrito varios sistemas y procesos. Sin embargo, en vista de las muchas realizaciones posibles a las que se pueden aplicar los principios de la presente descripción, debe reconocerse que las realizaciones descritas en este documento con respecto a las figuras de los dibujos tienen el propósito de ser únicamente ilustrativas y no deben tomarse como limitantes de la alcance de las reivindicaciones. Por lo tanto, las técnicas descritas aquí contemplan todas las realizaciones que puedan estar dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones y equivalentes de las mismas.