Paten Glider

Jan 02 2023

US 2019/0107453 A1: Identifikasi dan Penggunaan Pengangkatan Udara untuk Kendaraan Udara Lebih Berat Dari Udara

Ini adalah yang ketujuh dari rangkaian pilihan terkait glider kami dari file kantor Paten dan Merek Dagang AS (lihat Sumberdaya, di bawah). Mereka disajikan murni untuk kepentingan dan hiburan pembaca kami.

Ini adalah yang ketujuh dari rangkaian pilihan terkait glider kami dari file kantor Paten dan Merek Dagang AS (lihat Sumberdaya , di bawah). Mereka disajikan murni untuk kepentingan dan hiburan pembaca kami. Mereka tidak diedit dengan cara apa pun, selain untuk menyelingi gambar di seluruh teks. Penafian: a) Pencantuman paten yang diberikan dalam seri ini bukan merupakan pernyataan pendapat tentang paten itu sendiri. b) Dokumen ini tidak memiliki kedudukan hukum apapun; untuk itu, silakan merujuk ke dokumen asli di situs web USPTO. — Red.

Abstrak

Sistem dan metode diungkapkan untuk secara otomatis mendeteksi daya angkat yang lebih baik dan menggunakan daya angkat untuk bertahan lebih lama, memberikan rekomendasi kepada pilot kendaraan udara atau mengendalikan sepenuhnya penerbangan kendaraan udara. Teknik yang diungkapkan berkaitan dengan kendaraan udara seperti pesawat terbang atau pesawat model, glider atau model glider, sailplanes atau model sailplanes, hang-gliders, paragliders, speedflying, parafoils dll. Penemuan ini menggunakan sensor yang terletak pada kendaraan udara untuk mengukur daya angkat udara (updraft , thermal, ridge lift, dll.) untuk memperpanjang waktu kendaraan udara dapat tetap tinggi. Data yang mengalir dari sensor dimasukkan ke dalam komputer, yang dapat memberikan rekomendasi kepada pilot atau autopilot (Komputer) tentang jalur terbaik yang harus diambil, untuk menemukan daya angkat yang lebih baik dan untuk tetap mengudara.

Aplikasi Terkait

[0001] Aplikasi ini terkait dengan dan mengklaim prioritas dari aplikasi sementara AS Ser. №62/568.506, diajukan pada 5 Oktober 2017 dan berjudul “Metode untuk Mengidentifikasi Pengangkatan Udara dengan Lebih Baik dan Menggunakan Pengangkatan Udara Ini dengan Lebih Baik untuk Kendaraan Udara yang Lebih Berat Daripada Udara.” Penerapan sebelumnya digabungkan di sini secara keseluruhan untuk semua yang diajarkan dan diungkapkannya tanpa mengecualikan bagian apa pun darinya.

Bidang Teknis

[0002] Pengungkapan ini terkait dengan kendaraan udara, dan, lebih khusus terkait dengan identifikasi dan penggunaan lift selama penerbangan kendaraan tersebut.

Latar belakang

[0003]Peralatan teknis yang tersedia saat ini untuk mengidentifikasi daya angkat di udara adalah peralatan yang tersedia secara komersial yang disebut "Variometer", juga dikenal sebagai Indikator Kecepatan Vertikal — VSI. Lift disebabkan oleh massa udara yang mengalir ke atas, mengangkat Aerial Vehicles yang terbang di dalamnya. Variometer adalah sensor 'perubahan tekanan udara', perubahan yang disebabkan oleh perubahan ketinggian atau aliran udara naik (Kadang-kadang disebut "Updraft" — aliran udara ke atas, seperti termal). Peralatan ini kemudian memberikan indikasi visual dan/atau suara kepada pilot, tentang jenis perubahan (angkat=naik atau turun=turun) dan laju kenaikan atau penurunan ketinggian (meter per detik, dll.). Variometer atau VSI semacam itu dipasang di hampir setiap Kendaraan Arial komersial, di Glider apa pun dan sebagian besar pilot layang gantung & paralayang membeli instrumen Variometer dan menggunakannya selama penerbangan,

[0004] Variometer dapat menunjukkan lift atau penurunan, tetapi tidak dapat memberikan informasi tentang dimana lift yang lebih kuat. Itu hanya menunjukkan bahwa indranya naik atau turun. Ini adalah metode yang umum dilakukan oleh pilot kendaraan udara tanpa tenaga untuk mulai berbelok ketika variometer menunjukkan gaya angkat, untuk tetap berada di dalam lift dan tidak melewatinya, terbang seperti yang dilakukan bangau - di jalur melingkar atau heliks, di dalam lift (seperti termal). Seperti yang digunakan di sini, istilah "tidak bertenaga" mencakup pesawat yang terbang tanpa daya, baik pesawat tersebut memiliki daya atau tidak.

[0005] Pilot kendaraan udara tak bertenaga yang berpengalaman kadang-kadang dapat mengidentifikasi arah ke inti lift untuk termal dengan merasakannya di tempat duduk mereka, misalnya, dengan merasakan pergerakan kendaraan udara. Karena itu, pilot kendaraan udara tak bertenaga yang berpengalaman umumnya bertahan lebih lama daripada pilot pemula, yang belum belajar merasakan gaya angkat. Saat ini tidak ada solusi teknis yang diketahui untuk mengarahkan pilot ke lift tertinggi (seperti thermal core atau peak ridge lift, dll.), atau bahkan tetap berada di lift dan tidak kehilangannya, sehingga sebagian besar pilot memiliki penerbangan yang lebih pendek, karena kalah. angkat akan mengakibatkan kehilangan ketinggian dan berarti penerbangan yang lebih pendek.

[0006] Elemen penginderaan angkat dasar adalah sensor variometer (AKA Indikator Kecepatan Vertikal). Ini adalah perangkat yang tersedia secara komersial. Perlu dicatat bahwa Sensor Variometer terdiri dari 2 bagian utama: Sensor tekanan udara sederhana dan perangkat "penghitung" analog atau digital, mekanik atau elektronik yang melaporkan tingkat perubahan tekanan udara dari waktu ke waktu (angkat atau lebih rendah) dalam data yang didapatnya dari sensor tekanan. Karena sensor Variometer jauh lebih mahal daripada sensor tekanan sederhana dan karena Kendaraan Udara dilengkapi dengan komputer terpasang, perubahan tekanan udara dari waktu ke waktu dapat dihitung oleh komputer ini, sehingga tekanan udara sederhana dapat digunakan di mana saja di Variometer. sensor disebutkan dalam makalah ini, untuk menurunkan biaya solusi.

[0007] Sebelum melanjutkan ke bagian selanjutnya dari pengungkapan ini, perlu diketahui bahwa pengungkapan ini dapat mengatasi beberapa kekurangan yang tercantum atau tersirat dalam bagian Latar Belakang ini. Namun, setiap manfaat tersebut tidak membatasi ruang lingkup prinsip-prinsip yang diungkapkan, atau klaim terlampir, kecuali sejauh yang dinyatakan secara tegas dalam klaim.

Gambar 1

[0008] Selain itu, diskusi tentang teknologi di bagian Latar Belakang ini mencerminkan pengamatan, pertimbangan, dan pemikiran penemunya sendiri, dan sama sekali tidak dimaksudkan untuk, membuat katalog secara akurat, atau meringkas secara komprehensif referensi atau praktik seni sebelumnya . Dengan demikian, para penemu dengan tegas menolak bagian ini sebagai penemuan sebelumnya yang diakui atau diasumsikan. Selain itu, identifikasi atau implikasi di sini dari satu atau lebih tindakan yang diinginkan mencerminkan pengamatan dan ide penemu sendiri, dan tidak boleh dianggap menunjukkan keinginan yang diakui seni.

Ringkasan

[0009]Seperti disebutkan di atas, inovasi yang dijelaskan di sini berkaitan dengan pesawat yang lebih berat daripada pesawat udara, yang mungkin bertenaga atau tidak bertenaga, berawak atau tidak berawak. Contohnya termasuk pesawat terbang atau pesawat model, glider atau model glider (dengan atau tanpa motor), sailplane atau model sailplane (baik dengan atau tanpa motor), hang-glider, paraglider (dengan atau tanpa motor), speedflying craft, parafoil dan kerajinan lainnya. Kendaraan udara jenis ini selanjutnya disebut sebagai kendaraan udara “kendaraan udara” atau kendaraan udara “lebih berat dari udara”. Lebih khusus lagi, penemuan ini berada dalam bidang teknis pengidentifikasian yang lebih baik (dibandingkan dengan metode lain yang tersedia saat ini) daya angkat udara dan lebih baik menggunakan daya angkat tersebut, untuk menambah ketinggian. Motor opsional dan baling-baling ditentukan di sini, untuk diaktifkan, saat kondisi pengangkatan rendah hadir.

Uraian Singkat Beberapa Tampilan Gambar

[0010] Sementara klaim terlampir menetapkan fitur dari teknik ini dengan kekhususan, teknik ini, bersama dengan objek dan keunggulannya, dapat dipahami dengan baik dari uraian terperinci berikut yang diambil bersama dengan gambar yang menyertainya:

[0011] Gbr. 1 adalah diagram skematik yang menunjukkan lokasi sensor dasar dalam penerapan satu atau lebih perwujudan dari prinsip yang diungkapkan;

[0012] Gbr. 2 adalah diagram skematik yang menunjukkan lokasi sensor yang diperluas untuk pembuatan peta pengangkatan yang lebih baik, di mana sensor tambahan ditempatkan pada batang atau kabel pemanjang yang dapat dilipat untuk membuat peta pengangkatan yang lebih luas dan lebih detail;

[0013] Gbr. 3 adalah contoh diagram yang menunjukkan satu sisi kendaraan udara yang memasuki lift, misalnya thermal, sebagai contoh bagaimana lift terdeteksi, peta lift dibuat dan rekomendasi kepada pilot atau autopilot dihasilkan, dimana pada tahap ini, tidak ada tindakan yang perlu dilakukan, sistem hanya mengukur dan memeriksa apakah suhunya benar-benar terdeteksi, artinya tekanannya semakin rendah;

[0014] Gbr. 4 adalah contoh diagram yang menunjukkan kendaraan udara saat melewati pusat lift dalam contoh bagaimana lift dideteksi, peta lift dibuat dan rekomendasi untuk pilot atau autopilot dihasilkan, dimana, dalam skenario yang diilustrasikan, kendaraan udara harus belok kanan untuk tetap berada di dalam termal;

Gambar 2

[0015] Gbr. Gambar 5 adalah diagram skematik yang menunjukkan kendaraan udara berputar dalam lift (misalnya termal), memperoleh ketinggian, menelusuri lingkaran optimal jejak kendaraan udara berdasarkan rekomendasi yang disampaikan kepada pilot atau perintah yang bersumber dari autopilot; dan

[0016] Gbr. Gambar 6 adalah diagram ridge lift yang menunjukkan area ridge lift yang dibuat ketika angin berdampak pada ridge dari kiri dan dialihkan ke atas, mengikuti garis ridge.

Detil Deskripsi

[0017] Sebelum menyajikan pembahasan rinci tentang perwujudan dari prinsip-prinsip yang diungkapkan, beberapa teori angkat dasar dan gambaran umum tentang perwujudan tertentu diberikan untuk membantu pembaca dalam memahami diskusi selanjutnya. Sebagai langkah awal, kendaraan udara tanpa tenaga tetap di udara dengan menggunakan gaya angkat udara, seperti gaya angkat termal atau gaya angkat bubungan. Termal, yang merupakan sumber daya angkat paling umum dalam penerbangan tanpa tenaga, adalah kolom udara yang mengalir ke atas karena lebih panas daripada udara di sekitarnya, dan lapisan udara atas bahkan lebih dingin. Termal biasanya memiliki penampang bulat atau mirip dengan bulat, dengan diameter mulai dari beberapa meter hingga beberapa kilometer.

[0018] Badai adalah contoh panas yang sangat kuat. Batas luar termal memiliki tekanan udara yang sedikit lebih rendah dan suhu yang sedikit lebih tinggi daripada udara di sekitarnya, sehingga ada sedikit daya angkat di sana. Inti termal (pusat kolom) memiliki tekanan udara lokal terendah dan suhu tertinggi di termal, dan bagian termal ini memiliki daya angkat terkuat. Dengan demikian, bagian ini mengalir ke atas paling cepat, dibandingkan dengan bagian terluar termal. Dengan kata lain, lift terkuat dan terpanas berada di pusat termal. Idealnya, pilot kendaraan udara atau autopilot mampu mengidentifikasi termal dan putaran termal ini dalam jalur heliks, seperti yang dilakukan burung tertentu, yang paling dekat dengan pusat termal. ARA. 5adalah contoh thermaling di lokasi lift setinggi mungkin. Jelas tidak mungkin untuk berputar di inti termal, karena ini adalah lokasi titik, tetapi dimungkinkan untuk berputar sedekat mungkin dengan inti, dengan radius belokan sekecil mungkin.

[0019] Pengangkatan bubungan (ditunjukkan dalam Gambar 6 ) dihasilkan oleh angin, berdampak pada diskontinuitas seperti bubungan, dan dialihkan ke atas, mengalir dengan kurva penghalang, menciptakan vektor udara yang bergerak ke atas, yaitu, sebuah sumber angkat. Pada umumnya lift terkuat terdapat tepat di atas titik tertinggi ridge, dan semakin lemah pada kedua arah, dengan batas garis X dan Y. Berbeda dengan thermal lift, ridge lift terdiri dari udara yang tidak lebih panas. daripada udara di sekitarnya. Memang, udara di punggung bukit kadang-kadang bahkan lebih dingin daripada udara di sekitarnya, misalnya, jika angin datang dari laut, menghantam punggung pantai.

[0020] Fakta ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis lift dan cara menentukan lift maksimum, dengan melacak puncak tertinggi punggungan. Ketika kendaraan udara melintasi lift, ia dapat mengukur apakah itu adalah ridge lift, mengidentifikasi lift terkuat dalam garis X dan Y pada Gbr. 6 , dan bermanuver untuk tetap berada di lift terkuat (dengan prediksi di jalur garis punggungan). Ini dapat sangat membantu pilot dan autopilot. Informasi yang diperoleh dari basis data geografis dapat digunakan untuk memahami struktur punggungan secara geografis, dan menggunakannya dalam memprediksi ke mana arah punggungan, untuk menemukan lift terbaik.

[0021] Alat bantu saat ini dalam menemukan daerah pengangkatan udara, memprediksi gerakannya di masa depan, dan secara opsional memodifikasi perhitungan dan prediksi berdasarkan pembacaan sensor. Dalam perwujudan, sistem beroperasi untuk menambah ketinggian dan tetap tinggi selama mungkin. Lift dan arah ke lokasi lift terbaik dapat diidentifikasi dengan menggunakan beberapa variometer dan/atau sensor akselerator, dengan bantuan sensor suhu.

Gambar 3

[0022]Penggunaan variometer dan/atau sensor akselerator vertikal (pada sumbu Z, merasakan gerakan ke atas atau ke bawah) di berbagai lokasi memungkinkan deteksi gerakan sumbu Z yang lebih baik, sehingga gerakan yang diciptakan oleh pengangkatan udara dapat dirasakan di berbagai bagian kendaraan udara . Dalam perwujudan, sensor variometer dan/atau akselerometer ini terletak di ujung sayap. Dalam kasus kendaraan udara tanpa tenaga, satu-satunya cara untuk menambah ketinggian adalah dengan menggunakan angkatan udara — udara yang mengalir ke atas. Seperti disebutkan di atas, ada beberapa sumber daya angkat, misalnya, daya angkat termal, daya angkat gunung atau punggungan, daya angkat "depan cuaca", daya angkat "gelombang awan", dll. Semua jenis daya angkat ini didukung dalam penemuan ini. Kendaraan udara bertenaga juga dapat menerapkan penemuan ini untuk menurunkan biaya penerbangan, menghemat bahan bakar, menurunkan penggunaan mesin, dan memberikan penerbangan yang umumnya lebih tenang.

[0023]Implementasi dapat mencakup pemasangan sensor variometer dan/atau sensor akselerator pada masing-masing ujung sayap pesawat layang, misalnya, 2 sensor variometer dan/atau 2 sensor akselerometer. Solusi minimum ini (sebuah sensor di setiap ujung sayap) dapat memberikan data tentang gaya angkat yang masuk (seperti yang dilakukan saat ini, dengan variometer tunggal yang terletak di tengah kendaraan udara), namun dengan manfaat area deteksi yang lebih luas, juga sebagai pengarahan ke mana lift terdeteksi, (yaitu, ke kiri atau kanan kendaraan) untuk mengarahkan pilot atau autopilot untuk berbelok ke lift. Solusi ini paling baik dioptimalkan untuk parafoil, paraglider, atau kendaraan udara jenis speedflying, karena 2 titik ini terletak cukup jauh dari satu sama lain ke samping, sehingga resolusi pengangkatan akan cukup. Alternatif memerlukan pemasangan sensor seperti yang dijelaskan dalam Gambar.1 dan 2 , dimana sensor ditempatkan pada kulit kendaraan udara dan juga di luar glider seperti dijelaskan dalam Gbr. 2 . Data sensor dapat digunakan untuk menyusun peta lift secara artifisial yang kemudian dapat ditampilkan di layar pilot, untuk digunakan oleh pilot sebagai panduan, atau dapat digunakan oleh autopilot untuk secara otomatis mengarahkan kendaraan udara ke lift terbaik yang terdeteksi. Informasi ini juga dapat ditransmisikan ke pilot tetangga lain atau kendaraan udara tak berawak di area tersebut, atau dapat disimpan dalam database untuk digunakan dalam mempelajari cuaca di area tersebut, selama beberapa hari, minggu, bulan, musim, dan tahun untuk mendapatkan data statistik pengangkatan.

[0024] Sensor suhu dapat ditempatkan di setiap lokasi di mana variometer dan/atau akselerometer berada, untuk memeriksa suhu aliran udara. Ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi apakah udara yang mengalir ke atas adalah termal (udara yang biasanya lebih panas dari udara di sekitarnya) atau ridge lift, di mana udara yang mengalir ke atas biasanya memiliki suhu yang sama dengan udara di sekitarnya, atau lebih dingin dari udara di sekitarnya. . Data suhu ini dapat digunakan oleh autopilot untuk memilih algoritme pengangkatan yang sesuai, misalnya algoritme termal atau algoritme bubungan. Algoritme termal mengidentifikasi pusat kolom termal, sedangkan algoritme punggungan mengidentifikasi jalur pengangkatan di sepanjang punggungan.

[0025] Lokasi sensor tambahan pada kulit kendaraan udara dapat digunakan untuk mendapatkan pembacaan tekanan udara yang lebih baik di sekitar kendaraan udara. Perwujudan ini dapat dilihat pada Gambar. 1, khususnya lokasi A, B, C, D, E, F, L dan M. Selain itu, untuk mendapatkan resolusi yang lebih baik dari peta angkat, satu atau lebih sensor variometer dapat dipasang di luar garis kendaraan udara, pada kabel yang menghubungkan hidung kendaraan udara ke masing-masing ujung sayap dan kabel yang menghubungkan titik belakang kendaraan udara ke masing-masing ujung sayap. Sensor juga dapat ditempatkan pada batang perpanjangan yang dapat dilipat (seperti pipa panjang, memanjang ke depan, belakang dan samping kendaraan udara, dll.) Untuk mengukur tekanan udara jauh ke depan, jauh ke belakang dan ke samping, untuk mendapatkan yang lebih luas dan lebih peta pengangkat udara terperinci dari udara di sekitar kendaraan udara.

[0026] Sebuah contoh penerapan seperti itu dapat dilihat pada Gambar. 2. Extender ini dapat dilipat, untuk mengurangi hambatan saat tidak digunakan, seperti saat lepas landas, mendarat, dan sebagainya. Keluaran sensor (data yang dihasilkan oleh sensor) diteruskan ke komputer on-board. Komputer mengumpulkan semua data sensor dan menghitung serta menggambar peta pengangkatan udara virtual saat ini di sekitar kendaraan udara. Ini dapat dilakukan terus menerus (misalnya, beberapa kali per detik) untuk mengukur perubahan dan membuat keputusan berdasarkan informasi tersebut. Komputer menghitung tingkat angkat per sensor, dan menentukan apakah kendaraan udara bergerak ke pusat angkat (angkat terkuat), apakah lurus ke depan, atau ke kanan atau ke kiri hidung kendaraan udara, dan memberikan rekomendasi arah kepada pilot untuk terbang ke arah lift terkuat atau menerbangkan kendaraan udara ke lift yang lebih baik, dalam operasi auto-pilot.

[0027] Kendaraan udara mungkin memiliki sensor posisi global seperti GPS untuk menentukan lokasinya saat ini dan sensor tekanan udara barometrik untuk menentukan ketinggian. Karena setiap sensor variometer/akselerometer terletak di lokasi tetap relatif terhadap kendaraan udara, yang diketahui komputer, komputer memiliki lokasi setiap sensor di ruang angkasa setiap saat. Mempertimbangkan hal ini, peta angkat terperinci seketika dapat dihitung oleh komputer on-board dan dapat terus diperbarui, untuk mencakup area yang lebih luas yang dilalui kendaraan udara dalam penerbangan tertentu.

[0028] Kecerdasan buatan dapat digunakan dalam proses ini untuk memproses semua informasi masa lalu untuk lokasi saat ini, dan memberikan perkiraan terbaik dari pergerakan arah lift, dari waktu ke waktu, untuk membantu dan memandu pilot atau autopilot. Koreksi dapat diterapkan, secara real time, untuk membandingkan estimasi terbaik dengan kondisi saat ini dan melakukan koreksi untuk titik terbang berikutnya. Peta lift saat ini dapat didasarkan pada sensor saat ini dan data GPS dan sebagai tambahan, memproses informasi historis di area ini, untuk menyempurnakan jalur terbang berikutnya, yaitu titik lift terbaik berikutnya.

Gambar 4

[0029] Dalam kasus penerbangan berawak, peta lift dapat diproses untuk memberikan indikasi yang dapat diandalkan kepada pilot, misalnya, melalui visual pada layar khusus dan/atau sinyal audio, memancarkan sinyal yang berbeda untuk menunjukkan kapan dan di mana arah untuk berbelok dan di bank mana, untuk menemukan lift yang lebih baik. Saat autopilot mengendalikan kendaraan udara, keputusan dibuat oleh komputer, dan arah untuk terbang dijalankan oleh autopilot (komputer). Jika titik awal saat ini adalah udara yang tenang (misalnya, pada dasarnya tidak ada pengangkatan), sensor tunggal menunjukkan tekanan udara lebih rendah (naik) dan/atau gerakan ujung sayap (ditunjukkan oleh sensor akselerometer yang relevan) dan secara opsional suhu udara sedikit lebih tinggi daripada kendaraan udara lain di sekitar udara, adalah tanda bahwa termal pertama dapat dirasakan.

[0030] Mungkin diperlukan beberapa peta pengangkatan berkelanjutan dan lebih banyak sensor yang menunjukkan bahwa mereka juga berada di area bertekanan rendah, untuk mengidentifikasi apakah itu benar-benar pengangkatan atau hanya gelembung udara kecil yang mengalir ke atas. Jika pengangkatan mulai dirasakan di sensor tetangga, terus menerus selama beberapa detik, komputer menentukan bahwa pengangkatan yang sebenarnya telah terdeteksi dan arahnya diidentifikasi. Pilot atau autopilot sekarang akan diberi tahu arah ke lift ini, sehingga mengarahkan mereka, termasuk sudut kemiringan, ke lift terbaik.

[0031] Dalam perwujudan yang signifikan, data angkat yang andal disediakan untuk pilot atau autopilot. Jika seorang pilot, dia akan memiliki opsi untuk mengaktifkan mode "autopilot" opsional dari komputer on-board, yang secara otomatis akan terbang ke lift terkuat, berdasarkan pada beberapa struktur variometer dan/atau beberapa struktur akselerometer. , dasar untuk aplikasi paten ini. Jika kendaraan udara terbang di area dengan beberapa sumber daya angkat (seperti medan termal padat) yang diidentifikasi oleh komputer, pilot atau autopilot diarahkan ke pusat daya angkat terkuat, yang memiliki inti yang memiliki angkat terkuat — seperti termal terkuat.

[0032] Peta lift dapat dibagikan dengan kendaraan udara lain di area tersebut melalui saluran komunikasi nirkabel, untuk dievaluasi oleh komputer kendaraan udara lainnya. Komputer yang mendapatkan data daya angkat tersebut dari komputer kendaraan udara tetangga, dapat memutuskan untuk merekomendasikan kepada pilotnya untuk bergabung dengan kendaraan udara tetangga dalam daya angkatnya, karena mungkin lebih menjanjikan daripada peta daya angkatnya. Ini adalah tindakan yang sama dan autopilot dapat mengambil, membuat keputusan untuk meninggalkan lift saat ini dan bergabung dengan lift yang lebih baik, sesuai dengan peta lift yang baru saja diterima. Bergabung dengan kendaraan udara tetangga dalam liftnya akan didasarkan pada aturan “right of way” yang jelas, yang digunakan dalam lalu lintas udara.

[0033] Peta angkat dapat terus dikirim ke stasiun pangkalan yang menyimpan data, untuk diproses lebih lanjut, seperti memberikan statistik angkat selama hari, tanggal, lokasi, musim dll., untuk digunakan oleh pilot saat merencanakan penerbangan. Kecerdasan Buatan dapat digunakan untuk mengekstrak data dari peta lift historis.

[0034]Kendaraan udara tak bertenaga, dengan menggunakan penemuan ini, dapat menggunakan panel surya, yang dipasang di sayap dan secara opsional di badan pesawat, untuk menyalakan elektronik di dalam kendaraan udara, mengisi baterai (untuk terus menyalakan elektronik di dalam pesawat saat matahari tersembunyi, seperti seperti oleh awan atau bayangan gunung) dan dalam beberapa kasus untuk menyalakan motor dan baling-baling opsional. Kendaraan udara tak bertenaga yang mengandalkan kondisi meteorologi mungkin terpaksa mendarat jika tidak dapat menemukan daya angkat yang memadai. Untuk mengatasi masalah ketidakandalan ini dan untuk meningkatkan keandalan dalam melakukan tugasnya (jika suatu tugas diberikan padanya), penemuan ini juga menentukan formasi penerbangan dari segerombolan atau kelompok kendaraan udara tak bertenaga dengan tugas yang diberikan pada masing-masing kendaraan udara. Jika salah satu kendaraan perlu mendarat, penugasannya akan dipindahkan ke kendaraan udara lain yang berdekatan atau,

[0035] Gbr. 1 menjelaskan lokasi sensor. Semua sensor variometer harus ditempatkan untuk mengukur tekanan statis, tersembunyi dari tekanan dinamis yang diciptakan oleh aliran udara pada permukaan kendaraan udara. Variometer, akselerometer, dan sensor suhu dapat ditempatkan di lokasi yang ditunjukkan pada Gbr. 1 yaitu lokasi A, B, C, DE, F, L dan M. Hal ini akan memastikan peta lift yang detail. Namun, jumlah minimum sensor yang memungkinkan penerapan ini adalah 2, misalnya, satu sensor di ujung setiap sayap. Ini mungkin termasuk satu variometer, satu akselerometer dan satu sensor suhu di setiap ujung sayap, di lokasi A dan B.

Gambar 5

[0036] Gbr. 2 menunjukkan semua sensor seperti pada Gambar. 1 , dengan sensor tambahan, terletak di luar badan kendaraan udara, pada kabel atau batang pemanjang, lebih jauh dari kulit kendaraan. Ini memberikan data untuk kemampuan pengindraan pengangkatan yang lebih baik dan lebih luas, untuk peta pengangkatan yang mendetail dan lebih luas. Ini akan sangat bermanfaat pada hari-hari ketika termal kurang padat dan tersebar; memiliki area yang lebih besar untuk penginderaan lift berkontribusi pada identifikasi lift yang lebih baik dan dengan demikian dapat memberikan waktu penerbangan tambahan. Kemampuan untuk menemukan daya angkat dengan sensor yang terletak pada batang yang diperpanjang bahkan lebih baik, tetapi tergantung pada panjang batang dan keuntungan yang diberikan oleh data tambahan mungkin setidaknya sebagian diimbangi oleh tarikan aerodinamis yang dibuat oleh batang ini.

[0037] Dalam kedua Gambar. 1 dan Gbr. 2 , sensor akselerator dapat ditempatkan di lokasi A dan B dan secara opsional di titik C dan D, untuk merasakan pengangkatan sayap, hidung dan ekor, saat memasuki batas lokasi pengangkatan. Sebagai Gambar. 3 menunjukkan, ketika bagian dari sayap memasuki termal (seperti sayap kanan, lokasi A), sayap ini terangkat. Pengangkatan ini dapat diidentifikasi oleh sensor variometer, tetapi juga oleh sensor akselerator, untuk menunjukkan tingkat pengangkatan sebenarnya, tidak hanya tekanan udara yang lebih rendah. Ini akan memberikan pengukuran yang lebih baik dan lebih halus untuk komputer, untuk memberikan keputusan yang lebih tepat bagi pilot atau autopilot untuk berubah menjadi lift.

[0038] Dalam kedua Gambar. 1 dan Gbr. 2 , sensor suhu dapat ditempatkan di lokasi A dan B dan opsional di titik C dan D, untuk merasakan suhu udara di ujung sayap dan opsional, hidung dan ekor, saat memasuki batas udara panas (termal). Sebagai Gambar. 3 menunjukkan, ketika bagian dari sayap memasuki termal (seperti sayap kanan, lokasi A), ujung sayap ini berada di dalam termal, sedangkan ujung sayap lainnya dan semua ukuran sensor lainnya adalah suhu. Ini adalah indikasi yang jelas bahwa ujung sayap A berada dalam pengangkatan termal dan bukan pengangkatan bubungan.

[0039] Gbr. 3menunjukkan termal (lingkaran gelap di sisi kanan gambar, di mana warna yang lebih gelap menandakan daya angkat yang lebih kuat), dan kendaraan udara dengan bagian sayap kanannya di termal. Dalam hal ini, sensor variometer di lokasi A melaporkan penurunan tekanan udara dan sensor akselerator melaporkan bahwa sayap bergerak ke atas. Jika tidak ada sensor lain yang melaporkan perubahan serupa, komputer mencatat bahwa ujung sayap kanan berada dalam jangkauan. Juga, saat bergerak maju, sensor variometer A melaporkan tekanan yang lebih rendah dan sensor akselerator melaporkan ujung sayap kanan berakselerasi ke atas, dan sensor suhu melaporkan peningkatan suhu udara. Ini terjadi karena 3 sensor di lokasi A bergerak dalam termal, semakin dekat ke pusatnya, di mana tekanan udara lebih rendah dan gaya angkat lebih tinggi dan suhu semakin tinggi.

[0040] Sementara kendaraan udara terus terbang ke depan, grup sensor L pada Gbr. 4 akan masuk ke termal, dan akan melaporkan ke data komputer yang menunjukkan bahwa grup sensor L berada di dalam termal. Sekarang peta lift akan didasarkan pada 2 sensor (A dan L), dan seiring waktu, gambar peta lift di dalam komputer akan lebih detail dan akurat.

[0041] Gbr. 3 adalah contoh ekstrem, di mana hanya satu sensor (sensor di ujung sayap A dalam contoh ini) yang masuk ke termal, kemudian sensor variometer kedua masuk, seperti pada Gambar. 4 , dan komputer memiliki jumlah data yang relatif kecil untuk membuat keputusan, tetapi ini mungkin cukup. Itu dapat menggambar peta lift berpendidikan dan secara tentatif mengidentifikasi pusat lift untuk pilot / autopilot. Jika penyepuh melintasi termal lebih dekat ke pusat, lebih banyak sensor akan merasakan (dan melaporkan) lift, masing-masing di lokasinya. Di sini, komputer memiliki lebih banyak informasi, peta lift akan lebih detail dan lebih dapat diandalkan, sehingga rekomendasi untuk pilot/autopilot akan lebih dapat diandalkan.

[0042] Sensor pada Gbr. 3 akan merasakan tekanan semakin rendah saat kendaraan udara melintas, hingga titik di mana ujung sayap kanannya sejajar dengan pusat termal. Setelah kendaraan udara melewati titik ini, seperti pada Gambar. 4 , tekanan udara yang dirasakan di sensor A dan L akan mulai meningkat, artinya sensor terasa lebih rendah. Ini adalah poin penting, karena sekarang komputer penyepuh telah menemukan daya angkat maksimum, sehingga sayap kanannya mengarah ke pusat termal dan sekarang daya angkat semakin rendah, dan sekarang harus merekomendasikan pilot/autopilot untuk mulai berbelok ke kanan. , agar tetap berada di dalam thermal (lift), dan tidak sekedar melewatinya dan keluar dari area lift.

Gambar 6

[0043] Jika lebih banyak kelompok sensor masuk ke termal (seperti kelompok sensor F, D, C, E dll. pada Gambar 4 ), komputer akan menghasilkan peta lift yang akan jauh lebih rinci dan akurat. Hal ini dicapai dengan algoritma glider, belok kanan, dalam contoh ini. Bagian ini menjelaskan algoritme menggunakan sayap kanan yang memasuki termal sebagai contoh, tetapi prosesnya sama untuk termal jika sisi kiri memasuki termal. Dalam kasus ganjil di mana pesawat layang memasuki pusat termal dan maju, setelah melewati termal (di mana tekanan udara mulai meningkat), ia dapat berbelok ke kanan atau ke kiri; di mana pun ia merasakan lift yang sedikit lebih tinggi.

[0044] Secara optimal, ketika komputer telah menghasilkan beberapa peta lift berturut-turut, menunjukkan peningkatan tekanan udara yang andal dan stabil, yang berarti lift semakin rendah, ini adalah poin yang direkomendasikan komputer agar pilot / autopilot mulai berbelok tajam ke angkat, untuk tinggal di termal. Jika pilot tidak bereaksi, kendaraan udara akan keluar dari lift. Dalam hal ini, karena peta lift disimpan dalam memori komputer on-board, komputer terus merekomendasikan agar pilot kembali ke area termal sebelumnya, sambil juga mencari lift baru.

[0045] Jalur penerbangan optimal untuk mendapatkan daya angkat dan ketinggian terbaik dalam arus termal ditunjukkan pada Gbr. 5 . Komputer menunjukkan arah untuk: 1. menempatkan semua sensor terpasangnya di dalam termal, sehingga semua permukaan sayap kendaraan menghasilkan gaya angkat, untuk mendapatkan ketinggian terbaik dan 2. berputar paling dekat dengan pusat termal, tempat gaya angkat paling kuat, berputar dalam radius terkecil yang dapat dicapai oleh kendaraan udara dan pilot (jika itu adalah penerbangan berawak) untuk dapat bertahan. Ini harus membuat jalur seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 5 dan dapatkan ketinggian maksimum dari arus termal.

[0046] Komputer kendaraan udara dapat berbagi koleksi peta lift terbaru dengan komputer kendaraan udara lainnya (menggunakan komunikasi nirkabel), untuk memungkinkan komputer kendaraan udara lain untuk mengevaluasi, dan mungkin memberikan rekomendasi kepada pilot mereka di lokasi lift yang menjanjikan .

[0047] Peta lift dapat digunakan bersama dengan stasiun pangkalan atau cloud komputasi, untuk disimpan dan diproses. Data dari kumpulan besar ini adalah statistik tentang termal khas yang dibuat di lokasi tertentu dalam periode tertentu dalam setahun (Mereka juga dikenal sebagai "termal rumah" di komunitas kendaraan udara tak bertenaga). Data ini dapat diproses dengan cara kecerdasan buatan, untuk memberikan estimasi terbaik pada lokasi lift berikutnya. Data ini akan dimasukkan ke dalam komputer kendaraan udara pilot pemula, untuk membantu mereka bertahan lebih lama, mendapatkan rekomendasi untuk sejarah termal, di atas rekomendasi penemuan saat ini.

[0048] Daya angkat yang dihasilkan oleh angin yang mengenai punggung bukit, menciptakan gaya angkat udara, dapat dilacak melalui metode yang serupa, yaitu menggunakan sensor variometer dan/atau sensor akselerometer pada ujung sayap kendaraan udara, di mana kendaraan udara akan mengidentifikasi gaya angkat, merekomendasikan kepada pilot untuk beralih ke lift, identifikasi apakah itu bukan termal bulat, tetapi lift ridge, cari jalur lift tertinggi di semua sensor dan rekomendasikan pilot/autopilot untuk tetap berada di jalur ini. Pengangkatan punggungan umumnya dalam garis lurus, tetapi garis ini melacak perubahan geografis, seperti lembah, belokan punggungan, dll.

[0049] Pembahasan ini terutama untuk kendaraan udara tak bertenaga, tetapi sangat relevan untuk kendaraan udara bertenaga juga, yaitu, untuk menambah ketinggian sambil menghemat bahan bakar, memungkinkan mesin untuk menganggur atau berhenti, dan untuk memberikan operasi yang umumnya lebih tenang dan lebih murah. Akan dihargai bahwa berbagai sistem dan proses telah diungkapkan di sini. Namun, mengingat banyaknya kemungkinan perwujudan yang dapat diterapkan prinsip pengungkapan ini, harus diakui bahwa perwujudan yang dijelaskan di sini sehubungan dengan gambar gambar hanya dimaksudkan sebagai ilustrasi dan tidak boleh dianggap membatasi ruang lingkup klaim. Oleh karena itu, teknik-teknik yang dijelaskan di sini mempertimbangkan semua perwujudan yang mungkin masuk dalam ruang lingkup klaim berikut dan yang setara dengannya.