Brevetti di aliante

Jan 02 2023

US 2019/0107453 A1: Identificazione e uso del ponte aereo per veicoli aerei più pesanti dell'aria

Questo è il settimo della nostra serie di selezioni relative agli alianti dai file dell'ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti (vedi Risorse, sotto). Sono presentati esclusivamente per l'interesse e l'intrattenimento dei nostri lettori.

Questo è il settimo della nostra serie di selezioni relative agli alianti dai file dell'ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti (vedi Risorse , sotto). Sono presentati esclusivamente per l'interesse e l'intrattenimento dei nostri lettori. Non sono modificati in alcun modo, se non per intervallare i disegni nel testo. Disclaimer: a) L'inclusione di un dato brevetto in questa serie non costituisce espressione di alcuna opinione sul brevetto stesso. b) Questo documento non ha alcun valore legale; per questo, fare riferimento al documento originale sul sito web dell'USPTO. — Ed.

Astratto

Vengono divulgati sistemi e metodi per rilevare automaticamente una portanza migliore e utilizzare la portanza per rimanere in volo più a lungo, fornire raccomandazioni al pilota del veicolo aereo o controllare completamente il volo del veicolo aereo. Le tecniche divulgate riguardano veicoli aerei quali aeroplani o modellini di aeroplani, alianti o modellini di alianti, alianti o modellini di alianti, deltaplani, parapendii, speedflying, parafoil ecc. , termica, ridge lift ecc.) per prolungare il tempo in cui il veicolo aereo può essere tenuto in alto. I dati che fluiscono dai sensori vengono immessi in un computer, che può fornire raccomandazioni al pilota o all'autopilota (Computer) sulla migliore traiettoria da prendere, per trovare una migliore portanza e rimanere in alto.

Applicazione correlata

[0001] Questa domanda è correlata e rivendica la priorità dalla domanda provvisoria statunitense n. №62/568.506, depositato il 5 ottobre 2017 e intitolato "Un metodo per identificare meglio il trasporto aereo e utilizzare meglio questo trasporto aereo per veicoli aerei più pesanti dell'aria". La precedente domanda è qui incorporata nella sua interezza per tutto ciò che insegna e divulga senza esclusione di alcuna sua parte.

Campo tecnico

[0002] La presente descrizione è relativa ai veicoli aerei e, più in particolare, è relativa all'identificazione e all'uso della portanza durante il volo di tali veicoli.

Sfondo

[0003]L'apparato tecnico attualmente disponibile per identificare la portanza nell'aria è un apparecchio disponibile in commercio chiamato "Variometro", noto anche come Indicatore di velocità verticale - VSI. Il sollevamento è causato dalla massa d'aria che sale, sollevando i veicoli aerei che volano al suo interno. Il variometro è un sensore di "variazione della pressione dell'aria", cambiamenti causati dal cambiamento di altitudine o dal flusso d'aria che sale (a volte chiamato "corrente ascensionale" - flusso d'aria verso l'alto, come la termica). Questo apparato fornisce quindi un'indicazione visiva e/o acustica al pilota, sul tipo di variazione (sollevamento=salita o abbassamento=discesa) e la velocità con cui si guadagna o si perde quota (metri al secondo, ecc.). Tale Variometro o VSI è installato in quasi tutti i Veicoli Arial commerciali, in qualsiasi Aliante e la stragrande maggioranza dei piloti di deltaplano e parapendio acquista uno strumento Variometro e lo usa durante il volo,

[0004] Un variometro può indicare la portanza o la discesa, ma non può fornire informazioni su dove si trova una portanza più forte. Indica solo che rileva sollevamento o abbassamento. È un metodo comune da parte dei piloti di veicoli aerei non motorizzati iniziare a virare quando il variometro indica la portanza, rimanere all'interno della portanza e non attraversarla, volando come fanno le cicogne - in un percorso circolare o elicoidale, all'interno della portanza (come una termica). Come qui utilizzato, il termine "non potenziato" comprende un velivolo che vola senza alimentazione, indipendentemente dal fatto che il velivolo disponga o meno di potenza.

[0005] Piloti esperti di veicoli aerei non motorizzati possono talvolta identificare la direzione verso il nucleo portante per le termiche rilevandola nei loro sedili, ad esempio, rilevando il movimento del veicolo aereo. Per questo motivo, i piloti esperti di veicoli aerei non motorizzati generalmente rimangono in volo più a lungo dei piloti alle prime armi, che non hanno imparato a sentire la portanza. Al momento non sono note soluzioni tecniche per indirizzare il pilota verso la portanza più alta (come il nucleo termico o la portanza del crinale di picco ecc.), o anche rimanere nella portanza e non perderla, quindi la maggior parte dei piloti ha voli più brevi, perché perdendo la portanza comporterà una perdita di quota e implicherà un volo più breve.

[0006] L'elemento di rilevamento dell'ascensore di base è un sensore variometro (AKA Vertical Speed Indicator). È un dispositivo disponibile in commercio. Si noti per sottolineare che il sensore variometro è composto da 2 parti principali: un semplice sensore di pressione dell'aria e un dispositivo di "calcolo" analogico o digitale, meccanico o elettronico che riporta il tasso di variazione della pressione dell'aria nel tempo (sollevamento o abbassamento) nei dati che ottiene dal sensore di pressione. Poiché un sensore variometro è molto più costoso di un semplice sensore di pressione e poiché il veicolo aereo è dotato di un computer di bordo, la variazione della pressione dell'aria nel tempo può essere calcolata da questo computer, quindi una semplice pressione dell'aria può essere utilizzata ovunque un variometro sensore è menzionato in questo documento, per ridurre il costo della soluzione.

[0007] Prima di procedere con il resto di questa divulgazione, si dovrebbe tenere presente che la divulgazione può affrontare alcune delle carenze elencate o implicite in questa sezione di Contesto. Tuttavia, qualsiasi vantaggio di questo tipo non è una limitazione dell'ambito dei principi divulgati o delle rivendicazioni allegate, se non nella misura espressamente indicata nelle rivendicazioni.

Fig. 1

[0008] Inoltre, la discussione sulla tecnologia in questa sezione di sfondo riflette le osservazioni, le considerazioni e i pensieri degli inventori e non intende in alcun modo essere, catalogare accuratamente o riassumere in modo completo qualsiasi riferimento o pratica della tecnica anteriore . Pertanto, gli inventori declinano espressamente questa sezione come tecnica anteriore ammessa o presunta. Inoltre, l'identificazione o l'implicazione nel presente documento di uno o più corsi d'azione desiderabili riflette le osservazioni e le idee proprie degli inventori, e non si deve presumere che indichi una desiderabilità riconosciuta dal settore.

Sommario

[0009]Come notato sopra, le innovazioni qui descritte riguardano aeromobili più pesanti dell'aria, che possono essere motorizzati o non motorizzati, con o senza equipaggio. Gli esempi includono aeroplani o modellini di aeroplani, alianti o modellini di alianti (con o senza motore), alianti o modellini di alianti (con o senza motore), deltaplani, parapendio (con o senza motore), velivoli veloci, parafoil e altri mezzi. I veicoli aerei di questo tipo possono essere di seguito denominati "veicoli aerei" o veicoli aerei "più pesanti dell'aria". Più in particolare, la presente invenzione è nel campo tecnico di una migliore identificazione (rispetto ad altri metodi oggi disponibili) del sollevamento aereo e di un migliore utilizzo di tale sollevamento, per guadagnare più altezza. Il motore e l'elica opzionali sono definiti qui, da attivare, quando sono presenti condizioni di bassa portanza.

Breve descrizione delle diverse viste dei disegni

[0010] Sebbene le rivendicazioni allegate espongano le caratteristiche delle presenti tecniche con particolarità, queste tecniche, insieme ai loro scopi e vantaggi, possono essere meglio comprese dalla seguente descrizione dettagliata presa in combinazione con i disegni allegati di cui:

[0011] FIG. 1 è un diagramma schematico che mostra la posizione di sensori di base in un'implementazione di una o più forme di realizzazione dei principi divulgati;

[0012] FIG. 2 è un diagramma schematico che mostra le posizioni estese dei sensori per una migliore generazione della mappa di portanza, in cui i sensori aggiuntivi sono posizionati su aste o fili di estensione ripiegabili per creare una mappa di portanza più ampia e più dettagliata;

[0013] FIG. 3 è un diagramma di esempio che mostra un lato del veicolo aereo che entra in portanza, ad esempio una termica, come esempio di come viene rilevata la portanza, viene creata la mappa della portanza e viene prodotta la raccomandazione al pilota o all'autopilota, in cui in questa fase, non è necessario intraprendere alcuna azione, il sistema si limita a misurare e verificare che si tratti effettivamente di una termica rilevata, il che significa che la pressione si sta abbassando;

[0014] FIG. 4 è un diagramma di esempio che mostra il veicolo aereo mentre passa davanti al centro di sollevamento in un esempio di come viene rilevato il sollevamento, viene creata la mappa del sollevamento e viene prodotta la raccomandazione al pilota o all'autopilota, in cui, nello scenario illustrato, il veicolo aereo dovrebbe svoltare a destra per rimanere all'interno della termica;

Figura 2

[0015] FIG. 5 è un diagramma schematico che mostra il veicolo aereo che ruota in portanza (per esempio termica), guadagna quota, traccia un cerchio ottimale che il veicolo aereo traccia in base alla raccomandazione fornita al pilota o ai comandi provenienti dall'autopilota; e

[0016] FIG. 6 è un diagramma di sollevamento del crinale che mostra le aree di sollevamento del crinale create quando il vento colpisce un crinale da sinistra e viene deviato verso l'alto, seguendo il profilo del crinale.

Descrizione dettagliata

[0017] Prima di presentare una discussione dettagliata delle forme di realizzazione dei principi divulgati, viene fornita una teoria di sollevamento di base e una panoramica di alcune forme di realizzazione per aiutare il lettore a comprendere la discussione successiva. Come prima cosa, i veicoli aerei non alimentati rimangono in alto utilizzando il sollevamento aereo, come il sollevamento termico o il sollevamento di cresta. Una termica, che è la fonte di portanza più comune nei voli senza motore, è una colonna d'aria che scorre verso l'alto perché è più calda dell'aria circostante e gli strati d'aria superiori sono ancora più freddi. Una termica ha tipicamente una sezione trasversale tonda o simile a tonda, con un diametro che va da pochi metri fino a qualche chilometro.

[0018] Un uragano è un esempio di termica molto forte. I confini termici esterni hanno una pressione dell'aria leggermente inferiore e una temperatura leggermente più alta rispetto all'aria circostante, quindi c'è un leggero sollevamento lì. Il nucleo della termica (il centro della colonna) ha la pressione atmosferica locale più bassa e la temperatura più alta nella termica, e questa parte della termica ha la portanza più forte. Pertanto, questa parte scorre verso l'alto più velocemente rispetto alla parte esterna della termica. In altre parole, l'ascensione è più forte e più calda al centro di una termica. Idealmente, il pilota del veicolo aereo o l'autopilota è in grado di identificare una termica e girare in questa termica in un percorso elicoidale, proprio come fanno certi uccelli, più vicini al centro termico. FICO. 5è un esempio di termicamento nella posizione di sollevamento più alta possibile. È ovviamente impossibile ruotare nel nucleo termico, poiché si tratta di un punto, ma è possibile ruotare il più vicino possibile al nucleo, con un raggio di virata minimo possibile.

[0019] La portanza della cresta (mostrata in FIG. 6 ) viene creata dal vento, che colpisce una discontinuità come una cresta, e viene deviata verso l'alto, scorrendo con la curva dell'ostacolo, creando un vettore d'aria che si muove verso l'alto, cioè un fonte di sollevamento. In generale, la portanza più forte si trova appena sopra il punto più alto della cresta e si indebolisce in entrambe le direzioni, con i limiti delle linee X e Y. Contrariamente alla portanza termica, la portanza della cresta è composta da aria non più calda rispetto all'aria circostante. In effetti, l'aria nel sollevamento del crinale a volte è persino più fresca dell'aria circostante, ad esempio, se è il vento che arriva dal mare e colpisce un crinale costiero.

[0020] Questo fatto può essere utilizzato per identificare il tipo di portanza e come individuare la portanza massima, tracciando il picco più alto della cresta. Quando il veicolo aereo attraversa la portanza, può valutare se si tratta di portanza di cresta, identificare la portanza più forte all'interno delle linee X e Y in FIG. 6 , e manovra per mantenersi nella risalita più forte (con previsione sul sentiero della linea di cresta). Questo può aiutare molto il pilota e l'autopilota. Le informazioni derivate dai database geografici possono essere utilizzate per comprendere geograficamente la struttura della cresta e utilizzarle per prevedere dove va la cresta, per trovare la migliore portanza.

[0021] Il presente aiuta a localizzare le regioni del trasporto aereo, a prevederne il movimento futuro e, facoltativamente, a modificare i calcoli e le previsioni in base alle letture dei sensori. In una forma di realizzazione, il sistema funziona per guadagnare altezza e rimanere in alto il più a lungo possibile. L'ascensore e la direzione verso la migliore posizione dell'ascensore possono essere identificati utilizzando più variometri e/o sensori dell'acceleratore, con l'aiuto di un sensore di temperatura.

Fig. 3

[0022]L'uso di un variometro e/o di un sensore dell'acceleratore verticale (sull'asse Z, che rileva il movimento verso l'alto o verso il basso) in varie posizioni consente un migliore rilevamento del movimento sull'asse Z, in modo tale che il movimento creato dal sollevamento aereo possa essere rilevato in varie parti dei veicoli aerei . In una forma di realizzazione, questi sensori variometrici e/o accelerometrici sono situati nelle punte delle ali. Nel caso di veicoli aerei non motorizzati, l'unico modo per guadagnare quota è utilizzare il sollevamento aereo, l'aria che scorre verso l'alto. Come notato sopra, ci sono diverse fonti di portanza, per esempio, portanza termica, portanza di montagna o cresta, portanza del "fronte meteorologico", portanza delle "onde delle nuvole" ecc. Tutti questi tipi di portanza sono supportati nell'ambito dell'invenzione. Veicoli aerei a motore possono anche implementare questa invenzione al fine di ridurre i costi di volo, risparmiare carburante, ridurre l'uso del motore e fornire un volo generalmente più silenzioso.

[0023]L'implementazione può includere l'installazione di un sensore variometro e/o sensore acceleratore su ciascuna delle punte delle ali dell'aliante, ad esempio, 2 sensori variometro e/o 2 sensori accelerometrici. Questa soluzione minima (un sensore su ciascuna punta dell'ala) può fornire dati sull'entrata in portanza (come si fa oggi, con un singolo variometro situato al centro dei veicoli aerei), ma con il vantaggio di un'area di rilevamento più ampia, oltre come direzionalità rispetto al punto in cui viene rilevata la portanza, (cioè a sinistra oa destra del veicolo) per indicare al pilota o all'autopilota di virare nella portanza. Questa soluzione è ottimizzata al meglio per parafoil, parapendio o veicoli aerei di tipo speedflying, poiché questi 2 punti sono posizionati abbastanza distanti l'uno dall'altro ai lati, quindi la risoluzione dell'ascensore sarà sufficiente. Un'alternativa comporta l'installazione di un sensore come descritto nelle figg.1 e 2 , in cui i sensori sono posizionati sulla pelle del veicolo aereo e anche fuori dall'aliante come descritto in FIG. 2 . I dati del sensore possono essere utilizzati per comporre artificialmente una mappa di sollevamento che può quindi essere mostrata sullo schermo del pilota, per essere utilizzata dal pilota come guida, oppure può essere utilizzata dall'autopilota per guidare automaticamente il veicolo aereo al miglior sollevamento rilevato. Queste informazioni possono anche essere trasmesse ad altri piloti vicini o veicoli aerei senza equipaggio nell'area, oppure possono essere archiviate in un database per essere utilizzate per conoscere il tempo dell'area, per giorni, settimane, mesi, stagioni e anni per ottenere dati statistici di sollevamento.

[0024] Un sensore di temperatura può essere posizionato in ogni posizione in cui è posizionato un variometro e/o un accelerometro, per controllare la temperatura del flusso d'aria. Questo può essere utilizzato per identificare se l'aria che sale è una termica (aria che di solito è più calda dell'aria circostante) o un sollevamento di cresta, dove l'aria che sale ha solitamente la stessa temperatura dell'aria circostante o più fredda dell'aria circostante . Questi dati di temperatura possono essere utilizzati dall'autopilota per selezionare un algoritmo di portanza appropriato, ad esempio un algoritmo termico o un algoritmo di cresta. L'algoritmo termico identifica il centro di una colonna termica, mentre l'algoritmo di cresta identifica un percorso di portanza lungo la cresta.

[0025] Ulteriori posizioni dei sensori sulla pelle del veicolo aereo possono essere utilizzate per ottenere una lettura più precisa della pressione dell'aria intorno al veicolo aereo. Questa forma di realizzazione può essere vista in fig. 1, in particolare le posizioni A, B, C, D, E, F, L e M. Inoltre, per ottenere una migliore risoluzione della mappa di portanza, uno o più sensori variometrici possono essere installati all'esterno del profilo del veicolo aereo, su cavi che collegano il muso del veicolo aereo a ciascuna delle punte delle ali e i cavi che collegano il punto posteriore del veicolo aereo a ciascuna delle punte delle ali. I sensori possono anche essere posizionati su aste estensibili pieghevoli (come tubi lunghi, che si estendono davanti, dietro e ai lati del veicolo aereo, ecc.) per misurare la pressione dell'aria in avanti, indietro e ai lati, per ottenere una visione più ampia e più mappa dettagliata del ponte aereo dell'aria che circonda il veicolo aereo.

[0026] Un esempio di tale implementazione può essere visto in FIG. 2. Questi estensori possono essere pieghevoli, per ridurre la resistenza quando non vengono utilizzati, ad esempio durante il decollo, l'atterraggio e così via. Le uscite dei sensori (dati prodotti dai sensori) vengono indirizzate a un computer di bordo. Il computer raccoglie tutti i dati dei sensori e calcola e disegna una mappa virtuale del flusso aereo attorno al veicolo aereo. Questo può essere fatto continuamente (ad esempio, numerose volte al secondo) per valutare i cambiamenti e prendere una decisione informata basata su di essi. Il computer calcola la velocità di sollevamento per sensore e determina se il veicolo aereo si sta muovendo nel centro di sollevamento (sollevamento più forte), se è dritto, o a destra o a sinistra del muso del veicolo aereo e fornisce raccomandazioni direzionali a il pilota per volare verso la direzione di maggiore portanza o far volare il veicolo aereo verso la migliore portanza, in un'operazione di pilota automatico.

[0027] Il veicolo aereo può avere un sensore di posizionamento globale come il GPS per definire la sua posizione attuale e un sensore di pressione atmosferica barometrica a bordo per determinare l'altitudine. Poiché ogni sensore variometro/accelerometro si trova in una posizione fissa rispetto al veicolo aereo, nota al computer, il computer ha la posizione di ciascun sensore nello spazio in qualsiasi momento. Detto questo, una mappa di portanza dettagliata istantanea può essere calcolata dal computer di bordo e può essere continuamente aggiornata, per coprire un'area più ampia che il veicolo aereo stava attraversando in un particolare volo.

[0028] L'intelligenza artificiale può essere impiegata in questo processo per elaborare tutte le informazioni passate per la posizione attuale e fornire una migliore stima del movimento della direzione dell'ascensore, nel tempo, per aiutare e guidare il pilota o l'autopilota. Le correzioni possono quindi essere applicate, in tempo reale, per confrontare la migliore stima con le condizioni attuali e apportare una correzione per il punto successivo in cui volare. L'attuale mappa dell'ascensione può essere basata sui dati del sensore e del GPS attuali e, inoltre, elaborare informazioni storiche in quest'area, per mettere a punto il prossimo percorso verso cui volare, ovvero il punto successivo di migliore ascensione.

Fig. 4

[0029] Nel caso di volo con equipaggio, la mappa di portanza può essere elaborata per fornire al pilota un'indicazione affidabile, ad esempio, tramite un segnale visivo su uno schermo speciale e/o un segnale audio, emettendo diversi segnali per indicare quando e in quale direzione in cui svoltare e in quale sponda, per trovare migliore risalita. Quando l'autopilota controlla il veicolo aereo, la decisione viene presa dal computer e la direzione di volo viene eseguita dall'autopilota (il computer). Se l'attuale punto di partenza è aria calma (ad esempio, sostanzialmente senza portanza), un singolo sensore indica una pressione dell'aria inferiore (in salita) e/o il movimento dell'estremità dell'ala (indicato dal relativo sensore dell'accelerometro) e facoltativamente la temperatura dell'aria è un po' più alta rispetto all'aria che circonda l'altro veicolo aereo, è un segno che può essere rilevata una prima termica.

[0030] Potrebbero essere necessarie alcune mappe di portanza continue e più sensori che indichino che si trovano anche in un'area di pressione inferiore, per identificare se si tratta di portanza reale o solo di una piccola bolla d'aria che scorre verso l'alto. Se la portanza inizia a essere rilevata nei sensori vicini, continuamente per diversi secondi, il computer determina che è stata rilevata la portanza effettiva e la sua direzione viene identificata. Il pilota o l'autopilota ora sarà informato sulla direzione verso questa portanza, indirizzandolo così, compreso l'angolo di inclinazione, verso la portanza migliore.

[0031] In una forma di realizzazione significativa, al pilota o all'autopilota vengono forniti dati di portanza affidabili. Se si tratta di un pilota, avrà la possibilità di attivare la modalità opzionale "pilota automatico" del computer di bordo, che volerà automaticamente nell'ascensione più forte, in base alla struttura del variometro multiplo e/o della struttura dell'accelerometro multiplo , la base per questa domanda di brevetto. Se il velivolo vola in un'area con diverse sorgenti di portanza (come un campo termico denso) identificate dal computer, il pilota o l'autopilota viene indirizzato al centro della portanza più forte, quello con il nucleo che ha il portanza più forte — come la termica più forte.

[0032] Lift maps may be shared with other aerial vehicles in the area over wireless communication channels, for the other aerial vehicle’s computer to evaluate. Computers that get such lift data from a neighboring aerial vehicle computer, may decide to recommend to its pilot to join the neighboring aerial vehicle in its lift, as it may be more promising than the lift map it is in. This is the same action an autopilot may take, making a decision to leave current lift and join the better lift, in accordance with the lift map it just received. Joining neighboring aerial vehicle in its lift will be based on the clear “right of way” rules, used in air traffic.

[0033] Le mappe degli ascensori possono essere inviate continuamente a una stazione base che memorizza i dati, per ulteriori elaborazioni, ad esempio per fornire statistiche sugli ascensori nell'ora del giorno, data, posizione, stagione ecc., per l'uso da parte dei piloti durante la pianificazione dei voli. L'Intelligenza Artificiale può essere utilizzata per estrarre dati dalle mappe storiche degli ascensori.

[0034]I veicoli aerei non alimentati, utilizzando questa invenzione, possono impiegare pannelli solari, montati sulle ali e facoltativamente sulla fusoliera, per alimentare l'elettronica di bordo del veicolo aereo, caricare una batteria (per continuare ad alimentare l'elettronica di bordo quando il sole è nascosto, come come da nuvole o ombre di montagna) e in alcuni casi per alimentare un motore e un'elica opzionali. I veicoli aerei non motorizzati che dipendono dalle condizioni meteorologiche possono essere costretti ad atterrare se non riescono a trovare un sollevamento adeguato. Per ovviare a questo problema di inaffidabilità e per elevare l'affidabilità nell'esecuzione del proprio compito (se gli viene assegnato un compito), questa invenzione definisce anche una formazione di volo di uno sciame o gruppo di veicoli aerei non motorizzati con un compito assegnato a ciascuno dei veicoli aerei. Se uno dei veicoli deve atterrare, la sua assegnazione sarà riassegnata ad altri veicoli aerei vicini o,

[0035] FIG. 1 descrive le posizioni dei sensori. Tutti i sensori del variometro devono essere posizionati in modo da misurare la pressione statica, nascosti dalla pressione dinamica creata dal flusso d'aria sulla pelle del veicolo aereo. Variometro, accelerometri e sensori di temperatura possono essere posizionati nelle posizioni mostrate in FIG. 1 , vale a dire le posizioni A, B, C, DE, F, L e M. Ciò garantirà una mappa dettagliata dell'ascensore. Tuttavia, il numero minimo di sensori, per consentire l'utilizzo di questa implementazione, è 2, ad esempio, un sensore all'estremità di ciascuna ala. Ciò può includere un variometro, un accelerometro e un sensore di temperatura su ciascuna estremità dell'ala, nelle posizioni A e B.

Figura 5

[0036] FIG. 2 mostra tutti i sensori come in FIG. 1 , con sensori aggiuntivi, situati all'esterno del corpo del veicolo aereo, su fili o aste di estensione, più lontano dalla pelle del veicolo. Ciò fornisce dati per una capacità di rilevamento dell'ascensore migliore e più ampia, per una mappa dell'ascensore dettagliata e più ampia. Ciò sarà particolarmente vantaggioso nei giorni in cui le termiche sono meno dense e più sparse; avere un'area più ampia per il rilevamento della portanza contribuisce a una migliore identificazione della portanza e può quindi fornire tempo di volo aggiuntivo. La capacità di localizzare la portanza con i sensori posizionati sulle aste estese è ancora migliore, ma dipende dalla lunghezza delle aste e i guadagni forniti dai dati aggiuntivi possono essere almeno parzialmente compensati dalla resistenza aerodinamica creata da queste aste.

[0037] In entrambe le FIG. 1 e FIG. 2 , i sensori dell'acceleratore possono essere posizionati nelle posizioni A e B e facoltativamente nei punti C e D, per rilevare il sollevamento delle ali, del muso e della coda, all'ingresso nei confini di una posizione di sollevamento. Come FIG. 3 mostra che quando una parte dell'ala entra in una termica (come l'ala destra, posizione A), questa ala viene sollevata. Questa portanza può essere identificata dal sensore del variometro, ma anche dal sensore dell'acceleratore, per mostrare la velocità di portanza reale, non solo la pressione dell'aria inferiore. Ciò fornirà una misurazione migliore e più fine per il computer, per fornire una decisione più informata per il pilota o l'autopilota di trasformarsi in portanza.

[0038] In entrambe le FIG. 1 e FIG. 2 , i sensori di temperatura possono essere collocati nelle posizioni A e B e facoltativamente nei punti C e D, per rilevare la temperatura dell'aria alle punte delle ali e facoltativamente, al muso e alla coda, quando si entra nei confini di un'aria calda (termica). Come FIG. 3 mostra che quando una parte dell'ala entra in una termica (come l'ala destra, posizione A), questa punta dell'ala si trova all'interno di una termica, mentre l'altra punta dell'ala e tutto il resto del sensore circostante misurano la temperatura. Questa è una chiara indicazione che l'estremità dell'ala A è in portanza termica e non in portanza di cresta.

[0039] FIG. 3mostra una termica (il cerchio scuro sul lato destro dell'immagine, dove un colore più scuro indica un'ascensione più forte), e un veicolo aereo con parte dell'ala destra nella termica. In questo caso, un sensore del variometro in posizione A segnala una pressione dell'aria abbassata e il sensore dell'acceleratore segnala che l'ala si sta muovendo verso l'alto. Se nessun altro sensore segnala cambiamenti simili, il computer annota che la punta dell'ala destra è in portanza. Inoltre, mentre si viaggia in avanti, il sensore del variometro A segnala una pressione inferiore e il sensore dell'acceleratore segnala l'accelerazione verso l'alto della punta dell'ala destra e il sensore della temperatura segnala un aumento della temperatura dell'aria. Ciò si verifica quando i 3 sensori nella posizione A stanno viaggiando all'interno della termica, avvicinandosi al suo centro, dove la pressione dell'aria è più bassa e la portanza è più alta e la temperatura sta aumentando.

[0040] Mentre il veicolo aereo continua a volare in avanti, il gruppo di sensori L in FIG. 4 entrerà nella termica e riporterà al computer i dati che indicano che il gruppo di sensori L è all'interno di una termica. Ora la mappa dell'ascensore sarà basata su 2 sensori (A e L) e, nel tempo, l'immagine della mappa dell'ascensore all'interno del computer sarà più dettagliata e precisa.

[0041] FIG. 3 è un esempio estremo, in cui solo un sensore (sensori nell'estremità alare A in questo esempio) entra nella termica, quindi entra il secondo sensore variometro, come in FIG. 4 e il computer ha una quantità relativamente piccola di dati per prendere una decisione, ma questo potrebbe essere sufficiente. Può disegnare una mappa di sollevamento istruita e identificare provvisoriamente il centro di sollevamento per il pilota/autopilota. Se il doratore attraversa la termica più vicino al centro, più sensori sentiranno (e segnaleranno) l'ascensore, ciascuno nella sua posizione. Qui il computer ha molte più informazioni, la mappa dell'ascensore sarà più dettagliata e più affidabile, e quindi la raccomandazione al pilota/autopilota sarà più affidabile.

[0042] I sensori in FIG. 3 rileverà che la pressione si abbassa durante l'attraversamento del veicolo aereo, fino al punto in cui l'estremità dell'ala destra è allineata con il centro della termica. Una volta che il veicolo aereo passa questo punto, come in FIG. 4 , la pressione dell'aria rilevata nei sensori A e L inizierà ad aumentare, il che significa che i sensori percepiscono una portanza inferiore. Questo è un punto importante, poiché ora il computer del doratore ha trovato la massima portanza, quindi la sua ala destra punta verso il centro termico e ora la portanza sta diminuendo, e ora dovrebbe consigliare al pilota/autopilota di iniziare a virare a destra , per rimanere in termica (ascensore), e non solo attraversarla ed uscire dalla zona di risalita.

Fig. 6

[0043] Se più gruppi di sensori entrano in una termica (come i gruppi di sensori F, D, C, E ecc. in FIG. 4 ), il computer genererà una mappa di portanza che sarà molto più dettagliata e precisa. Ciò è ottenuto dall'algoritmo dell'aliante, per girare a destra, in questo esempio. Questa sezione spiega l'algoritmo usando l'ala destra che entra nella termica come esempio, ma è lo stesso processo per una termica se il lato sinistro entra nella termica. Nel caso strano in cui l'aliante entri in termica centrata e prosegua, dopo aver superato la termica (dove la pressione dell'aria inizia a salire), può virare a destra oa sinistra; ovunque rilevi una portanza leggermente più alta.

[0044] In modo ottimale, quando il computer ha generato alcune mappe di portanza consecutive, mostrando un aumento affidabile e stabile della pressione dell'aria, il che significa che la portanza si sta abbassando, questo è il punto in cui il computer raccomanda che il pilota/autopilota inizi a virare bruscamente verso la ascensore, per stare in termica. Se il pilota non reagisce, il veicolo aereo uscirà dall'ascensore. In questo caso, poiché la mappa della portanza è memorizzata nella memoria del computer di bordo, il computer continua a raccomandare al pilota di tornare nell'area termica precedente, cercando anche una nuova portanza.

[0045] In FIG. 5 . Il computer mostra la direzione per: 1. avere tutti i suoi sensori di bordo all'interno della termica, in modo che tutte le superfici alari dei veicoli creino portanza, per il miglior guadagno in altezza e 2. virare vicino al centro termico, dove la portanza è più forte, girando nel raggio più piccolo che il veicolo aereo è in grado di compiere e il pilota (se si tratta di un volo con equipaggio) in grado di resistere. Questo dovrebbe creare un percorso come mostrato in FIG. 5 e ottenere la massima altezza da una corrente termica.

[0046] Il computer del veicolo aereo può condividere la raccolta delle mappe di sollevamento più recenti con i computer di altri veicoli aerei (utilizzando la comunicazione wireless), per consentire ai computer degli altri veicoli aerei di valutare e forse fornire raccomandazioni ai loro piloti su posizioni di sollevamento promettenti .

[0047] Le mappe degli ascensori possono essere condivise con una stazione base o un cloud informatico, per essere archiviate ed elaborate. I dati di questa grande raccolta sono statistiche sulle termiche tipiche create in un luogo specifico in un periodo specifico dell'anno (sono anche note come "termiche domestiche" nella comunità dei veicoli aerei non alimentati). Questi dati possono essere elaborati con mezzi di intelligenza artificiale, per fornire la migliore stima sulla posizione del prossimo ascensore. Questi dati verranno inseriti nel computer del veicolo aereo dei piloti alle prime armi, per aiutarli a rimanere in volo più a lungo, ricevendo raccomandazioni per la storia della termica, oltre alle attuali raccomandazioni sulle invenzioni.

[0048] La portanza generata dal vento che colpisce una cresta, creando portanza aerea, può essere monitorata con un metodo simile, vale a dire utilizzando sensori variometrici e/o sensori accelerometrici sulle punte delle ali nel veicolo aereo, dove il veicolo aereo identificherà la portanza, consigliare al pilota di virare verso la portanza, identificare se non si tratta di una termica circolare, ma di una portanza di cresta, cercare il percorso di portanza più alto su tutti i sensori e consigliare al pilota/autopilota di rimanere su questa traiettoria. L'ascensore di cresta è generalmente in linea retta, ma questa linea segue i cambiamenti geografici, come una valle, una svolta di cresta ecc.

[0049] La discussione è principalmente per i veicoli aerei non motorizzati, ma è perfettamente pertinente anche per i veicoli aerei motorizzati, vale a dire, per guadagnare quota risparmiando carburante, consentire ai motori di girare al minimo o essere spenti e per fornire un funzionamento generalmente più silenzioso ed economico. Si comprenderà che sono stati qui descritti vari sistemi e processi. Tuttavia, in considerazione delle numerose possibili forme di realizzazione a cui possono essere applicati i principi della presente divulgazione, si dovrebbe riconoscere che le forme di realizzazione qui descritte rispetto alle figure dei disegni sono intese solo a scopo illustrativo e non devono essere prese come limitative della portata delle rivendicazioni. Pertanto, le tecniche qui descritte contemplano tutte quelle forme di realizzazione che possono rientrare nell'ambito delle seguenti rivendicazioni e loro equivalenti.