Патенты на планеры

Jan 02 2023

US 2019/0107453 A1: Идентификация и использование пневматической подъемной силы для летательных аппаратов тяжелее воздуха.

Это седьмая в нашей серии выборок, связанных с планерами, из файлов Управления по патентам и товарным знакам США (см. Ресурсы ниже). Они представлены исключительно для интереса и развлечения наших читателей.

Это седьмая в нашей серии выборок, связанных с планерами, из файлов Управления по патентам и товарным знакам США (см. Ресурсы ниже). Они представлены исключительно для интереса и развлечения наших читателей. Они никак не редактируются, кроме как вкрапления рисунков по всему тексту. Отказ от ответственности: а) Включение данного патента в эту серию не является выражением какого-либо мнения о самом патенте. б) Этот документ не имеет никакой юридической силы; для этого обратитесь к оригинальному документу на веб-сайте USPTO. — Ред.

Абстрактный

Раскрыты системы и способы для автоматического определения лучшей подъемной силы и использования подъемной силы для более длительного пребывания в воздухе, предоставления рекомендаций пилоту летательного аппарата или полного управления полетом летательного аппарата. Раскрытые технологии относятся к летательным аппаратам, таким как самолеты или модели самолетов, планеры или модели планеров, планеры или модели планеров, дельтапланы, парапланы, скоростные полеты, парапланы и т. д. В изобретении используются датчики, расположенные на летательном аппарате, для измерения воздушной подъемной силы (восходящего потока воздуха). , термальный, гребневый подъем и т. д.), чтобы увеличить время, в течение которого летательный аппарат может находиться в воздухе. Данные, поступающие от датчиков, поступают в компьютер, который может давать рекомендации пилоту или автопилоту (компьютеру) о наилучшем пути, чтобы найти лучшую подъемную силу и оставаться в воздухе.

Связанное приложение

[0001] Эта заявка связана с предварительной заявкой США Ser. № 62/568,506, поданной 5 октября 2017 г. и озаглавленной «Метод лучшего определения пневматической подъемной силы и лучшего использования этой пневматической подъемной силы для летательных аппаратов тяжелее воздуха». Вышеупомянутая заявка включена сюда полностью для всего, что она учит и раскрывает, без исключения какой-либо ее части.

Техническая область

[0002] Настоящее раскрытие относится к летательным аппаратам и, более конкретно, относится к идентификации и использованию подъемной силы во время полета таких транспортных средств.

Задний план

[0003]Доступным в настоящее время техническим устройством для определения подъемной силы в воздухе является коммерчески доступный прибор под названием «Вариометр», также известный как индикатор вертикальной скорости — VSI. Подъемная сила возникает из-за того, что воздушная масса устремляется вверх, поднимая летящие в ней воздушные транспортные средства. Вариометр — это датчик «изменения давления воздуха», изменения которого вызваны изменением высоты или подъемом эрлифта (иногда называют «Updraft» — устремление воздуха вверх, например, тепловое). Затем это устройство обеспечивает пилоту визуальную и/или звуковую индикацию типа изменения (подъем = вверх или опускание = вниз) и скорость набора или снижения высоты (метры в секунду и т. д.). Такой вариометр или VSI установлен почти в каждом коммерческом летательном аппарате, в любом планере, и подавляющее большинство пилотов дельтапланов и парапланов покупают вариометр и используют его во время полета.

[0004] Вариометр может показывать подъем или понижение, но не может предоставить информацию о том, где находится более сильный подъем. Это просто указывает на то, что он ощущает подъем или опускание. Пилоты летательных аппаратов без двигателя обычно начинают поворот, когда вариометр показывает подъемную силу, чтобы оставаться в пределах подъемной силы и не пересекать ее, летая, как это делают аисты - по круговой или спиральной траектории, в пределах подъемной силы (например, термик). Используемый здесь термин «без двигателя» охватывает летательный аппарат, летящий без двигателя, независимо от того, есть ли у летательного аппарата доступная для него мощность.

[0005] Опытные пилоты летательных аппаратов без двигателя могут иногда определять направление к ядру подъемной силы для термиков, ощущая его на своих сиденьях, например, определяя движение летательного аппарата. Из-за этого опытные пилоты летательных аппаратов без двигателя обычно остаются в воздухе дольше, чем пилоты-новички, которые не научились чувствовать подъемную силу. В настоящее время не существует известных технических решений, позволяющих направить пилота на самую высокую подъемную силу (например, термическое ядро или пиковую подъемную силу и т. д.) или даже оставаться в подъемной силе и не терять ее, поэтому большинство пилотов совершают более короткие полеты, поскольку потеря подъем приведет к потере высоты и будет означать более короткий полет.

[0006] Основными чувствительными элементами подъемной силы является датчик вариометра (он же индикатор вертикальной скорости). Это коммерчески доступное устройство. Следует отметить, что датчик вариометра состоит из двух основных частей: простого датчика давления воздуха и аналогового или цифрового, механического или электронного «вычислительного» устройства, которое сообщает о скорости изменения давления воздуха во времени (подъем или снижение). в данных, которые он получает от датчика давления. Поскольку датчик вариометра намного дороже, чем простой датчик давления, и поскольку летательный аппарат оснащен бортовым компьютером, этот компьютер может рассчитать изменение давления воздуха во времени, поэтому простое давление воздуха можно использовать везде, где есть вариометр. Датчик упоминается в этой статье, чтобы снизить стоимость решения.

[0007] Прежде чем перейти к остальной части настоящего раскрытия, следует понимать, что раскрытие может устранять некоторые недостатки, перечисленные или подразумеваемые в этом разделе «Уровень техники». Однако любое такое преимущество не является ограничением объема раскрытых принципов или прилагаемой формулы изобретения, за исключением случаев, прямо указанных в формуле изобретения.

рисунок 1

[0008] Кроме того, обсуждение технологии в этом разделе «Уровень техники» отражает собственные наблюдения, соображения и мысли изобретателей и никоим образом не предназначено для точной каталогизации или всестороннего обобщения каких-либо ссылок или практики предшествующего уровня техники. . Таким образом, изобретатели прямо отказываются от этого раздела как допущенного или предполагаемого предшествующего уровня техники. Более того, идентификация или подтекст здесь одного или нескольких желательных способов действий отражают собственные наблюдения и идеи изобретателей, и их не следует рассматривать как указание на желательность, признанную в уровне техники.

Резюме

[0009]Как отмечалось выше, описанные здесь инновации относятся к летательным аппаратам тяжелее воздуха, которые могут быть с двигателем или без него, пилотируемыми или беспилотными. Примеры включают самолеты или модели самолетов, планеры или модели планеров (с двигателем или без него), планер или модели планеров (как с двигателем, так и без него), дельтапланы, парапланы (с двигателем или без него), скоростные летательные аппараты, парафойлы и другие летательные аппараты. В дальнейшем летательные аппараты этих типов могут именоваться «летательные аппараты» или «летательные аппараты тяжелее воздуха». В частности, настоящее изобретение относится к технической области лучшего определения (по сравнению с другими доступными сегодня способами) пневматического подъемника и лучшего использования этого подъемника для увеличения высоты. Здесь определяются дополнительные двигатель и гребной винт, которые должны быть активированы при наличии условий малой подъемной силы.

Краткое описание нескольких видов чертежей

[0010] Несмотря на то, что в прилагаемой формуле изобретения подробно изложены особенности настоящих технологий, эти технологии вместе с их целями и преимуществами могут быть лучше всего поняты из следующего подробного описания, взятого в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0011] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, показывающее расположение основных датчиков в реализации одного или нескольких вариантов раскрытых принципов;

[0012] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, показывающее расширенные местоположения датчиков для улучшенного формирования карты подъема, при этом дополнительные датчики расположены на складных выдвижных стержнях или тросах для создания более широкой и подробной карты подъема;

[0013] Фиг. 3 представлена примерная схема, показывающая одну сторону летательного аппарата, входящего в подъемную силу, например, термик, в качестве примера того, как обнаруживается подъемная сила, создается карта подъемной силы и вырабатывается рекомендация пилоту или автопилоту, причем на этом этапе никаких действий предпринимать не нужно, система просто измеряет и проверяет, действительно ли обнаружена тепловая нагрузка, то есть давление снижается;

[0014] Фиг. 4 представляет собой примерную диаграмму, показывающую летательный аппарат, когда он проходит центр подъемной силы, в качестве примера того, как обнаруживается подъемная сила, создается карта подъемной силы и выдается рекомендация пилоту или автопилоту, при этом в проиллюстрированном сценарии летательный аппарат следует повернуть направо, чтобы оставаться в термике;

Рис. 2

[0015] Фиг. 5 - схематическая диаграмма, показывающая вращение летательного аппарата в пределах подъемной силы (например, термической), набор высоты, отслеживание оптимального круга траекторий летательного аппарата на основе рекомендации, переданной пилоту, или команд, поступающих от автопилота; и

[0016] Фиг. 6 представляет собой диаграмму гребневого подъема, показывающую области гребневого подъема, возникающие, когда ветер воздействует на гребень слева и отклоняется вверх, следуя контуру гребня.

Подробное описание

[0017] Прежде чем представить подробное обсуждение вариантов осуществления раскрытых принципов, дается некоторая базовая теория подъемной силы и обзор некоторых вариантов осуществления, чтобы помочь читателю понять последующее обсуждение. Прежде всего, летательные аппараты без двигателя остаются в воздухе с помощью пневматического подъемника, такого как тепловой или гребневой подъемник. Термик, который является наиболее распространенным источником подъемной силы в полетах без двигателя, представляет собой столб воздуха, который течет вверх, потому что он горячее окружающего воздуха, а верхние слои воздуха еще холоднее. Термик обычно имеет круглое или близкое к круглому поперечное сечение диаметром от нескольких метров до нескольких километров.

[0018] Ураган является примером очень сильного термика. Тепловые внешние границы имеют немного более низкое давление воздуха и немного более высокую температуру, чем окружающий воздух, поэтому там есть некоторый небольшой подъем. Ядро термика (центр колонны) имеет самое низкое местное давление воздуха и самую высокую температуру в термике, и эта часть термика имеет самую сильную подъемную силу. Таким образом, эта часть течет вверх быстрее, чем внешняя часть термика. Другими словами, подъем наиболее сильный и горячий в центре термика. В идеале пилот летательного аппарата или автопилот должен определить термик и вращаться в нем по винтовой траектории, как это делают некоторые птицы, находящиеся ближе всего к центру термика. ИНЖИР. 5является примером термального воздействия в самом высоком из возможных мест подъема. В тепловом ядре крутиться заведомо нельзя, так как это точечное расположение, но можно крутиться максимально близко к ядру, с минимально возможным радиусом поворота.

[0019] Подъем хребта (показан на фиг. 6 ) создается ветром, воздействующим на разрыв, такой как гребень, и отклоняется вверх, струясь по изгибу препятствия, создавая вектор движения воздуха, который движется вверх, т.е. источник подъема. Как правило, самый сильный подъем может быть обнаружен непосредственно над самой высокой точкой хребта и становится слабее в обоих направлениях, на границах линий X и Y. В отличие от теплового подъема, гребневой подъем состоит из воздуха, который не более горячий. чем окружающий его воздух. Действительно, воздух в гребневом подъемнике иногда бывает даже холоднее окружающего воздуха, например, если это ветер с моря, ударяющий о береговую гряду.

[0020] Этот факт можно использовать для определения типа подъемной силы и определения местоположения максимальной подъемной силы путем отслеживания самой высокой вершины хребта. Когда летательный аппарат пересекает подъемную силу, он может определить, является ли подъемная сила гребнем, определить самый сильный подъем по линиям X и Y на фиг. 6 , и маневрировать, чтобы оставаться в самом сильном подъеме (с прогнозированием траектории линии хребта). В этом могут сильно помочь пилот и автопилот. Информацию, полученную из географических баз данных, можно использовать для географического понимания структуры гребня и для прогнозирования направления гребня, чтобы найти наилучший подъем.

[0021] Настоящее изобретение помогает находить области эрлифта, прогнозировать его будущее движение и, при необходимости, модифицировать расчеты и прогнозы на основе показаний датчиков. В одном варианте система работает так, чтобы набирать высоту и оставаться в воздухе как можно дольше. Подъем и направление к наилучшему месту подъема можно определить с помощью нескольких вариометров и/или датчиков акселератора с помощью датчика температуры.

Рис. 3

[0022]Использование вариометра и/или датчика вертикального ускорения (по оси Z, воспринимающего движение вверх или вниз) в различных местах позволяет лучше обнаруживать движение по оси Z, так что движение, создаваемое эрлифтом, можно обнаружить в различных частях летательных аппаратов. . В варианте осуществления эти датчики вариометра и/или акселерометра расположены на законцовках крыльев. В случае летательных аппаратов без двигателя единственный способ набрать высоту — это использовать эрлифт — воздух, который течет вверх. Как отмечалось выше, существует несколько источников подъемной силы, например, тепловой подъем, подъем горы или хребта, подъем «погодного фронта», подъем «облачных волн» и т. д. Все эти типы подъема поддерживаются изобретением. Это изобретение также может быть реализовано в летательных аппаратах с механическим приводом, чтобы снизить стоимость полета, сэкономить топливо, снизить использование двигателя и обеспечить в целом более тихий полет.

[0023]Реализация может включать установку датчика вариометра и/или датчика акселератора на каждой из законцовок крыла планера, например, 2 датчиков вариометра и/или 2 датчиков акселерометра. Это минимальное решение (датчик на каждой законцовке крыла) может предоставить данные о входе в подъемную силу (как это делается сегодня, с одним вариометром, расположенным в центре летательных аппаратов), но с преимуществом более широкой зоны обнаружения, а также как направление относительно того, где обнаруживается подъемная сила (т. е. слева или справа от транспортного средства), чтобы указать пилоту или автопилоту повернуть на подъемную силу. Это решение лучше всего оптимизировано для парафойлов, парапланов или летательных аппаратов скоростного типа, так как эти 2 точки расположены достаточно далеко друг от друга в стороны, поэтому разрешения подъемной силы будет достаточно. Альтернативой является установка датчика, такого как описанный на фиг.1 и 2 , при этом датчики расположены на обшивке летательного аппарата, а также вне планера, как описано на фиг. 2 . Данные датчика могут использоваться для искусственного составления карты подъемной силы, которая затем может отображаться на экране пилота, чтобы пилот мог использовать ее в качестве руководства, или они могут использоваться автопилотом для автоматического наведения летательного аппарата на наилучшую обнаруженную подъемную силу. Эта информация также может передаваться другим соседним пилотам или беспилотным летательным аппаратам в этом районе или может храниться в базе данных для использования при изучении погоды в этом районе за дни, недели, месяцы, сезоны и годы для получения статистических данных о подъеме.

[0024] Датчик температуры может быть размещен в каждом месте, где расположены вариометр и/или акселерометр, для проверки температуры воздушного потока. Это может быть использовано для определения того, является ли устремляющийся вверх воздух термическим (воздух, который обычно горячее окружающего воздуха) или гребневым подъемом, когда поднимающийся вверх воздух обычно имеет ту же температуру, что и окружающий воздух, или холоднее окружающего воздуха. . Эти температурные данные могут использоваться автопилотом для выбора соответствующего алгоритма подъема, например теплового алгоритма или алгоритма гребня. Термический алгоритм идентифицирует центр термального столба, тогда как гребневой алгоритм идентифицирует путь подъема вдоль гребня.

[0025] Дополнительные места расположения датчиков на обшивке летательного аппарата могут использоваться для получения более точных показаний давления воздуха вокруг летательного аппарата. Этот вариант осуществления можно увидеть на фиг. 1, а именно в точках A, B, C, D, E, F, L и M. Кроме того, для получения лучшего разрешения карты подъемной силы один или несколько датчиков вариометра могут быть установлены за контуром летательного аппарата на проводах, соединяющих носовую часть летательного аппарата к каждой из законцовок крыла и провода, соединяющие заднюю точку летательного аппарата с каждой из законцовок крыла. Датчики также могут быть размещены на складных выдвижных стержнях (например, на длинных трубах, выходящих вперед, назад и по бокам летательного аппарата и т. д.) для измерения давления воздуха далеко вперед, далеко назад и в стороны, чтобы получить более широкое и более широкое пространство. подробная карта аэролифтов воздуха, окружающего летательный аппарат.

[0026] Пример такой реализации можно увидеть на фиг. 2. Эти удлинители могут быть складными, чтобы уменьшить сопротивление, когда они не используются, например, во время взлета, посадки и т. д. Выходы датчиков (данные, полученные датчиками) направляются на бортовой компьютер. Компьютер собирает данные всех датчиков, вычисляет и рисует виртуальную текущую карту аэродинамического подъема вокруг летательного аппарата. Это можно делать непрерывно (например, много раз в секунду) для оценки изменений и принятия обоснованного решения на их основе. Компьютер вычисляет скорость подъема для каждого датчика и определяет, движется ли летательный аппарат в центр подъема (наибольшая подъемная сила), идет ли он прямо вперед, справа или слева от носа летательного аппарата, и дает рекомендации по направлению движения. пилот должен лететь в направлении наибольшей подъемной силы или вести летательный аппарат в направлении наилучшей подъемной силы в режиме автопилота.

[0027] Летательный аппарат может иметь датчик глобального позиционирования, такой как GPS, для определения его текущего местоположения и датчик барометрического давления воздуха на борту для определения высоты. Поскольку каждый датчик вариометра/акселерометра расположен в фиксированном месте относительно летательного аппарата, известном компьютеру, компьютер имеет местоположение каждого датчика в пространстве в любой момент времени. Учитывая это, мгновенная подробная карта подъемной силы может быть рассчитана бортовым компьютером и может постоянно обновляться, чтобы охватить большую территорию, через которую летал летательный аппарат в конкретном полете.

[0028] В этом процессе можно использовать искусственный интеллект для обработки всей прошлой информации о текущем местоположении и предоставления наилучшей оценки движения направления подъемной силы с течением времени, чтобы помочь и направить пилота или автопилота. Поправки могут быть применены в режиме реального времени для сравнения наилучшей оценки с текущими условиями и внесения поправки для следующей точки полета. Текущая карта подъемной силы может быть основана на текущих данных датчика и GPS и, кроме того, на обработанной исторической информации в этой области для точной настройки следующего пути полета, т. е. следующей точки наилучшей подъемной силы.

Рис. 4

[0029] В случае пилотируемого полета карта подъемной силы может быть обработана, чтобы предоставить пилоту надежную индикацию, например, посредством визуального на специальном экране и/или звукового сигнала, испускающего различные сигналы, чтобы указать, когда и в каком направление поворота и в какой банк, чтобы найти лучший подъем. Когда автопилот управляет летательным аппаратом, решение принимается компьютером, а направление полета определяется автопилотом (компьютером). Если текущая начальная точка находится в спокойном воздухе (например, практически отсутствует подъемная сила), один датчик указывает на более низкое давление воздуха (растет) и/или движение законцовки крыла (указывается соответствующим датчиком акселерометра) и, возможно, температура воздуха немного выше. чем другой летательный аппарат, окружающий воздух, является признаком того, что может быть воспринято первое тепловое явление.

[0030] Может потребоваться несколько непрерывных карт подъемной силы и большее количество датчиков, указывающих, что они также находятся в области более низкого давления, чтобы определить, является ли это реальной подъемной силой или это просто небольшой поток воздуха, поднимающийся вверх. Если соседние датчики начинают непрерывно в течение нескольких секунд ощущать подъемную силу, компьютер определяет, что фактическая подъемная сила обнаружена, и определяется ее направление. Пилот или автопилот теперь будут информироваться о направлении на этот подъем, тем самым направляя их, включая угол крена, на лучший подъем.

[0031] В важном варианте осуществления надежные данные о подъемной силе предоставляются пилоту или автопилоту. Если это пилот, он или она будет иметь возможность активировать дополнительный режим «автопилот» бортового компьютера, который будет автоматически летать в самый сильный подъем, на основе структуры с несколькими вариометрами и/или структурой с несколькими акселерометрами. , база для этой заявки на патент. Если летательный аппарат летит в зоне с несколькими источниками подъемной силы (например, плотным тепловым полем), которые были идентифицированы компьютером, пилот или автопилот направляются к центру самой сильной подъемной силы, к тому, ядро которого имеет сильнейший подъем — например, сильнейший термик.

[0032] Карты подъема могут быть переданы другим летательным аппаратам в зоне по беспроводным каналам связи для оценки компьютером другого летательного аппарата. Компьютеры, которые получают такие данные о подъеме от компьютера соседнего летательного аппарата, могут решить порекомендовать его пилоту присоединиться к соседнему воздушному транспортному средству в его подъеме, так как это может быть более перспективным, чем карта подъема, в которой он находится. автопилот может принять решение покинуть текущий лифт и присоединиться к лучшему лифту в соответствии с только что полученной картой подъема. Присоединение соседнего летательного аппарата к его подъемнику будет осуществляться на основе четких правил «преимущественного проезда», используемых в воздушном движении.

[0033] Карты подъемной силы могут непрерывно отправляться на базовую станцию, которая хранит данные, для дальнейшей обработки, такой как предоставление статистических данных о подъемной силе в зависимости от времени суток, даты, местоположения, сезона и т. д., для использования пилотами при планировании полетов. Искусственный интеллект может использоваться для извлечения данных из исторических карт лифтов.

[0034]Беспилотные летательные аппараты, использующие это изобретение, могут использовать солнечные панели, установленные на крыльях и, опционально, на фюзеляже, для питания бортовой электроники летательного аппарата, зарядки аккумулятора (для продолжения питания бортовой электроники, когда солнце скрыто, например например, облаками или тенями гор), а в некоторых случаях для питания дополнительного двигателя и гребного винта. Беспилотный летательный аппарат, который зависит от метеорологических условий, может быть вынужден приземлиться, если не сможет найти достаточную подъемную силу. Для преодоления этой проблемы ненадежности и повышения надежности при выполнении своей задачи (если задача возложена на него) в этом изобретении также определяется полетный строй роя или группы безмоторных летательных аппаратов с заданием, назначенным каждому из летательных аппаратов. Если одному из транспортных средств необходимо приземлиться, его назначение будет переназначено другим, соседним летательным аппаратам или,

[0035] Фиг. 1 описывает расположение датчиков. Все датчики вариометра должны быть размещены так, чтобы измерять статическое давление, скрытое от динамического давления, создаваемого потоком воздуха на обшивку летательного аппарата. Вариометр, акселерометры и датчики температуры могут быть размещены в местах, показанных на фиг. 1 , а именно точки A, B, C, DE, F, L и M. Это обеспечит получение подробной карты лифтов. Однако минимальное количество датчиков, позволяющее использовать эту реализацию, равно 2, например, по одному датчику на конце каждого крыла. Это может включать один вариометр, один акселерометр и один датчик температуры на каждой законцовке крыла в местах А и В.

Рис. 5

[0036] Фиг. 2 показаны все датчики, как на фиг. 1 , с дополнительными датчиками, расположенными снаружи корпуса летательного аппарата, на проводах или удлиняющих стержнях, дальше от обшивки летательного аппарата. Это предоставляет данные для лучшего и более широкого определения подъемной силы, для подробной и широкой карты подъемной силы. Это будет особенно полезно в дни, когда термики менее плотные и более рассеянные; наличие большей площади для определения подъемной силы способствует лучшей идентификации подъемной силы и, таким образом, может обеспечить дополнительное время полета. Возможность определения подъемной силы с датчиками, расположенными на удлиненных стержнях, еще лучше, но зависит от длины стержней, и выигрыш, обеспечиваемый дополнительными данными, может быть, по крайней мере, частично нивелирован аэродинамическим сопротивлением, создаваемым этими стержнями.

[0037] На обеих фиг. 1 и фиг. 2 , датчики акселератора могут быть размещены в точках A и B и, необязательно, в точках C и D, чтобы определять подъем крыльев, носовой части и хвоста при входе в границы места подъема. Как показано на фиг. 3 показано, когда часть крыла входит в термик (например, правое крыло, место А), это крыло поднимается. Этот подъем может быть определен датчиком вариометра, а также датчиком акселератора, чтобы показать реальную скорость подъема, а не только более низкое давление воздуха. Это обеспечит более точное измерение для компьютера, чтобы предоставить пилоту или автопилоту более обоснованное решение о включении подъемной силы.

[0038] На обеих фиг. 1 и фиг. 2 , датчики температуры могут быть размещены в точках А и В и, необязательно, в точках С и D, для измерения температуры воздуха на концах крыльев и, необязательно, на носу и хвосте при входе в границы горячего воздуха (теплового). Как показано на фиг. 3 показано, когда часть крыла входит в термик (например, правое крыло, место А), эта законцовка крыла находится внутри термика, в то время как другая законцовка крыла и все остальные окружающие датчики измеряют температуру. Это явный признак того, что законцовка крыла А находится в тепловом, а не в гребневом подъеме.

[0039] Фиг. 3показывает термик (темный кружок в правой части изображения, где более темный цвет сигнализирует о более сильном подъеме) и летательный аппарат, часть правого крыла которого находится в термике. В этом случае датчик вариометра в точке А сообщает о пониженном давлении воздуха, а датчик акселератора сообщает, что крыло движется вверх. Если ни один другой датчик не сообщает об аналогичных изменениях, компьютер отмечает, что законцовка правого крыла находится в пределах подъемной силы. Кроме того, при движении вперед датчик вариометра А сообщает о более низком давлении, а датчик акселератора сообщает о том, что законцовка правого крыла ускоряется вверх, а датчик температуры сообщает о повышении температуры воздуха. Это происходит, когда 3 датчика в точке А перемещаются внутри термика, приближаясь к его центру, где давление воздуха ниже, подъемная сила выше, а температура становится выше.

[0040] Пока летательный аппарат продолжает полет вперед, группа L датчиков на фиг. 4 войдет в термик и сообщит компьютеру данные о том, что группа датчиков L находится внутри термика. Теперь карта лифтов будет основываться на 2-х датчиках (A и L), и со временем изображение карты лифтов в компьютере будет более подробным и точным.

[0041] Фиг. 3 представляет собой крайний пример, когда только один датчик (датчики в законцовке крыла А в этом примере) входит в термик, затем входит второй датчик вариометра, как на фиг. 4 , и компьютер имеет относительно небольшой объем данных для принятия решения, но этого может быть достаточно. Он может нарисовать карту подъемной силы и предварительно определить центр подъемной силы для пилота/автопилота. Если позолота пересечет термик ближе к центру, больше датчиков почувствуют подъем (и сообщат об этом), каждый в своем месте. Здесь у компьютера гораздо больше информации, карта подъемной силы будет более подробной и достоверной, а значит, и рекомендация пилоту/автопилоту будет более достоверной.

[0042] Датчики на фиг. 3 будет ощущать снижение давления при пересечении летательным аппаратом до точки, в которой законцовка его правого крыла будет совмещена с центром термика. Как только летательный аппарат проходит эту точку, например, как на фиг. 4 , давление воздуха, измеряемое датчиками A и L, начнет увеличиваться, что означает, что датчики ощущают меньшую подъемную силу. Это важный момент, так как теперь гильдерный компьютер нашел максимальную подъемную силу, поэтому его правое крыло указывает на центр термика и теперь подъемная сила снижается, и теперь он должен рекомендовать пилоту/автопилоту начать поворот вправо. , чтобы оставаться в термике (лифте), а не просто пересечь его и выйти из зоны лифта.

Рис. 6

[0043] Если в термик входит больше групп датчиков (например, группы датчиков F, D, C, E и т. д. на фиг. 4 ), компьютер создаст карту подъемной силы, которая будет гораздо более подробной и точной. Это достигается с помощью алгоритма планера, чтобы повернуть направо, в этом примере. Этот раздел объясняет алгоритм на примере входа правого крыла в термик, но это тот же процесс для термика, если левая сторона входит в термик. В нечетном случае, когда планер входит в термик по центру и лобовым, после прохождения термика (где давление воздуха начинает расти) он может развернуться вправо или влево; везде, где он ощущает немного более высокий подъем.

[0044] В оптимальном случае, когда компьютер сгенерировал несколько последовательных карт подъемной силы, показывающих надежное и стабильное увеличение давления воздуха, означающее, что подъемная сила становится ниже, это точка, которую компьютер рекомендует пилоту/автопилоту начать резко поворачивать в сторону лифт, чтобы остаться в термике. Если пилот не отреагирует, летательный аппарат выйдет из лифта. В этом случае, поскольку карта подъемной силы хранится в памяти бортового компьютера, компьютер продолжает рекомендовать пилоту вернуться в предыдущую тепловую зону, а также искать новую подъемную силу.

[0045] Оптимальная траектория полета для достижения наилучшей подъемной силы и высоты в текущем термике показана на фиг. 5 . Компьютер показывает направление: 1. чтобы все его бортовые датчики находились в термике, чтобы поверхности крыльев всех транспортных средств создавали подъемную силу для наилучшего набора высоты, и 2. вращался ближе всего к центру термика, где подъемная сила наиболее сильна, поворачивая в наименьшем радиусе, который может совершить летательный аппарат и выдержать летчик (если это пилотируемый полет). Это должно создать путь, как показано на фиг. 5 и набрать максимальную высоту от текущего термика.

[0046] Компьютер летательного аппарата может обмениваться набором последних карт подъема с компьютерами других летательных аппаратов (используя беспроводную связь), чтобы позволить компьютерам других летательных аппаратов оценить и, возможно, дать рекомендации своим пилотам в отношении перспективных мест подъема. .

[0047] Карты лифтов могут совместно использоваться базовой станцией или вычислительным облаком для хранения и обработки. Данные из этой большой коллекции представляют собой статистику типичных термиков, созданных в определенном месте в определенный период года (они также известны как «домашние термики» в сообществе беспилотных летательных аппаратов). Эти данные могут быть обработаны средствами искусственного интеллекта, чтобы обеспечить наилучшую оценку местоположения следующего подъема. Эти данные будут переданы в бортовой компьютер пилотов-новичков, чтобы помочь им оставаться в воздухе больше времени, получая рекомендации по истории термиков в дополнение к рекомендациям по текущим изобретениям.

[0048] Подъемную силу, создаваемую ветром, ударяющимся о гребень, создавая подъемную силу, можно отслеживать с помощью аналогичного способа, т.е. с помощью датчиков вариометра и/или датчиков акселерометра на законцовках крыла летательного аппарата, где летательный аппарат будет определять подъемную силу, порекомендовать пилоту развернуться на подъемник, определить, не круглый ли термик, а гребневой подъемник, найти самый высокий путь подъема по всем датчикам и рекомендовать пилоту/автопилоту оставаться на этом пути. Подъем хребта обычно проходит по прямой, но эта линия отслеживает географические изменения, такие как долина, поворот хребта и т. д.

[0049] Обсуждение в основном касается летательных аппаратов без двигателя, но оно также совершенно уместно и для летательных аппаратов с двигателем, т.е. для увеличения высоты при экономии топлива, позволяя двигателям работать на холостом ходу или останавливаться, и в целом обеспечивать более тихую и дешевую работу. Следует понимать, что здесь раскрыты различные системы и процессы. Однако ввиду множества возможных вариантов осуществления, к которым могут быть применены принципы настоящего раскрытия, следует признать, что варианты осуществления, описанные здесь в отношении чертежей, предназначены только для иллюстрации и не должны рассматриваться как ограничивающие объем исковых требований. Таким образом, способы, описанные в данном документе, предполагают все такие варианты осуществления, которые могут подпадать под объем следующей формулы изобретения и ее эквивалентов.