Planör Patentleri

Jan 02 2023

US 2019/0107453 A1: Havadan Ağır Hava Araçları için Hava Kaldırmanın Tanımlanması ve Kullanımı

Bu, ABD Patent ve Ticari Marka ofisinin dosyalarından planörle ilgili seçim serimizin yedincisidir (aşağıdaki Kaynaklara bakın). Tamamen okuyucularımızın ilgisi ve eğlenmesi için sunulmuştur.

Bu, ABD Patent ve Ticari Marka ofisinin dosyalarından planörle ilgili seçim serimizin yedincisidir (aşağıdaki Kaynaklara bakın). Tamamen okuyucularımızın ilgisi ve eğlenmesi için sunulmuştur. Metin boyunca çizimleri serpiştirmek dışında herhangi bir şekilde düzenlenmemiştir. Feragatnameler: a) Belirli bir patentin bu diziye dahil edilmesi, patentin kendisi hakkında herhangi bir görüş beyanı teşkil etmez. b) Bu belgenin hiçbir hukuki niteliği yoktur; bunun için lütfen USPTO web sitesindeki orijinal belgeye bakın. Ed.

Soyut

Daha iyi kaldırmayı otomatik olarak tespit etmek ve kaldırmayı daha uzun süre havada kalmak için kullanmak, hava aracı pilotuna tavsiyede bulunmak veya hava aracının uçuşunu tamamen kontrol etmek için sistemler ve yöntemler açıklanmaktadır. Açıklanan teknikler, uçaklar veya model uçaklar, planörler veya model planörler, planörler veya model planörler, delta planörler, yamaç paraşütleri, sürat uçuşu, parafoiller vb. gibi hava araçlarına ilişkindir. , termik, mahya kaldırma vb.) hava aracının havada tutulabileceği süreyi uzatmak için. Sensörlerden akan veriler, pilota veya otopilota (Bilgisayar) izlenecek en iyi yol, daha iyi kaldırma bulmak ve havada kalmak için öneriler sağlayabilen bir bilgisayara beslenir.

İlgili Uygulama

[0001] Bu başvuru, ABD geçici başvurusu Seri No. №62/568,506, 5 Ekim 2017'de dosyalandı ve "Hava Kaldırmayı Daha İyi Tanımlamak ve Bu Hava Kaldırmayı Havadan Daha Ağır, Hava Araçları için Daha İyi Kullanmak İçin Bir Yöntem" başlıklı. Yukarıdaki başvuru, herhangi bir kısmı hariç tutulmadan öğrettiği ve ifşa ettiği her şey için kendi bütünlüğü içinde buraya dahil edilmiştir.

Teknik alan

[0002] Mevcut açıklama, hava araçları ile ilgilidir ve daha özel olarak, bu tür araçların uçuşu sırasında asansörün tanımlanması ve kullanılması ile ilgilidir.

Arka fon

[0003]Havadaki kaldırmayı belirlemek için şu anda mevcut olan teknik cihaz, Dikey Hız Göstergesi - VSI olarak da bilinen "Variometer" adı verilen ticari olarak temin edilebilen bir cihazdır. Kaldırma, yukarı doğru akan hava kütlesinin, içinde uçan Hava Araçlarını kaldırmasından kaynaklanır. Variometre, bir 'hava basıncı değişimi' sensörüdür, irtifa değişikliğinin veya yukarı akan havanın neden olduğu değişikliklerdir (Bazen "Yukarı Hava Akımı" olarak adlandırılır - termal gibi yukarı doğru hava akışı). Bu aparat daha sonra pilota değişikliğin türü (kaldırma=yukarı veya alçaltma=aşağı) ve yükseklik kazanma veya kaybetme hızı (metre/saniye, vb.) hakkında görsel ve/veya sesli bir gösterge sağlar. Bu Variometer veya VSI hemen hemen her ticari Arial Aracına, herhangi bir Planöre kurulur ve planörlerin ve yamaç paraşütü pilotlarının büyük çoğunluğu bir Variometer aleti satın alır ve bunu uçuş sırasında kullanır.

[0004] Bir Variometre, kaldırmayı veya alçalmayı gösterebilir, ancak daha güçlü bir kaldırmanın nerede olduğu hakkında bilgi sağlayamaz. Sadece kaldırma veya indirme algıladığını gösterir. Güçsüz hava aracı pilotlarının, variometre yükselmeyi gösterdiğinde dönmeye başlaması, asansörün içinde kalması ve onu geçmemesi, leyleklerin yaptığı gibi - dairesel veya sarmal bir yolda, asansör içinde (termik gibi) uçması yaygın bir yöntemdir. Burada kullanıldığı şekliyle, "güçsüz" terimi, aracın gücü olsun ya da olmasın, gücü olmadan uçan bir aracı kapsar.

[0005] Deneyimli, güçsüz hava aracı pilotları bazen, örneğin hava aracının hareketini algılayarak, koltuklarında algılayarak termikler için kaldırma çekirdeğine giden yönü belirleyebilirler. Bu nedenle, deneyimli motorsuz hava aracı pilotları, kaldırmayı hissetmeyi öğrenmemiş acemi pilotlardan genellikle daha uzun süre havada kalırlar. Şu anda pilotu en yüksek kaldırmaya yönlendirmek (termal çekirdek veya tepe mahyası kaldırması vb.) veya hatta asansörde kalmak ve onu kaybetmemek için bilinen hiçbir teknik çözüm yoktur, bu nedenle çoğu pilot daha kısa uçuşlara sahiptir, çünkü kaybetmek kaldırma, yükseklik kaybına neden olacak ve daha kısa bir uçuş anlamına gelecektir.

Temel kaldırma algılama elemanları bir variometre sensörüdür (AKA Dikey Hız Göstergesi) . Piyasada bulunan bir cihazdır. Variometre Sensörünün 2 ana parçadan oluştuğuna dikkat çekilmelidir: Basit bir hava basıncı sensörü ve zaman içindeki hava basıncı değişim oranını (kaldırma veya indirme) bildiren analog veya dijital, mekanik veya elektronik "hesaplama" cihazı basınç sensöründen aldığı verilerde. Variometer sensörü basit bir basınç sensörüne göre çok daha pahalı olduğundan ve Hava Aracında araç bilgisayarı bulunduğundan, bu bilgisayar tarafından zaman içindeki hava basıncı değişimi hesaplanabilmekte ve basit bir hava basıncı variometrenin kullanıldığı her yerde kullanılabilmektedir. Çözümün maliyetini düşürmek için bu yazıda sensörden bahsedilmiştir.

[0007] Bu açıklamanın geri kalanına geçmeden önce, açıklamanın bu Arka Plan bölümünde listelenen veya zımnen bazı eksiklikleri ele alabileceği takdir edilmelidir. Bununla birlikte, istemlerde açıkça belirtilen durumlar dışında, bu türden herhangi bir fayda, açıklanan ilkelerin veya ekteki istemlerin kapsamında bir sınırlama değildir.

Şekil 1

[0008] Ek olarak, bu Arka Plan bölümündeki teknoloji tartışması, mucitlerin kendi gözlemlerini, değerlendirmelerini ve düşüncelerini yansıtmaktadır ve hiçbir şekilde önceki teknik referanslarını veya uygulamalarını doğru bir şekilde kataloglama veya kapsamlı bir şekilde özetleme amacı taşımamaktadır. . Bu itibarla, mucitler, önceki teknikte kabul edilmiş veya varsayılmış olarak bu bölümü açıkça reddederler. Ayrıca, burada bir veya daha fazla arzu edilen eylem tarzının tanımlanması veya ima edilmesi, mucitlerin kendi gözlemlerini ve fikirlerini yansıtır ve teknikte tanınan bir arzu edilirliği gösterdiği varsayılmamalıdır.

Özet

[0009]Yukarıda belirtildiği gibi, burada açıklanan yenilikler, motorlu veya motorsuz, insanlı veya insansız olabilen, havadan ağır hava araçlarına ilişkindir. Örnekler arasında uçaklar veya model uçaklar, planörler veya model planörler (motorlu veya motorsuz), planörler veya model planörler (motorlu veya motorsuz), delta planörler, yamaç paraşütçüleri (motorlu veya motorsuz), sürat tekneleri, parafoiller ve diğer tekneler yer alır. Bu türdeki hava araçları bundan sonra “hava araçları” veya “havadan ağır” hava araçları olarak anılacaktır. Daha özel olarak, mevcut buluş, daha fazla yükseklik elde etmek için (günümüzde mevcut olan diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında) hava kaldırmayı daha iyi belirleme ve bu kaldırmayı daha iyi kullanma teknik alanındadır. Alçak kaldırma koşulları mevcut olduğunda etkinleştirilecek olan opsiyonel motor ve pervane burada tanımlanır.

Çizimlerin Çeşitli Görünümlerinin Kısa Açıklaması

[0010] Ekteki istemler, mevcut tekniklerin özelliklerini özel bir şekilde ortaya koyarken, bu teknikler, amaçları ve avantajları ile birlikte, ekteki çizimlerle birlikte alınan aşağıdaki ayrıntılı açıklamadan en iyi şekilde anlaşılabilir:

[0011] ŞEK. 1 , açıklanan ilkelerin bir veya daha fazla uygulamasının bir uygulamasında temel sensörlerin konumunu gösteren şematik bir diyagramdır;

[0012] ŞEK. Şekil 2 , gelişmiş kaldırma haritası üretimi için uzatılmış sensör konumlarını gösteren şematik bir diyagramdır; burada ilave sensörler, daha geniş ve daha ayrıntılı bir kaldırma haritası oluşturmak için katlanabilir uzayan çubuklar veya teller üzerine yerleştirilir;

[0013] ŞEK. Şekil 3 , hava aracının bir tarafının asansöre, örneğin bir termiğe, asansörün nasıl tespit edildiğini, asansör haritasının nasıl oluşturulduğunu ve pilota veya otopilota tavsiyenin nasıl üretildiğini gösteren örnek bir diyagramdır, burada bu aşamada, herhangi bir işlem yapılmasına gerek yoktur, sistem sadece ölçer ve bunun gerçekten algılanan bir termik olduğunu kontrol eder, bu da basıncın düştüğü anlamına gelir;

[0014] ŞEK. Şekil 4 , hava aracının kaldırma merkezinden geçerken kaldırmanın nasıl algılandığını, kaldırma haritasının nasıl oluşturulduğunu ve pilota veya otopilota tavsiyenin nasıl üretildiğini gösteren örnek bir diyagramdır; burada, gösterilen senaryoda hava aracı termik içinde kalmak için sağa dönmeli;

İncir. 2

[0015] ŞEK. Şekil 5 , hava aracının kaldırma (örneğin, termal) içinde dönmesini, yükseklik kazanmasını, pilota iletilen tavsiyeye veya otopilottan alınan komutlara dayalı olarak hava aracı izlerinin optimal bir daireyi izlemesini gösteren şematik bir diyagramdır; ve

[0016] ŞEK. Şekil 6 , rüzgarın bir bayıra soldan çarpması ve sırt ana hatlarını takip ederek yukarı doğru yön değiştirmesi sırasında oluşan mahya yükselme alanlarını gösteren bir mahya yükselme diyagramıdır.

Detaylı Açıklama

[0017] Açıklanan ilkelerin düzenlemelerinin ayrıntılı bir tartışmasını sunmadan önce, okuyucunun daha sonraki tartışmayı anlamasına yardımcı olmak için bazı temel kaldırma teorisi ve belirli düzenlemelere genel bir bakış verilmektedir. Başlangıç olarak, elektriksiz hava araçları, termal kaldırma veya mahya kaldırma gibi hava kaldırma kullanarak havada kalır. Güçsüz uçuşlarda en yaygın kaldırma kaynağı olan termik, çevreleyen havadan daha sıcak olduğu ve üst hava katmanları daha da soğuk olduğu için yukarı doğru akan bir hava sütunudur. Termik tipik olarak yuvarlak veya yuvarlaka benzer bir enine kesite sahiptir ve çapı birkaç metreden birkaç kilometreye kadar değişir.

Bir kasırga, çok güçlü bir termiğin bir örneğidir. Termal dış sınırlar, çevreleyen havadan biraz daha düşük hava basıncına ve biraz daha yüksek sıcaklığa sahiptir, bu nedenle burada hafif bir yükselme vardır. Termiğin çekirdeği (kolonun merkezi), termikteki en düşük yerel hava basıncına ve en yüksek sıcaklığa sahiptir ve termiğin bu kısmı en güçlü kaldırma gücüne sahiptir. Bu nedenle, bu kısım, termiğin dış kısmına kıyasla en hızlı şekilde yukarı doğru akar. Başka bir deyişle, yükselme bir termiğin merkezinde en güçlü ve en sıcak olanıdır. İdeal olarak, hava aracı pilotu veya otopilot, bir termiği tanımlayabilir ve bu termiğin içinde, tıpkı bazı kuşların yaptığı gibi, termik merkeze en yakın olan sarmal bir yolda dönebilir. İNCİR. 5mümkün olan en yüksek kaldırma konumunda ısıtmaya bir örnektir. Termal çekirdekte dönmenin imkansız olduğu açıktır, çünkü bu bir nokta konumudur, ancak mümkün olan en küçük dönüş yarıçapı ile çekirdeğe mümkün olduğunca yakın dönmek mümkündür.

[0019] Sırt kaldırma (Şekil 6'da gösterilmektedir ) , bir sırt gibi bir süreksizliği etkileyen ve yukarı doğru yönlendirilen, engelin eğrisiyle birlikte akan, yukarı doğru hareket eden bir hava vektörü, yani bir hava vektörü yaratan rüzgar tarafından yaratılır. kaldırma kaynağı. Genel olarak, en güçlü kaldırma, sırtın en yüksek noktasının hemen üzerinde bulunabilir ve X ve Y çizgilerinin sınırları ile her iki yönde de zayıflar. Termal kaldırmanın aksine, mahya kaldırma, daha sıcak olmayan havadan oluşur. çevresindeki havadan daha Gerçekten de, sırt yükselticisindeki hava bazen çevredeki havadan bile daha soğuktur, örneğin denizden gelen ve bir kıyı sırtına çarpan rüzgarsa.

[0020] Bu gerçek, sırtın en yüksek zirvesi izlenerek, kaldırma tipinin ve maksimum kaldırmanın nasıl konumlandırılacağının belirlenmesi için kullanılabilir. Hava aracı kaldırmayı geçtiğinde, mahya kaldırma olup olmadığını ölçebilir, ŞEK. 6 , ve en güçlü kaldırmada kalmak için manevra yapın (sırt hattı yolunda tahmin ile). Bu, pilota ve otomatik pilota büyük ölçüde yardımcı olabilir. Coğrafi veri tabanlarından elde edilen bilgiler, sırt yapısını coğrafi olarak anlamak ve sırtın nereye gideceğini tahmin etmede kullanmak, en iyi kaldırmayı bulmak için kullanılabilir.

[0021] Mevcut durum, hava kaldırma bölgelerinin konumlandırılmasına, gelecekteki hareketinin tahmin edilmesine ve sensör okumalarına dayalı olarak isteğe bağlı olarak hesaplamaların ve tahminlerin değiştirilmesine yardımcı olur. Bir düzenlemede, sistem mümkün olduğu kadar uzun süre yükseklik kazanmak ve havada kalmak için çalışır. Kaldırma ve en iyi kaldırma konumuna giden yön, bir sıcaklık sensörü yardımıyla birden fazla variometre ve/veya hızlandırıcı sensör kullanılarak belirlenebilir.

Şek. 3

[0022]Çeşitli konumlarda bir variometre ve/veya dikey hızlandırıcı sensörün (Z ekseninde, yukarı veya aşağı hareketi algılayarak) kullanılması, hava kaldırma tarafından oluşturulan hareketin hava araçlarının çeşitli bölümlerinde algılanabilmesi için Z ekseni hareket algılamasının daha iyi olmasını sağlar. . Bir uygulamada, bu variometre ve/veya ivmeölçer sensörleri kanat uçlarına yerleştirilmiştir. Güçsüz hava araçları söz konusu olduğunda, yükseklik kazanmanın tek yolu, yukarı doğru akan hava olan hava kaldırma kullanmaktır. Yukarıda belirtildiği gibi, birkaç kaldırma kaynağı vardır, örneğin, termal kaldırma, dağ veya sırt kaldırma, "hava cephesi" kaldırma, "bulut dalgaları" kaldırma vb. Bu kaldırma tiplerinin tümü buluş dahilinde desteklenir. Motorlu hava araçları da uçuş maliyetini düşürmek, yakıt tasarrufu yapmak, motor kullanımını azaltmak ve genel olarak daha sessiz bir uçuş sağlamak için bu buluşu uygulayabilir.

[0023]Uygulama, kanadın kanat uçlarının her birine bir variometre sensörü ve/veya hızlandırıcı sensörü, örneğin 2 variometre sensörü ve/veya 2 ivmeölçer sensörü takılmasını içerebilir. Bu minimum çözüm (her kanat ucunda bir sensör), giriş asansörü hakkında veri sağlayabilir (günümüzde hava araçlarının merkezine yerleştirilmiş tek bir variometre ile yapıldığı gibi), ancak daha geniş bir algılama alanı avantajıyla da pilotu veya otopilotu asansöre doğru dönmeye yönlendirmek için kaldırmanın algılandığı yere (yani, aracın soluna veya sağına) göre yönsellik olarak. Bu çözüm en iyi parafoiller, yamaç paraşütçüleri veya hızlı uçan tip hava araçları için optimize edilmiştir, çünkü bu 2 nokta birbirinden yeterince uzakta bulunur, bu nedenle kaldırma çözünürlüğü yeterli olacaktır. Bir alternatif, Şek.Şekil 1 ve 2'de , sensörler hava aracı dış yüzeyi üzerinde ve ayrıca Şekil 2'de açıklandığı gibi planörün dışında yer almaktadır. 2 . Sensör verileri, daha sonra pilot tarafından kılavuz olarak kullanılmak üzere pilot ekranda gösterilebilecek bir kaldırma haritasının yapay olarak oluşturulması için kullanılabilir veya otopilot tarafından hava aracını otomatik olarak tespit edilen en iyi kaldırmaya sürmek için kullanılabilir. Bu bilgiler, bölgedeki diğer komşu pilotlara veya insansız hava araçlarına da iletilebilir veya istatistiksel kaldırma verileri elde etmek için günler, haftalar, aylar, mevsimler ve yıllar boyunca alan hava durumu hakkında bilgi edinmede kullanılmak üzere bir veri tabanında saklanabilir.

[0024] Hava akımı sıcaklığını kontrol etmek için bir variometre ve/veya ivmeölçerin bulunduğu her konuma bir sıcaklık sensörü yerleştirilebilir. Bu, yukarı akan havanın bir termal (genellikle çevredeki havadan daha sıcak olan hava) veya yukarı akan havanın genellikle çevredeki havayla aynı sıcaklıkta veya çevredeki havadan daha soğuk olduğu bir tepe yükselmesi olup olmadığını belirlemek için kullanılabilir. . Bu sıcaklık verileri, otopilot tarafından uygun bir kaldırma algoritması, örneğin bir termal algoritma veya bir sırt algoritması seçmek için kullanılabilir. Termal algoritma, termal kolonun merkezini tanımlarken mahya algoritması, mahya boyunca bir kaldırma yolunu tanımlar.

[0025] Hava aracının etrafındaki hava basıncının daha iyi okunmasını sağlamak için hava aracı kaplaması üzerindeki ilave sensör konumları kullanılabilir. Bu düzenleme, Şekil 2'de görülebilir. 1, özellikle A, B, C, D, E, F, L ve M konumları. Ayrıca, kaldırma haritasının daha iyi bir çözünürlüğünü elde etmek için, bir veya daha fazla variometre sensörü hava aracının dışına, bağlantı kablolarına takılabilir. hava aracı burnu kanat uçlarının her birine ve hava aracı arka noktasını kanat uçlarının her birine bağlayan teller. Sensörler ayrıca hava basıncını çok ileri, çok geri ve yanlara doğru ölçmek, daha geniş ve daha geniş bir alan elde etmek için katlanabilir uzatma çubuklarına (hava aracının önüne, arkasına ve yanlarına uzanan uzun borular vb.) yerleştirilebilir. hava aracını çevreleyen havanın ayrıntılı hava kaldırma haritası.

Böyle bir uygulamanın bir örneği Şekil 2'de görülebilir. 2. Bu uzatıcılar, kalkış, iniş vb. sırasında kullanılmadıkları zamanlarda sürtünmeyi azaltmak için katlanabilir olabilir. Sensörlerin çıktıları (sensörler tarafından üretilen veriler) yerleşik bir bilgisayara yönlendirilir. Bilgisayar, tüm sensör verilerini toplar ve hava aracı çevresinde sanal bir güncel hava kaldırma haritası hesaplar ve çizer. Bu, değişiklikleri ölçmek ve buna dayalı olarak bilinçli bir karar vermek için sürekli olarak (örneğin, saniyede birçok kez) yapılabilir. Bilgisayar, sensör başına kaldırma oranını hesaplar ve hava aracının kaldırma merkezine (en güçlü kaldırma) doğru hareket edip etmediğini, düz ileri mi yoksa hava aracı burnunun sağına mı yoksa soluna mı hareket ettiğini belirler ve yön tavsiyesi sağlar. otomatik pilot işleminde pilotun en güçlü kaldırma yönüne uçması veya hava aracını daha iyi kaldırma yönüne uçurması.

[0027] Hava aracı, mevcut konumunu belirlemek için GPS gibi bir global konumlandırma sensörüne ve irtifayı belirlemek için gemide bir barometrik hava basıncı sensörüne sahip olabilir. Her variometre/ivmeölçer sensörü, hava aracına göre bilgisayar tarafından bilinen sabit bir konuma yerleştirildiğinden, bilgisayar her bir sensörün uzaydaki herhangi bir anda konumuna sahiptir. Bu sayede, araç bilgisayarı tarafından anlık olarak ayrıntılı bir kaldırma haritası hesaplanabilir ve belirli bir uçuşta hava aracının içinden geçtiği daha geniş bir alanı kapsayacak şekilde sürekli olarak güncellenebilir.

[0028] Mevcut konum için tüm geçmiş bilgileri işlemek ve pilota veya otopilota yardım etmek ve rehberlik etmek için zaman içinde kaldırma yönünün hareketinin en iyi tahminini sağlamak için bu süreçte yapay zeka kullanılabilir. Daha sonra, en iyi tahmini mevcut koşullarla karşılaştırmak ve uçulacak bir sonraki nokta için bir düzeltme yapmak için gerçek zamanlı olarak düzeltmeler uygulanabilir. Mevcut kaldırma haritası, uçulacak bir sonraki yolun, yani en iyi kaldırmanın bir sonraki noktasının ince ayarını yapmak için mevcut sensör ve GPS verilerine ve ayrıca bu alanda işlenmiş geçmiş bilgilere dayalı olabilir.

Şekil 4

[0029] İnsanlı uçuş durumunda, asansör haritası, örneğin özel bir ekranda bir görsel ve/veya bir ses sinyali yoluyla, ne zaman ve hangi durumda olduğunu belirtmek için farklı sinyaller yayan, pilota güvenilir bir gösterge sağlamak üzere işlenebilir. daha iyi kaldırma bulmak için hangi yatış yönüne dönülür. Otopilot hava aracını kontrol ederken karar bilgisayar tarafından verilir ve uçuş yönü otopilot (bilgisayar) tarafından yürütülür. Mevcut başlangıç noktası sakin hava ise (örneğin, büyük ölçüde asansör yok), daha düşük hava basıncını (yukarı çıkıyor) ve/veya kanat ucu hareketini (ilgili ivmeölçer sensörü tarafından belirtilir) gösteren tek bir sensör ve isteğe bağlı olarak hava sıcaklığı biraz daha yüksek diğer hava aracını çevreleyen havadan daha fazla olması, bir ilk termiğin hissedilebileceğinin bir işaretidir.

[0030] Bunun gerçek bir yükselme mi yoksa yukarı doğru akan küçük bir hava kabarcığı mı olduğunu belirlemek için, birkaç sürekli kaldırma haritası ve daha düşük bir basınç alanında olduklarını gösteren daha fazla sensör gerekebilir. Kaldırma komşu sensörlerde birkaç saniye boyunca sürekli olarak algılanmaya başlarsa, bilgisayar gerçek kaldırmanın algılandığını belirler ve yönü belirlenir. Pilot veya otopilot şimdi bu asansörün yönü hakkında bilgilendirilecek ve böylece yatış açısı da dahil olmak üzere onları en iyi asansöre yönlendirecektir.

Önemli bir düzenlemede, pilota veya otopilota güvenilir kaldırma verileri sağlanır. Pilot ise, çoklu variometre yapısına ve/veya çoklu ivmeölçer yapısına göre otomatik olarak en güçlü asansöre uçacak olan yerleşik bilgisayarın isteğe bağlı "otopilot" modunu etkinleştirme seçeneğine sahip olacaktır. , bu patent başvurusunun temeli. Hava aracı, bilgisayar tarafından tanımlanan birkaç kaldırma kaynağının (yoğun bir termik alan gibi) bulunduğu bir alanda uçarsa, pilot veya otopilot, en güçlü kaldırma kuvvetinin merkezine yönlendirilir. en güçlü kaldırma — en güçlü termik gibi.

Kaldırma haritaları, diğer hava aracının bilgisayarının değerlendirmesi için bölgedeki diğer hava araçlarıyla kablosuz iletişim kanalları üzerinden paylaşılabilir. Komşu bir hava aracı bilgisayarından bu tür kaldırma verilerini alan bilgisayarlar, içinde bulunduğu kaldırma haritasından daha umut verici olabileceğinden, pilotuna komşu hava aracını asansörüne dahil etmesini önermeye karar verebilir. otopilot, yeni aldığı asansör haritasına göre mevcut asansörden ayrılma ve daha iyi asansöre katılma kararı alabilir. Komşu hava aracının liftine katılması, hava trafiğinde kullanılan açık “geçiş hakkı” kurallarına dayanacaktır.

[0033] Kaldırma haritaları, uçuşları planlarken pilotlar tarafından kullanılmak üzere günün saatine, tarihe, yere, mevsime vb. göre kaldırma istatistikleri sağlamak gibi daha ileri işlemler için verileri depolayan bir baz istasyonuna sürekli olarak gönderilebilir. Yapay Zeka, tarihsel asansör haritalarından veri çıkarmak için kullanılabilir.

[0034]Bu buluşu kullanan elektriksiz hava araçları, hava aracı üzerindeki elektronik aksama güç sağlamak, bir pili şarj etmek (güneş gizlendiğinde yerleşik elektronik aksamı çalıştırmaya devam etmek için) kanatlara ve isteğe bağlı olarak gövdeye monte edilmiş güneş panelleri kullanabilir. bulutlar veya dağ gölgeleri gibi) ve bazı durumlarda isteğe bağlı bir motora ve pervaneye güç sağlamak için. Meteorolojik koşullara güvenen motorsuz hava aracı, yeterli kaldırma bulamadığı takdirde iniş yapmak zorunda kalabilir. Bu güvenilmezlik sorununun üstesinden gelmek ve görevini yerine getirirken güvenilirliği artırmak için (eğer kendisine bir görev verilirse), bu buluş aynı zamanda, hava araçlarının her birine bir görev atanan bir sürünün veya güçsüz hava araçları grubunun uçuş oluşumunu tanımlar. Araçlardan birinin iniş yapması gerektiğinde komşu hava araçlarına tahsis edilecek veya,

[0035] ŞEK. 1 , sensör konumlarını açıklar. Tüm variometre sensörleri, hava aracının dış yüzeyi üzerinde hava akışının oluşturduğu dinamik basınçtan gizlenmiş, statik basıncı ölçecek şekilde yerleştirilmelidir. Variometre, ivmeölçerler ve sıcaklık sensörleri, Şekil 2'de gösterilen konumlara yerleştirilebilir. 1 , yani A, B, C, DE, F, L ve M konumları. Bu, ayrıntılı bir asansör haritası sağlayacaktır. Ancak, bu uygulamanın kullanılmasına izin verecek minimum sensör sayısı 2'dir, örneğin her kanadın ucunda bir sensör. Bu, A ve B konumlarında her kanat ucunda bir variometre, bir ivmeölçer ve bir sıcaklık sensörü içerebilir.

Şekil 5

[0036] ŞEK. Şekil 2 , Şekil 2'deki gibi tüm sensörleri göstermektedir. 1 , hava aracı gövdesinin dışında, araç kaplamasından daha uzakta, teller veya uzatma çubukları üzerinde bulunan ek sensörler ile. Bu, ayrıntılı ve daha geniş bir kaldırma haritası için daha iyi ve daha geniş bir kaldırma algılama yeteneği için veri sağlar. Bu, özellikle termallerin daha az yoğun ve daha dağınık olduğu günlerde faydalı olacaktır; kaldırmayı algılamak için daha geniş bir alana sahip olmak, kaldırmanın daha iyi tanımlanmasına katkıda bulunur ve bu nedenle ek uçuş süresi sağlayabilir. Uzatılmış çubuklar üzerinde bulunan sensörler ile kaldırma yerini belirleme yeteneği daha da iyidir, ancak çubukların uzunluğuna bağlıdır ve ek veriler tarafından sağlanan kazançlar, bu çubukların yarattığı aerodinamik sürükleme ile en azından kısmen dengelenebilir.

[0037] Hem ŞEK. 1 ve ŞEK. Şekil 2'de , bir kaldırma mahallinin sınırlarına girerken kanatların, burnun ve kuyruğun kalkmasını algılamak için A ve B lokasyonlarına ve isteğe bağlı olarak C ve D noktalarına hızlandırıcı sensörler yerleştirilebilir. ŞEK. Şekil 3'te, kanadın bir kısmı termiğe girdiğinde (sağ kanat, konum A gibi), bu kanat kaldırılır. Bu artış, sadece düşük hava basıncını değil, gerçek kaldırma oranını göstermek için variometre sensörü tarafından ve aynı zamanda hızlandırıcı sensörü tarafından da tanımlanabilir. Bu, pilotun veya otopilotun asansöre dönüşmesi için daha bilinçli bir karar vermesi için bilgisayar için daha iyi, daha hassas bir ölçüm sağlayacaktır.

[0038] Hem ŞEK. 1 ve ŞEK. Şekil 2'de , bir sıcak havanın (termal) sınırlarına girerken kanat uçlarındaki ve isteğe bağlı olarak burun ve kuyruktaki hava sıcaklığını algılamak için A ve B konumlarına ve isteğe bağlı olarak C ve D noktalarına sıcaklık sensörleri yerleştirilebilir. ŞEK. Şekil 3'te , kanadın bir kısmı bir termiğe girdiğinde (sağ kanat, konum A gibi), bu kanat ucu bir termiğin içindeyken, diğer kanat ucu ve çevredeki sensör ölçümünün geri kalanının tümü sıcaklıktır. Bu, kanat ucu A'nın ısıl kaldırmada olduğunun ve mahya kaldırmada olmadığının açık bir göstergesidir.

[0039] ŞEK. 3bir termiği (resmin sağ tarafındaki koyu renkli daire, koyu rengin daha güçlü bir kaldırmayı işaret ettiği yer) ve sağ kanadının bir kısmı termiğin içinde olan bir hava aracını gösterir. Bu durumda, A konumundaki bir variometre sensörü hava basıncını düşürdüğünü bildirir ve hızlandırıcı sensörü kanadın yukarı doğru hareket ettiğini bildirir. Başka hiçbir sensör benzer değişiklikleri bildirmezse, bilgisayar sağ kanadın ucunun kaldırma mesafesinde olduğunu not eder. Ayrıca, ileriye doğru hareket ederken variometre sensörü A daha düşük bir basınç bildirir ve hızlandırıcı sensörü sağ kanat ucunun yukarı doğru hızlandığını bildirir ve sıcaklık sensörü artan hava sıcaklığını bildirir. Bu, A konumundaki 3 sensörün termik içinde hareket etmesi ve hava basıncının daha düşük, kaldırma kuvvetinin daha yüksek ve sıcaklığın daha yüksek olduğu merkezine yaklaşmasıyla meydana gelir.

[0040] Hava aracı ileri uçmaya devam ederken, Şekil 2'deki L sensör grubu; 4 termiğe girecek ve sensör grubu L'nin bir termiğin içinde olduğunu belirten verileri bilgisayara bildirecektir. Artık asansör haritası 2 sensöre (A ve L) dayalı olacak ve zamanla bilgisayardaki asansör haritası görüntüsü daha ayrıntılı ve doğru olacaktır.

[0041] ŞEK. Şekil 3 , yalnızca bir sensörün (bu örnekte A kanat ucundaki sensörler) termiğe girdiği ve ardından Şekil 2'deki gibi ikinci variometre sensörünün girdiği aşırı bir örnektir. 4 ve bilgisayarın karar vermek için nispeten az miktarda verisi var, ancak bu yeterli olabilir. Eğitimli bir asansör haritası çizebilir ve pilot/otopilot için geçici olarak asansör merkezini belirleyebilir. Eğer yaldız ısıyı merkeze daha yakın geçerse, her biri kendi konumunda olmak üzere daha fazla sensör yükselişi hissedecek (ve bildirecektir). Burada bilgisayar çok daha fazla bilgiye sahip olacak, kaldırma haritası daha detaylı ve daha güvenilir olacak ve bu nedenle pilota/otopilota tavsiye daha güvenilir olacaktır.

[0042] ŞEK. 3 hava aracı geçerken sağ kanat ucunun termiğin merkezi ile hizalandığı noktaya kadar basıncın alçaldığını hissedecektir. Hava aracı bu noktayı geçtiğinde, örneğin ŞEK. 4 , sensörler A ve L'de algılanan hava basıncı artmaya başlayacak, yani sensörler daha düşük kaldırma hissi verecek. Bu önemli bir noktadır, çünkü yaldız bilgisayarı artık maksimum kaldırmayı bulmuştur, dolayısıyla sağ kanadı termal merkezi işaret eder ve artık kaldırma alçalmaktadır ve şimdi pilota/otopilota sağa dönmeye başlamasını tavsiye etmelidir. , termikte (asansör) kalmak ve sadece onu geçip asansör alanından çıkmak için değil.

Şekil 6

[0043] Bir termiğe daha fazla sensör grubu girerse (örneğin, ŞEKİL 4'teki sensör grupları F, D, C, E vb. ) , bilgisayar çok daha ayrıntılı ve doğru olacak bir kaldırma haritası üretecektir. Bu, bu örnekte sağa dönmek için planör algoritması tarafından elde edilir. Bu bölüm, örnek olarak sağ kanadın termiğe girmesini kullanan algoritmayı açıklar, ancak sol taraf termiğe girerse termik için aynı işlemdir. Kanadın termiğe merkezden girip önden girdiği tuhaf durumda, termiği geçtikten sonra (hava basıncının yükselmeye başladığı yer), sağa veya sola dönebilir; biraz daha yüksek bir kaldırma algıladığı her yerde.

[0044] Optimal olarak, bilgisayar, güvenilir ve istikrarlı bir hava basıncı artışı gösteren birkaç ardışık kaldırma haritası oluşturduğunda, yani kaldırma alçalıyorsa, bu, bilgisayarın pilot/otopilotun keskin bir şekilde dönmeye başlamasını önerdiği noktadır. asansör, termikte kalmak. Pilot tepki vermezse hava aracı liftten inecektir. Bu durumda, asansör haritası yerleşik bilgisayar belleğinde saklandığından, bilgisayar pilota yeni asansörü ararken önceki termal alana dönmesini önermeye devam eder.

[0045] Mevcut bir termikte en iyi kaldırma ve yüksekliği elde etmek için optimal bir uçuş yolu, Şekil 2'de gösterilmektedir. 5 . Bilgisayar, yönü şu şekilde gösterir: 1. tüm yerleşik sensörleri termiğin içinde olsun, böylece en iyi yükseklik artışı için tüm araçların kanat yüzeyleri kaldırma kuvveti oluşturuyor ve 2. kaldırma kuvvetinin en güçlü olduğu termal merkeze en yakın dönüş, dönüş hava aracının başarabileceği ve pilotun (insanlı uçuş ise) dayanabileceği en küçük yarıçapta. Bu, ŞEKİL 2'de gösterildiği gibi bir yol oluşturmalıdır. 5 ve mevcut bir termikten maksimum yükseklik elde edin.

[0046] Hava aracı bilgisayarı, en son kaldırma haritalarının toplanmasını diğer hava araçlarının bilgisayarları ile paylaşabilir (kablosuz iletişim kullanarak), diğer hava araçlarının bilgisayarlarının değerlendirme yapmasına izin verebilir ve belki de pilotlarına gelecek vaat eden kaldırma yerleri hakkında önerilerde bulunabilir. .

[0047] Kaldırma haritaları, saklanmak ve işlenmek üzere baz istasyonu veya bir bilgi işlem bulutu ile paylaşılabilir. Bu büyük koleksiyondan elde edilen veriler, yılın belirli bir döneminde belirli bir yerde oluşturulan tipik termiklere ilişkin istatistiklerdir (Bunlar, motorsuz hava aracı topluluğunda "ev termikleri" olarak da bilinirler). Bu veriler, bir sonraki asansör konumu hakkında en iyi tahmini sağlamak için yapay zeka araçlarıyla işlenebilir. Bu veriler, acemi pilotların hava aracı bilgisayarına yüklenerek havada daha fazla kalmalarına yardımcı olacak, mevcut buluş tavsiyelerinin yanı sıra termal tarihçe için tavsiyeler alacak.

[0048] Rüzgarın bir sırta çarparak oluşturduğu kaldırma kuvveti, benzer bir yöntemle, yani hava aracının kaldırmayı tanımlayacağı kanat uçlarındaki variometre sensörleri ve/veya ivmeölçer sensörleri kullanılarak izlenebilir, pilota lifte dönmesini önerin, yuvarlak termik değil mahya lifti olup olmadığını belirleyin, tüm sensörlerde en yüksek lift yolunu arayın ve pilot/otopilotun bu yolda kalmasını önerin. Mahya yükselişi genellikle düz bir hat üzerindedir ancak bu hat vadi, sırt dönüşü vb. coğrafi değişiklikleri takip etmektedir.

[0049] Tartışma esas olarak motorsuz hava araçları içindir, ancak motorların rölantide çalışmasına veya durdurulmasına izin vererek yakıt tasarrufu yaparken yükseklik kazanmak ve genel olarak daha sessiz ve daha ucuz çalışma sağlamak gibi motorlu hava aracıyla da mükemmel bir şekilde ilgilidir. Çeşitli sistemlerin ve süreçlerin burada açıklanmış olduğu takdir edilecektir. Bununla birlikte, mevcut açıklamanın ilkelerinin uygulanabileceği birçok olası düzenleme göz önüne alındığında, burada çizim şekillerine göre açıklanan düzenlemelerin yalnızca açıklama amaçlı olduğu ve sınırlayıcı olarak alınmaması gerektiği kabul edilmelidir. iddiaların kapsamı. Bu nedenle, burada açıklanan teknikler, aşağıdaki istemlerin ve bunların eşdeğerlerinin kapsamına girebilecek tüm bu tür düzenlemeleri tasarlar.