BR112020011404A2 - sistemas aprimorados de voo - Google Patents

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BR112020011404A2
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Frankie Zapata
Chrystelle Charron
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Zipair
Chrystelle CHARRON
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Abstract

Um dispositivo de propulsão, incluindo uma plataforma configurada para suportar um passageiro na mesma; um motor de propulsão acoplado à plataforma, em que o motor de propulsão é configurado para prover uma saída de propulsão substancialmente ao longo de um primeiro eixo; um conjunto defletor posicionado próximo à saída de propulsão, em que o conjunto defletor inclui duas guias defletoras para desviar a saída de propulsão em pelo menos dois vetores de propulsão angulados com relação ao primeiro eixo; um atuador acoplado a cada guia defletora para ajustar de maneira controlável uma posição das guias defletoras em relação ao motor de propulsão; e um controlador em comunicação com o atuador, em que o controlador é configurado para operar o atuador em resposta a um ou mais sinais do pelo menos um dentre o passageiro e um sensor acoplado à plataforma.

Description

“SISTEMAS APRIMORADOS DE VOO”
[0001] A presente revelação se refere preferencialmente, mas não respectivamente aos dispositivos de propulsão de passageiros, nos quais um ou mais passageiros podem se mover no ar com enorme liberdade de movimento através de agilidade e configuração física. Tais dispositivos de propulsão, mais particularmente suas configurações de plataforma, também podem ser arranjados para o transporte de mercadorias, carga, instrumentos, ferramentas, equipamentos ou similares. A presente revelação se refere, mais particularmente, a sistemas de impulsão incluídos nos referidos dispositivos de propulsão.
[0002] os humanos sempre se preocuparam em serem capazes de se movimentar o mais livremente possível no espaço. Vários esforços foram empreendidos para alcançar esse objetivo. Por exemplo, dispositivos voadores são fornecidos nas Patentes U.S. Nos. 3,243,144 e 3,381,917 e, mais recentemente, na Patente U.S. No. 7,258,301l ou na Publicação de Patente U.S. No. 2013/0068895, que emprega uma estação de compressão de fluido distante. Apesar de tais dispositivos e revelações, deficiências em capacidade e mobilidade permanecem para os futuros pilotos desejosos de capacidades acrobáticas, movimento de precisão sobre ou através da água e superfícies terrestres em alta e baixa velocidade de maneira a permitir a implantação e adoção em massa.
[0003] A presente revelação fornece um sistema de impulsão, incluindo um motor de impulsão configurado para fornecer uma saída de impulsão substancialmente ao longo de um primeiro eixo; um conjunto defletor acoplado de maneira móvel ao motor de impulsão, em que o conjunto defletor inclui um par de guias de deflexão cooperativamente móveis para desviar seletivamente uma porção da saída de impulsão e está configurado para desviar a saída de impulsão em pelo menos dois vetores de impulsão angulados em relação ao primeiro eixo.
Os pelo menos dois vetores de impulsão podem ter substancialmente a mesma magnitude.
Cada vetor de impulsão pode ser angulado entre aproximadamente 45 graus e aproximadamente 90 graus em relação ao primeiro eixo.
Cada vetor de impulsão pode ter substancialmente o mesmo ângulo em relação ao primeiro eixo.
O sistema de impulsão pode incluir um atuador acoplado às guias de deflexão para ajustar, de maneira controlável, uma posição das guias de deflexão em relação ao motor de impulsão.
O sistema pode incluir um controlador em comunicação com o atuador, em que o controlador está configurado para operar o atuador em resposta a um ou mais sinais de pelo menos um de um operador e um sensor.
As guias de deflexão podem ser substancialmente planas e orientadas em um plano substancialmente perpendicular ao primeiro eixo.
As guias de deflexão podem ser móveis na direção e afastadas uma da outra dentro do plano.
As guias de deflexão podem ser articuladas em relação ao motor de impulsão.
As guias de deflexão podem ser articuladas em torno de um segundo eixo substancialmente perpendicular ao primeiro eixo.
O segundo eixo pode estar localizado acima da saída de impulsão do motor de impulsão.
As guias de deflexão podem cada uma definir uma superfície substancialmente curvilínea que desvia a saída de impulsão.
As guias de deflexão podem cada uma definir uma superfície com uma seção transversal substancialmente semicircular que desvia a saída de impulsão. O mecanismo de impulsão pode ser um de um motor turbojato, um motor turbofan e um motor turboélice.
[0004] A presente revelação descrição também fornece um dispositivo de propulsão, compreendendo uma plataforma (11) configurada para suportar um passageiro em cima da mesma, um sistema de impulsão acoplado à plataforma, em que o sistema de impulsão está configurado para fornecer uma saída de impulsão substancialmente ao longo de um primeiro eixo e é de acordo com a presente revelação.
[0005] Um entendimento mais completo da presente revelação, e as vantagens e características da mesma, serão mais facilmente compreendidos por referência à seguinte descrição detalhada quando considerada em conjunto com os desenhos anexos, em que:
[0006] As Figuras 1A, IB, 1C, 1D, 1E, 1F e 1G ilustram um exemplo de um dispositivo de propulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[0007] A Figura 2 ilustra um exemplo de interface e sistema de processamento para um dispositivo de propulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[0008] A Figura 3 ilustra um controlador e sistema de processamento exemplares para um dispositivo de propulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[0009] A Figura 4 ilustra vários aspectos de exemplos de sistemas redundantes para um dispositivo de propulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[00010] A Figura 5 ilustra vários aspectos adicionais de sistemas redundantes para um dispositivo de propulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[00011] A Figura 6 ilustra um dispositivo de entrada de exibição e controle para um piloto de um dispositivo de propulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[00012] As Figuras 7A-7D ilustram um exemplo de um sistema de unidade/motor de impulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[00013] As Figuras 8A-8D ilustram outro exemplo de um dispositivo de impulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[00014] As Figuras 9A-9B ilustram um exemplo de um sistema de deflexão de impulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação;
[00015] As Figuras 10A-10B ilustram um exemplo de um sistema de deflexão de impulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação; e
[00016] As Figuras 11A-11C ilustram um exemplo de um sistema de deflexão de impulsão construído de acordo com os princípios da presente revelação.
[00017] A presente revelação fornece dispositivos de propulsão pessoais e sistemas de controle aprimorados e métodos de uso dos mesmos. Os princípios e características aqui revelados podem ser aplicados a diferentes configurações de plataforma para transportar um ou mais passageiros, carga, instrumentos, ferramentas, equipamentos ou similares. Exemplos das inúmeras vantagens aqui fornecidas incluem: capacidade de manobra aumentada e aprimorada; redundância operacional para manter a segurança do piloto e possíveis passageiros; maior autonomia do sistema e, portanto, da duração e/ou distância do voo; capacidade de decolagem e pouso em uma área particularmente reduzida de apenas alguns metros quadrados.
[00018] Em um exemplo de um dispositivo de propulsão fornecido neste documento, o dispositivo consiste em um corpo contendo uma plataforma disposta para acomodar o passageiro e um sistema de impulsão. O sistema de impulsão pode incluir pelo menos um sistema de sub-impulsão contendo pelo menos dois impulsores; a direção de ejeção do fluxo de gás de cada intensificador pode ser orientada ao longo de um eixo bastante normal em um plano longitudinal da plataforma; o corpo do dispositivo possui meios para suportar o grupo de impulsão que trabalha com a plataforma e está disposto para suportar o sistema de impulsão e minimizar a distância entre a direção de ejeção dos fluxos de gás pelo bocal de ejeção de cada intensificador e a projeção ortogonal da direção da ejeção do fluxo de gás em um plano mediano que passa pelo centro de gravidade do corpo do dispositivo.
[00019] Dependendo da configuração do corpo de um dispositivo desse tipo, este último pode conter um segundo sistema de sub-impulsão trabalhando com a plataforma, os meios de suporte do sistema de impulsão sendo dispostos para suportar o segundo sistema de impulsão paralelo ao primeiro sistema de sub-impulsão, minimizando a distância entre um plano mediano que passa pelo centro de gravidade do corpo do dispositivo e a direção de ejeção do fluxo de gás pelo bocal de ejeção de cada intensificador.
[00020] Para aumentar a capacidade de manobra de tal dispositivo de propulsão, a plataforma pode ser disposta aos pés do passageiro para ocupar uma posição, a altura da qual em relação ao ponto mais baixo do dispositivo, quando o passageiro está na posição ereta ou aproximadamente vertical na plataforma e os bocais de ejeção do intensificador estão orientados para o solo, é: aproximadamente igual a ou maior que a altura em relação ao ponto baixo do centro de gravidade do corpo do dispositivo, e mais baixa na altura em relação ao ponto baixo do centro de gravidade da coisa toda incluindo o dispositivo e o passageiro.
[00021] Para proteger o sistema de impulsão de tal dispositivo de propulsão, o corpo deste último pode ter potrusões trabalhando com a plataforma e dispostas para evitar qualquer choque ou contato direto entre o solo e o sistema de impulsão do dispositivo.
[00022] Os impulsores podem incluir hélices e/ou turbojatos, e os impulsores podem estar dispostos em uma configuração de contra-rotação. Como alternativa ou adicionalmente, os meios de suporte e/ou os impulsores do grupo de impulsão podem ser dispostos para orientar a direção de ejeção do fluxo de gás pelos respectivos bocais de ejeção dos impulsores em um ângulo entre aproximadamente - 45º e aproximadamente + 45º com um eixo paralelo ao eixo mediano da plataforma.
[00023] Para DPpreservar a integridade física do passageiro, um dispositivo de propulsão dependendo da revelação pode ter um capuz, trabalhando com a plataforma ou constituindo uma construção unitária com a plataforma, o qual é disposto para impedir qualquer contato direto entre o sistema de impulsão e o passageiro. Adicionalmente, o capuz pode conter uma grade disposta para obscurecer parcialmente as entradas de fluido dos impulsores do sistema de impulsão e assim impedir qualquer inalação de corpos estranhos ou detritos pelas entradas de fluido. Para manter o passageiro no corpo do dispositivo de propulsão, este último pode vantajosamente ter meios para garantir que oO passageiro permaneça na plataforma.
[00024] De forma a orientar mais prontamente o dispositivo de propulsão através de uma trajetória curva, o grupo de impulsão pode ter impulsores de correção de tampa secundários, os meios de suporte dos propulsores sendo dispostos para trabalhar com os impulsores de correção de tampa secundários. Os meios de suporte podem vantajosamente ser dispostos para manter os últimos de acordo com uma orientação aproximadamente paralela a um plano longitudinal da plataforma.
[00025] Dependendo da configuração da plataforma, principalmente se for alongada, como o chassi de um veículo terrestre equivalente, como uma moto ou um carro, o passageiro pode não ser capaz de afetar suficientemente a base da plataforma pela orientação de seu corpo. Para ajudar a dirigir um dispositivo de propulsão desse tipo, o sistema de impulsão pode ter impulsores de correção da base secundários, os meios de suporte dos impulsores sendo dispostos para trabalhar com os impulsores de correção da base secundária. Os meios de suporte podem ser vantajosamente dispostos para manter o último em uma orientação aproximadamente normal a um plano longitudinal da plataforma.
[00026] Para alimentar o sistema de impulsão de um dispositivo de propulsão dependendo da revelação, este último pode vantajosamente ter em adição um tanque de combustível conectado aos impulsores do sistema de impulsão para alimentar combustível ao último, o tanque trabalhando ao lado do corpo do dispositivo ou do passageiro.
[00027] Para que o passageiro possa transportar o tanque como uma mochila, esse tanque pode ter um envelope flexível e um arreio para trabalhar com o corpo do passageiro, cujos acessórios foram projetados para serem facilmente removidos pelo passageiro no caso de uma emergência.
[00028] Para que O passageiro possa dirigir seu dispositivo de propulsão, este último pode ter uma interface homem-máquina traduzindo um gesto do passageiro em uma instrução, os meios de processamento da instrução produzida e a geração de uma ordem de potência do intensificador usando a instrução produzida, a ordem de potência do propulsor sendo alimentada no sistema de impulsão por meio de comunicação.
[00029] Tal dispositivo de propulsão pode adicionalmente conter um sensor de base e/ou de trajetória trabalhando com o corpo do dispositivo aproximadamente na posição do centro de gravidade deste último e com os meios de processamento, este último gerando a ordem de potência do intensificador a partir das informações fornecidas pelo sensor de base e/ou de trajetória juntamente com uma instrução produzida pela interface homem-máquina.
[00030] Quando o dispositivo possui impulsores de correção de tampa secundários, para aterrar o dispositivo de propulsão, os meios de processamento, presentes no corpo do dispositivo, podem gerar instruções de potência a partir dos impulsores de correção de tampa secundários a partir de informações fornecidas pelo sensor de base e/ou de trajetória para operar um dos impulsores secundários e manter a trajetória atual do corpo, na ausência de instruções produzidas pela interface homem-máquina.
[00031] Da mesma forma, quando o dispositivo possui impulsores de correção de base secundários, os meios de processamento, presentes no corpo do dispositivo, podem gerar ordens de potência a partir dos impulsores de correção de base secundários a partir de informações fornecidas pelo sensor de base e/ou de trajetória para um dos impulsores de correção de base secundários e manter uma base aproximadamente horizontal ao corpo, na ausência de instruções produzidas pela interface homem-máquina.
[00032] Um exemplo do resultado preferido, tal interface de instruções homem-máquina pode ter um acionador que pode ser operado por um ou vários dedos do passageiro. A unidade de processamento pode, então, desenvolver uma ordem de potência do intensificador para ajustar a potência desenvolvida pelo sistema de impulsão de acordo com a posição do acionadoracionador.
[00033] Como alternativa ou adicionalmente, a interface de instruções homem-máquina pode ter um sensor de medição de ângulo que mede o ângulo definido pelo punho de um passageiro em comparação com o eixo longitudinal do antebraço em questão comparado com uma posição de referência segundo a qual a mão do passageiro está alinhada com o antebraço. A unidade de processamento pode então desenvolver uma ordem de potência auxiliar secundária para ajustar a potência desenvolvida por esta de acordo com a posição do punho.
[00034] A Figura 1A apresenta uma vista em perspectiva de uma concretização preferida inicial de um dispositivo de propulsão para um passageiro 1 de acordo com a revelação. Tal dispositivo compreende um corpo principal 10a principalmente na forma de uma plataforma 11 na qual um passageiro 1 pode estar. Dependendo das dimensões da plataforma 11 e da potência do sistema de impulsão 12 do dispositivo 10, a revelação prevê que vários passageiros possam estar ao mesmo tempo na plataforma 11. A plataforma 11 tem, para esse fim, uma ou várias superfícies 1l1a dispostas para receber os pés ou sapatos do passageiro 1, como indicado mais claramente na figura 1D.
[00035] A revelação é prevista para que essas superfícies ll1a possam ter meios 16 para apoiar o passageiro l na plataforma 11. Assim, dependendo da posição desejada pelo passageiro 1 na plataforma 11 de um dispositivo de acordo com a invenção, o referido suporte 16 pode consistir em um par de sapatos ou botas de fixação de um tipo semelhante ao que pode ser encontrado, por exemplo, na prática de wakeboard. Outros tipos de meios de suporte podem ser preferidos, dependendo de um passageiro ser mantido em uma posição de "pernas dobradas", ajoelhado ou mesmo sentado.
[00036] Tal plataforma 11 pode ser vantajosamente projetada usando um ou vários materiais tendo, sozinhos ou em combinação, rigidez suficiente para suportar o peso do(s) passageiro(s) e impedir assim qualquer deformação excessiva.
[00037] O corpo l10a do dispositivo de propulsão descrito em relação às figuras 1A e 1D tem um sistema de impulsão 12 em cooperação com a plataforma 11.
[00038] Conforme usado neste documento, os seguintes termos são usados para descrever as características da seguinte maneira: - “plano mediano” PM: qualquer plano normal especialmente para a plataforma 11, o qual separa uma metade da porta da metade de estibordo do corpo 10a do dispositivo 10, as metades não sendo necessariamente iguais; - "plano transversal" PT: qualquer plano normal para um plano mediano, o qual separa o corpo l10a do dispositivo de propulsão em duas metades, uma incluindo a frente, a outra incluindo a parte traseira do corpo, as metades não sendo necessariamente iguais; - "plano longitudinal" PL: qualquer plano normal para os planos transversal e mediano, o plano longitudinal separando uma metade superior da metade inferior do corpo 10a do dispositivo 10, as metades não sendo necessariamente iguais.
[00039] Esses planos MP, PT, PL são ilustrados por linhas pontilhadas na Figura 1A. Conforme usado aqui, os seguintes termos são usados para descrever as características da seguinte maneira: - "eixo transversal": qualquer eixo pertencente a um plano transversal e a um plano longitudinal; - "eixo longitudinal": qualquer eixo pertencente a um plano mediano e a um plano longitudinal; - "eixo mediano": qualquer eixo pertencente a um plano mediano e um plano transversal.
[00040] Um dispositivo de propulsão de acordo com a invenção compreende outros elementos acessórios, não representados por razões de simplificação na figura 1A, como um tanque de combustível para alimentar o sistema de impulsão 12 ou mesmo uma interface homem-máquina, do tipo de controle remoto, por exemplo, de modo que o passageiro 1 pode interagir com o sistema de impulsão 12 do dispositivo 10. Tal interface homem-máquina deve ser descrita em conjunto com a figura 2.
[00041] As Figuras 1B, 1C e 1D descrevem um dispositivo de propulsão não limitativo de acordo com a invenção, em vista de perfil e frontal, respectivamente. Podemos observar à luz das figuras 1A, 1B e 1C, que o corpo 10a de tal dispositivo possui protrusões 17, as quais podem ser vantajosamente retraídas durante o voo, cooperando com a plataforma 11 e dispostas para evitar qualquer choque ou contato direto entre o solo e o sistema de impulsão 12 do dispositivo 10. As protrusões podem ser retráteis através de uma configuração telescópica, dobrável ou outra configuração dobrável que reduz o perfil e/ou dimensões das protrusões 17 em um estágio desejado de voo ou uso.
[00042] Tais protrusões 17 podem consistir especificamente em quatro pés suficientemente longos para impedir que os bocais de ejeção do sistema de impulsão 12 atinjam o chão e também e para oferecer também certa estabilidade, quando o dispositivo estiver no chão ou em uma estação de decolagem, não representados nas figuras 1A a 1C, de modo que o passageiro possa efetivamente ocorrer na plataforma 11. Como uma alternativa, essas protrusões 17 podem consistir em um par de esquis ou quaisquer outros elementos que visem garantir certa estabilidade de acordo com a natureza do solo ou do suporte do dispositivo.
[00043] A Figura 1D apresenta uma vista explodida de um corpo l10a desse dispositivo de acordo com a invenção. Como indicado na figura 1D e como um exemplo ilimitado, ao contrário dos dispositivos conhecidos, o sistema de impulsão 12 consiste vantajosamente em um par de sistemas de sub- impulsão l12a e 12b cada um tendo dois impulsores ou motores. Assim, um primeiro sistema de sub-impulsão l12a tem dois impulsores 12al e 12a2. O mesmo se aplica ao sistema de sub- impulsão lb, que possui dois impulsores 12bl e 12b2. Como alternativa, esses sub-sistemas podem ter mais de dois impulsores. De acordo com uma segunda alternativa, o sistema de impulsão 12 pode ter mais sistemas de sub-impulsão, tendo eles próprios um ou vários impulsores. O exemplo de configuração, descrito em ligação com a figura 1D, embora não limitando a revelação, impede certas qualidades em relação a outras configurações do sistema de impulsão. De fato, um dispositivo pode desenvolver com um sistema de impulsão reduzido a um impulsor, por exemplo, um tipo de turbojato térmico.
[00044] De fato, o comprimento de tal impulsor único, para permitir que este libere um impulso suficiente para impulsionar no ar o dispositivo 10 e seu passageiro 1, seria de cerca de um metro ou até mais. Do mesmo modo, poderíamos imaginar um sistema de impulsão 12 com dois sistemas de sub- impulsão cada um com um impulsor. A massa de cada impulsor seria reduzida, mas esse sistema de impulsão 12 teria uma grande desvantagem em termos de segurança, como a configuração de um impulsor mencionada anteriormente. De fato, se um dos dois impulsores falhar, o impulso total do sistema seria insuficiente para manter o passageiro 1 no ar e preservar capacidade de manobra suficiente.
[00045] Ao contrário dessas duas configurações possíveis, uma configuração como ilustrada na ligação com a figura 1D, segundo a qual um sistema de impulsão 12 tem pelo menos dois sistemas de sub-impulsão l12a e 12b cada um tendo pelo menos dois impulsores l2al e 12a2 para um e 12bl1 e 12b2 para o outro, oferece um compromisso particularmente interessante.
Assim, o espaço ocupado pelos quatro impulsores, por exemplo, motores a jato, permanece completamente compatível com os métodos de uso desejados. Além disso, o dispositivo de propulsão permanece perfeitamente manobrável, mesmo se um dos impulsores falhar.
[00046] Para oferecer melhor capacidade de manobra, os impulsores do sistema de impulsão 12 são vantajosamente posicionados o mais próximo possível do centro do corpo l10a do dispositivo 10.
[00047] Isso reduz o momento de inércia que o passageiro deve superar para alterar, com o auxílio de seu corpo, a orientação do dispositivo 10, e assim mover-se: - sempre em frente, se ele colocar o peso do seu corpo na frente do dispositivo 10; - para trás, se o referido passageiro 1 colocar o peso do seu corpo em direção à parte traseira do dispositivo 10; - diagonalmente para frente, se o referido passageiro 1 colocar o peso do seu corpo na direção da frente do dispositivo 10 e em um ou outro lado do mesmo; - diagonalmente para trás, se o referido passageiro 1 colocar o peso do seu corpo em direção à parte traseira do dispositivo 10 e em um ou outro lado do mesmo.
[00048] Para ser capaz de rodar facilmente e se mover através das curvas, o sistema de impulsão 12 pode vantajosamente incluir dois impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b. Estes últimos são vantajosamente dispostos excentricamente ao longo de um eixo transversal da plataforma. Ao serem ativados de maneira não simultânea, esses impulsores respectivamente criam torque suficiente para desenvolver uma trajetória curva.
[00049] Os diferentes impulsores do sistema de impulsão são mantidos e suportados pelos meios de suporte 14; um exemplo da estrutura será descrito abaixo. Esses meios de suporte 14 constituem a equivalência funcional de uma estrutura que suporta a plataforma 11 e coopera através de uma conexão mecânica vantajosa, sem qualquer grau de liberdade ou conexão embutida com as protrusões 17, proporcionando uma base e proteção do sistema de impulsão 12 deste dispositivo 10.
[00050] Em relação à concretização descrita na figura 1D, o corpo l10a de um dispositivo de propulsão de acordo com a invenção pode incluir uma carenagem l3u, possivelmente na forma de um ou mais elementos de carenagem conectados um ao outro, cooperando com a plataforma 11 e/ou os meios de suporte 14, por qualquer conexão mecânica embutida reversível ou irreversível (por exemplo, soldagem, aparafusamento) ou constituídos com a plataforma 11 e/ou meios de suporte 14 como uma única entidade física. O objetivo da carenagem 13u é evitar qualquer contato direto entre o sistema de impulsão 12 e o passageiro 1. A morfologia (tamanhos, forma) da carenagem 13u será, assim, disposta para corresponder às dimensões do sistema de impulsão 12, para conferir uma aparência estética e/ou promover a aerodinâmica do dispositivo de propulsão, enquanto limita qualquer desconforto ao passageiro. É, de fato, importante ser capaz de limitar qualquer contato entre o passageiro e o sistema de impulsão para evitar qualquer risco de lesão, a temperatura das paredes externas do grupo de impulsão 12 pode rapidamente se tornar muito alta. Além disso, a parte superior do corpo 10a do dispositivo 10, localizada substancialmente entre os pés do passageiro 1, inclui uma entrada de fluido 18, neste caso uma entrada de ar, para fornecer fluido aos impulsores através de suas respectivas entradas de fluido. Os impulsores incluem rotores que poderiam ferir o passageiro ll se eles inadvertidamente colocassem sua mão na entrada de fluido 18. Além disso, a sucção de elementos estranhos (folhas, detritos, matéria volátil etc.) através da entrada de fluido 18 poderia perturbar o funcionamento do grupo de impulsão 12. Para este fim, a carenagem 13u pode incluir vantajosamente uma grade, não mostrada na figura 1D, a configuração da qual cobre parcialmente a entrada 18 e, portanto, limita ou impede a sucção de corpos estranhos através da entrada de ar 18, enquanto preserva à troca de fluido entre o mundo exterior e os impulsores.
[00051] Em adição e/ou alternativamente à carenagem 13u que reduz a probabilidade de entrada de detritos, o dispositivo 10 pode incluir um ou mais filtros móveis e/ou seletivamente acoplados a um ou mais dos impulsores dos sistemas de impulsão. Por exemplo, como mostrado na FIG. 1G, um filtro de entrada 30 pode ser acoplado de forma móvel a uma região de entrada do impulsor l12al (e/ou qualquer um dos outros impulsores 12a2, 12bl, 12b2, etc.). O filtro de entrada 30 pode ter um tamanho de passagem ou filtração apropriado para restringir a passagem de um tamanho de detrito em particular (por exemplo, corpos maiores como folhas, ou menores, material particulado como areia e sujeira). O filtro de entrada 30 pode ser seletivamente posicionável sobre a região de entrada em uma primeira posição que substancialmente sela o filtro de entrada à entrada do impulsor, e uma segunda posição em que o filtro de entrada 30 é deslocado ou pelo menos parcialmente removido da região de entrada do impulsor. Na primeira posição, substancialmente todo o fluxo de fluido no propulsor deve passar através do filtro de entrada, enquanto na segunda posição, o fluxo de fluido no impulsor pode pelo menos parcialmente contornar o filtro de entrada 30. O movimento do filtro de entrada 30 pode ser alcançado através do uso de um servo, acionador, motor ou outro mecanismo 32 proporcionando um usuário ou operador do dispositivo 10 com a capacidade de ajustar seletivamente o posicionamento e a posição do filtro de entrada 30 durante o uso. Em um exemplo, o filtro de entrada 30 pode ser mantido na primeira posição durante a decolagem e/ou aterrissagem, quando detritos estão mais prováveis de estarem presentes e na proximidade do dispositivo. O filtro de entrada pode ser movido para a segunda posição uma vez que o dispositivo 10 tenha alcançado altitude suficiente onde a entrada de detritos é minimizada, e assim o fluxo de fluido no propulsor pode continuar desinibido pelo filtro de entrada 30, o que pode fornecer uma capacidade de desempenho aumentada.
[00052] A figura 1D também descreve o uso de uma carenagem inferior 13d, cooperando por meio de qualquer conexão mecânica embutida, também fornecendo uma função de proteção ao passageiro ou ao ambiente próximo das saídas de fluido ou dos bocais de ejeção de gás dos impulsores dos sub-grupos de impulsão l12a e 12b. De fato, a temperatura pode ser particularmente alta quando na proximidade direta dos bocais de ejeção. Tal carenagem aberta oferece uma proteção circunferencial ou lateral. Como a carenagem 1l3u, que podemos chamar de carenagem superior, a geometria da carenagem 13d pode ainda ser vantajosamente projetada para não afetar a ejeção de gás do grupo de impulsão e melhorar a aerodinâmica do dispositivo 10 do corpo l10a. A escolha do material(is) previsto(s) para formar esses elementos de carenagem 13u e 13d será baseada na temperatura máxima do sistema de impulsão 12 em estreita proximidade com os elementos de carenagem, para que eles não alterem sua estrutura.
[00053] A Figura 1D também descreve a presença de impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b localizados lateralmente, não centralmente, ao contrário das subunidades de impulsão l12a e 12b
[00054] Descreveremos o fornecimento desses impulsores secundários em conjunto com a apresentação detalhada de um exemplo de grupo de impulsão ilustrado na figura 1E.
[00055] A Figura 1D não descreve a maioria dos elementos eletrônicos para simplificação. Como um exemplo, como podemos ver na descrição do grupo de impulsão 12 em conjunto com a figura 1E, o corpo l10a de um dispositivo de propulsão, de acordo com a revelação, inclui ou coopera com os meios de processamento de instruções para Oo passageiro dirigir a potência dos impulsores.
[00056] Além disso, tais meios de processamento também podem trabalhar com ou incluir um ou vários sensores, tais como, mas não limitados a, um inclinômetro, um acelerômetro, um altímetro, um receptor GNSS, um receptor de GPS (Sistema de Posicionamento Global), uma sonda ou tubo de pitot e/ou giroscópio, os quais podem fornecer informações em conexão com a orientação, a velocidade, ou geralmente a trajetória do corpo l10a do dispositivo 10. Os meios de processamento também são dispostos para gerar comandos de potência de propulsão dos sistemas de impulsão 12, particularmente as hélices dos subgrupos de impulsão 12a e 12b, de acordo com as instruções do passageiro e/ou informações produzidas pelos sensores. O mesmo se aplica à geração dos comandos de potência dos impulsores secundários de correção de curso l19a e 19b. Tais meios de processamento podem assumir a forma de uma ou várias placas eletrônicas, vantajosamente posicionadas perto do centro de inércia e CG do corpo l10a do dispositivo de propulsão 10, especialmente se os sensores estiverem incluídos nas placas eletrônicas. A Figura 1C particularmente ilustra a posição virtual do centro de gravidade CG10 do corpo 1l10a no exemplo da implementação do dispositivo de propulsão 10. No restante do documento, consideramos os termos "meios de processamento do corpo do dispositivo de propulsão ou presentes no corpo", como abrangendo qualquer disposição que permita, em particular, para: - fixar os meios de processamento dentro ou sobre o corpo l10a, por exemplo, na plataforma 11 e/ou no sistema de suporte 14, l15a, 15b e/ou - conectar os meios de processamento com um bloco terminal ou acoplamento aos sensores e/ou impulsores, quando os meios de processamento estiverem dispostos para serem conectados e/ou desconectados pelo passageiro e/ou transportados pelo passageiro.
[00057] Em conjunto com as Figuras 1C e 1E, estudaremos agora a estrutura de uma concretização preferida de um sistema de impulsão 12, do dispositivo de propulsão de acordo com a revelação e os meios de suporte 14 desse sistema de impulsão.
[00058] Como mencionado acima, tal sistema de impulsão 12 inclui duas subunidades de impulsãoes 12a e 12b, cada uma compreendendo dois impulsores, referenciados 1l2al e 12a2 para o primeiro e 12bl e 12b2 para o segundo. Tais impulsores podem consistir em impulsores com hélices ou rotores, ou preferencialmente, e neste caso como mostrado na Figura 1E, de motores turbojato. Um motor turbojato é um motor térmico, comumente usado na aviação, que transforma a energia potencial contida no combustível, por exemplo, querosene ou equivalente, associado com um agente de combustão, neste caso o ar ambiente aspirado através da entrada de fluido 18 do corpo l10a, em energia cinética. Essa energia cinética gera uma força de reação em um meio elástico na direção oposta à ejeção de uma descarga gasosa. Isso resulta em uma aceleração de uma certa quantidade de ar entre a entrada de fluido de impulsão e o bocal de ejeção deste, produzindo um impulso por expansão no bocal de ejeção. Tal impulsor utiliza um compressor de ar com pás ou rotores. Qualquer outro tipo de combustível poderia eventualmente ser usado no lugar do querosene como mencionado acima.
[00059] De acordo com as Figuras 1C, 1D e 1E, podemos ver que cada impulsor das subunidades de impulsão l12a e 12b é ajustável e, em operação nominal, orientado de acordo com o eixo AL12a (para o impulsor 12a2) ou AL12b (para o impulsor 12b1) substancialmente normal a um plano longitudinal da plataforma 11, a saber substancialmente paralelo a um eixo longitudinal AL1l do passageiro 1. Esses impulsores também são orientados de maneira que o bocal de ejeção de cada um desses impulsores rejeite um fluxo de gás na direção oposta em relação ao eixo longitudinal orientado para AL1l, dos pés à cabeça do passageiro l.
Desse modo, o impulsor "empurra" o passageiro 1 pela plataforma 11. Como mencionado acima, em particular para aumentar a capacidade de manobra do dispositivo 10, o corpo principal l10a inclui um meio de suporte 14 da unidade de impulsão 12, cooperando em conjunto com a plataforma 11, disposto para apoiar a unidade de impulsão 12, concentrando os impulsores o mais centralmente possível do corpo 1l10a.
Assim, esses meios de suporte 14 minimizam tanto quanto possível a distância entre as direções das ejeções de fluxo de gás ALl2a e AL12b pelos respectivos bocais de ejeção dos impulsores l2al, l12a2, 12bl, 12b2 e as respectivas projeções ortogonais das referidas direções em um plano médio virtual PM que passa através do centro de gravidade CG10 do corpo 10a do dispositivo 10, essas direções de ejeção de fluxo de gás sendo substancialmente paralelas ao plano médio PM.
No caso de um dispositivo desse tipo, especificamente, os meios de suporte 14 estão dispostos para minimizar a distância entre as direções de ejeção e o eixo central virtual AM do corpo 10a através do centro de gravidade CGl10. Isso reduz o momento de inércia que o passageiro deve superar para mudar, usando seu corpo, a orientação do corpo l10a e consequentemente a trajetória do dispositivo de propulsão 10. Assim, a natureza lúdica proporcionada pelo uso desse dispositivo de propulsão é dez vezes maior.
[00060] De acordo com o exemplo mostrado nas Figuras 1C, 1D e 1E, o centro de gravidade CG do corpo l0a está substancialmente localizado no centro dos dois impulsores 12a e 12b das subunidades de impulsão.
A título de um exemplo preferido, mas não limitativo, os meios de suporte 14 podem compreender uma placa por subunidade de impulsão na qual são montados por uma conexão mecânica embutida, colares respectivamente circundando os impulsores de cada subunidade.
Dessa maneira, os impulsores da mesma subunidade de impulsão são mantidos juntos e orientados ao longo de eixos longitudinais paralelos.
Assim, dois colares 14bl e 14b2 circundam respectivamente os impulsores 12bl e 12b2. Os dois colares também são fixados em uma placa l4b.
O mesmo se aplica aos propulsores da subunidade 12a.
Dois colares l4al e l14a2 respectivamente circundam os impulsores l12al e 12a2. Os colares cooperam com a placa l14a, principalmente escondida na Figura 1E.
A espessura das placas l4a e l14b é minimizada no meio para um mínimo de modo que os impulsores da mesma subunidade estejam o mais próximo possível um do outro.
Similarmente, os meios de suporte 14 estão dispostos de modo a que as porções proximais das placas podem cooperar, de modo que as subunidades do impulsor estejam o mais próximas possível.
Estas porções proximais l4m, para as placas l4b e 14f, para a placa l4a, podem descrever adequadamente um cilindro oco.
As seções desses cilindros também são adequadamente selecionadas de modo que uma das porções proximais penetre na segunda.
Utilizando furos que se abrem em ambos os lados de cada cilindro de acordo com o eixo normal do eixo de rotação das porções proximais 14f e l4ám,
e um pino, por exemplo, é possível fixar as duas subunidades de impulsão. Poderia alternativamente ser possível criar uma conexão mecânica do tipo embutida por soldagem para prender as duas placas l4a e l4b.
[00061] Essas duas placas permitem que a distância que separa cada impulsor das subunidades de impulsão 12a e 12b seja reduzida ao mínimo a partir de um plano mediano da plataforma 11 que passa pelo centro de gravidade CG10 do corpo l10a do dispositivo 10. Quando os impulsores das duas subunidades de impulsão compreendem os rotores do compressor montados em contra-rotação, as direções de ejeção dos bocais do impulsor, por exemplo, as direções referenciadas ALl2a e AL12b na Figura 1E, podem ser paralelas uma a outra e substancialmente normais a um plano longitudinal da plataforma 11.
[00062] De maneira contrária, a rotação dos rotores dentro de cada impulsor poderia resultar em rotação em torno da unidade de impulsão 12 e, consequentemente, do corpo 10a do dispositivo 10. Para superar esse inconveniente, a revelação prevê que o meio de suporte 14 pode estar disposto para orientar a direção de ejeção do fluxo de gás através do bocal de ejeção de cada motor de cada subunidade de impulsão 12a e 12b, de modo que a direção de ejeção do fluxo de gás descreva um ângulo b entre -10º e + 10º com um eixo mediano AMIO da plataforma 11 ou do corpo l0a. Como mostrado na Figura 2B, é possível cruzar levemente as referidas direções de ejeção de ambas as subunidades 12a e 12b formando um ângulo resultante do dobro de "RB", referenciado "2.fB" na Figura 1B. Um ângulo À de um valor absoluto de quatro graus é suficiente para cancelar o efeito mencionado acima, se os impulsores não estiverem em rotação contrária, sem penalizar excessivamente a oscilação de potência efetiva da unidade de impulsão 12. Outros valores de BB podem alternativamente serem recomendados.
[00063] Como mostrado na Figura 1E, uma pluralidade de furos nas porções proximais l4m e 14f das placas l4a e 14b são usados para selecionar o ângulo desejado RB. Alternativamente, como mencionado acima, as placas podem ser orientadas, uma em relação à outra, na fábrica, por soldagem.
[00064] Para conectar as subunidades de impulsão l12a e 12b aos impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b e, assim, permitir trajetórias curvas, os meios de suporte 14 de um dispositivo de acordo com a revelação, cooperam com os meios de suporte secundários l15a e 15b para operar em conjunto com os impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b e mantê-los em uma orientação de impulsão substancialmente paralela a um eixo longitudinal da plataforma 11. Assim, como descrito como um exemplo não limitativo na Figura 1E, as placas l4a e l14b podem cooperar respectivamente com os braços l15a e 15b, ou mais geralmente com as extensões laterais. De acordo com a Figura 1E, as placas l4a e l4b têm porções distais l4d, diametralmente opostas às porções proximais mencionadas acima. Como estas, as porções distais têm seções circulares ocas, substancialmente menores ou maiores que as porções proximais l5ap e l15bp das extensões l15a e 15b. Assim, as placas e extensões podem cooperar por meio de uma conexão embutida, possivelmente obtida por soldagem, ou por meio de pinos que passam através de furos de passagem feitos nas ditas partes distais l14d das placas l4a e l4b e nas partes proximais l5ap e 1l15bp das extensões l15a e 15b. Assim, esta última configuração permite que a orientação relativa das extensões em relação às referidas placas seja ajustada.
[00065] Cada extensão l15a ou 15b tem uma porção distal l5ad ou l15bd disposta para circundar ou, mais geralmente, para manter um impulsor secundário de correção de curso l19a ou 19b. Preferencialmente, tais impulsores secundários podem consistir em uma ou mais turbinas elétricas. Tal escolha tecnológica fornece um impulsor secundário de correção de curso 19a ou 19b que é particularmente reativo, mais do que alguns motores térmicos, como turbojatos.
[00066] No entanto, um arranjo dos impulsores térmicos de correção de curso 19a e 19b, poderia estar em uso por um impulsor turbo, ao invés de cada turbina elétrica, substancialmente orientado paralelo aos impulsores das subunidades de impulsão 1l12a e 12b. Para manter alta reatividade, uma saída de fluido orientável, do tipo cone ajustável de uma saída de fluido de um jet ski, poderia cooperar com o bocal de ejeção de gás do impulsor térmico secundário. Ao orientar este cone em um plano mediano da plataforma 11, é alcançado um resultado próximo ao conferido pelo uso de turbinas elétricas.
[00067] Quando o corpo l10a de um dispositivo de propulsão de acordo com a invenção compreende um meio de processamento, não apenas as instruções do passageiro 1, mas também dos sensores de orientação e/ou trajetória do corpo l10a no espaço, a revelação prevê o uso da presença de impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b, para ajudar o passageiro a manter o curso, principalmente se as condições climáticas forem desfavoráveis. De fato, um vento forte e tempestuoso pode levar o dispositivo de propulsão a um caminho sinuoso, ao contrário da vontade do passageiro. Isso pode ser balanceado com uma interface de instruções conforme discutido abaixo em relação à Figura 2, mas esse equilíbrio pode ser exigente em longo prazo.
[00068] A revelação fornece, assim, a adaptação dos meios de processamento no corpo l0a para que ele desenvolva aceleração aos impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b, de modo que, na ausência de instruções do passageiro que implique em qualquer mudança de trajetória desejada, estes mantenham a corrente de curso. Por exemplo, quando uma rajada de vento tende a conduzir o dispositivo de propulsão em uma trajetória sinuosa à direita do passageiro, os meios de processamento incluídos no corpo l10a geram um controle de potência para o impulsor secundário do corretor de curso 19b, isto é, aquele posicionado à direita do passageiro l, ativando o impulsor secundário 19b o suficiente para cancelar essa mudança inesperada de caminho. O impulsor secundário de correção de curso 19b é desligado assim que a trajetória nominal é recuperada. Deste modo, o dispositivo de propulsão 10 mantém automaticamente sua trajetória atual e descarrega o passageiro de qualquer esforço de equilíbrio. A decisão de priorizar os impulsores elétricos secundários é especialmente justificada por esta concretização, devido à capacidade de resposta necessária para esses impulsores secundários de correção de curso 192 e 19b de modo a compensar distúrbios meteorológicos, sem o conhecimento do passageiro.
[00069] Além disso, a concretização da unidade de impulsão 12 suportada pelos meios de suporte 14 de um dispositivo 10 descrito na Figura 1E apresenta os meios de suporte 14 com as extensões l15a e 15b tendo um par de protrusões ou espaçadores 15p e 15s, respectivamente.
[00070] Estes últimos são posicionados de acordo com um eixo normal em relação ao eixo longitudinal de cada extensão l15a ou 15b para cooperar com a plataforma 11. O último pode assim ser fixado por parafusos, as referidas protuberâncias sendo rosqueadas neste caso. Qualquer outra forma de cooperação conjunta entre os meios de suporte 14 e a plataforma 11 poderia ser prevista de acordo com a revelação.
De acordo com a Figura 1E, as protrusões 15p e 15s são posicionadas respectivamente nas extensões l5a ou 15b, respectivamente próximas das porções distais e proximais da extensão. Além de ter uma função de montagem com a plataforma 11, essas protrusões permitem determinar a altura relativa das superfícies ll1a criadas na plataforma 11 para receber os pés do passageiro 1 em relação ao centro de gravidade CG do corpo l10a do dispositivo de propulsão 10.
[00071] Foi determinado após testes particulares confidenciais e prototipagem, que a altura relativa das superfícies lla relacionada ao centro de gravidade CG10 do corpo l10a afeta a capacidade de manobra do dispositivo de propulsão 10. Assim, como mostrado na Figura 1C em particular, é adequado organizar a plataforma 11 de modo que as superfícies l11a tenham uma altura hp em relação ao ponto baixo B (determinado pelas porções distais das protusões 17) do corpo l10a do dispositivo 10, quando o passageiro 1 ocupa uma posição substancialmente vertical e os bocais de ejeção dos impulsores das subunidades 12a e 12b estão orientados para o solo: - substancialmente igual ou maior que a altura hl10, em relação ao referido ponto baixo B, do centro de gravidade CG10 do corpo 10a do dispositivo 10, e - menor que a altura h, em relação ao referido ponto baixo B, do centro de gravidade CG da montagem, incluindo o dispositivo 10 e o passageiro 1.
[00072] Assim, as alturas respectivas das protrusões 15p e 15s ajudam a ajustar essa configuração regulando a altura hp.
[00073] As superfícies l1a localizadas alguns centímetros acima do centro de gravidade CGl0, como apresentado na Figura 1C, fornecem excelente capacidade manobra ao dispositivo de propulsão 10.
[00074] A fim de fornecer combustível aos impulsores principais, que são os impulsores das subunidades de impulsão 12a e 12b, a revelação fornece que o combustível pode ser transportado em um ou mais tanques não mostrados nas Figuras para fins de simplificação. Como um exemplo não limitativo, tal tanque pode compreender um envelope rígido ou flexível, uma abertura de enchimento e uma abertura de drenagem. Assim, é possível fornecer combustível líquido ou gasoso a esse tanque através da abertura de enchimento. Como um exemplo não limitativo, tal combustível pode ser querosene,
atualmente normalmente adequado para impulsores convencionais. No entanto, combustíveis alternativos podem ser usados. O referido combustível é então fornecido a partir deste tanque através da abertura de drenagem disposta para cooperar com um conduto de suprimento, não mostrado para fins de simplicidade nas Figuras, cujas extremidades são respectivamente conectadas ao reservatório, mais precisamente à abertura de drenagem, para coletar o combustível e a um sistema de coleta, também não mostrado nas figuras, para alimentar os impulsores com combustível. Tal sistema de coleta fornece cada um dos impulsores térmicos com combustível. Ele assim coopera pela conexão de fluido com esses impulsores e com o tanque.
[00075] Tal tanque pode ser projetado para ser transportado pelo passageiro como uma mochila ou um para- quedas, com correias ou arreios, se possível do tipo Rallye, para deixar cair imediatamente o tanque em caso de incêndio.
[00076] Tal tipo de arreio é, de fato, considerado como . compreendendo prendedores projetados para serem facilmente liberados pela pessoa em dificuldade em situações de emergência. Tal tanque também pode compreender um envelope flexível para aumentar o conforto do passageiro e reduzir o risco de ferimentos ao último durante uma queda, por exemplo. Um tanque pode alternativamente ou adicionalmente ser fixado à plataforma 11 ou nos meios de suporte 14 da unidade de impulsão. De acordo com uma concretização preferida, quando o tanque é fornecido para ser transportado pelo passageiro 1, o envelope deste tanque pode ser flexível, como uma bolsa desgaseificada antes de ser preenchida com combustível. Essa escolha aumenta o conforto e a segurança dos passageiros em caso de queda e, em particular, evita qualquer risco de impedir o fornecimento de combustível aos impulsores.
[00077] A revelação também fornece que uma fonte de energia elétrica pode ser incorporada no corpo principal 10a de um dispositivo de propulsão 10. Tal fonte pode consistir em uma ou mais baterias e/ou células fotovoltaicas, esta última servindo como fontes secundárias para o fornecimento de eletrônicos de consumo de baixa energia , como os meios de processamento das instruções do passageiro e preparação do controle de potência da unidade de impulsão. No entanto, os impulsores secundários de correção de curso 19a e 19b apresentados acima exigirão uma fonte mais substancial, como uma bateria ou baterias, se esses motores secundários forem elétricos.
[00078] De forma a ser capaz de controlar a potência do sistema de impulsão e também decidir as trajetórias de deslocamento, um passageiro 1 de um dispositivo de propulsão de acordo com a revelação pode adequadamente usar uma interface homem-máquina de instruções, cuja função principal é traduzir um gesto do referido passageiro 1 em uma instrução específica. A Figura 2 mostra um exemplo dessa interface homem-máquina ou controlador 60, como um controle remoto tendo um compartimento que pode ser mantido na mão do passageiro 1 ou do instrutor durante uma sessão de treinamento. De acordo com este exemplo não limitativo, a referida interface 60 pode ser comparada a um controle remoto do tipo pistola. Isso inclui, em particular, um acionador 61, cujo curso pode ser interpretado como uma instrução para aumentar a potência do sistema de impulsão 12 quando o acionador é ativado pelo passageiro 1 ou pelo instrutor, e reduzir essa potência quando esse acionador é gradualmente liberado pelo usuário. Tal interface 60 pode também incluir outros componentes como um ou mais botões, por exemplo, botões de pressão, não mostrados na Figura 2, possivelmente para estabelecer instruções para iniciar ou parar o sistema de impulsão 12, a fim de interromper o fornecimento a um impulsor ou outro.
[00079] Esta interface 60 pode ainda compreender um ou mais sensores tal como um giroscópio, um inclinômetro ou um sensor de medição de ângulo que medem o ângulo descrito por um pulso do usuário cuja mão está segurando a interface 60 em relação ao eixo longitudinal do antebraço considerado quando em comparação a uma posição de referência na qual a mão do referido usuário está alinhada com o antebraço. O ângulo pode medir uma rotação ou deslocamento angular ao longo de um eixo longitudinal do alojamento da interface 60, que seria substancialmente perpendicular a um eixo de um antebraço do operador quando mantido no lado do operador. Assim, o pulso que se move em direção ao interior do corpo do usuário pode significar o desejo de rotação do dispositivo para a esquerda, se a interface do usuário 60 o segurar na mão direita. Inversamente, um movimento do movimento do pulso para o exterior poderia significar a vontade de direcionar a trajetória do dispositivo 10 para a direita. Em outras palavras, o movimento rotacional da interface 60 pode ser usado para implementar guinada e/ou aspectos de controle de guinada e/ou rotação combinados do dispositivo 10, por exemplo, através de operação de controle dos impulsores primário e/ou secundário 19a, 19b.
[00080] Alternativamente ou em adição, a interface 60 pode compreender um inclinômetro. Uma inclinação da referida interface 60 para a esquerda ou para a direita pelo usuário pode então ser traduzida em uma instrução de orientação de uma direção de trajetória desejada do dispositivo 10. Tal instrução de direção é então traduzida pelos impulsores secundários de comandos de potência 192 e 19b descritos acima. Para interpretar tais gestos do usuário, a interface 60, descrita como forma de exemplo na Figura 2, compreende um meio eletrônico 62 para processar diferentes informações coletadas pelo acionador 61 e outros botões e/ou sensores da interface 60, de forma a produzir instruções que possam ser interpretáveis pelos meios de processamento de tais instruções a bordo do corpo l0a do dispositivo de propulsão
10. Para encaminhar essas instruções para este meio de processamento, a interface 60 e os referidos meios de processamento presentes no corpo 10a do dispositivo compreendem um meio de comunicação com fio ou vantajosamente sem fio, por exemplo, via rádio.
[00081] os referidos meios de processamento, dispostos para serem vantajosamente posicionados próximo ao centro de gravidade CG10 do corpo l10a, são dispostos para gerar controles de potência do sistema de impulsão 12 a partir de instruções produzidas pela interface 60. Cada comando de potência é adequadamente transmitido ao impulsor relacionado por comunicações por fio. Tal sistema de comunicação não é representado nas Figuras para fins de simplificação.
[00082] Também podemos mencionar que as informações relacionadas à operação do sistema de impulsão podem ser processadas pelos meios de processamento e enviados ao passageiro 1 por meio de uma ou mais interfaces gráficas 20a e/ou 20b, tal como telas ou LEDs, vantajosamente posicionados na plataforma 11, como mostrado na Figura 1D, por um exemplo não limitativo, próximo às superfícies l1la.
[00083] Para facilitar a ignição ou iniciar o sistema de impulsão 12 do dispositivo de propulsão de acordo com a revelação, pode ser vantajoso posicionar o corpo l0a deste dispositivo de modo que os impulsores das subunidades de impulsão 12a e 12b sejam orientados substancialmente horizontalmente. De fato, o combustível, como o querosene, tende a fluir antes da ignição dos impulsores, se permanecer na vertical. A revelação fornece como tal, uma estação de decolagem disposta para permitir inclinar o corpo 10a quando iniciar o sistema de impulsão 12, e posicionar o corpo l0a de modo que um passageiro l possa facilmente assumir as superfícies lla. Alternativamente, a revelação fornece que o sistema de impulsão 12 pode ser montado de maneira rotativa ao longo de um eixo transversal à plataforma 11 para permitir uma rotação de 90º e, assim, resolver a desvantagem de ter de orientar o corpo l10a se o sistema de impulsão 12 cooperar em conjunto através de uma conexão embutida com a plataforma
11. Depois do início desse sistema de impulsão montado de maneira rotativa 12, este último será mantido fixo em relação à referida plataforma 11, como ilustrado na Figura 1A-1C, por qualquer meio.
[00084] A revelação fornece ainda uma segunda concretização de um dispositivo de propulsão de acordo com a revelação, não representado nas Figuras a título de simplificação. De fato, o primeiro e o último exemplo (descrito de acordo com as Figuras 1A a 1E) é mais destinado a aplicações lúdicas para as quais a agilidade do motorista e/ou passageiro (s) é frequentemente posta à prova. Para incentivar movimentos mais lineares e menos acrobáticos, a revelação fornece a reinvenção da motocicleta, como é conhecida hoje. Embora estruturalmente e fisicamente diferente, tal segundo exemplo de dispositivo é de projeto semelhante ao descrito em conjunto com as Figuras 1A-1E.
[00085] Qualquer que seja a configuração do corpo do tal dispositivo de propulsão de acordo com a invenção, este dispositivo fornece um grande número de aplicações e/ou serviços lúdicos. A revelação revoluciona o transporte como o consideramos hoje e não seria limitada apenas pelos exemplos de uso citados acima.
[00086] Acessórios para melhorar ainda mais a ludicidade ou as condições de operação de tal dispositivo também podem ser feitos, especialmente em iluminação, auxílios à navegação, controle remoto com ou sem passageiros, etc.
[00087] Por exemplo, tal dispositivo pode incluir meios para comunicação de longo alcance para interagir com uma estação de controle remoto, de modo que essa estação possa gerar instruções de condução interpretáveis por sistemas de processamento eletrônico ao dispositivo de maneira suplementar. Alternativamente, esses meios de processamento eletrônico podem memorizar as coordenadas de movimento, fornecidas antes de um voo ou durante tal voo pelo passageiro, de forma a produzir os comandos de potência entregues a diferentes impulsores do dispositivo e alcançar um destino sem a assistência do passageiro. Este meio de processamento eletrônico pode tirar proveito da presença de um receptor GNSS, como mencionado acima, para conhecer a qualquer momento a posição geográfica do dispositivo 10 durante sua jornada.
[00088] A revelação também prevê a presença de qualquer interface homem-máquina adaptada para exibir ao passageiro de maneira gráfica, sonora ou cinestésica, informações relacionadas à operação do dispositivo de propulsão. Um sistema para Visualizar as referidas informações incorporadas em um visor de um capacete de proteção e/ou para detectar instruções de operação analisando os movimentos da íris de um dos olhos do passageiro usando esse capacete poderia, por exemplo, ser previsto, como mostrado, por exemplo, na Figura 6.
[00089] Como mostrado na Figura 1F em relação à concretização não limitativa de um sistema de impulsão 12 na Figura 1E, a revelação também planeja adicionar a parte ou a todos os impulsores ou subunidades de impulsão l12a, 12b uma saída de fluido orientável do tipo cone para orientação de uma saída de fluido de um jet ski, por exemplo, que cooperaria com o bocal de ejeção de fluxo gasoso do(s) impulsor (es) em questão. Isso se aplica à Figura 1F, que descreve duas vistas, respectivamente frontal e lateral de um exemplo de sistema de impulsão 12 tendo duas subunidades de impulsão 12a e 12b. Entre os quatro impulsores, a Figura 1F apresenta o impulsor 12bl, cuja direção nominal AL12b de ejeção de fluxo gasoso é mostrada por uma linha tracejada.
[00090] Podemos ver que o bocal de ejeção de fluxo gasoso do referido impulsor 12bl coopera com uma saída de fluido montada de maneira móvel 1l12ex, tal como um cone orientável, por meio de uma conexão mecânica pivotante com um eixo l12ax paralelo a um eixo transversal do corpo 10a de um dispositivo 10 descrito em relação à Figura 1A. Tal saída de fluido orientável pode descrever, em um plano mediano do corpo l10a, um ângulo 8 ao redor do eixo l12ax. Assim, se um impulsor de uma unidade de impulsão de acordo com a invenção é dinamicamente orientado ou não, os meios de processamento do corpo de um dispositivo de propulsão podem ser adaptados para controlar um atuador de tal saída de fluido ajustável a fim de desviar a direção de ejeção do fluido do impulsor, em particular, por rotação em torno de um eixo paralelo a um eixo transversal do corpo do dispositivo. Deste modo, torna- se possível, sem ter que inclinar o impulsor e/ou o corpo do dispositivo de propulsão como tal, favorecer um movimento para a frente do dispositivo quando essa saída de fluido é direcionada para sua parte traseira e vice-versa. Essa função pode ser ativada sob demanda pelo passageiro, por exemplo, trabalhando em uma interface homem-máquina apropriada, como o dispositivo, conhecido como TRIM, instalado em vários motores externos de barcos, consistindo em um macaco posicionado no suporte de retenção do motor e controlado por um botão ou acionador pelo passageiro do referido barco. O efeito TRIM é descartar ou aproximar o motor da popa do barco, de forma a alterar o ângulo de impulso da hélice motorizada e, consequentemente, a orientação do barco.
[00091] Tal adaptação das saídas de fluido dos impulsores de um dispositivo de propulsão, de acordo com a revelação, é consistente com a primeira ou a segunda concretização, favorece movimentos alinhados em linha reta, bem como a velocidade de movimento, do dispositivo de propulsão enquanto mantém a horizontalidade da orientação do seu corpo.
[00092] A Figura 3 ilustra meios de processamento exemplares para o dispositivo de propulsão de acordo com a revelação. Em um aspecto, o controlador 350 pode ser implementado como um único controle implementando um ou mais aspectos do dispositivo de propulsão 10. Em outro aspecto, vários controladores 350 podem ser implementados com cada um implementando um ou mais aspectos do dispositivo de propulsão
10. Por exemplo, controladores individuais 350 podem ser implementados para cada um dentre o sistema de impulsão 12, as unidades de subimpulsão l12a, 12b e cada impulsionador ou propulsor l12al, 12a2, etc. do dispositivo de propulsão 10 (ou combinações dos mesmos). Em um aspecto, um controlador 350 pode ser implementado para cada impulsor secundário 19 do dispositivo de propulsão.
[00093] O controlador 350 pode receber saídas de sensor de um ou mais sensores 372 e/ou outros sensores descritos aqui, como um sensor de temperatura que detecta a temperatura de qualquer parte do sistema de impulsão 12 e sistema associado, um sensor de pressão que detecta a pressão de uma parte do sistema de impulsão 12 e sistema associado, um sensor de posição que detecta uma posição de uma parte do sistema de impulsão 12 e sistema associado, um sensor de RPM que detecta rotações do sistema de impulsão 12 e sistema associado, um sensor de fluxo de combustível que detecta o fluxo de combustível para o sistema de impulsão 12 e componentes associados, um sensor de pressão de combustível que detecta a pressão do combustível no sistema de impulsão 12 e sistema associado, um sensor de vibração que detecta vibração do sistema de impulsão 12, sistemas ou componentes associados e similares. De uma maneira semelhante, o controlador 350 pode receber saídas de sensor semelhantes de um ou mais sensores dos impulsores secundários 19.
[00094] O controlador 350 pode incluir um processador
352. Este processador 352 pode ser conectado operacionalmente a uma fonte de alimentação 354, uma memória 356, um relógio 358, um conversor analógico para digital (A/D) 360, uma porta de entrada/saída (E/S) 362 e similares. A porta de E/S 362 pode ser configurada para receber sinais de qualquer dispositivo eletrônico adequadamente conectado e encaminhar esses sinais do A/D 360 e/ou para o processador
352. Esses sinais incluem sinais dos sensores 372. Se os sinais estiverem em formato analógico, os sinais podem prosseguir através do A/D 360. Nesse sentido, o A/D 360 pode ser configurado para receber sinais de formato analógico e converter esses sinais nos correspondentes sinais de formato digital. O controlador 350 pode incluir um transceptor 380 configurado para transmitir sinais através de um canal de comunicação com fio e/ou sem fio, conforme aqui definido.
O controlador 350 pode incluir um receptor e processador GNSS 376 que podem estimar a localização, velocidade, rumo, altitude e similares do dispositivo 10. O controlador 350 pode incluir um sistema de navegação inercial 384 que pode estimar o local, velocidade, rumo, altitude e similares do dispositivo 10. O sistema de navegação inercial 384 pode ser implementado como um auxiliar de navegação que usa O processador 352, sensores de movimento, acelerômetros, sensores de rotação, giroscópios e semelhantes para calcular, via navegação estimada, sua localização, velocidade, rumo, altitude e similares sem a necessidade de referências externas. Além disso, o controlador 350 pode também incluir uma unidade de reconhecimento de terreno configurada para capturar uma indicação visual ou foto de terreno local ou marcos geográficos, reconhecer o terreno ou um ou mais marcos geográficos e determinar uma localização do dispositivo 10 com base no reconhecimento de terreno.
[00095] O controlador 350 pode incluir um conversor digital para analógico (DAC) 370 que pode ser configurado para receber sinais de formato digital do processador 352, converter esses sinais em formato analógico e encaminhar os sinais analógicos da porta de E/S 362. Desta maneira, os componentes 382 do sistema de impulsão 12 configurados para utilizar sinais analógicos podem receber comunicações ou ser acionados pelo processador 352. Os componentes 382 podem incluir um sistema de injeção de combustível para o sistema de impulsão 12, um controle de bocal para o sistema de impulsão 12, bombas de combustível, válvulas de combustível e similares. Similarmente, os impulsores secundários 19 podem receber comunicações ou serem acionados pelo processador 352 também. Em um aspecto, o controlador 350 pode exclusivamente controlar os impulsores secundários 19 a fim de controlar uma guinada do dispositivo de propulsão
10.
[00096] O processador 352 pode ser configurado para receber e transmitir sinais de e para o DAC 370, A/D 360 e/ou a porta de E/S 362. O processador 352 pode ser adicionalmente configurado para receber sinais de tempo de um relógio 358. Além disso, o processador 352 pode ser configurado para armazenar e recuperar dados eletrônicos de e para uma memória 356. O controlador 350 pode adicionalmente incluir um monitor 368, um dispositivo de entrada 364 e uma memória de somente leitura (ROM) 374. Finalmente, o processador 352 pode incluir um programa armazenado na memória 356 executada pelo processador 352 para executar um processo de operação aqui descrito.
[00097] O controlador 350 e a porta de E/S 362 podem ser configurados para controlar a operação do dispositivo de impulsão 10, incluindo os componentes 382 e receber sinais do dispositivo de impulsão 10. Esses sinais podem incluir sinais dos sensores 372 e similares. Da mesma forma, o controlador 350 e a porta de E/S 362 podem ser configurados para controlar a operação dos impulsores secundários 19, incluindo componentes associados e receber sinais do impulsor secundário 19.
[00098] O controlador 350 pode controlar a operação do dispositivo de impulsão 10 e similares. A este respeito, quando os sensores 372 detectam uma temperatura, pressão, vibração ou semelhante do sistema de impulsão 12 que está fora de uma faixa de operação pré-determinada, o controlador 350 pode reduzir o fluxo de combustível para o sistema de impulsão 12 para evitar danos, impedir uma questão de segurança ou algo semelhante. Além disso, o controlador 350 pode aumentar o fluxo de combustível para os demais sistemas de subimpulsão l12a, 12b e/ou impulsores individuais para compensar o impulso reduzido do componente defeituoso do sistema de impulsão 12. Da mesma forma, o controlador 350 pode controlar a operação de impulsores secundários 19 e similares de maneira semelhante. A este respeito, quando os sensores detectam uma temperatura, pressão, vibração ou semelhante de um impulsor secundário 19 que está fora de uma faixa de operação pré-determinada, o controlador 350 pode reduzir o fluxo de combustível para o impulsor secundário 19 para evitar danos, evitar um problema de segurança Ou semelhante.
[00099] Adicionalmente, em um aspecto, pode haver sensores redundantes 372. A este respeito, o controlador 350 pode testar as saídas de cada um dos sensores redundantes
372. Posteriormente, o controlador 350 pode comparar as saídas de cada um dos sensores redundantes 372 e descartar valores que parecem errados. Finalmente, o controlador 350 pode calcular a média dos valores de cada um dos sensores redundantes restantes 372 para fornecer um valor estatisticamente mais preciso do sensor. Esse processo reduz erros de falsos positivos e aumenta a segurança.
[000100] A Figura4 ilustra vários aspectos de sistemas redundantes para o dispositivo de propulsão de acordo com um aspecto da revelação. Em particular, os sistemas de impulsão 12 descritos acima podem ser implementados com um número de sistemas redundantes para aumentar a segurança, a confiabilidade e similares. Como mostrado esquematicamente na Figura 4, um tanque de combustível 602 pode incluir pelo menos duas bombas de combustível 604. As bombas de combustível 604 podem operar em paralelo para fornecer combustível do tanque de combustível 602 para cada unidade ou sistema l12a, 12b. A este respeito, quando uma bomba de combustível 604 falha, a segunda bomba de combustível 604 pode compensar a bomba de combustível com falha 604. Como alternativa, cada impulsor ou motor 1l2al, 12a2, 12bl ... pode ser acoplado a uma bomba de combustível individual, controlada de forma independente para aumentar ainda mais a redundância operacional, estabilidade e segurança. Além disso, cada bomba de combustível 604 pode incluir um sensor de fluxo de combustível, um sensor de rotação ou semelhante indicado em 606. O controlador 350 pode detectar e controlar a operação de cada uma das bombas de combustível 604 com base em uma saída dos um ou mais sensores 606 através de um canal de comunicação 650, como aqui definido. Apesar das bombas de combustível 604 serem mostradas enquanto incluídas diretamente no tanque de combustível 602, as bombas de combustível 604 podem estar localizadas em qualquer lugar entre o tanque de combustível 602 e o dispositivo de propulsão 10, mais particularmente o sistema de impulsão 12.
[000101] Quando o controlador 350 detecta que uma bomba de combustível 604 falhou, o controlador 350 pode então operar a bomba de combustível restante 604 de maneira a compensar a bomba de combustível com falha 604. Alternativamente, uma bomba de combustível 604 pode operar e a segunda bomba de combustível 604 pode operar em modo de espera. Quando o controlador 350 detecta que a bomba de combustível operacional 604 falhou, o controlador 350 pode então operar a bomba de combustível de espera 604 de uma maneira para compensar a bomba de combustível com falha 604.
[000102] Os sistemas redundantes da Figura 4 podem adicionalmente incluir uma pluralidade de linhas de combustível 608. A implementação de uma pluralidade de linhas de combustível 608 garante que, se uma linha de combustível falhar em fornecer combustível ao dispositivo de propulsão 10, mais particularmente ao sistema de propulsão 10, então uma linha de combustível reserva 608 pode compensar a falha na linha de combustível 608. Isso pode resolver situações em que a linha de combustível está entupida, danificada, dobrada e assim por diante. Além disso, cada linha de combustível 608 pode incluir um sensor de fluxo de combustível 610. O controlador 350 pode detectar e controlar a operação de cada linha de combustível 608 através da operação de ambas as bombas de combustível 604 com base em uma saída do sensor de fluxo de combustível 610 para compensar uma falha no combustível linha 608.
[000103] Os sistemas redundantes da Figura 4 podem adicionalmente incluir uma pluralidade de dispositivos de válvula de combustível 612. A implementação de uma pluralidade de dispositivos de válvula de combustível 612 garante que, se um dispositivo de válvula de combustível 612 falhar em fornecer combustível ao dispositivo de propulsão 10, mais particularmente o sistema de impulsão 12, então um dispositivo de válvula de combustível de reserva 612 pode compensar a falha do dispositivo de válvula de combustível
612. Além disso, cada dispositivo de válvula de combustível 612 pode incluir um sensor de falha. O controlador 350 pode detectar e controlar, através de um canal de comunicação 650, como aqui definido, a operação de cada dispositivo de válvula de combustível 612 com base em uma saída do sensor de falha para compensar um dispositivo de válvula de combustível com falha 612.
[000104] Os sistemas redundantes da Figura 4 podem adicionalmente incluir uma pluralidade de dispositivos de injeção de combustível 614. A implementação de uma pluralidade de dispositivos de injeção de combustível 614 garante que, se um dispositivo de injeção de combustível falhar em fornecer combustível ao dispositivo de propulsão 10, mais particularmente ao sistema de impulsão 12, então um dispositivo de injeção de combustível reserva 614 pode compensar a falha do dispositivo de injeção de combustível
614. Além disso, cada dispositivo de injeção de combustível 614 pode incluir um sensor de falha. O controlador 350 pode detectar e controlar, através de um canal de comunicação 650, conforme definido aqui, a operação de cada dispositivo de injeção de combustível 614 com base em uma saída do sensor de falha para compensar um dispositivo de injeção de combustível com falha 614. A característica redundante pode incluir ter um controlador 350 implementado para cada sistema ou unidade de impulsão secundário(a) l12a, 12b e/ou cada motor ou impulsor individual l12al, l12a2, 12bl .... do dispositivo de propulsão 10.
[000105] A Figura 5 ilustra vários aspectos adicionais de sistemas redundantes para o dispositivo de propulsão de acordo com um aspecto da revelação. Em particular, a Figura ilustra a interface homem-máquina 60 como um controle remoto a ser mantido na mão do passageiro 1. Em um aspecto e, como mencionado acima, de acordo com a Figura 2, a interface 60 possui um fator de forma do tipo pistola que possui um acionador 61 cujo curso pode ser interpretado como uma instrução para aumentar a potência da unidade de impulsão 12 quando o acionador é operado pelo passageiro 1. A interface homem-máquina 60 também pode incluir um controlador que inclui um ou mais dos vários aspectos do controlador 350, como descrito em relação à Figura 3.
[000106] Em um aspecto, a interface homem-máquina 60 e o controlador 350 podem controlar a guinada do dispositivo de propulsão 10 controlando os impulsores secundários 19. A este respeito, a operação da interface homem-máquina 60 pode implementar uma porcentagem de rotação do dispositivo de propulsão consistente com o movimento da interface homem- máquina 60 determinado por sensores, descritos acima, incluído na interface homem-máquina 60. Em outras palavras, o movimento da interface homem-máquina 60 nas mãos do passageiro 1 pode controlar uma porcentagem de rotação ou guinada do dispositivo de propulsão.
[000107] A interface homem-máquina 60 pode comunicar várias operações de controle recebidas do passageiro 1 por um canal de comunicação com fio 802 como aqui definido para o controlador 350. De maneira redundante, a interface homem- máquina 60 pode comunicar várias operações de controle recebidas do passageiro 1 por um canal de comunicação sem fio 804, conforme definido aqui para o controlador 350. Dessa maneira, se um dentre o canal de comunicação com fio 802 ou o canal de comunicação sem fio 804 falhar, o outro canal de comunicação com fio 802 ou canal de comunicação sem fio 804 pode ser utilizado, proporcionando maior segurança. Em um aspecto, a sinalização fornecida pelo canal de comunicação com fio 802 e pelo canal de comunicação sem fio 804 pode incluir modulação de largura de pulso. Outros tipos de sinalização também podem ser contemplados. Em um aspecto, os sinais podem ser gerados pela interface homem-máquina 60 em resposta aos sensores de efeito Hall associados ao acionador e/ou outros dispositivos de entrada. Outros tipos de sensores e entradas também podem ser contemplados. O controlador 350 pode utilizar os controles com fio/sem fio redundantes para qualquer outro sensor ou função de controle no dispositivo de propulsão.
[000108] A interface homem-máquina 60 pode incluir outros fatores de forma e implementações também. Por exemplo, a interface homem-máquina 60 pode incluir entrada de pé que pode permitir ao passageiro 1 controlar vários aspectos do dispositivo de propulsão através do movimento de seus pés.
Em particular, o dispositivo de propulsão 10 pode incluir uma ou mais entradas ou sensores de controle 34 na plataforma 11 próximo aos meios de suporte 16 onde os pés de um operador serão posicionados.
Os sensores 34 podem ser posicionados na plataforma diretamente sob os pés do operador e/ou na lateral dos pés (por exemplo, nos meios de suporte 16 ou em uma borda ou superfície elevada da plataforma) para medir uma força ou pressão lateral ou parcialmente lateral exercida por um lado de cada pé.
Os sensores 34 podem medir, monitorar ou avaliar uma força, pressão ou outra entrada dos pés do operador que podem estar em comunicação com outros componentes do dispositivo, como o controlador 350, para ajustar uma operação do sistema de impulsão e/ou impulsores primário e/ou secundário.
Em um exemplo de tal operação e ajuste, os sensores 34 podem medir ou monitorar uma força ou pressão de um primeiro pé do passageiro, como o pé esquerdo, e medir ou monitorar uma força ou pressão de um segundo pé do passageiro, como o pé direito.
As medidas do primeiro e do segundo pé podem ser comparadas para determinar ou calcular uma diferença, se houver, entre elas.
O cálculo pode ser realizado, por exemplo, por uma CPU ou outro componente dos sensores 34 e/ou do controlador 350. O diferencial calculado ou determinado na força ou pressão medida pode, então, ser usado para acionar ou iniciar um ajuste dos sistemas de impulsão ou impulsores primários e/ou secundários.
Em um aspecto, o dispositivo 10 pode ter um limiar diferencial pré-definido que é comparado ao diferencial de medição determinado, e um ajuste dos sistemas de impulsão é realizado apenas se o diferencial medido for maior que ou,
alternativamente, menor que o limiar diferencial pré- definido. Na comparação, uma direção, fluxo de combustível, saída de impulsão ou outro ajuste nos sistemas de impulsão ou impulsores primários e/ou secundários pode ser executada para afetar a velocidade, direção, guinada, rotação e/ou inclinação do dispositivo.
[000109] A configuração dos sensores 34 pode incluir uma construção de quatro sensores, em que existe um sensor 34 para cada região do dedo do pé e região do calcanhar de cada pé, o que permite a diferenciação total do pé esquerdo e direito, bem como o monitoramento da pressão e/ou força de cada dedo do pé e segmento de calcanhar e diferenciais entre eles (por exemplo, monitorar uma diferença entre uma região do dedo esquerdo e uma região do calcanhar direito, o que pode ser indicativo de um movimento de rotação do operador) permitindo, assim, que o controlador seja configurado e programado para modificar o voo e/ou saída de impulsão para acomodar, facilitar ou aprimorar a direção e operação sem as mãos do dispositivo 10 através do movimento físico e deslocamento do corpo do operador.
[000110] Em um exemplo ilustrativo de uso, um operador pode ser posicionado na plataforma 11 para operação, e os sistemas de impulsão primário e secundário podem ser operados como revelado aqui para alcançar o voo. Durante o voo, O operador pode desejar dirigir ou seguir em uma direção à esquerda do rumo atual. O operador pode inclinar-se intuitivamente para a esquerda, colocando mais pressão e peso no pé esquerdo em comparação com o pé direito. Dependendo do peso e do tamanho do pé do operador, a diferença de pressão exercida pelos pés esquerdo e direito do operador e, portanto, medida pelos sensores, pode estar entre aproximadamente psi e quatro psi, enquanto uma diferença de peso ou força medida pode ser entre aproximadamente um quarto do peso total do corpo (mais quaisquer equipamentos, instrumentos, armas ou similares adicionais que o operador esteja carregando). Ao detectar esta força ou diferencial de pressão, o controlador 350 pode ajustar a operação dos sistemas de impulsão primários e/ou secundários para facilitar uma volta estável para a esquerda.
A saída de impulsão de um dos sistemas primários de subimpulsão pode ser aumentada (ou direcionada em uma direção diferente) para fornecer elevação adicional no lado esquerdo do dispositivo, a fim de explicar o aumento da força e impedir o rolamento excessivo ou tombamento.
Além disso, e/ou alternativamente à modificação do sistema de impulsão primário 12, o sistema de impulsão secundário 19 pode ser ajustado para fornecer uma taxa de guinada controlada de rotação ou mudança de direção para a esquerda.
Ao completar a curva ou alcançar o novo rumo desejado, o operador pode se equilibrar de volta nas duas pernas de maneira substancialmente igual, reduzindo assim o diferencial medido entre o pé esquerdo e o pé direito (ou partes dele). O diferencial de medição reduzido pode, assim, sinalizar ao controlador 350 e/ou os sistemas de impulsão primário e secundário 12 ou 19 para voltar à operação normal ou para operar de outra forma para manter o rumo e orientação atuais do dispositivo.
[000111] O escopo ou o volume de ajuste dos sistemas de impulsão primário e/ou secundário pode ser proporcional a ou, de outra maneira, correlacionado com uma magnitude do diferencial medido ou calculado, de modo que diferenciais medidos maiores resultem em ajustes maiores da saída, direção ou similar, do impulso para compensar ou facilitar a ação, instrução e/ou força exercidas pelo operador. A magnitude correlacionada do diferencial medido e o ajuste correspondente podem ser lineares, podem incluir uma relação multiplicadora ou de quociente, ou podem estar relacionados matematicamente ou de maneira calculável conforme necessário ou desejado para uma aplicação Ou uso específico do dispositivo.
[000112] Além de e/ou como um exemplo dos vários sensores de nível, posição, guinada e outra orientações e/ou característica de voo revelados neste documento, um sensor pode ser acoplado a pelo menos um dos operadores 1, o dispositivo 10 ou a interface 60 para medir uma taxa de mudança de direção em um ou mais planos de movimento, como uma taxa de quinada. O sensor pode se comunicar com o controlador 350 para afetar o ajuste ou a operação dos sistemas de impulsão primário e/ou secundário para limitar uma taxa de mudança de direção máxima experimentada (por exemplo, para evitar rotação excessiva que poderia desestabilizar ou ferir o operador) e/ou reduzir a taxa de variação para substancialmente zero, uma vez que um rumo ou direção de voo desejada seja alcançada. Por exemplo, como descrito acima, o dispositivo 10 pode monitorar o diferencial de força ou pressão como um indicador e entrada de direção do operador. Uma vez que o operador cessa o movimento do corpo ou fica na posição vertical para sinalizar um rumo desejado, o dispositivo 10 ainda poderá estar experimentando uma taxa de guinada que, de outra forma, faria com que o dispositivo 10 se desviasse do rumo desejado. Por conseguinte, o controlador 350 pode monitorar ou receber informações do sensor (independente e/ou em conjunto com informações recebidas de outros sensores) para neutralizar uma taxa de guinada existente ou outra taxa de mudança de direção ajustando a operação dos sistemas de impulsão primário e/ou secundário para reduzir a taxa de mudança de direção e estabilizar ou, de outro modo, manter um rumo e uma orientação definidas do dispositivo 10.
[000113] Em outro aspecto, o dispositivo 10 pode incluir entradas verbais ou bucais que permitem o passageiro 1 controlar vários aspectos do dispositivo de propulsão via movimento de sua mandíbula e/ou usando comandos de reconhecimento de voz. Por exemplo, o dispositivo pode incluir um dispositivo de entrada oral 38 que é operável para receber uma entrada e/ou medir ou monitorar uma condição, força ou pressão oral, e comunicar a entrada recebida ao controlador 350 para processamento, análise, análise subsequente, ou outra avaliação que possa ser usada como pelo menos uma base parcial para operar, manter ou ajustar um ou mais recursos ou componentes do dispositivo
10. Por exemplo, o dispositivo de entrada oral 38 pode incluir um ou mais dentre um microfone, sensor de pressão ou força de mordida e/ou sensores ópticos ou outros que monitorem uma largura de abertura ou movimento da boca e/ou mandíbula. De acordo com uma concretização descrita em relação à Figura 6, o dispositivo de entrada oral 38 pode ser acoplado ao capacete 904 na proximidade da boca do operador para operação do mesmo.
[000114] Em um exemplo de uso, o dispositivo de entrada 38 pode receber ou medir uma entrada fornecida por um operador. A entrada pode incluir um aumento da força ou pressão de mordida colocada no dispositivo de entrada 38, um comando oral falado no dispositivo de entrada 38, uma abertura aumentada (ou diminuída) da boca e/ou movimento físico de uma porção da mandíbula do operador. A entrada recebida pelo dispositivo de entrada 38 pode ser processada ou comunicada ao controlador para análise ou processamento para determinar se uma alteração operacional no dispositivo deve ser iniciada. Por exemplo, a força ou pressão da mordida pode ser comparada a um valor limite pré-definido e, se o valor medido se desviar suficientemente do valor limite, o controlador poderá implementar um ajuste dos sistemas de impulsão primário e/ou secundário, que podem incluir aumento ou diminuição da produção de impulsão, mudança da direção da impulsão, modificação do fluxo de combustível para um ou mais impulsores ou motores ou similares.
[000115] O escopo ou volume de ajuste dos sistemas de impulsão primário e/ou secundário pode ser proporcional a ou de outra forma correlacionado com a magnitude da entrada recebida pelo dispositivo de entrada oral 38, de modo que a entrada de maior magnitude (seja força de mordida, volume de fala, abertura ou movimento de boca) resulta em ajustes maiores de saída, direção ou similares de impulsão. A magnitude correlacionada do diferencial medido e o ajuste correspondente podem ser lineares, podem incluir uma relação multiplicadora ou de quociente, ou podem estar relacionados matematicamente ou de maneira calculável conforme necessário ou desejado para uma aplicação ou uso específico do dispositivo.
[000116] Nessas implementações, um benefício do uso de entradas não relacionadas à mão permite ao passageiro 1 liberdade de usar as mãos para outras tarefas. Em um aspecto, um trabalhador de manutenção pode ser capaz de usar as mãos para realizar manutenção. Um exemplo adicional pode incluir o acoplamento de um ou mais controladores ou aspectos da interface 60 utilizados para controlar aspectos do dispositivo 10 diretamente a uma arma ou ferramenta que o passageiro/operador 1 do dispositivo 10 está segurando. Outras aplicações e variações também são contempladas.
[000117] A Figura 6 ilustra um dispositivo de exibição para o piloto do dispositivo de propulsão de acordo com um aspecto da revelação. Em particular, a Figura 6 ilustra um dispositivo de exibição 902 configurado para exibir informações operacionais para o usuário. Em um aspecto, o dispositivo de exibição 902 pode ser anexado a uma superfície externa de um capacete 904. Em outro aspecto, o dispositivo de exibição pode ser anexado a uma superfície interior do capacete 904. Em ainda outro aspecto, o dispositivo de exibição 902 pode ser anexado a uma viseira 906 do capacete
904. Em um aspecto, o dispositivo de exibição 902 pode ser implementado como um Heads-Up Display (HUD) que pode incluir um sistema de colimador óptico que inclui uma lente convexa ou espelho côncavo com um tubo de raios catódicos, diodo emissor de luz ou tela de cristal líquido em seu foco. Em um aspecto, o HUD pode ser exibido no visor 906. Em outro aspecto, o dispositivo de exibição 902 pode ser visualizado diretamente e pode ser implementado por diodos emissores de luz, um display de cristal líquido e similares. Em um aspecto, o dispositivo de exibição 902 pode ser disposto na parte superior do campo de visão do piloto para permitir que o piloto visualize o chão mais facilmente.
[000118] O dispositivo de exibição 902 pode exibir informações fornecidas por um ou mais dos sensores aqui descritos, incluindo, sem limitação, qualquer um ou mais de velocidade do ar, altitude, uma linha do horizonte, rumo, curva/banco, indicadores de escorregamento/derrapagem, status do motor, avisos de segurança, alertas de segurança, falha do motor, falha na transmissão sem fio, vibração excessiva, calor excessivo, falha iminente do motor, baixo combustível, posição do acelerador e similares. As informações fornecidas pelo dispositivo de exibição 902 podem ser fornecidas a partir do controlador 350 através de uma conexão com fio ou conexão sem fio 908 utilizando um canal de comunicação como aqui definido.
[000119] Um aspecto da revelação também se refere a um processo para a propulsão, em um processo para operação automatizada do dispositivo de propulsão. O processo para operação automatizada pode ser controlado pelo controlador 350 com base em instruções pré-carregadas na memória 356. Alternativamente, a operação automatizada pode ser controlada por entrada no dispositivo de entrada 364 no campo de operação. Alternativamente, oO processo para operação automatizada pode ser controlado por comunicações sem fio recebidas pelo transceptor 380 através de um canal de comunicação como aqui definido.
[000120] O dispositivo de propulsão, como descrito aqui, é muito leve e pode ser transportado por pessoal, conforme necessário. A este respeito, o dispositivo de propulsão pode incluir um alojamento leve para alojar e proteger o dispositivo de propulsão enquanto o pessoal o move de um local para outro. Por exemplo, durante operações militares, o pessoal militar pode transportar o dispositivo de propulsão para uso na evacuação rápida de pessoal militar, enquanto durarem as operações militares. Se um soldado for ferido durante a operação militar, o dispositivo de propulsão pode ser removido da carcaça e operado rapidamente para remover o soldado ferido. Em um aspecto, o dispositivo de propulsão pode incluir o equipamento médico necessário para fornecer assistência médica imediata ao soldado, como soluções intravenosas, tratamento de feridas e similares.
[000121] Em outro aspecto, como uma primeira etapa de um processo para operação automatizada, oO dispositivo de propulsão pode ser enviado para um local desejado via GNSS, sistema de orientação inercial, reconhecimento de terreno ou similares. Nesse sentido, se um soldado for ferido, o dispositivo de propulsão poderá ser enviado para o local de maneira não tripulada ou pilotada remotamente. Então, como uma segunda etapa de um processo para operação automatizada, o dispositivo de propulsão pode receber um ocupante assim que atingir o local desejado ou depois de ser removido do seu alojamento.
Em um aspecto, a configuração do dispositivo de propulsão pode incluir uma configuração do tipo maca.
Essa configuração pode permitir que o passageiro esteja sentado ou deitado.
Posteriormente, como uma terceira etapa de um processo para operação automatizada, o dispositivo de propulsão pode ser enviado para um local seguro.
A este respeito, uma vez que um Passageiro é carregado na configuração de maca do dispositivo de propulsão, a interface homem-máquina 60 pode ser atuada para mover o dispositivo de propulsão para um local seguro.
Nesse sentido, se o dispositivo de propulsão estiver sendo usado para evacuação médica durante operações militares, pode ser prudente mover o soldado ferido o mais rápido possível do campo de batalha para evitar ferimentos adicionais.
Além disso, enviar o dispositivo de propulsão rapidamente para longe de um determinado local do campo de batalha pode permitir que o GNSS 376 obtenha um local preciso.
Por exemplo, os locais dos campos de batalha geralmente são submetidos a interferências de localização por satélite.
Imediatamente, o envio do dispositivo de propulsão a uma altitude de vários milhares de pés evitará as interferências de localização por satélite e permitirá que o GNSS 376 obtenha uma localização precisa.
Em outro aspecto, o dispositivo de propulsão pode utilizar o sistena de navegação inercial 384 ou o reconhecimento do terreno para ir em direção a uma instalação médica segura que pode permitir ao GNSS 376 o tempo para obter uma localização precisa longe dos dispositivos de interferência por satélite.
Finalmente, como uma quarta etapa de um processo para operação automatizada, o dispositivo de propulsão pode ser enviado para um local via GNSS, sistema de orientação inercial ou similar. A este respeito, uma vez que o dispositivo de propulsão recebe uma localização precisa do satélite, o controlador 350 pode controlar o dispositivo de propulsão para mover-se para uma instalação médica onde o pessoal ferido pode receber um atendimento médico.
[000122] Agora, com referência às Figuras 7A-7D, é mostrado um exemplo de uma unidade de impulsão 100 com uma saída de impulsão de múltiplos eixos seletivamente controlável. A unidade de impulsão 100 pode, geralmente, incluir ou incorporar um motor de turbojato, um motor de turboventilador e/ou um motor de turboélice, Ou suas variações, fornecendo impulso através dos princípios de combustão e fluxo de fluido. A unidade de impulsão 100 pode ser implementada com qualquer um dos dispositivos de propulsão pessoal e componentes associados, sistemas e operações aqui revelados. O motor de impulsão 100 pode, por exemplo, ser implementado no dispositivo de propulsão 10 ou exemplos e variações do mesmo como uma unidade de impulsão 12al, 12a2, 12bl, 12b2 ou semelhante que fornece impulsão ao dispositivo 10.
[000123] A unidade de impulsão 100 pode geralmente incluir ou definir uma extremidade ou região de entrada 102 onde o ar ou outro fluido é arrastado para o motor e uma saída ou extremidade ou região de escape de impulsão 104 onde o fluido comprimido, queimado e/ou pressurizado é ejetado para gerar impulso. O motor de impulsão 100 pode incluir ou definir um bocal 106 próximo à região de saída de impulsão 104, em que o bocal 106 é acoplado de forma móvel ao mecanismo de impulsão 100, de modo que o bocal possa se mover - e direcionar a saída de impulsão - ao longo de dois eixos separados, um primeiro eixo 108 (por exemplo, eixo "Y") e um segundo eixo 110 (por exemplo, eixo "X") substancialmente perpendicular ao primeiro eixo. A articulação em torno dos dois eixos pode ser implementada ou realizada por um colar 111 que é acoplado articuladamente ao motor de impulsão 100 em uma primeira junta 112a, proporcionando articulação do bocal 106 em torno do primeiro eixo 108 e da segunda junta 112b que liga o bocal 106 ao colar 111 que fornece articulação do bocal 106 em torno do segundo eixo 110. O colar 111 inclui uma deflexão para baixo em direção à segunda junta 112b e inclui ainda um segmento de recesso ou recorte 114 logo abaixo da primeira junta l12a para fornecer a capacidade de manobra de múltiplos eixos.
[000124] O ajuste seletivo da posição do bocal 106 pode ser alcançado através da operação de um ou mais atuadores acoplados ao motor de impulsão 100 e/ou aos dispositivos de propulsão aqui revelados. Por exemplo, um primeiro atuador l116a pode ser acoplado ao bocal 106 através de uma primeira armadura ou ligação 118a para controlar o movimento do bocal 106 em torno do primeiro eixo 108. Um segundo atuador 116b pode ser acoplado ao bocal 106 através de uma segunda armadura ou ligação 118b para controlar o movimento do bocal 106 em torno do segundo eixo 110. Os atuadores podem ser alimentados ou operados pneumaticamente, eletricamente, hidraulicamente ou de outra forma para fornecer o movimento controlado e a manipulação do bocal 106. Os acionadores l16a,
116b podem ser acoplados ou de outra forma em comunicação com os controladores, processadores ou outros componentes aqui revelados que proporcionam a operação controlada dos dispositivos de propulsão pessoal da presente revelação.
[000125] O movimento do bocal 106 em torno do motor 100 e o vetor de impulsão resultante indicado por uma seta são ilustrados em torno do segundo eixo 110 (eixo "X") na Figura 7B. A taxa total de movimento do bocal 106 pode estar entre aproximadamente 15 graus e aproximadamente 60 graus por exemplo, de -7,5 graus a +7,5 graus em relação a um eixo da linha central, de -30 graus até +30 graus em relação a um eixo da linha central. Outras faixas angulares podem ser implementadas ou adaptadas para aplicativos ou dispositivos específicos. O movimento do bocal 106 ao redor do motor 100 em torno do primeiro eixo 108 (eixo "Y") e o vetor de impulsão resultante indicado por uma seta é ilustrado na FIG 7C. A amplitude de movimento angular do bocal 106 em torno do primeiro eixo 108 pode ser substancialmente semelhante à amplitude de movimento em torno do segundo eixo, por exemplo, entre aproximadamente 15 graus e aproximadamente 60 graus.
[000126] O movimento de múltiplos eixos do bocal 106 pode fornecer vetores de impulsão variados para fornecer controle direcional variável quando implementados com os dispositivos de propulsão revelados aqui, exemplos dos quais incluem um passageiro ou carga útil situada acima da plataforma 11 e sistemas de impulsão do dispositivo. Por exemplo, a Figura 7D ilustra uma pluralidade de posições angulares variáveis do bocal 106 em relação ao eixo X (que reflete um ângulo sobre o qual o dispositivo lançaria neste exemplo) e o motor de impulsão 100, o vetor de impulsão resultante ilustrado por uma flecha ao longo de um eixo do bocal e o movimento resultante do dispositivo com o passageiro ou a carga útil, representada por um círculo e indicada por referência a um centro de gravidade "CDG" do dispositivo e carga útil. Em um exemplo em que o bocal 106 está alinhado com a linha central do motor 100, por exemplo, em uma orientação de O grau, a saída de impulsão não criaria nenhum movimento angular ou mudaria de passo em torno do eixo x. Em um exemplo em que o bocal 106 é orientado aproximadamente +20 graus com a linha central do motor 100, o vetor de impulsão daria um passo à frente em torno do eixo x, como indicado pela seta rotativa em torno do centro de gravidade "CDG" do dispositivo e da carga útil. A Figura 7D também ilustra exemplos de vetores de impulsão resultantes e movimento do dispositivo com o passageiro ou carga útil quando o motor 100 está inclinado para longe de uma orientação vertical e o bocal 106 está alinhado ou posicionado de maneira angular em relação ao motor 100.
[000127] Agora, voltando-se às Figuras 8A-8D, é ilustrado um exemplo de um dispositivo de propulsão pessoal 200 que pode incluir recursos e características operacionais reveladas aqui, incluindo com relação ao exemplo dos dispositivos de propulsão 10, por exemplo, mostrado nas Figuras 1A-1E, e os recursos de controle/entrada mostrados e descritos em relação à Figura 2 até a Figura 6. O dispositivo 200 geralmente inclui uma plataforma 202 configurada para suportar um passageiro 1 na mesma, com um sistema ou conjunto de impulsão 204 acoplado à plataforma para fornecer movimento e voo. Embora mostrada como configurada para suportar um único passageiro, a plataforma pode variar em tamanho, forma e configuração para suportar vários passageiros, instrumentos, carga, ferramentas Ou outra carga para uma aplicação e uso específicos.
[000128] O dispositivo 200 pode incluir uma estrutura de suporte de passageiro 206 para fornecer uma estrutura que um passageiro l1 possa agarrar ou de outra forma segurar enquanto estiver operando o dispositivo 200, reduzindo, assim, a necessidade de ter pernas fixas ou fixadores de pés que acoplam o passageiro à plataforma 202. O dispositivo 200 permite, assim, que um passageiro simplesmente entre e saia do dispositivo para operação, sem a necessidade de remover ou desatar os acessórios de pernas/pés. A estrutura 206 também fornece um elemento de alavanca mecânica que permite um passageiro transmitir uma força de rotação ou direção ao dispositivo usando os braços do passageiro, ao invés de apenas limitar a direção física e a manipulação do dispositivo 200 aos pés e pernas do usuário, como pode ser o caso com o exemplo do dispositivo 10 mostrado nas Figuras 1A a IE. A operação do dispositivo 200 pode, portanto, ser menos cansativa através do uso de força no chassi 206 com os braços do passageiro, que é então amplificado pelo comprimento do chassi como um braço de torque para conferir uma rotação, passo, rotação ou outro controle direcional do dispositivo.
[000129] O dispositivo 200 pode incluir controles de entrada do usuário / interface da máquina 208 montados em uma porção do dispositivo, como uma seção superior da estrutura 206, que é facilmente acessível ao passageiro 1. A interface 208 pode incluir componentes e recursos semelhantes aos descrito com relação à interface 60 e ou, como de outra forma, descrito com relação ao monitoramento, medição e operação de recursos de dispositivo de propulsão revelados neste documento. O dispositivo 200 também pode incluir os vários outros sensores e componentes operacionais e as características e recursos resultantes do dispositivo de propulsão aqui descritas e ilustradas em qualquer uma das figuras.
[000130] O conjunto de impulsão 204 do dispositivo 200 pode incluir uma pluralidade de unidades de impulsão para fornecer impulso e movimento direcional. Por exemplo, como mostrado nas Figuras 8C-8D (nas quais partes do dispositivo 200 foram removidas por simplicidade e clareza de ilustração), o conjunto de impulsão 204 pode incluir um impulsor primário 204a localizado substancialmente no centro do dispositivo 204 para, de maneira geral, fornecer impulso ao longo de um eixo de linha central vertical do dispositivo
200. O impulsor primário 204a pode incluir controle de impulsão de múltiplos eixos para fornecer saída de impulsão controlável e vetores de impulsão resultantes ao longo de múltiplos eixos de deslocamento e orientação do dispositivo 200, como mostrado pelas setas na Figura 8D. O impulsor primário 204a pode, por exemplo, incluir o controle de impulsão multidirecional mostrado e descrito em relação às Figuras 8A até 8D.
[000131] O conjunto de impulsão 204 pode incluir um primeiro par de impulsores 204bl, 204b2, com cada motor localizado em lados opostos do impulsor primário 204a ao longo de um eixo 210. Cada um dos impulsores 204bl e 204b2 pode incluir competências de saída de impulsão direcional pelo menos ao longo de uma direção substancialmente perpendicular ao eixo 210 através de um bocal articulável ou semelhante (e pode incluir controle de impulsão de vários eixos, semelhante ao descrito acima), como mostrado pelas setas na Figura 8D, para afetar principalmente as alterações no passo e no rolamento.
[000132] O conjunto de impulsão 204 pode incluir um segundo par de impulsores 204cl, 204c2, com cada impulsor localizado em lados opostos do impulsor primário 204a ao longo de um eixo 212 que é substancialmente perpendicular ao eixo 210. Cada um dos impulsores 204cl e 204c2 pode incluir competências de saída de impulsão direcional pelo menos ao longo de uma direção substancialmente perpendicular ao eixo 212 (e pode incluir controle de impulsão de múltiplos eixos, semelhante ao descrito acima), como mostrado pelas setas na Figura 8D, para afetar, principalmente, as alterações no passo e no rolamento. O primeiro e o segundo pares de impulsores podem ser agrupados substancialmente em torno da linha central vertical do dispositivo 200, desse modo, circunscrevendo substancialmente o impulsor primário 204a dentro de uma proximidade relativamente próxima.
[000133] O conjunto de impulsão 204 pode incluir um ou mais impulsores 204dl, 204d2, com cada impulsor localizado em lados opostos do impulsor primário 204a ao longo de um eixo 214 que se estende substancialmente ao longo de um eixo longitudinal do dispositivo 200 que é inclinado a aproximadamente 45 graus em relação a cada um dos eixos 210 e 212. Cada um dos impulsores 204dl e 204d2 pode incluir competências de saída de impulsão direcional pelo menos ao longo de uma direção substancialmente perpendicular ao eixo 214 (e pode incluir controle de impulsão de vários eixos semelhante ao descrito acima), conforme mostrado pelas setas na Figura 8D, para transmitir ou controlar principalmente o movimento da guinada. Os impulsores 204dl, 204d2 podem ser posicionados em lados opostos do primeiro motor de impulsão a uma distância maior que uma distância entre os impulsores 204bl, 204b2, 204cl, 204c2 para conferir um braço de torque maior no dispositivo 200 para controlar as taxas de guinada.
[000134] A composição e a colocação do conjunto de impulsão 204, como mostrado e descrito, fornecem controle e redundância de múltiplos eixos no caso de uma falha de um ou mais dos impulsores. Cada um dos impulsores acima mencionados pode, por exemplo, ser um dentre um motor turbojato, um motor turboventilador e um motor turboélice, e pode incluir ainda qualquer um dos recursos de controle de direção e/ou saída aqui descritos. Além disso, cada um dos impulsores acima mencionados pode ser orientado em uma direção substancialmente vertical, como ilustrado, para fornecer capacidade de decolagem e aterrissagem vertical, bem como os outros recursos de voo aqui fornecidos. O controle da saída de impulsão direcional dos vários impulsores descritos acima pode ser alcançado através do uso de um ou mais atuadores, controladores e/ou processadores, conforme descrito aqui, e pode ser ajustado automaticamente em resposta a vários detectados, medidos e/ou captados parâmetros para fornecer recursos de voo, como também aqui descritos.
[000135] Agora, voltando-se às Figuras 9A a 11C, são mostrados exemplos de sistemas de impulsão 300 para dispositivos de propulsão, como os aqui divulgados ou não, que fornecem características de resposta do acelerador significativamente melhoradas em comparação com as respostas típicas do acelerador envolvidas apenas nos motores de combustão ou a jato. Por exemplo, os motores de turbina são dispositivos mecânicos extremamente capazes que podem fornecer competências significativas de impulsão, mas sofrem com tempos de atraso significativos entre a entrada do acelerador e a produção de impulsão, especialmente quando passam de configurações/RPMs baixas para configurações/ RPMs altas. Esse atraso pode durar alguns segundos devido, em parte, à inércia da roda da turbina, resposta do compressor, suprimento de combustível e processo de combustão que criam um acúmulo de latências que atrasam o início de um impulso maior para atender à demanda do acelerador. Isso pode fazer com que um operador, ou um sistema geral do veículo, erre na configuração de controle ou na entrada do acelerador que causa uma ultrapassagem do ponto de impulso pretendido e uma reação excessiva subsequente na correção quando um excesso de impulso se manifesta posteriormente.
[000136] O atraso de impulsão de vários segundos pode ter consequências desastrosas ao operar uma aeronave ou dispositivo que pode precisar de ajustes em fração de segundo na operação do acelerador, especialmente em situações que necessitam de manobras evasivas e/ou para superar alguma falha mecânica/do sistema. Aeronaves típicas de aviões podem compensar o atraso de impulsão através da manipulação da orientação do aerofólio para fornecer sustentação (por exemplo, alterando um ângulo de ataque, estendendo abas, etc.).
[000137] Os helicópteros também podem compensar o atraso de impulsão através da manipulação do passo das pás do rotor para aumentar ou diminuir a elevação resultante. No entanto, nas operações de aeronaves de decolagem/aterrissagem verticais que não possuem aerofólios ou pás do rotor, não existe esse mecanismo de compensação para corrigir o atraso de impulsão. De fato, erros e compensação excessiva nas operações de aceleração manual em aeronaves de decolagem vertical resultaram em fatalidades devido a esse atraso.
[000138] Os exemplos ilustrados permitem uma resposta de impulsão precisa e quase instantânea (por exemplo, centésimos de segundo) empregando uma ou mais guias atuadas montadas logo abaixo (assumindo um motor ou impulsor orientado verticalmente) o motor de turbina ou impulsor no caminho de saída/fluxo de impulsão. Quando aberto, o impulso passa através do espaço entre as quias, permitindo a capacidade de impulsão total do motor e proporcionando elevação vertical. Quando totalmente fechado, o impulso atinge e/ou é desviado pelas guias e se dissipa. Como as guias são, normalmente, conectadas ao chassi da aeronave/dispositivo, a força descendente é neutralizada dentro da estrutura da aeronave, e o impulso do motor não contribui materialmente para elevar o suficiente para erguer o veículo/dispositivo. Os atuadores empregados podem permitir um posicionamento preciso entre esses dois extremos, criando uma faixa totalmente controlável de respostas de impulsão com o motor de impulsão a RPM e fluxo de combustível substancialmente constantes ou pré-definidos, reduzindo o atraso de impulsão para o tempo necessário para transmitir um sinal de controle ao atuador e o atuador a responder, que, em centésimos de um segundo, é múltiplo em ordens de magnitude mais rápido que o atraso do motor da turbina.
[000139] Cada um dos exemplos de um sistema de impulsão 300 ilustrado nas Figuras 9A-11C fornece os recursos e melhorias mencionados acima. Como mostrado em cada um dos exemplos, o sistema 300 geralmente inclui um motor de impulsão ou impulsor 302, que pode incluir um motor de turbojato, um motor de turboventilador e/ou um motor de turboélice, como aqueles descritos em outras partes deste documento. O motor de impulsão ou impulsor geralmente inclui ou define uma extremidade ou região de entrada 302a em que o ar ou outro fluido é arrastado para o motor e uma saída de saída ou região ou extremidade de exaustão 302b onde o fluido comprimido, queimado e/ou pressurizado é ejetado para gerar impulso. O sistema 300 pode incluir um conjunto de defletor 304 que é operável e/ou configurado para desviar, absorver e/ou dissipar o fluido esgotado da região de exaustão 302b do motor 302 e o impulso associado e o vetor de impulsão resultante. O conjunto de defletor 304 pode incluir uma ou mais guias de deflexão 306a, 306b que são móveis de maneira seletiva e controlável em torno da região de exaustão 302b do motor 302 e o impulso associado e o vetor de impulsão resultante, a fim de ajustar a magnitude geral da força de impulsão e o vetor transmitido sobre a aeronave, veículo ou dispositivo (como os aqui revelados) implementando o sistema de impulsão 300. Alternativamente, cada uma das guias de deflexão 306a, 306b pode ser móvel independentemente uma da outra. O conjunto defletor desvia a saída de impulsão em pelo menos dois vetores de impulsão angulados em relação a um eixo original da saída de impulsão (normalmente o eixo longitudinal do motor que fornece o impulso). Os múltiplos vetores de impulsão podem ter substancialmente a mesma magnitude e podem ser angulados entre aproximadamente 45 graus e aproximadamente 90 graus em relação ao primeiro eixo. Cada vetor de impulsão pode ter substancialmente o mesmo ângulo em relação ao eixo original da saída de impulsão.
[000140] As guias de deflexão 306a, 306b são preferencialmente acopladas ao motor ou impulsor 302 (e/ou de outra forma a um quadro ou chassi da aeronave, veículo ou dispositivo que emprega o sistema 300) por uma ou mais armaduras, ligações ou outras construções mecânicas 308. O movimento e/ou manipulação das guias de deflexão 306a, 306b em relação à saída do motor ou impulsor 302 pode ser alcançado por um ou mais acionadores 310 acoplados às respectivas guias de deflexão 306a, 306b. Os acionadores 310 podem ser operacionalmente acoplados às guias de deflexão 306a, 306b por uma ou mais armaduras, ligações ou outras construções mecânicas 312.
[000141] Com referência agora às Figuras 9A e 9B, as guias de deflexão 306a, 306b são substancialmente planas e são móveis substancialmente dentro de um plano que é substancialmente paralelo à superfície superior das guias 306a, 306b. A Figura 9A mostra uma configuração "aberta", em que as guias de deflexão 306a, 306b estão posicionadas substancialmente fora do caminho da saída de fluido esgotado/ impulsão do motor ou impulsor 302, permitindo assim a força e magnitude completas do vetor de impulsão fornecido pelo motor ou impulsor 302 para entrar em vigor na aeronave, veículo ou dispositivo que emprega o sistema 300. A Figura 12B mostra uma configuração "fechada" em que as guias de deflexão 306a, 306b são justapostas uma contra às outras na região de exaustão 302b do motor ou impulsor 302. A saída de fluido/impulso esgotada do motor ou impulsor 302 é inicialmente direcionada substancialmente ao longo do eixo longitudinal 314 do motor ou impulsor 302. O fluido esgotado e a força resultante são então direcionados para as guias de deflexão 306a, 306b e são desviados ou, de outro modo, disperso pelas guias de deflexão em várias direções em um ângulo a distante do eixo 314, com a magnitude do vetor de impulsão resultante ao longo do eixo 314 sendo substancialmente diminuído.
[000142] Com referência agora às Figuras 10A e 10B, as guias de deflexão 306a, 306b são acopladas de maneira articulada a uma região próxima à região de exaustão 302b do motor 302, permitindo um "movimento de aperto" do conjunto de defletor. A Figura 10A mostra uma configuração "aberta", em que as guias de deflexão 306a, 306b estão posicionadas substancialmente fora do caminho da saída de fluido/impulso esgotado do motor ou impulsor 302, permitindo assim a força e magnitude completas do vetor de impulsão fornecido pelo motor ou impulsor 302 para entrar em vigor na aeronave, veículo ou dispositivo que emprega o sistema 300. A Figura 10B mostra uma configuração "fechada" onde as quias de deflexão 306a, 306b são fechadas ou "apertadas" na região de exaustão 302b do motor ou impulsor 302. A saída de fluido/impulso esgotado do motor ou impulsor 302 é inicialmente direcionada substancialmente ao longo do eixo longitudinal 314 do motor ou impulsor 302. O fluido esgotado e a força resultante são então direcionados para as guias de deflexão 306a, 306b. As guias de deflexão 306a, 306b definem uma superfície inferior substancialmente plana que é inclinada em relação ao eixo 314 para desviar ou dispersar o fluido esgotado e as forças resultantes em duas direções em um ângulo a longe do eixo 314, com a magnitude do vetor resultante de impulsão ao longo do eixo 314 sendo substancialmente diminuído.
[000143] Com referência agora às Figuras 11A e 11B, as guias de deflexão 306a, 306b são acopladas de maneira articulada a uma região próxima à região de exaustão 302b do motor ou impulsor 302, permitindo um "movimento de aperto" do conjunto do defletor. As guias de deflexão 306a, 306b são articuladas em torno de um eixo localizado acima da região de saída de impulsão 302b do motor de impulsão, o que confere uma vantagem mecânica ao braço de momento de torque resultante do atuador para superar e resistir às forças de saída de impulsão do motor ou impulsor 302 ao fechar e abrir as guias de deflexão 306a, 306b durante a operação. A Figura 11A mostra uma configuração "aberta" em que as guias de deflexão 306a, 306b estão posicionadas substancialmente fora do caminho da saída de fluido esgotado / impulsão do motor ou impulsor 302, permitindo assim a força e magnitude completas do vetor de impulsão fornecido pelo motor ou impulsor 302 para entrar em vigor na aeronave, veículo ou dispositivo que emprega o sistema 300.
[000144] As Figuras 11B-11C mostram uma configuração "fechada", onde as quias de deflexão 306a, 306b são fechadas ou "apertadas" juntas na região de exaustão 302b do motor ou impulsor 302. A saída de fluido esgotado/ impulsão do motor ou impulsor 302 é inicialmente direcionado substancialmente ao longo do eixo longitudinal 314 do motor ou impulsor 302. O fluido esgotado e a força resultante são então direcionados para as guias de deflexão 306a, 306b. As guias de deflexão 306a, 306b definem uma superfície semi-circular substancialmente curvilínea que é angulada em relação ao eixo 314 para desviar ou dispersar o fluido esgotado e as forças resultantes em substancialmente duas direções em um ângulo a longe do eixo 314, com a magnitude do vetor de impulsão resultante ao longo do eixo 314 sendo substancialmente diminuída. O uso das guias de deflexão 306a, 306b em uma forma de superfícies semi-circulares substancialmente curvilíneas é particularmente vantajoso, pois tais superfícies semi-circulares substancialmente curvilíneas permitem que o fluido esgotado seja desviado de uma maneira mais precisa em termos de direção e orientação.
[000145] Os sistemas de impulsão 300 podem ser integrados a qualquer um dos dispositivos de propulsão aqui revelados, incluindo em relação ao exemplo dos dispositivos de propulsão 10 mostrados na Figura 1A até a Figura 1G, bem como nos mostrados nas Figuras 8A-8D, e também podem ser implementados no todo ou em parte com os recursos de controle/entrada mostrados e descritos em relação à Figura 2 até a Figura 6. Cada um dos motores ou impulsores acima mencionados pode, por exemplo, ser um dentre um motor turbojato, um motor turboventilador e um motor turboélice, e pode ainda incluir qualquer um dos recursos de controle direcional e/ou de saída aqui descritos. Além disso, cada um dos motores ou impulsores acima mencionados pode ser orientado em uma direção substancialmente vertical, como ilustrado, para fornecer capacidade de decolagem e pouso vertical, bem como os outros recursos de voo aqui fornecidos. O controle da saída de impulsão dos sistemas 300 descritos acima pode ser alcançado através do uso de um ou mais acionadores, controladores e / ou processadores, conforme descrito aqui, e pode ser ajustado automaticamente em resposta a vários parâmetros detectados, medidos e/ou captados para fornecer recursos de voo como também aqui descrito.
[000146] Os aspectos da revelação podem incluir canais de comunicação que podem ser qualquer tipo de rede de comunicações eletrônicas com ou sem fio, como, por exemplo, uma rede de área local (LAN) com fio/sem fio, uma rede de área pessoal (PAN) com fio/sem fio, uma rede de área doméstica (HAN) com fio/sem fio, uma rede de área ampla (WAN) com fio/sem fio, uma rede de campus, uma rede metropolitana, uma rede privada corporativa, uma rede virtual privada (VPN), uma intra-rede, uma rede de base (BBN), uma rede de área global (GAN), a Internet, uma intranet, uma extranet, uma rede de sobreposição, comunicação de campo próximo (NFC), uma rede de telefonia celular, um Serviço de Comunicação Pessoal (PCS), usando protocolos conhecidos como o Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM), CDMA (acesso múltiplo por divisão de código), tecnologias de rede GSM/EDGE e UMTS/HSPA, Evolução de Longo Prazo (LTE), 5G (redes móveis de 5º geração ou sistemas sem fio de 5º geração), WiMAX, HSPA +, W-CDMA (Acesso Múltiplo Por Divisão de Código de Banda Larga), CDMA2000 (também conhecido como C2K ou IMT Multi-Carrier (IMT-MC)), Fidelidade sem fio (Wi-Fi) Bluetooth e/ou similares e/ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos. Os padrões NFC abrangem protocolos de comunicação e formatos de troca de dados e baseiam-se nos padrões existentes de identificação por radiofrequência (RFID), incluindo ISO/IEC 14443 e FeliCa. As normas incluem a ISO/IEC 18092 [3] e aquelas definidas pelo Fórum NFC.
[000147] Aspectos da presente revelação são descritos com referência a ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos de métodos, aparelhos (sistemas) e produtos de programas de computador de acordo com concretizações da revelação. Será entendido que cada bloco das ilustrações do fluxograma e/ou diagramas de blocos e combinações de blocos nas ilustrações do fluxograma e/ou diagramas de blocos, podem ser implementados por instruções de programa de computador. Essas instruções de programa de computador podem ser fornecidas a um processador de um computador de uso geral, computador de finalidade especial ou outro aparelho de processamento de dados programável para produzir uma máquina, de modo que as instruções executadas pelo processador do computador ou outro aparelho de processamento de dados programável, criar meios para implementar as funções/atos especificados no fluxograma e/ou bloco ou blocos do diagrama de blocos.
[000148] Essas instruções do programa de computador também podem ser armazenadas em um meio legível por computador que pode direcionar um computador, outro aparelho de processamento de dados programável ou outros dispositivos para funcionar de uma maneira específica, de modo que as instruções armazenadas no meio legível por computador produzam um artigo de fabricação incluindo instruções que implementam a função/ato especificado no fluxograma e/ou bloco ou blocos do diagrama de blocos. Aspectos da revelação podem ser implementados em qualquer tipo de dispositivo de computação, como, por exemplo, um computador de mesa, um computador pessoal, um laptop/computador móvel, um assistente de dados pessoais (PDA), um telefone celular, um computador tablet, dispositivo de computação em nuvem e similares, com recursos de comunicação com fio/sem fio através dos canais de comunicação.
[000149] Além disso, de acordo com vários aspectos da revelação, os métodos aqui descritos destinam-se à operação com implementações de hardware dedicadas, incluindo, mas não limitados a, PCs, PDAs, semicondutores, circuitos integrados específicos para aplicativos (ASIC), matrizes lógicas programáveis, dispositivos de computação em nuvem e outros dispositivos de hardware construídos para implementar os métodos aqui descritos.
[000150] Deve-se notar também que as implementações de software da revelação, como aqui descritas, são opcionalmente armazenadas em um meio de armazenamento tangível, tal como: um meio magnético, como um disco ou fita; um meio magneto-óptico ou óptico, como um disco; ou um meio de estado sólido, como um cartão de memória ou outro pacote que aloje uma ou mais memórias de somente leitura (não voláteis), memórias de acesso aleatório ou outras memórias regraváveis (voláteis). Um anexo de arquivo digital para e- mail ou outro arquivo de informações independentes ou conjunto de arquivos é considerado um meio de distribuição equivalente a um meio de armazenamento tangível. Por conseguinte, a revelação é considerada como incluindo um meio de armazenamento tangível ou meio de distribuição, conforme listado aqui e incluindo equivalentes reconhecidos no estado da técnica e mídia sucessora, nos quais as implementações de software aqui contidas são armazenadas.
[000151] Além disso, os vários aspectos da revelação podem ser implementados em uma implementação de computador não genérica. Além disso, os vários aspectos da revelação aqui apresentados melhoram o funcionamento do sistema, como é evidente a partir da revelação deste documento. Além disso, os vários aspectos da revelação envolvem hardware de computador que foi programado especificamente para resolver o problema complexo abordado pela revelação. Por conseguinte, os vários aspectos da revelação melhoram o funcionamento geral do sistema em sua implementação específica para executar o processo estabelecido pela revelação e conforme definido pelas reivindicações.
[000152] De acordo com um exemplo, o sistema global de navegação por satélite (GNSS) pode incluir um dispositivo e/ou sistema que pode estimar sua localização com base, pelo menos em parte, em sinais recebidos de veículos espaciais (Svs). Em particular, esse dispositivo e/ou sistema pode obter medições de "pseudo-faixa", incluindo aproximações de distâncias entre SVs associados e um receptor de satélite de navegação.
Em um exemplo particular, essa pseudo-faixa pode ser determinada em um receptor capaz de processar sinais de um ou mais SVs como parte de um Sistema de Posicionamento por Satélite (SPS). Esse SPS pode compreender, por exemplo, um Sistema de Posicionamento Global (GPS), Galileo, Glonass, para citar alguns, ou qualquer SPS desenvolvido no futuro.
Para determinar sua localização, um receptor de navegação por satélite pode obter medições de pseudo-faixa para três ou mais satélites, bem como suas posições no momento da transmissão.
Conhecendo os parâmetros orbitais do SV, essas posições podem ser calculadas para qualquer ponto no tempo.
Uma medição de pseudo-faixa pode então ser determinada com base, pelo menos em parte, no tempo que um sinal viaja de um SV para o receptor, multiplicado pela velocidade da luz.
Embora as técnicas descritas neste documento possam ser fornecidas como implementações de determinação de localização nos tipos GPS e/ou Galileo de SPS como ilustrações específicas de acordo com exemplos particulares, deve-se entender que essas técnicas também podem se aplicar a outros tipos de SPS e que a matéria reivindicado não é limitada a este respeito.
[000153] Será apreciado por pessoas versadas na técnica que a presente revelação não se limita ao que foi particularmente mostrado e descrito aqui acima.
Além disso, a menos que tenha sido mencionado acima o contrário, deve- se observar que todos os desenhos anexos não estão em escala.
Como observação, os componentes do sistema foram representados, onde apropriado, por símbolos convencionais nos desenhos, mostrando apenas os detalhes específicos que são pertinentes para a compreensão das modalidades da presente revelação, de modo a não obscurecer a revelação com detalhes que serão prontamente aparentes para aqueles versados na técnica tendo o benefício da descrição aqui contida.
Além disso, embora certas concretizações ou figuras aqui descritas possam ilustrar recursos não expressamente indicados em outras figuras ou modalidades, entende-se que os recursos e componentes dos exemplos aqui revelados não são necessariamente exclusivos uns dos outros e podem ser incluídos em uma variedade de diferentes combinações ou configurações sem se afastar do escopo e do espírito da revelação.
Uma variedade de modificações e variações é possível à luz dos ensinamentos acima, sem se afastar do escopo e do espírito da revelação, o que é limitado apenas pelas reivindicações a seguir.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de impulsão (300), compreendendo: - um motor de impulsão (302) configurado para fornecer uma saída de impulsão substancialmente ao longo de um primeiro eixo; - um conjunto defletor (304) acoplado de forma móvel ao motor de impulsão, caracterizado pelo fato de que o conjunto de defletor (304) inclui um par de guias de deflexão (306a, 306b) móveis de maneira cooperativa para desviar seletivamente uma porção da saída de impulsão (302b) e é configurado para desviar a saída de impulsão em pelo menos dois vetores de impulsão em ângulo (a) em relação ao primeiro eixo (314).
2. Sistema de impulsão (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois vetores de impulsão têm, substancialmente, a mesma magnitude.
3. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada vetor de impulsão é angulado (a) entre aproximadamente 45 graus e aproximadamente 90 graus em relação ao primeiro eixo (314).
4, Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada vetor de impulsão tem, substancialmente, o mesmo ângulo (a) em relação ao primeiro eixo (314).
5. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um atuador (310) acoplado às guias de deflexão (306a, 606b) para ajustar, de forma controlável, uma posição das guias de deflexão em relação ao motor de impulsão (302).
6. Sistema de impulsão (300), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um controlador em comunicação com o atuador (310), em que o controlador está configurado para operar o atuador (310) em resposta a um ou mais sinais de pelo menos um dentre um operador (1) e um sensor.
7. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as guias de deflexão (306a, 306b) são, cada uma, substancialmente planas e orientadas em um plano substancialmente perpendicular ao primeiro eixo.
8. Sistema de impulsão (300), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as guias de deflexão (306a, 306b) são móveis em direção e afastadas uma da outra dentro do plano.
9. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as guias de deflexão (306a, 306b) definem, cada uma, uma superfície substancialmente curvilínea que deflete a saída de impulsão.
10. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações l1 a 6, caracterizado pelo fato de que as guias de deflexão (306a, 306b) definem, cada uma, uma superfície com uma seção transversal substancialmente semicircular que desvia a saída de impulsão.
11. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as guias de deflexão (306a, 306b) são articuláveis em relação ao motor de impulsão.
12. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que as guias de deflexão (306a, 306b) são articuladas em torno de um segundo eixo substancialmente perpendicular ao primeiro eixo (314).
13. Sistema de impulsão (300), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o segundo eixo está localizado acima da saída de impulsão do motor de impulsão.
14. Sistema de impulsão (300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o motor de impulsão (302) é um dentre um motor turbojato, um motor turboventilador e um motor turboélice.
15. Dispositivo de propulsão (10), compreendendo: uma plataforma (11) configurada para suportar um passageiro na mesma; um sistema de impulsão (300) acoplado à plataforma (11), em que o sistema de impulsão (300) está configurado para fornecer uma saída de impulsão substancialmente ao longo de um primeiro eixo (314); caracterizado pelo fato de que o sistema de impulsão (300) é conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.
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