CN105873824A - 在侧风飞行和悬停飞行之间转换飞行器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种方法可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进。系绳可以在第一端部连接到飞行器并且可以在第二端部连接到地面站,此外,系绳球体可以具有与系绳的长度相对应的半径。方法还可以涉及在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,以使得飞行器的速度减小。而且,方法可以涉及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。

Description

在侧风飞行和悬停飞行之间转换飞行器的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月30日提交的美国专利申请第14/144,146号的优先权,该申请被通过引用整体结合于此。
背景技术
除非本文另有所指,否则在这个部分中描述的材料不是针对本申请中的权利要求的现有技术,也不因为包括在这个部分中而被承认为是现有技术。
发电系统可以将化学能和/或机械能(例如,动能)转变成电能,以用于各种应用,如公用系统。作为一个示例,风能系统可以将风的动能转变成电能。
发明内容
本文描述了用于将飞行器(aerial vehicle)在特定飞行模式之间转换的方法和系统,所述飞行模式促进将动能转变成电能。具体地,本文描述的实施例涉及将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。有益地是,本文描述的实施例可以通过在低高度下快速减小飞行器的速度来改善进入悬停飞行。此外,本文描述的实施例可以帮助飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行,而不进入另一种飞行模式。
在一个方面,一种方法可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体(tether sphere)上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器并且在第二端部连接到地面站,并且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度减小;以及在飞行器的速度被减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
在另一方面,一种系统可以包括连接到系绳的第一端部的飞行器;连接到系绳的第二端部的地面站;以及控制系统,所述控制系统被配置成:操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度减小,并且在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
在另一方面,公开了一种在其中存储有指令的非暂态计算机可读介质,所述指令可由计算装置执行以使得计算装置执行功能。所述功能包括:操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度减小;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
在另一方面,一种方法可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力(drag)增大或者飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度;并且在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
在另一方面,一种系统可以包括连接到系绳的第一端部的飞行器;连接到系绳的第二端部的地面站;以及控制系统,所述控制系统被配置成:操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或者飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
在另一方面,公开了一种其中存储有指令的非暂态计算机可读介质,所述指令可由计算装置执行以使得计算装置执行功能。所述功能包括:操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器,且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或者飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度;以及在飞行器的速度被减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
在另一方面,一种系统可以包括用于操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进的装置,其中系绳在第一端部连接到飞行器且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器处于侧风飞行取向的同时,该系统可以包括用于操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进从而使得飞行器的速度被减小的装置;以及在飞行器的速度被减小之后或与此同时,该系统可以包括用于将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向的装置。
在又一方面,一种系统可以涉及用于操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进的装置,其中系绳在第一端部连接到飞行器,且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,该系统可以包括用于通过操作飞行器以使得在飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度的装置;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,该系统可以包括用于将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向的装置。
通过适当地参照附图阅读以下的详细描述,这些以及其他方面、优点和替换方案对本领域技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
图1描绘了根据示例实施例的空中风力涡轮机(Airborne WindTurbine,AWT)。
图2是图示出根据示例实施例的AWT的部件的简化方框图。
图3描绘了根据示例实施例的侧风飞行下的飞行器的示例。
图4描绘了根据示例实施例的从侧风飞行到悬停飞行的飞行器转换的示例。
图5描绘了根据示例实施例的从侧风飞行到悬停飞行的飞行器转换的另一示例。
图6描绘了根据示例实施例的从侧风飞行到悬停飞行的飞行器转换的另一示例。
图7a和7b是根据示例实施例的涉及迎角(angle of attack)的图形表示。
图8描绘了根据示例实施例的从侧风飞行到悬停飞行的飞行器转换的又一示例。
图9a和9b描绘了根据示例实施例的系绳球体。
图10是根据示例实施例的方法的流程图。
图11是根据示例实施例的另一方法的流程图。
图12是根据示例实施例的又一方法的流程图。
具体实施方式
本文描述示例性方法和系统。应该理解的是,本文使用词汇“示例性”以意在“用作示例、例子或说明”。本文描述为“示例性”或“说明性”的任何实施例或特征不一定被解释为相对于其他实施例或特征而言是优选的或有利的。更一般而言,本文描述的实施例并不意在限制。将容易理解到,所公开的方法和系统的特定方面能够以各种不同的配置来布置和组合,所有这些在本文都设想到了。
I.概述
说明性实施例涉及飞行器,其可以用在风能系统,如空中风力涡轮机(AWT)中。具体地,说明性实施例可以涉及用于将飞行器在促进将动能转变成电能的特定飞行模式之间转换的方法和系统或采取这样的方法和系统的形式。
作为背景,AWT可以包括在诸如基本上圆形的路径这样的封闭路径中飞行的飞行器,以将风的动能转变成电能。在说明性实现方式中,飞行器可以经由系绳连接到地面站。在被拴住的同时,飞行器可以:(i)在一高度范围并且基本上沿着所述路径飞行,并返回到地面,以及(ii)将电能经由系绳传输到地面站。(在一些实现方式中,地面站可以将电力传输到飞行器以用于起飞和/或着陆)。
在AWT中,在风无助于发电时,飞行器可以在地面站中和/或在其上休整(或停留)。当风有助于发电时,如当在200米(m)高度处的风速可以为3.5米每秒(m/s)时,地面站可以部署(或发动)飞行器。另外,当飞行器被部署但风无助于发电时,飞行器可以返回到地面站。
此外,在AWT中,飞行器可以被配置用于悬停飞行和侧风飞行。侧风飞行可以用于以诸如基本上圆形的运动这样的运动行进,并由此可以是用于产生电能的主要技术。悬停飞行相应地可以由飞行器用来对其自身为侧风飞行作准备和定位。具体地,飞行器可以至少部分基于悬停飞行而升高到用于侧风飞行的位置。此外,飞行器可以经由悬停飞行起飞和/或着陆。
在悬停飞行中,飞行器的主翼的翼展(span)可以基本上平行于地面地取向,并且飞行器的一个或多个推进器可以使得飞行器在地面上方悬停。在一些实现方式中,飞行器可以在悬停飞行中垂直升高或下降。
在侧风飞行中,飞行器可以被取向成使得飞行器可以基本上由风沿着封闭路径推进,如上面指出的,这可以将风的动能转变成电能。在一些实现方式中,飞行器的一个或多个旋翼可以通过减慢入射的风来产生电能。此外,在一些实现方式中,封闭路径可以包括上行程(upstroke)和下行程(downstroke)。在上行程期间飞行器可以基本上被向上推进,而在下行程期间飞行器可以基本上被向下推进。此外,在上行程中飞行器的速度可以小于在下行程中飞行器的速度。
当(i)飞行器具有附着流(例如,稳定流和/或不失速状态(其可以指的是空气流与翼型没有分离)以及(ii)系绳处于张力下时,飞行器可以进入侧风飞行。此外,飞行器可以在于地面站的基本上顺风方向的位置处进入侧风飞行。并且飞行器可以在飞行器不具有附着流时进入悬停飞行。
在一些实现方式中,在侧风飞行期间系绳的张力可以大于在悬停飞行期间系绳的张力。例如,在侧风飞行期间系绳的张力是15千牛顿(KN),而在悬停飞行期间系绳的张力可以是1KN。
本文描述的实施例涉及将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。在说明性实现方式中,一种方法可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器并在第二端部连接到地面站,并且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,以使得飞行器的速度减小;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
此外,在另一说明性实现方式中,一种方法可以涉及:操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
有利的是,这种实现方式可以通过在低高度处快速减小飞行器的速度来改善进入悬停飞行。此外,这种实现方式可以允许飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行,而无需进入另一飞行模式。此外,这种实现方式可以帮助使在侧风飞行和悬停飞行之间系绳的张力中的变动平稳。
II.说明性系统
A.空中风力涡轮机(AWT)
图1描绘了根据示例实施例的AWT 100。具体地,AWT 100包括地面站110、系绳120和飞行器130。如图1中所示,系绳120可以在第一端部连接到飞行器且可以在第二端部连接到地面站110。在这个示例中,系绳120可以在地面站110上的一个位置处附着到地面站110,并在飞行器130上的两个位置处附着到飞行器130。然而,在其他示例中,系绳120可以在多个位置处附着到地面站110和/或飞行器130的任意部分。
地面站110可以用于保持和/或支撑飞行器130,直到其处于操作模式为止。地面站110可以进一步被配置成允许飞行器130的重新定位,使得对该装置的部署成为可能。此外,地面站110可以进一步被配置成在着陆期间接收(receive)飞行器130。地面站110可以由可适当地保持飞行器130在处于悬停飞行、侧风飞行或其他飞行模式(如向前飞行(其可以被称为像飞机一样飞行))的同时附着和/或锚固到地面上的任何材料形成。在一些实现方式中,地面站110可以被配置用于供在陆地上使用。然而,地面站110也可以在水体,如湖泊、河流、大海或大洋上实现。例如,尤其,地面站110可以包括漂浮的离岸平台或船舶,或被布置在漂浮的离岸平台或船舶上。此外,地面站110可以被配置成保持静止或相对于地面或水体表面移动。
另外,地面站110可以包括可以使系绳120的长度变化的一个或多个部件(未示出),如绞盘。例如,当飞行器130被部署时,该一个或多个部件可以被配置成松出和/或放出系绳120。在一些实现方式中,该一个或多个部件可以被配置成将系绳120松出和/或放出到预定长度。作为示例,预定长度可以等于或小于系绳120的最大长度。此外,当飞行器130着陆在地面站110上时,该一个或多个部件可以被配置成卷起系绳120。
系绳120可以将飞行器130产生的电能传输到地面站110。另外,系绳120可以将电力传输到飞行器130,以便给飞行器130供能,用于起飞、着陆、悬停飞行和/或向前飞行。系绳120可以以任何形式且利用允许飞行器130产生的电能的传输、传送和/或利用和/或将电力传输到飞行器130的任何材料构造。在飞行器130处于操作模式时,系绳120也可以被配置成承受飞行器130的一个或多个力。例如,系绳120可以包括芯部,该芯部被配置成在飞行器130处于悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行时承受飞行器130的一个或多个力。芯部可以由任何高强度纤维构造。在一些示例中,系绳120可以具有固定长度和/或可变长度。例如,在至少一个这样的示例中,系绳120可以具有140米的长度。
飞行器130可以被配置成基本上沿着路径150飞行以产生电能。如在本文中使用的术语“基本上沿着”指的是精确沿着和/或与精确沿着有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的电能的产生和/或如本文描述的飞行器在特定飞行模式之间的转换。
飞行器130可以包括各种类型的装置或采取各种类型的装置的形式,尤其,所述装置如风筝、直升机、飞翼和/或飞机。飞行器130可以由金属、塑料和/或其他聚合物的实心结构形成。飞行器130可以由允许高推力对重量比以及可用于公共应用中的电能的产生的任何材料形成。另外,材料可以被选择为允许可能够应付风速和风向上的较大的和/或突然的转变的闪电硬化(lightning hardened)、冗余和/或容错设计。其他材料也是有可能的。
在各种不同的实施例中,封闭路径150可以是各种不同的形状。例如,封闭路径150可以是基本上圆形的。并且在至少一个这样的示例中,封闭路径150可以具有达到265米的半径。如在本公开中使用的术语“基本上圆形”指的是精确为圆形和/或与精确为圆形有一个或多个偏差,所述偏差并不显著影响如本文描述的电能的产生。封闭路径150的其他形状可以是卵形(oval),如椭圆形、果冻豆的形状、数字8的形状等。
如图1中所示,飞行器130可以包括主翼131、前区段132、旋翼连接器133A-B、旋翼134A-134D、尾梁135、尾翼136和垂直稳定翼137。这些部件中的任一个可以以允许使用提升部件抵抗重力和/或向前移动飞行器130的任何形式成形。
主翼131可以提供用于飞行器130的主要升力。主翼131可以是一个或多个刚性或柔性翼型,并且可以包括各种控制面(control surface),如小翼、襟翼(福勒襟翼、霍纳襟翼、分裂式襟翼等)、舵、升降舵、扰流板、减速板等。控制面可以被操作来在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间稳定飞行器130和/或减小飞行器130上的拖曳力。另外,在一些示例中,控制面可以被操作来在侧风飞行期间增加飞行器130上的拖曳力和/或减小飞行器130上的升力。在一些示例中,一个或多个控制面可以定位在主翼131的前导边缘上。此外,在一些示例中,一个或多个其他控制面可以定位在主翼131的后边缘上。
主翼131可以是供飞行器130参与悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行的任何适当材料。例如,主翼131可以包括碳纤维和/或e-玻璃。此外,主翼131可以具有多种尺寸。例如,主翼131可以具有与传统风力涡轮机叶片一致的一个或多个尺寸。作为另一示例,主翼131可以具有8米的翼展、4平方米的面积和15的纵横比。前区段132可以包括一个或多个部件,如鼻部(nose),以减小在飞行期间飞行器130上的拖曳力。
旋翼连接器133A-133B可以将旋翼134A-134D连接到主翼131。在一些示例中,旋翼连接器133A-133B可以采取配置成将旋翼134A-134D连接到主翼131的一个或多个外挂架(pylon)的形式或形式上与其类似。在这个示例中,旋翼连接器133A-133B被布置成使得旋翼134A-134D在主翼131之间有间隔。在一些示例中,相应旋翼(例如,旋翼134A和旋翼134B或旋翼134C和旋翼134D)之间的垂直间距可以是0.9米。
旋翼134A-134D可以被配置成驱动一个或多个发电机,以用于产生电能的目的。在这个示例中,旋翼134A-134D可以每个都包括一个或多个叶片,如三个叶片。一个或多个旋翼叶片可以经由与风的相互作用而旋转,并且可以用于驱动一个或多个发电机。另外,旋翼134A-134D也可以被配置成在飞行期间向飞行器130提供推力。利用这种布置,旋翼134A-134D可以充当一个或多个推进单元,如螺旋桨。在一些示例中,旋翼134A-134D可以被操作来在侧风飞行期间增加飞行器130上的拖曳力。虽然旋翼134A-134D在这个示例中被描绘为四个旋翼,但在其他示例中,飞行器130可以包括任意数量的旋翼,如少于四个旋翼或多于四个旋翼。
尾梁135可以将主翼131连接到尾翼136。尾梁135可以具有多种尺寸。例如,尾梁135可以具有2米的长度。此外,在一些实现方式中,尾梁135可以采取飞行器130的主体和/或机身的形式。且在这样的实现方式中,尾梁135可以承载有效载荷。
尾翼136和/或垂直稳定翼137可以用于稳定飞行器和/或减小悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间飞行器130上的拖曳力。例如,尾翼136和/或垂直稳定翼137可以用于在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间保持飞行器130的俯仰。在这个示例中,垂直稳定翼137附着到尾梁135,并且尾翼136定位在垂直稳定翼137的顶部上。尾翼136可以具有多种尺寸。例如,尾翼136可以具有2米的长度。此外,在一些示例中,尾翼136可以具有0.45平方米的表面积。此外,在一些示例中,尾翼136可以定位在飞行器130的质心上方1米处。
尽管上面已经描述了飞行器130,但应该理解的是本文描述的方法和系统可以涉及连接到系绳(如系绳120)的任何适当的飞行器。
B.AWT的说明性部件
图2是图示出AWT 200的部件的简化方框图。AWT 200可以采取AWT 100的形式或形式上与其类似。具体地,AWT 200包括地面站210、系绳220和飞行器230。地面站210可以采取地面站110的形式或形式上与其类似,系绳220可以采取系绳120的形式或形式上与其类似,且飞行器230可以采取飞行器130的形式或形式上与其类似。
如图2中所示,地面站210可以包括一个或多个处理器212、数据存储装置214和程序指令216。处理器212可以是通用处理器或专用处理器(例如,数字信号处理器、专用集成电路等)。一个或多个处理器212可以被配置成执行计算机可读程序指令216,该计算机可读程序指令216被存储在数据存储装置214中并且可被执行来提供本文描述的功能中的至少一部分。
数据存储装置214可以包括一个或多个计算机可读存储介质或采取一个或多个计算机可读存储介质的形式,所述介质可以由至少一个处理器212读取或访问。一个或多个计算机可读存储介质可以包括易失性和/或非易失性存储部件,如光学的、磁性的、有机的或其他存储器或盘式存储装置,它们可以全部或部分与一个或多个处理器212中的至少一个集成。在一些实施例中,数据存储装置214可以利用单个物理装置(例如,一个光学、磁性、有机或其他存储器或盘式存储单元)实现,而在其他实施例中,数据存储装置214可以利用两个或更多个物理装置实现。
如所指出的,数据存储装置214可以包括计算机可读程序指令216和有可能的额外的数据,如地面站210的诊断数据。这样,数据存储装置214可以包括程序指令,以执行或促进本文描述的功能中的一些或全部。
在又一方面中,地面站210可以包括通信系统218。通信系统218可以包括允许地面站210经由一个或多个网络通信的一个或多个无线接口和/或一个或多个线缆接口。这种无线接口可以支持在一个或多个无线通信协议下的通信,所述无线通信协议诸如蓝牙、WiFi(例如,IEEE 802.11协议)、长期演进(LTE)、WiMAX(例如,IEEE 802.16标准)、射频ID(RFID)协议、近场通信(NFC)和/或其他无线通信协议。这种线缆接口可以包括以太网接口、通用串行总线(USB)接口或者类似的接口,以经由电线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或其他到线缆网络的物理连接来通信。地面站210可以经由通信系统218与飞行器230、其他地面站和/或其他实体(例如,控制中心)通信。
在示例实施例中,地面站210可以包括允许短程通信和远程通信二者的通信系统218。例如,地面站210可以被配置用于利用蓝牙的短程通信以及在CDMA协议下的远程通信。在这种实施例中,地面站210可以被配置成充当“热点”;或者换言之,充当远程支持装置(例如,系绳220、飞行器230和其他地面站)与一个或多个数据网络(如蜂窝网络和/或因特网)之间的网关或代理。这样配置的地面站210可以促进数据通信,否则远程支持装置自身将不能执行所述数据通信。
例如,地面站210可以向远程装置提供WiFi连接,并用作到蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关,地面站210可以例如在LTE或3G协议下连接到该数据网络。地面站210也可以用作到其他地面站或控制中心的代理或网关,否则远程装置可能不能访问这些地面站或控制中心。
此外,如图2中所示,系绳220可以包括传输部件222和通信链路224。传输部件222可以被配置成将电能从飞行器230传输到地面站210和/或将电能从地面站210传输到飞行器230。在各种不同的实施例中,传输部件222可以采取各种不同的形式。例如,传输部件222可以包括被配置成传输电的一个或多个导体。且在至少一个这样的示例中,一个或多个导体可以包括铝和/或允许电流传导的其他材料。此外,在一些实现方式中,传输部件222可以围绕系绳220的芯部(未示出)。
地面站210可以经由通信链路224与飞行器230通信。通信链路224可以是双向的,并可以包括一个或多个有线和/或无线接口。而且,可以存在一个或多个路由器、交换机和/或构成通信链路224的至少一部分的其他装置或网络。
此外,如图2中所示,飞行器230可以包括一个或多个传感器232、动力系统(power system)234、电力产生/转换部件236、通信系统238、一个或多个处理器242、数据存储装置244和程序指令246以及控制系统248。
在各种不同的实施例中,传感器232可以包括各种不同的传感器。例如,传感器232可以包括全球定位系统(GPS)接收器。GPS接收器可以被配置成提供公知GPS系统(其可被称为全球导航卫星系统(globalnavigation satellite system,GNNS))典型的数据,如飞行器230的GPS坐标。这种GPS数据可以被AWT 200用来提供本文描述的各种功能。
作为另一示例,传感器232可以包括一个或多个风传感器,如一个或多个皮托管。一个或多个风传感器可以被配置成探测视风和/或相对风。这种风数据可以被AWT 200用来提供本文描述的各种功能。
作为另一示例,传感器232可以包括惯性测量单元(IMU)。IMU可以包括加速度计和陀螺仪二者,它们可以一起用来确定飞行器230的取向。具体地,加速度计可以测量飞行器230相对于地球的取向,而陀螺仪测量飞行器230围绕轴线,如中心线的旋转速率。IMU可以在商业上以低成本低功率封装购得。例如,IMU可以采取微型化微机电系统(MEMS)或纳米机电系统(NEMS)的形式或者包括MEMS或NEMS。也可以使用其他类型的IMU。除了加速度计和陀螺仪外,IMU还可以包括其他传感器,这可以有助于更好地确定位置。这样的传感器的两个示例是磁力计和压力传感器。其他示例也是有可能的。
虽然加速度计和陀螺仪在确定飞行器230的取向方面会是有效的,但在测量中的微小误差会随时间推移而复合并导致更显著的误差。然而,示例飞行器230可能够通过利用磁力计测量方向来缓解或减小这种误差。磁力计的一个示例是低功率数字3轴磁力计,其可以用于实现用于精确的航向信息的与取向无关的电子罗盘。然而,也可以利用其它类型的磁力计。
飞行器230也可以包括压力传感器或气压表,其可以用于确定飞行器230的高度。可替代地,其它传感器,如声波高度计或雷达高度计可以被用于提供对高度的指示,这可以有助于改善IMU的精度和/或防止IMU漂移。另外,飞行器230可以包括一个或多个负荷单元(load cell),其被配置成探测在系绳220到飞行器230的连接之间分布的力。
如所指出的,飞行器230可以包括动力系统234。在各种不同的实施例中,动力系统234可以采取各种不同的形式。例如,动力系统234可以包括用于给飞行器230提供电力的一个或多个电池。在一些实现方式中,一个或多个电池可以是可再充电的,并且每个电池可以经由电池与电源之间的有线连接和/或经由无线充电系统,如向内部电池施加外部时变磁场的感应充电系统和/或使用从一个或多个太阳能电池板收集的能量的充电系统来再充电。
作为另一示例,动力系统234可以包括一个或多个马达或发动机,用于向飞行器230提供动力。在一些实现方式中,一个或多个马达或发动机可以由燃料,如基于碳氢化合物的燃料供能。并且在这样的实现方式中,燃料可以存储在飞行器230上并经由一个或多个流体导管,如管道传送到一个或多个马达或发动机。在一些实现方式中,动力系统234可以全部或部分在地面站210上实现。
如所指出的,飞行器230可以包括电力产生/转换部件236。电力产生/转换部件236在各种不同的实施例中可以采取各种不同的形式。例如,电力产生/转换部件236可以包括一个或多个发电机,如高速直接驱动发电机。利用这种布置,一个或多个发电机可由一个或多个旋翼,如旋翼134A-134D来驱动。并且在至少一个这样的示例中,一个或多个发电机可以在可以超过百分之六十的容量因数下在11.5米每秒的风速下以全额定功率操作,并且一个或多个发电机可以产生从40千瓦到600兆瓦的电功率。
此外,如所指出的,飞行器230可以包括通信系统238。通信系统238可以采取通信系统218的形式或在形式上与其类似。飞行器230可以经由通信系统238与地面站210、其他飞行器和/或其他实体(例如,控制中心)通信。
在一些实现方式中,飞行器230可以被配置成充当热点;或者换言之,充当远程支持装置(例如,地面站210、系绳220、其他飞行器)与一个或多个数据网络,如蜂窝网络和/或因特网之间的网关或代理。这样配置的飞行器230可以促进数据通信,否则远程支持装置本身将不能执行所述数据通信。
例如,飞行器230可以向远程装置提供WiFi连接,并用作到蜂窝服务提供商的数据网络的代理或网关,飞行器230例如可在LTE或3G协议下连接到该数据网络。飞行器230也可以用作到其他飞行器或控制站的代理或网关,否则远程装置可能不能访问这些飞行器或控制站。
如所指出的,飞行器230可以包括一个或多个处理器242、程序指令246和数据存储装置244。一个或多个处理器242可以被配置成执行在数据存储装置244中存储的并且可被执行以提供本文描述的功能的至少一部分的计算机可读程序指令246。一个或多个处理器242可以采取一个或多个处理器212的形式或形式上与其类似,数据存储装置244可以采取数据存储装置214的形式或形式上与其类似,且程序指令246可以采取程序指令216的形式或形式上与其类似。
此外,如所指出的,飞行器230可以包括控制系统248。在一些实现方式中,控制系统248可以被配置成执行本文描述的一个或多个功能。控制系统248可以利用机械系统实现和/或利用硬件、固件和/或软件实现。作为一个示例,控制系统248可以采取存储在非暂态计算机可读介质上的程序指令以及执行指令的处理器的形式。控制系统248可以全部或部分在飞行器230上和/或在远离飞行器230定位的至少一个实体(如地面站210)上实现。一般而言,控制系统248实现的方式可取决于特定应用而变化。
虽然上面已经描述了飞行器230,但应该理解的是本文描述的方法和系统可以涉及连接到系绳,如系绳230和/或系绳110上的任何适当的飞行器。
C.侧风飞行
图3描绘了侧风飞行的示例300。作为示例,示例300大体上被描述为由上面结合图1描述的飞行器130来执行。为了说明目的,示例300以如图3中所示的动作描述,但是示例300可以按照任意数量的动作和/或动作的组合来执行。
具体地,图3示出了在地面302上方飞行的飞行器130的从地面站110的视图。在所图示的示例中,风303可以接触系绳球体304。风303可以指向页面内(如顺时针箭头所示)。此外,系绳球体304可以具有与系绳120的长度相对应的半径。示例300可以基本上在系绳球体304的部分304A上执行。如在本公开中使用的术语“基本上在…上”指的是精确地在…上或与精确地在…上有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。在系绳球体304的部分304A上,第一轴线306A对应于方位(azimuth)方向,而第二轴线306B对应于高度方向。
再者,如图3中所示,系绳120在第一端部连接到飞行器130。在所图示的示例中,系绳120的一部分可以指向页面之外(如逆时针箭头所示)。
示例300开始于点308,其中操作飞行器130以在侧风飞行取向下沿着系绳球体304上的封闭路径350行进。在侧风飞行取向下,飞行器130可以被配置用于如本文描述的侧风飞行。利用这种布置,在点308处,飞行器130可以产生电能。封闭路径350可以采取封闭路径150的形式或形式上与其类似。例如,在所图示的示例中,封闭路径350可以是基本上圆形的。然而,在其他示例中,封闭路径350可以是参照封闭路径150描述的各种不同的形状中的任一种。
在点308处,飞行器130可以被风303沿着封闭路径350推进。如图3中所示,封闭路径350可以包括上行程352和下行程354。在示例300中,上行程352可以包括封闭路径350的飞行器130逆时针行进的一部分,而下行程354可以包括路径350的飞行器顺时针行进的一部分。利用这个布置,在上行程352期间,飞行器130可以由风303基本上向上推进,而在下行程354期间,飞行器130可以由风303基本上向下推进。此外,飞行器130在上行程352中的速度可以小于飞行器130在下行程354中的速度。
如在本公开中使用的术语“基本上向上”指的是精确地向上和/或与精确地向上有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的从侧风飞行到悬停飞行的转换。如在本公开中使用的术语“基本上向下”指的是精确地向下和/或与精确地向下有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的从侧风飞行到悬停飞行的转换。
在点308处,飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的基本上全部(其可以被称为封闭路径350的一圈)行进。如本文使用的术语“基本上全部”指的是精确的全部或与精确的全部有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。
另外,在点308处,飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的一圈或多圈行进。例如,飞行器350可以被操作来沿着封闭路径350的一圈、封闭路径350的两圈、封闭路径350的三圈等等行进。
此外,在点308处,飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的一部分行进。例如,飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的一半、封闭路径的四分之一等等行进。
再者,在点308处,飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的一圈或多圈和封闭路径350的一个或多个部分的组合行进。例如,飞行器130可以被操作来先沿着封闭路径350的两圈然后沿着封闭路径350的一部分行进。
在另一方面中,轴线360可以与封闭路径350相交。在所图示的示例中,轴线360可以基本上在地面站110的顺风方向。如在本公开中使用的术语“基本上顺风”指的是精确的顺风或与精确的顺风有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。
在各种不同的实施例中,对应于点308的一个或多个动作可以在各种不同的时间段执行。例如,对应于点308的一个或多个动作可以在第一时间段执行。
虽然已经在地面站110位于地面302上的情况下描述了示例300,但在其他示例中,地面站110可以是活动的。例如,地面站110可以被配置成相对于地面302或水体的表面移动。利用这种布置,风303可以是从地面站110的角度而言的相对风。
E.将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行
图4描绘了根据示例实施例的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行的示例400。具体地,示例400涉及操作飞行器以沿着第二封闭路径450B行进,使得飞行器的速度减小。作为示例,示例400大体上被描述为由结合图1描述的飞行器130执行。为了说明目的,飞行器130在图4中未示出。例如,示例400如图4中所示以一系列动作描述,但是示例400可以按照任意数量的动作和/或动作的组合来执行。
并且如在图3中那样,图4描绘了地面302上方的从地面站110的视图,风303可以指向页面内,并且第一轴线306A对应于方位方向,而第二轴线306B对应于高度方向。
示例400开始于点408,其中操作飞行器130以在于侧风飞行取向下取向的同时,沿着系绳球体304上的第一封闭路径450A行进。利用这种布置,在点408处,飞行器130可以产生电能。第一封闭路径450A可以采取封闭路径150和/或封闭路径350的形式或形式上与其类似。例如,在所图示的示例中,第一封闭路径450A可以是基本上圆形的。然而,在其他示例中,第一封闭路径450A可以是上面参照封闭路径150所描述的各种不同的形状中的任一种。
在点408处,飞行器130可以被风303沿着第一封闭路径450A推进。如图4中所示,路径450可以包括上行程452A和下行程454A。上行程452A可以采取上行程352的形式或形式上与其类似,而下行程454A可以采取下行程354的形式或形式上与其类似。
在点408处,飞行器130可以被操作来沿着第一封闭路径450A的基本上全部(其可以被称为第一封闭路径450A的一圈)、第一封闭路径450A的一部分、和/或第一封闭路径450A的一圈或多圈与第一封闭路径450A的一个或多个部分的组合,其方式与如参照图3所述的在点308处飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的基本上全部、封闭路径350的一部分、和/或封闭路径350的一圈或多圈与封闭路径350的一个或多个部分的组合行进的方式相同或类似。
示例400在点410处继续,其中操作飞行器130以在处于侧风飞行取向的同时沿着系绳球体304上的第二封闭路径450B行进。第二封闭路径450B可以包括上行程452B和下行程454B。在所图示的示例中,第二封闭路径450B可以是基本上圆形的。然而,在其他示例中,第二封闭路径450B可以是上面对于封闭路径150所描述的各种不同的形状中的任一种。
在点410处,与在点408处飞行器130被风303沿着第一封闭路径450A推进相比,飞行器130可以被风303沿着第二封闭路径450B较少地(less)推进。结果,在点410处飞行器130的速度可以小于在点408处飞行器130的速度。
另外,在一些示例中,在点410处,飞行器130可以产生电能。此外,在一些这样的示例中,在点410处由飞行器130产生的电能可以小于在点408处由飞行器130产生的电能。然而,在其他示例中,在点410处飞行器130可以不产生电能。
如图4中所示,第一轴线460可以与第一封闭路径450A相交,而第二轴线470可以与第二封闭路径450B相交,且第一轴线460可以基本上在地面站110的顺风方向,而第二轴线470可以在地面站110的没那么顺风的方向。利用这种布置,在第二封闭路径450B上的点456B可以在与地面站110的基本上顺风方向成一角度处。在一些示例中,该角度在方位上可以在30到90度之间,如在方位上在30到60度之间。此外,在至少一个这样的示例中,该角度可以基于飞行器130或AWT 100的一个或多个部件的一个或多个参数来选择。
另外,在一些示例中,在第二封闭路径450B上的点(例如,点456B)在与地面站110的基本上顺风方向成某一角度处,如在方位上成小于90度的角度处的情况下,在点410处飞行器130可以不产生电能。
另外,在第二封闭路径450B上的点456B可以位于比第一封闭路径450的对应点456A的高度低的高度上。在一些示例中,第二封闭路径450B上的点456B可以在地面302上方的预定高度414处。预定高度414可以基于飞行器130或AWT100的一个或多个部件的一个或多个参数来选择。
此外,如图4中所示,第二轴线470可以位于第一轴线460的右侧。利用这种布置,第二封闭路径450B的上行程452B的至少一部分可以比第二封闭路径450B的下行程454B的至少一部分更接近地面站110的顺风方向地定位。于是,在从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换期间飞行器130的稳定性可以得到改善。然而,在其他示例中,第二轴线470可以定位在第一轴线460的左侧。利用这种布置,飞行器130在第二封闭路径450B的上行程期间可以不由风303推进。于是,飞行器130的速度的减小量(reduction)可以增大。
在点410处,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的基本上全部(其可以被称为第二封闭路径450B的一圈)来行进。另外,在点410处,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的一圈或多圈行进。例如,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的一圈、第二封闭路径450B的两圈、第二封闭路径450B的三圈等等来行进。
此外,在点410处,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的一部分行进。例如,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的一半、第二封闭路径450B的四分之一等等行进。
再者,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的一圈或多圈以及第二封闭路径450B的一个或多个部分的组合行进。例如,飞行器130可以被操作来以首先沿着第二封闭路径450B的两圈然后沿着第二封闭路径450B的一部分行进。
在一些示例中,随着飞行器130被操作来沿着其行进的第二封闭路径450B的圈数增加,飞行器130的速度的减小量可以增大。例如,当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径450B的多于一圈行进时的飞行器130的速度的减小量可以大于当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径450B的一圈行进时的飞行器130的速度的减小量。
此外,在一些示例中,飞行器130的速度的减小量可以随着飞行器130被操作来沿着其行进的第二封闭路径450B的部分的数量增加而增大。例如,当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径450B的多于一个部分行进时的飞行器130的速度的减小量可以大于当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径450B的一个部分行进时飞行器130的速度的减小量。
示例400在点412处继续,其中在飞行器130的速度减小之后或与此同时,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换到悬停飞行取向。在悬停飞行取向下,飞行器130可以被配置用于如本文描述的悬停飞行。
在一些示例中,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换到悬停飞行取向可以涉及飞行机动。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在第二封闭路径450B的上行程452B期间从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换到悬停飞行取向。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在阈值速度从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换到悬停飞行取向。此外,在一些这样的示例中,阈值速度可以在10到30m/s之间,如20m/s。
再者,在一些示例中,用于从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的阈值速度可以基于沿着第二封闭路径450B的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的位置来变化。作为一个示例,阈值速度可以随着沿着第二封闭路径450B的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的点的高度增加而减小。
在各种不同的实施例中,对应于点408-412的一个或多个动作可以在各种不同的时间段执行。例如,与点408相对应的一个或多个动作可以在第一时间段执行,与点410相对应的一个或多个动作可以在第二时间段执行,且与点412相对应的一个或多个动作可以在第三时间段执行。
在一些示例中,飞行器130可以从沿着第一封闭路径450A行进向沿着第二封闭路径450B行进转换。此外,在一些这样的示例中,转换可以涉及沿着一个或多个其他路径(例如,系绳球体304上的一个或多个其他封闭路径)行进,所述其他路径每个都定位在第一封闭路径450A和第二封闭路径450B之间。另外,在一些这样的示例中,转换可以在第一和第二时间段之间发生。
图5描绘了根据示例实施例的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行的另一示例500。具体地,示例500涉及操作飞行器以沿着第二封闭路径550B行进,使得飞行器的速度减小。作为示例,示例500大体上被描述为由上面结合图1描述的飞行器130来执行。为了说明目的,飞行器130在图5中未示出。此外,示例500如图5中所示以一系列动作进行描述,但是示例500可以按照任意数量的动作和/或动作的组合来执行。
且如图3和4中那样,图5示出了地面302上方从地面站110的视图,风303可以指向页面内,并且第一轴线306A对应于方位方向,且第二轴线306B对应于高度方向。
示例500开始于点508,其中操作飞行器130以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体304上的第一封闭路径550A行进。利用这种布置,在点508处,飞行器130可以产生电能。第一封闭路径550A可以采取封闭路径150、封闭路径350和/或第一封闭路径450A的形式或形式上与其类似。例如,在所图示的示例中,第一封闭路径550A可以是基本上圆形的。然而,在其他示例中,第一封闭路径550A可以是上面参照封闭路径150描述的各种形状中的任一种。
飞行器130可以被风303沿着第一封闭路径550A推进。如图5中所示,第一封闭路径550A可以包括上行程552A和下行程554A。上行程552A可以采取上行程352和/或上行程452A的形式或形式上与其类似,且下行程554A可以采取下行程354和/或下行程454A的形式或形式上与其类似。
此外,如图5中所示,轴线506可以与第一封闭路径550A相交,且轴线560可以在地面站110的基本上顺风方向。轴线560可以采取轴线360和/或第一轴线460的形式或形式上与其类似。
在点508处,按照与在示例300中在点308处飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的基本上全部、封闭路径350的一部分和/或封闭路径350的一圈或多圈与封闭路径350的一个或多个部分的组合行进和/或在示例400中在点408处飞行器130可以被操作来沿着第一封闭路径450A的基本上全部、第一封闭路径450A的一部分和/或第一封闭路径450A的一圈或多圈与第一封闭路径450A的一个或多个部分的组合行进相同或类似的方式,飞行器130可以被操作来沿着第一封闭路径550A的基本上全部(其可以被称为第一封闭路径550A的一圈)、第一封闭路径550A的一部分和/或第一封路径550A的一圈和多圈与第一封闭路径550A的一个或多个部分的组合行进。
示例500在点510处继续,其中操作飞行器130以在处于侧风飞行取向的同时沿着系绳球体304上的第二封闭路径550B行进。第二封闭路径550B可以包括上行程552B和下行程554B。
如图5中所示,第二封闭路径550B可以具有与第一封闭路径550A不同的形状。利用这种布置,第二封闭路径550B的上行程554B的长度可以大于第一封闭路径550A的上行程554A的长度。结果,在点510处飞行器130的速度可以小于在点508处飞行器130的速度。
在所图示的示例中,第二封闭路径550B是卵形(例如,椭圆形),且第一封闭路径550A是基本上圆形的。路径550A和第二封闭路径550B的其他形状同样是有可能的,诸如果冻豆的形状、数字8的形状等等。在一些示例中,第二封闭路径550B的形状可以被选择以增加上行程554B的长度。
另外,在一些示例中,在点510处,飞行器130可以产生电能。此外,在一些这样的示例中,在点510处由飞行器130产生的电能可以小于在点508处由飞行器130产生的电能。然而,在其他示例中,在点510处,飞行器130可以不产生电能。再者,在一些示例中,在第二封闭路径550B上的点在与地面站110的基本上顺风方向成某一角度处,如在方位上成小于90度的角度处的情况下,在点510处,飞行器130可以不产生电能。
在点510处,按照与如在示例400中那样在点408处飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的基本上全部、第二封闭路径450B的一部分和/或第二封闭路径450B的一圈或多圈与第二封闭路径450B的一部分的组合行进相同或类似的方式,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径550B的基本上全部(其可以被称为第二封闭路径550B的一圈)、第二封闭路径550B的一部分和/或第二封闭路径550B的一圈或多圈与第二封闭路径550B的一个或多个部分的组合行进。
利用这种布置,飞行器130的速度的减小量可以随着飞行器130被操作来沿着其行进的第二封闭路径550B的圈数增加而增大。例如,当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径550B的多于一圈行进时飞行器130的速度的减小量可以大于当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径550B的一圈行进时飞行器130的速度的减小量。
此外,在一些示例中,飞行器130的速度的减小量可以随着飞行器130被操作来沿着其行进的第二封闭路径550B的部分的数量增加而增大。例如,当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径550B的多于一个部分行进时飞行器130的速度的减小量可以大于当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径550B的一个部分行进时飞行器130的速度的减小量。
示例500在点512处继续,其中在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换到悬停飞行取向。
在点512处,按照与如在示例400中那样在点412处在飞行器130的速度被减小之后或与此同时飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换相同或类似的方式,在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换到悬停飞行取向。
例如,在一些示例中,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换到悬停飞行取向可以涉及飞行机动。飞行机动可以采取在示例400中的点412处的飞行机动的形式或形式上与其类似。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在第二封闭路径550B的上行程552B期间从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换到悬停飞行取向。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在阈值速度从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换到悬停飞行取向。所述阈值速度可以采取示例400中的点412处的阈值速度的形式或形式上与其类似。
再者,在一些示例中,用于从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的阈值速度可以基于沿着第二封闭路径550B的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的位置而变化。作为一个示例,阈值速度可以随着沿着第二封闭路径550B的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的点的高度增大而减小。
在各种不同的实施例中,与点508-512对应的一个或多个动作可以在各种不同的时间段执行。例如,与点508对应的一个或多个动作可以在第一时间段执行,与点510相对应的一个或多个动作可以在第二时间段执行,且与点512相对应的一个或多个动作可以在第三时间段执行。
在一些示例中,飞行器130可以从沿着第一封闭路径550A行进转换到沿着第二封闭路径550B行进。此外,在一些这样的示例中,转换可以涉及沿着一个或多个其他路径(例如,在系绳球体304上的一个或多个其他封闭路径)行进。另外,在一些这样的示例中,转换可以在第一和第二时间段之间发生。
此外,示例500的一个或多个动作可以结合示例400的一个或多个动作执行。利用这种布置,飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径450B行进而减小,并且飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径550B行进而进一步减小。例如,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进,使得飞行器130的速度被减小,如示例400的点410中那样。在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进,使得飞行器130的速度被进一步减小,如示例500的点510中那样。
另外,飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径550B行进而减小,并且飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径450B行进而进一步减小。例如,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进,使得飞行器130的速度被减小,如示例500的点510中那样。在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进,使得飞行器130的速度被进一步减小,如示例400的点410中那样。
此外,在一些情况下,飞行器130可以沿着第二封闭路径550B行进,并且(i)可以沿着第二封闭路径450B行进以及(ii)可以沿着第一封闭路径550A或第一封闭路径450A行进。例如,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进,使得飞行器130的速度减小。而且在一些这样的示例中,当对应于点512的一个或多个动作未被执行时,飞行器130可以被操作来如示例400的点410中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进,且飞行器130可以被操作来如在示例400的点408中那样沿着第一封闭路径550A或第一封闭路径450A行进。
图6描绘了根据示例实施例的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行的又一示例600。具体地,示例600涉及操作飞行器以沿着第二封闭路径650B行进。作为示例,示例600大体上被描述为由结合图1描述的飞行器130来执行。为了说明的目的,飞行器130在图6中未示出。此外,示例600如图6中所示以一系列动作来描述,但是示例600可以按照任意数量的动作和/或动作的组合来执行。
而且如在图3-5中那样,图6描绘了地面302上方从地面站110的视图,风303可以指向页面内,且第一轴线306A对应于方位方向,而第二轴线306B对应于高度方向。
示例600开始于点608,其中操作飞行器130以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体304上的第一封闭路径650A行进。利用这种布置,飞行器130可以产生电能。第一封闭路径650A可以采取封闭路径150、封闭路径350、第一封闭路径450A和/或第一封闭路径550A的形式或形式上与其类似。例如,在所图示的示例中,第一封闭路径650A可以是基本上圆形的。然而,在其他示例中,第一封闭路径650A可以是上面参照封闭路径150描述的各种形状中的任一种。
飞行器130可以被风303沿着第一封闭路径650A推进。如图6中所示,第一封闭路径650A可以包括上行程652A和下行程654A。上行程652A可以采取上行程352、上行程452A和/或上行程552A的形式或形式上与其类似,并且下行程554A可以采取下行程354、下行程454A和/或下行程554A的形式或形式上与其类似。
此外,如图6中所示,轴线660可以与第一封闭路径650A相交,而轴线660可以在地面站110的基本上顺风方向。轴线660可以采取轴线360、第一轴线460和/或轴线560的形式或形式上与其类似。
在点608处,按照与如在示例300中那样在点308处飞行器130可以被操作来沿着封闭路径350的基本上全部和/或封闭路径350的一部分行进、如在示例400中那样在点408处飞行器130可以被操作来沿着第一封闭路径450A的基本上全部和/或第一封闭路径450A的一部分行进、和/或如在示例500中那样在点508处飞行器130可以被操作来沿着第一封闭路径550A的基本上全部和/或第一封闭路径550A的一部分行进相同或类似的方式,飞行器130可以被操作来沿着第一封路径550A的基本上全部和/或第一封路径550A的一部分行进。
示例600在点610处继续,其中操作飞行器130以在处于侧风飞行取向的同时沿着系绳球体304上的第二封闭路径650B行进。第二封闭路径650B包括上行程652B和下行程654B。
如图6中所示,第二封闭路径650B可以具有不同于第一封闭路径650A的形状。利用这种布置,第二封闭路径650B的上行程654B的长度可以大于第一封闭路径650A的上行程654A的长度。结果,在点610处飞行器130的速度可以小于在点608处飞行器130的速度。
具体地,第二封闭路径650B具有第一部分662和第二部分664。如图6中所示,第二封闭路径650B的第一部分662可以在基本上恒定的高度,并且第二封闭路径650B的第二部分664可以在基本上恒定的方位。此外,在一些示例中,第二封闭路径650B的第一部分662可以定位在地面302上方的预定高度614处。预定高度614可以基于飞行器130或AWT 100的一个或多个部件的一个或多个参数来选择。
另外,如图6中所示,第二封闭路径650B的第二部分664可以基本上在轴线660上。在其它示例中,第二封闭路径650B的第二部分664可以基本上平行于轴线660。
在一些示例中,上行程652B可以沿着第二封闭路径650B的第一部分662和第二部分664定位。利用这种布置,第二封闭路径650B的上行程652B的长度可以大于本文描述的其他第二封闭路径的上行程的长度,其他第二封闭路径如在示例400中的第二封闭路径450B的上行程452B和示例500中的第二封闭路径550B的上行程552B。
此外,如图6中所示,第二封闭路径650B可以进一步包括弧668,该弧将第二封闭路径650B的第一部分662连接到第二封闭路径650B的第二部分664。利用这种布置,操作飞行器130以沿着第二封闭路径650B行进可以涉及操作飞行器130以沿着弧668行进。在一些示例中,弧668可以具有预定曲率。此外,在一些这样的示例中,预定曲率可以是飞行器130被配置成行进的最大曲率。在一些示例中,操作飞行器130以沿着第二封闭路径650B行进可以涉及将飞行器130向上快速转向到第二封闭路径650B的第二部分664。
再者,如图6中所示,第二封闭路径650B还可以包括第二封闭路径650B的第三部分666。在一些示例中,下行程654B可以沿着第二封闭路径650的第三部分666定位。
另外,在一些示例中,在点610处,飞行器130可以产生电能。此外,在一些这样的示例中,在点610处由飞行器130产生的电能可以小于在点608处飞行器130产生的电能。然而,在其他示例中,在点610处,飞行器130可以不产生电能。再者,在一些示例中,在第二封闭路径650B上的点在与地面站110的基本上顺风方向成某一角度处,如在方位上成小于90度的角度处的情况下,在点610处,飞行器130可以不产生电能。
在点610处,按照与如示例400中那样在点408处飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径450B的基本上全部、第二封闭路径450B的一部分和/或第二封闭路径450B的一圈或多圈与第二封闭路径450B的一部分的组合行进、和/或如在示例500中那样在点508处飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径550B的基本上全部、第二封闭路径550B的一部分和/或第二封闭路径550B的一圈或多圈与第二封闭路径550B的一部分的组合行进相同或类似的方式,飞行器130可以被操作来沿着第二封闭路径650B的基本上全部(其可以被称为第二封闭路径650B的一圈)、第二封闭路径550B的一部分(例如,第一部分662、第二部分664和第三部分666)和/或第二封闭路径650B的一圈或多圈与第二封闭路径650B的一个或多个部分的组合行进。
利用这个布置,飞行器130的速度的减小量可以随着飞行器130被操作来沿着其行进的第二封闭路径650B的圈数增加而增大。例如,当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径650B的多于一圈行进时飞行器130的速度的减小量可以大于当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径650B的一圈行进时飞行器130的速度的减小量。
此外,在一些示例中,飞行器130的速度的减小量可以随着被操作来沿着其行进的第二封闭路径550B的部分的数量增加而增大。例如,当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径650B的多于一个部分行进时飞行器130的速度的减小量可以大于当飞行器130被操作来沿着第二封闭路径650B的一个部分行进时飞行器130的速度的减小量。
示例600在点612处继续,其中在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,将飞行器130从在处于侧风飞行取向下的同时沿着第二封闭路径650B行进转换到悬停飞行取向。
在点612处,按照如在示例400中那样在点412处在飞行器130的速度被减小之后或与此同时飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换和/或如在示例500中那样在点512处在飞行器130的速度被减小之后或与此同时飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换相同或类似的方式,在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进转换到悬停飞行取向。
例如,在一些示例中,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进转换到悬停飞行取向可以涉及飞行机动。飞行机动可以采取与示例400中的点412处的飞行机动和/或示例500中的点512处的飞行机动的形式或形式上与其类似。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在第二封闭路径650B的上行程652B期间从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进转换到悬停飞行取向。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在阈值速度从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进转换到悬停飞行取向。在点612处的阈值速度可以采取示例400中的点412处的阈值速度和/或示例500中的点512处的阈值速度的形式或形式上与其类似。
再者,在一些示例中,用于从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的阈值速度可以基于沿着第二封闭路径650B的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的位置而变化。作为一个示例,阈值速度可以随着沿着第二封闭路径650B的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的点的高度增加而减小。
在各种不同的实施例中,与点608-612对应的一个或多个动作可以在各种不同的时间段执行。例如,与点608相对应的一个或多个动作可以在第一时间段执行,与点610相对应的一个或多个动作可以在第二时间段执行,而与点612相对应的一个或多个动作可以在第三时间段执行。
在一些示例中,飞行器130可以从沿着第一封闭路径650A行进向沿着第二封闭路径650B行进转换。此外,在一些这样的示例中,该转换可以涉及沿着一个或多个其他路径(例如,系绳球体304上的一个或多个其他封闭路径)行进。另外,在一些这样的示例中,该转换可以在第一和第二时间段之间发生。
此外,示例600可以结合示例400的一个或多个动作和/或示例500的一个或多个动作执行。利用这个布置,飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径450B和/或第二封闭路径550B行进而减小,且飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径650B行进而进一步减小。例如,飞行器130可以被操作来在侧风飞行取向下沿着第二封闭路径450B行进,如示例400的点410中那样,和/或在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进,如示例500的点510中那样,使得飞行器130的速度减小。在飞行器的速度减小之后或与此同时,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进,使得飞行器130的速度进一步减小,如示例600的点610中那样。
另外,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进,使得飞行器130的速度减小。在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进,如示例400的点410中那样,使得飞行器130的速度被进一步减小,和/或在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进,如在示例500的点510中那样,使得飞行器130的速度被进一步减小。
此外,在一些情况下,飞行器130可以沿着第二封闭路径650B行进,并且(i)可以沿着第二封闭路径450B和/或第二封闭路径550B行进以及(ii)可以沿着第一封闭路径650A、第一封闭路径450A或第一封闭路径550A行进。例如,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进,使得飞行器130的速度被减小,如示例600的点610中那样。且在一些这样的示例中,当对应于点612的一个或多个动作未被执行时,飞行器130可以被操作来在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进,如在示例400的点410中那样,和/或在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进,如示例500的点510中那样,并且可以被操作来沿着第一封闭路径650A、如示例400的点408中的第一封闭路径450A和/或如示例500的点508中的第一封闭路径550A行进。
此外,在一些示例中,如飞行器130的飞行器可以从侧风飞行向悬停飞行转换,而不沿着第二封闭路径行进,以使得飞行器的速度减小。代之,可以通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或者飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度。
图7a和7b是涉及根据示例实施例的迎角的图形表示。具体地,图7a是图形表示702,而图7b是图形表示706。
如在图7a中所示,图形表示702表示与迎角相关的升力(CL)的系数。CL可以表示在飞行器上的升力,并且迎角可以是飞行器的第一轴线(例如,纵向轴线)与投射到飞行器的第一轴线和飞行器的第二轴线(例如,垂直轴线)限定的(例如,跨越的)平面中的视风矢量之间的角度。另外,迎角可以被称为阿尔法(α)。
曲线表示702包括第一部分702A和第二部分702B。第一部分702A与用于如本文描述的侧风飞行的CL的值的范围相对应,且第二部分702B与用于如本文描述的失速状态的CL的值的范围相对应。轴线704A表示用于侧风飞行的CL的值的范围和用于失速状态的CL的值的范围的边界。如在图7a中所示,随着迎角增大,CL可能减小。
如图7b中所示,曲线表示706表示与迎角相关的拖曳系数(CD)。CD可以指示飞行器上的拖曳力。
曲线表示706包括第一部分706A和第二部分706B。第一部分706A与用于如本文描述的侧风飞行的CD的值的范围相对应,且第二部分706B与用于如本文描述的失速状态的CD的值的范围相对应。轴线704B表示用于侧风飞行的CD的值的范围和用于失速状态的CD的值的范围的边界。如图7b中所示,随着迎角增大,CD可以增大。
图8描绘了根据示例实施例的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行的又一示例800。具体地,示例800涉及在点810处,通过操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增大或飞行器130上的升力减小来减小飞行器130的速度。作为示例,示例800大体上被描述为由上面结合图1描述的飞行器130执行。为了说明目的,飞行器130在图8中未示出。此外,示例800如图8中所示以一系列动作描述,但是示例800可以按照任意数量的动作和/或动作的组合来执行。
并且如图3-6中那样,图8示出了地面302上方从地面站110的视图,风303可以指向页面内,并且第一轴线306A对应于方位方向,而第二轴线306B对应于高度方向。
示例800开始于点808,其中操作飞行器130以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体304上的封闭路径850行进。利用这种布置,在点808处,飞行器130可以产生电能。封闭路径850可以采取封闭路径150、封闭路径350、第一封闭路径450A、第一封闭路径550A和/或第一封闭路径650A的形式或形式上与其类似。例如,在所图示的示例中,封闭路径850可以是基本上圆形的。然而,在其他示例中,封闭路径850可以是上面参照封闭路径150描述的各种形状中的任一种。
飞行器130可以由风303沿着封闭路径850推进。如图5中所示,封闭路径850可以包括上行程852和下行程854。上行程852可以采取上行程352、上行程452A、上行程552A和/或上行程652A的形式或形式上与其类似,且下行程854可以采取下行程354、下行程454A、下行程554A和/或下行程654B的形式或形式上与其类似。
此外,如图8中所示,轴线860可以与第一封闭路径550A相交,且轴线560可以在地面站110的基本上顺风方向。轴线860可以采取轴线360、第一轴线460、第一轴线560和/或第一轴线660的形式或形式上与其类似。
在点808,按照与在示例300中在点308处飞行器130可被操作来沿着封闭路径350的基本上全部、封闭路径350的一部分和/或封闭路径350的一圈或多圈与封闭路径350的一个或多个部分的组合行进、在示例400中在点408处飞行器130可被操作来沿着第一封闭路径450A的基本上全部、第一封闭路径450A的一部分、和/或第一封闭路径450A的一圈或多圈与第一封闭路径450A的一个或多个部分的组合行进、在示例500中在点508处飞行器130可被操作来沿着第一封闭路径550A的基本上全部、第一封闭路径550A的一部分和/或第一封闭路径550A的一圈或多圈与第一封闭路径550A的一个或多个部分的组合行进、和/或在示例600中在点608处飞行器130可被操作来沿着第一封闭路径650A的基本上全部、第一封闭路径650A的一部分和/或第一封闭路径650A的一圈或多圈与第一封闭路径650A的一个或多个部分的组合行进相同或类似的方式,飞行器130可以被操作来沿着封闭路径850的基本上全部(这可以被称为封闭路径850的一圈)、封闭路径850的一部分和/或封闭路径850的一圈或多圈与封闭路径850的一个或多个部分的组合行进。
示例800在点810处继续,其中飞行器130在侧风飞行取向下沿着封闭路径850行进,通过操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增大或飞行器130上的升力减小来减小飞行器130的速度。在一些示例中,飞行器130上的拖曳力和/或升力可以作用在飞行器130的纵向轴线上。
飞行器130可以被操作使得飞行器130上的拖曳力以多种方式增大。作为一个示例,飞行器130可以被操作使得通过增大飞行器130的迎角以使主翼131的至少一部分失速来增加飞行器130上的拖曳力。利用这种布置,基于主翼131的该部分的飞行器130上的拖曳力可以增大,且飞行器130至少围绕主翼131的该部分可以不具有附着流。
另外,飞行器130可以被操作使得通过增大飞行器130的迎角以使主翼131失速来增大飞行器130上的拖曳力。利用这种布置,基于主翼131的飞行器130上的拖曳力可以增大,且飞行器130至少围绕主翼131可以不具有附着流。
此外,在一些这样的示例中,增大飞行器130的迎角可以涉及飞行机动,如上仰。再者,在一些这样的示例中,飞行机动可以在特定时间段内执行,如在若干秒之内执行。
作为另一示例,飞行器130可以被操作使得可以通过操作主翼131的本文描述的一个或多个控制面以增大飞行器130上的拖曳力来增大飞行器130上的拖曳力。另外,操作一个或多个控制面以增加飞行器130上的拖曳力可以涉及将反向流喷射到飞行器130的边界层中。
作为另一示例,飞行器130可以被操作使得通过操作旋翼134A-134D中的一个或多个旋翼以增大飞行器130上的拖曳力来增大飞行器130上的拖曳力。此外,在一些这样的示例中,操作旋翼134A-134D中的一个或多个旋翼可以涉及将一个或多个旋翼设定成最大拖曳力。再者,在一些这样的示例中,操作旋翼134A-134D中的一个或多个旋翼可以涉及在与侧风飞行期间一个或多个旋翼旋转的方向基本上相反的方向上旋转一个或多个旋翼。
如在本公开中使用的术语“基本上相反”指的是精确相反或与精确相反有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的将飞行器在侧风飞行和悬停飞行之间转换。
作为又一示例,飞行器130可以被操作以使得通过增加飞行器130的侧滑角从而旋翼连接器133A-133B中的一个或多个失速来增大飞行器130上的拖曳力。利用这种布置,基于旋翼连接器的飞行器130上的拖曳力可以被增大,并且飞行器130可以至少不围绕旋翼连接器133A-133B不具有附着流。侧滑角可以是视风矢量与飞行器130的第一轴线(例如,纵向轴线)和飞行器130的第二轴线(例如,垂直轴线)限定的(例如,跨越的)平面之间的角度。另外,侧滑角也可以被称为贝塔(β)。
如在本公开中使用的术语“基本上垂直”可以指精确垂直和/或与精确垂直有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。
另外,飞行器130的速度可以通过执行上面描述的用于操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增大的示例中的两个或更多个来减小。利用这种布置,在点810处飞行器的速度的减小量可以增大。
例如,在点810处,飞行器130上的拖曳力可以通过(i)增加飞行器130的迎角以使得主翼130的至少一部分失速;(ii)操作主翼130的一个或多个控制面以增大飞行器130上的拖曳力;(iii)操作旋翼134A-134D中的一个或多个以增加飞行器130上的拖曳力;和/或(iv)增加飞行器130的侧滑角以使得旋翼连接器133A-133B中的一个或多个失速来增大。
此外,飞行器130可以被操作使得飞行器130上的升力以各种方式减小。作为一个示例,飞行器130可以被操作使得通过操作主翼131的本文描述的一个或多个控制面以减小飞行器130上的升力来减小飞行器上的升力。例如,位于主翼131的尾边缘上的一个或多个控制面可以被操作来减小飞行器130上的升力。
作为另一示例,飞行器130可以被操作使得通过减小飞行器130的迎角来减小飞行器130上的升力。例如,飞行器130的迎角可以通过调节主翼131的一个或多个控制面,如主翼131的至少一个升降舵来减小。
作为又一示例,飞行器130可以被操作使得飞行器130上的升力通过使主翼131的至少一部分失速来得以减小。利用这种布置,基于主翼131的该部分的飞行器130上的升力可以减小,并且飞行器130至少围绕主翼131的该部分不具有附着流。
此外,飞行器130可以被操作使得通过使主翼131失速来减小飞行器130上的升力。利用这种布置,基于主翼131的飞行器130上的升力可以被减小,且飞行器130围绕主翼131可以不具有附着流。
另外,飞行器130的速度可以通过执行上面描述的用于操作飞行器130使得飞行器130上的升力减小的示例中的两个或更多个来得以减小。利用这种布置,在点810处飞行器130的速度的减小量可以增大。
例如,在点810处,飞行器上的升力可以通过(i)操作主翼131的一个或多个控制面以减小飞行器130上的升力;(ii)减小飞行器130的迎角;和/或(iii)使主翼131的至少一部分失速来得以减小。
此外,可以通过操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增加且飞行器130上的升力减小来减小飞行器130的速度。利用这种布置,在点810处飞行器130的速度的减小量可以增大。
例如,在点810处,上面描述的用于操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增大的示例中的一个或多个可以结合上面描述的用于操作飞行器130使得飞行器130上的升力减小的示例中的一个或多个来执行。
另外,在一些示例中,在点810处,飞行器130可以产生电能。此外,在一些这样的示例中,在点810处由飞行器130产生的电能可以小于在点808处由飞行器130产生的电能。然而,在其他示例中,在点810处,飞行器130可以不产生电能。
此外,在点810处,飞行器130可以被操作使得通过操作飞行器130使得飞行器130处于静态力平衡下来增大飞行器130上的拖曳力或减小飞行器130上的升力。利用这种布置,飞行器130的速度的水平分量可以被减小。
示例800在点812处继续,其中在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径850行进转换到悬停飞行取向。
在点812处,按照与如在示例400中那样在点412处在飞行器130的速度被减小之后或与此同时飞行器130可从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进转换、如在示例500中那样在点512处在飞行器130的速度被减小之后或与此同时飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换、和/或者如在示例500中那样在点512处在飞行器130的速度被减小之后或与此同时飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进转换相同或类似的方式,在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130可以从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径850行进转换到悬停飞行取向。
例如,在一些示例中,将飞行器130从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径850行进转换到悬停飞行取向可以涉及飞行机动。飞行机动可以采取示例400中的点412处的飞行机动、示例500中的点512处的飞行机动、和/或在点612处的飞行机动的形式或者形式上与其类似。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在封闭路径850的上行程852期间从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径850行进转换到悬停飞行取向。
此外,在一些示例中,飞行器130可以在阈值速度从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径850行进转换到悬停飞行取向。在点812处的阈值速度可以采取示例400中的点412处的阈值速度、示例500中的点512处的阈值速度和/或点612处的阈值速度的形式或形式上与其类似。
再者,在一些示例中,用于从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的阈值速度可以基于沿着封闭路径850的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的位置而变化。作为一个示例,阈值速度可以随着沿着封闭路径850的飞行器130从侧风飞行取向向悬停飞行取向转换的点的高度增加而减小。
在各种不同的实施例中,与点808-812相对应的一个或多个动作可以在各种不同的时间段执行。例如,与点808对应的一个或多个动作可以在第一时间段执行,与点810相对应的一个或多个动作可以在第二时间段执行,而与点812相对应的一个或多个动作可以在第三时间段执行。
此外,示例800的一个或多个动作可以结合示例400的一个或多个动作、示例500的一个或多个动作、和/或示例600的一个或多个动作来执行。利用这种布置,飞行器130的速度可以通过沿着第二封闭路径450B、第二封闭路径550B和/或第二封闭路径650B行进来得以减小,且飞行器130的速度可以通过操作飞行器使得飞行器130上的拖曳力增大或飞行器130上的升力减小而得以进一步减小。例如,飞行器130可以被操作来如示例400的点410中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进、如示例500的点510中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进和/或如示例600的点610中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进。在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130的速度可以通过操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增大或飞行器130上的升力减小来进一步减小,如示例800的点810中那样。
另外,飞行器130的速度可以通过操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增加或飞行器上的升力减小来得以减小,并且速度可以通过沿着第二封闭路径450B、第二封闭路径550B和/或第二封闭路径650B行进来得以减小。例如,飞行器130的速度可以通过操作飞行器130使得飞行器130上的拖曳力增大或飞行器130上的升力减小来得以减小,如示例800的点810中那样。在飞行器130的速度被减小之后或与此同时,飞行器130的速度可以被操作来如示例400的点410中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径450B行进、如示例500的点510中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径550B行进和/或如示例600的点610中那样在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径650B行进。
示例400、500、600和800中的任一个或全部可以在没有一个或多个传感器提供的信息的情况下被执行。在一些这样的示例中,所述一个或多个传感器包括负荷单元或皮托管中的至少一个。
虽然在地面站100位于地面302上的情况下描述了示例400、500、600和800,但在其他示例中,地面站110可以是活动的。例如,地面站110可以被配置成相对于地面302或水体的表面移动。利用这种布置,风303可以是从地面站110的角度而言的相对风。
图9a和9b描绘了根据示例实施例的系绳球体904。具体地,系绳球体904具有与系绳920的长度相对应的半径。在图9a和9b中,系绳920在第一端部连接到飞行器(例如,飞行器130),而在第二端部连接到地面站910,且地面站910位于地面902上。为了解释的目的,飞行器在图9a和9b中未示出。此外,如图9a和9b中所示,风903接触系绳球体904。在图9a和9b中,仅描绘了系绳球体904在地面902上方的部分。该部分可以被描述为系绳球体904的一半。
地面902可以采取地面302的形式或形式上与其类似,风903可以采取风303的形式或形式上与其类似,系绳球体904可以采取系绳球体304的形式或形式上与其类似,地面站910可以采取地面站110和/或地面站210的形式或形式上与其类似,且系绳920可以采取系绳120和/或系绳220的形式或形式上与其类似。
例如,在一些示例中,地面站910可以是活动的,如本文描述的,并且风903可以是从地面站910角度而言的相对风。
本文描述的将飞行器在侧风飞行和悬停飞行之间转换的示例可以基本上在系绳球体904的第一部分904A上执行。如图9a和9b中所示的,系绳球体904的第一部分904A上的位置可以在地面站910的基本上顺风方向。系绳球体904的第一部分904A可以被描述为系绳球体904的四分之一。系绳球体904的第一部分904A可以采取系绳球体904的部分904A的形式或形式上与其类似。
此外,本文描述的将飞行器在侧风飞行和悬停飞行之间转换的示例可以在系绳球体904的第一部分904A上的各个位置处执行。例如,如图9a中所示,在点908处,在飞行器处于侧风飞行取向的同时,飞行器可以被操作来沿着基本上在系绳球体904的第一部分904A上的封闭路径(例如,第一封闭路径450A、第一封闭路径550A、第一封闭路径650A和/或封闭路径850)行进。
此外,如图9b中所示,在点910处,在飞行器处于侧风飞行取向的同时,飞行器可以被操作来沿着基本上在系绳球体904的第一部分904A上的另一封闭路径(例如,第二封闭路径450B、第二封闭路径550B和/或第二封闭路径650B)行进。另外,在点910处,在飞行器在处于侧风飞行取向的同时,飞行器可以被操作使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小。
点908可以对应于示例300中的点308、示例400中的点408、示例500中的点508、示例600中的点608、和/或示例800中的点808;且点910可以对应于示例400中的点410、示例500中的点510、示例600中的点610和/或示例800中的点810。
此外,根据本公开,点908和点910可以位于基本上在系绳球体904的第一部分904A上的各个位置处。
另外,本文描述的将飞行器在侧风飞行和悬停飞行之间转换的示例可以基本上在系绳球体904的第二部分904B上执行。如图9a和9b中所示,系绳球体904的第二部分904B上的位置可以在地面站910的基本上逆风的方向。系绳球体904的第二部分904B可以被描述为系绳球体904的四分之一。
术语“基本上逆风”,如在本公开中使用的,指精确的逆风和/或与精确逆风有一个或多个偏离,所述偏离并不显著影响如本文描述的飞行器从侧风飞行向悬停飞行转换。
例如,根据本公开,点910可以定位在基本上在系绳球体904的第二部分904B上的各个位置处。
III.说明性方法
图10是图示出根据示例实施例的方法1000的流程图。方法1000可以用于将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。如方法1000的说明性方法可以全部或部分由飞行器的一个部件或多个部件(如图1中所示的飞行器130、图2中所示的飞行器230的一个或多个部件)、图1中所示的地面站110和图2中所示的地面站210执行。例如,方法1000可以由控制系统248执行。为了简单起见,方法1000可以大体上被描述为由飞行器执行,如由飞行器130和/或飞行器230执行。然而,应该理解的是,诸如方法1000的示例方法可以由其他实体或实体的组合来执行,而不脱离本公开的范围。
如方块1002所示,方法1000可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器并且在第二端部连接到地面站,并且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径。在方块1002处,飞行器可以按照与如参照图4所述在示例400中在点408处、如参照图5所述在示例500中的点508处被操作的和/或如参照图6所述在点608处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式被操作。
如方块1004所示,方法1000可以涉及在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度被减小。在方块1004,飞行器可以按照与如参照图4所述在示例400中的点410处、如参照图5所述在示例500中的点510处和/或如参照图6所述在点608处飞行器可以被操作的相同或类似的方式被操作。
例如,在一些实施例中,第一轴线可以与第一封闭路径相交,且第二轴线可以与第二封闭路径相交,且第一轴线可以在地面站的基本上顺风方向,且第二轴线可以相对地面站没那么顺风。此外,在至少一些这样的实施例中,第二轴线可以定位在第一轴线的左侧。再者,在至少一些这样的实施例中,第二轴线可以定位在第一轴线的右侧。
此外,在一些实施例中,在第二封闭路径上的点可以定位在与地面站的基本上顺风方向成一角度处。此外,在一些实施例中,第二封闭路径上的点可以定位在比第一封闭路径上的对应点的高度低的高度处。再者,在一些实施例中,第二封闭路径可以具有与第一封闭路径的形状不同的形状。
另外,在一些实施例中,操作飞行器以沿着第二封闭路径行进可以涉及操作飞行器以沿着第二封闭路径的第一部分行进,其中第二封闭路径的第一部分在基本上恒定的高度处,且操作飞行器以沿着第二封闭路径的第二部分行进,其中第二封闭路径的第二部分在基本上恒定的方位处。而且在一些这样的实施例中,第二封闭路径的第二部分可以基本上在地面站的基本上顺风的轴线上或者基本上平行于所述轴线。
如方块1006所示,方法1000可以涉及在飞行器的速度被减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。在方块1006,飞行器可以按照与如参照图4所述的示例400中的点412处、如参照图5所述的在示例500中的点512处和/或如参照图6所述的在点612处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式被操作。
例如,在一些实施例中,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向可以涉及在阈值速度将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。此外,在至少一个这样实施例中,阈值速度可以基于沿着第二封闭路径的飞行器的位置而变化。
此外,在一些实施例中,操作飞行器以沿着第二封闭路径行进可以涉及在上行程和下行程中操作飞行器,且其中将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向可以涉及在上行程期间将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
另外,方法1000可以在没有一个或多个传感器提供的信息的情况下被执行。作为示例,所述一个或多个传感器可以包括负荷单元或皮托管中的至少一个。
此外,方法1000可以进一步涉及在飞行器的速度被减小之后或与此同时,在飞行器在处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第三封闭路径行进,使得飞行器的速度被进一步减小。
飞行器可以被操作来沿着系绳球体上的第三封闭路径行进,使得按照与如参照图4所述的示例400中的点410处、如参照图5所述的在示例500中的点510处和/或如参照图6所述的示例600中的点608处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式,飞行器的速度被进一步减小。
第三封闭路径可以采取本文描述的第二封闭路径中的任一个的形式或形式上与其类似。例如,在一些实施例中,当第二封闭路径采取第二封闭路径450B的形式或形式上与其类似时,第三封闭路径可以采取第二封闭路径550B和/或第二封闭路径650B的形式或形式上与其类似。类似地,当第二封闭路径采取第二封闭路径550B的形式或形式上与其类似时,第三封闭路径可以采取第二封闭路径450B和/或第二封闭路径650B的形式或形式上与其类似。类似地,当第二封闭路径采取第二封闭路径650B的形式或形式上与其类似时,第三封闭路径可以采取第二封闭路径450B和/或第二封闭路径550B的形式或形式上与其类似。
在一些示例中,在飞行器可以被操作来沿着系绳球体上的第二封闭路径行进之后,飞行器可以被操作来沿着系绳球体上的第三封闭路径行进。而且,在一些实现方式中,方法1000可以进一步涉及在速度被进一步减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第三封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
按照与如参照图4所述的示例400中的点412处、如参照图5所述的示例500中的点512处和/或如参照图6所述的点612处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式,飞行器可以从在侧风飞行取向下的同时沿着第三封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
图11是图示出根据示例实施例的方法1100的流程图。方法1100可以用于将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。说明性方法(如方法1100)可以全部或部分由飞行器的一个部件或多个部件(如图1中所示的飞行器130、图2中所示的飞行器230的一个或多个部件)、图1中所示的地面站110和图2中所示的地面站210执行。例如,方法1100可以由控制系统248执行。为了简单起见,方法1100可以大体上被描述为由飞行器,如飞行器130和/或飞行器230来执行。然而,应该理解的是示例方法,如方法1100可以由其他实体或实体的组合来执行,而不脱离本公开的范围。
如方块1102所示,方法1100可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器,并且在第二端部连接到地面站,且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径。在方块1102处,飞行器可以按照与如参照图8所述的示例800中的808处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式操作。
如方块1104所示,方法1100可以涉及在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增加或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度。在方块1104,飞行器可以按照与参照图8描述的示例800中的810处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式操作。
例如,在一些实施例中,飞行器可以包括主翼,且通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增加或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及增加飞行器的迎角,以使得主翼的至少一部分失速。此外,在一些实施例中,飞行器可以包括具有一个或多个控制面的主翼,并且通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及操作一个或多个控制面以增加飞行器上的拖曳力。
此外,在一些实施例中,飞行器可以包括一个或多个旋翼,并且通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增加或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及操作一个或多个旋翼以增加飞行器上的拖曳力。再者,在一些实施例中,飞行器可以包括一个或多个旋翼连接器,并且通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增加或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及增加飞行器的侧滑角,以使得一个或多个旋翼连接器失速。
此外,在一些实施例中,飞行器可以包括具有一个或多个控制面的主翼,并且通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增加或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及操作一个或多个控制面,以减小飞行器上的升力。此外,在一些实施例中,飞行器可以包括具有一个或多个控制面的主翼,并且通过操作飞行器使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及通过调节一个或多个控制面来减小飞行器的迎角。再者,在一些实施例中,飞行器可以包括主翼,并且通过操作飞行器使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及使主翼的至少一部分失速。
另外,在一些实施例中,通过操作飞行器使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度可以涉及操作飞行器使得飞行器处于静态力平衡。
如方块1106所示,方法1100可以涉及在飞行器的速度被减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。在方块1106,飞行器可以按照与如参照图6所述的点812处飞行器130可以被操作的相同或类似的方式被操作。
例如,在一些实施例中,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向可以涉及在阈值速度将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。此外,在至少一个这样的实施例中,阈值速度可以基于飞行器沿着封闭路径的位置而变化。
此外,在一些实施例中,操作飞行器以沿着封闭路径行进可以涉及在上行程和下行程中操作飞行器,并且其中,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向可以涉及在上行程期间将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
另外,方法1100可以在没有一个或多个传感器提供的信息的情况下被执行。作为示例,该一个或多个传感器可以包括负荷单元或皮托管中的至少一个。
图12是图示出根据示例实施例的方法1200的流程图。方法1200可以用于将飞行器从侧风飞行转换到悬停飞行。诸如方法1200的说明性方法可以全部或部分由飞行器的一个或多个部件(如图1中所示的飞行器130、图2中所示的飞行器230的一个或多个部件)、图1所示的地面站110和图2中所示的地面站210来执行。例如,方法1200可以由控制系统248来执行。为了简单起见,方法1200可以大体上被描述为由飞行器,如飞行器130和/或飞行器230来执行。然而,应该理解的是诸如方法1200的示例方法可以由其他实体或实体的组合来执行,而不脱离本公开的范围。
如方块1202所示,方法1200可以涉及操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器,且在第二端部连接到地面站,并且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径。方块1202可以按照与方法1000的方块1002可以被执行的相同或类似的方式来执行。
如方块1204所示,方法1200可以涉及在飞行器在侧风飞行取向下沿着第一封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度。方块1204可以按照与方法1100的方块1104可以被执行的相同或类似的方式来执行。
如方块1206所示,方法1200可以涉及在飞行器的速度减小之后或与此同时,在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着第二封闭路径行进,使得飞行器的速度被进一步减小。方块1206可以按照与方法1000的方块1004可以被执行的相同或类似的方式来执行。
如方块1208所示,方法1200可以涉及在飞行器的速度被进一步减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。方块1208可以按照与方块1006可以被执行的相同或类似的方式来执行。
此外,方法1200可以进一步涉及在飞行器的速度被进一步减小之后或与此同时,在飞行器在侧风飞行取向下沿着第二封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来进一步减小飞行器的速度。按照与如参照图8所述的示例800中的点810处飞行器可以被操作的相同或类似的方式,飞行器可以被操作以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小。
在一些示例中,在飞行器可以被操作来沿着系绳球体上的第二封闭路径行进之后,通过操作飞行器使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小,飞行器可以进一步减小飞行器的速度。而且,在一些实现方式中,方法1200可以进一步涉及在速度被进一步减小之后或与此同时,将飞行器从在侧风飞行取向下沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
VI.说明性非暂态计算机可读介质
上面描述的和图10-12中所图示的功能中的一些或全部可以由计算装置响应于存储在非暂态计算机可读介质中的指令的执行而执行。非暂态计算机可读介质例如可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、高速缓冲存储器、一个或多个磁编码盘、一个或多个光编码盘、或者任何其他形式的非暂态数据存储装置。非暂态计算机可读介质也可以在可彼此远程定位的多个数据存储元件之间分布。执行所存储的指令的计算装置可以是参照图2描述和图示的控制系统248。额外地或替换地,计算装置可以包括另一计算装置,如服务器网络中的服务器。
非暂态计算机可读介质可以存储指令,该指令可由处理器(例如如参照图2描述的处理器242和/或处理器212)执行,以执行各种功能。所述功能可以包括:操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器,且在第二端部连接到地面站,并且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度减小;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
另外,所述功能可以包括操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到飞行器,且在第二端部连接到地面站,并且其中系绳球体具有与系绳的长度相对应的半径;在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小,减小飞行器的速度;以及在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
VII.结论
图中所示的特定布置不应当被视为限制。应该理解的是其他实施例可以包括更多或更少的给定图中示出的每个元件。此外,一些图示的元件可以被组合或省略。再者,示例性实施例可以包括图中未图示的元件。
另外,虽然本文已经公开了各个方面和实施例,但其他方面和实施例对本领域技术人员而言是明显的。本文公开的各个方面和实施例是出于说明的目的并且不意在限制,其中真实的范围和精神由所附权利要求指示。在不脱离本文给出的主题的精神或范围的情况下,可以利用其它实施例并且做出其它改变。将容易理解的是,本公开的各方面,如在本文大体描述的以及如图中所图示的,可以按照各种各样的不同配置加以布置、替代、组合、分离和设计,所有这些在本文中都被设想到了。

Claims (20)

1.一种方法,包括;
操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到所述飞行器,且在第二端部连接到地面站,并且其中所述系绳球体具有与所述系绳的长度相对应的半径;
在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度减小;以及
在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
2.如权利要求1所述的方法,其中,第一轴线与第一封闭路径相交,且第二轴线与第二封闭路径相交,其中所述第一轴线在所述地面站的基本上顺风方向,且其中所述第二轴线在相对所述地面站没那么顺风的方向。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述第二轴线位于所述第一轴线的左侧。
4.如权利要求2所述的方法,其中,所述第二轴线位于所述第一轴线的右侧。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述第二封闭路径上的点位于与所述地面站的基本上顺风方向成一角度处。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述第二封闭路径上的点位于比所述第一封闭路径上的对应点的高度低的高度处。
7.如权利要求1所述的方法,其中,所述第二封闭路径具有与第一封闭路径的形状不同的形状。
8.如权利要求1所述的方法,其中,操作飞行器以沿着第二封闭路径行进包括:
操作飞行器以沿着所述第二封闭路径的第一部分行进,其中所述第二封闭路径的第一部分在基本上恒定的高度;以及
操作飞行器以沿着所述第二封闭路径的第二部分行进,其中所述第二封闭路径的第二部分在基本上恒定的方位。
9.如权利要求1所述的方法,其中,操作飞行器以沿着第二封闭路径行进包括在上行程和下行程中操作飞行器,且其中,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向包括:在所述上行程期间将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
10.如权利要求1所述的方法,其中,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向包括在阈值速度将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
11.如权利要求10所述的方法,其中,所述阈值速度基于飞行器沿着所述第二封闭路径的位置而变化。
12.如权利要求1所述的方法,所述方法在没有由一个或多个传感器提供的信息的情况下被执行。
13.如权利要求14所述的方法,其中,所述一个或多个传感器包括负荷单元或皮托管中的至少一个。
14.一种系统,包括:
连接到系绳的第一端部的飞行器;
连接到系绳的第二端部的地面站;以及
控制系统,其被配置成:
操作所述飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的第一封闭路径行进,其中,所述系绳球体具有与所述系绳的长度相对应的半径;
在飞行器处于侧风飞行取向的同时,操作飞行器以沿着系绳球体上的第二封闭路径行进,使得飞行器的速度减小;并且
在飞行器的速度减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着第二封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
15.如权利要求14所述的系统,其中,所述第二封闭路径上的点定位在(i)与地面站的基本顺风方向成一角度处;或(ii)比第一封闭路径上的对应点的高度低的高度处。
16.一种方法,包括:
操作飞行器以在于侧风飞行取向下取向的同时沿着系绳球体上的封闭路径行进,其中系绳在第一端部连接到所述飞行器,且在第二端部连接到地面站,并且其中所述系绳球体具有与所述系绳的长度相对应的半径;
在飞行器在侧风飞行取向下沿着封闭路径行进的同时,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度;以及
在飞行器的速度被减小之后或与此同时,将飞行器从在处于侧风飞行取向的同时沿着封闭路径行进转换到悬停飞行取向。
17.如权利要求16所述的方法,其中,所述飞行器包括主翼,且其中通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度包括增加飞行器的迎角,以使得主翼失速。
18.如权利要求16所述的方法,其中所述飞行器包括主翼,所述主翼具有一个或多个控制面,且其中通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度包括操作所述一个或多个控制面以增加飞行器上的拖曳力。
19.如权利要求16所述的方法,其中,所述飞行器包括一个或多个旋翼,且其中通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度包括操作所述一个或多个旋翼以增大飞行器上的拖曳力。
20.如权利要求16所述的方法,其中,通过操作飞行器以使得飞行器上的拖曳力增大或飞行器上的升力减小来减小飞行器的速度包括操作飞行器以使得飞行器处于静态力平衡。
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