CN109415125B - 多火箭式投射器降落伞展开系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于使降落伞展开的技术。在各种实施例中，第一抛射体被构造成沿第一方向推射，从而导致降落伞展开。第二抛射体被构造成沿第二方向推射并且联接到拴在降落伞上的线，以使得当第二抛射体沿第二方向推射时沿与第一方向相反的方向的力被施加到降落伞的线。

Description

多火箭式投射器降落伞展开系统

技术领域

本发明涉及一种用于使降落伞展开的系统、一种用于使降落伞展开的方法以及一种用于使降落伞展开的计算机程序产品。

背景技术

在发生紧急情况和飞行器完全被降落伞捕获之间的这段时间至关重要。降落伞可能不会立即或快速地完全充气。降落伞可能未能使飞行器减速到足以防止飞行器在着陆时被损毁。

发明内容

本发明提供了一种用于使降落伞展开的系统，包括：第一抛射体，其被构造成沿第一方向推射，从而导致所述降落伞展开；以及第二抛射体，其被构造成沿第二方向推射并且联接到拴在所述降落伞上的线，以使得当所述第二抛射体沿所述第二方向推射时沿与所述第一方向相反的方向的力被施加到所述降落伞的线。

优选地，所述降落伞附接到飞行器。

优选地，所述第一抛射体和所述第二抛射体附接到飞行器或储存在飞行器上。

优选地，所述第二抛射体导致所述降落伞快速充满空气。

优选地，所述降落伞的线包括吊绳或悬挂线。

优选地，所述第二方向朝向地面。

优选地，所述第一方向和所述第二方向形成锐角。

优选地，所述第二抛射体被推射穿过飞行器中的孔。

优选地，推射所述第二抛射体导致所述降落伞经历与飞行器的满载荷相同的载荷。

优选地，推射所述第一抛射体将盖拉离所述降落伞。

优选地，所述第二抛射体附接到所述降落伞的吊绳，所述吊绳以最小的摩擦延伸穿过重定向所述吊绳的机构。

优选地，所述机构包括以下各者中的一者：滑轮、动滑车、环、低摩擦系统。

优选地，所述第二抛射体附接到所述降落伞的吊绳，所述吊绳延伸穿过机构，所述机构允许所述吊绳沿一个方向但不沿相反方向被拉动穿过所述机构。

优选地，所述降落伞的吊绳以最小的摩擦由所述第二抛射体拉动穿过重定向所述吊绳的机构，并且穿过如下机构，所述机构允许所述吊绳沿所述第二方向被拉动穿过所述机构但不沿与所述第二方向相反的方向被拉动。

优选地，所述机构在经历预定阈值的载荷时与飞行器分离。

优选地，所述机构附接到飞行器和所述降落伞的系带。

优选地，在所述机构与所述飞行器分离的情况下，所述降落伞的载荷被转移到所述降落伞的系带。

本发明提供了一种用于使降落伞展开的方法，包括：沿第一方向推射第一抛射体，从而导致降落伞展开；以及沿第二方向推射第二抛射体，其中，所述第二抛射体联接到拴在所述降落伞上的线，以使得当所述第二抛射体沿所述第二方向推射时沿与所述第一方向相反的方向的力被施加到所述降落伞的线。

本发明提供了一种用于使降落伞展开的计算机程序产品，所述计算机程序产品体现在非暂时性计算机可读存储介质中并且包括计算机指令，所述计算机指令用于：沿第一方向推射第一抛射体，从而导致降落伞展开；以及沿第二方向推射第二抛射体，其中，所述第二抛射体联接到拴在所述降落伞上的线，以使得当所述第二抛射体沿所述第二方向推射时沿与所述第一方向相反的方向的力被施加到所述降落伞的线。

附图说明

在以下详细描述和附图中公开了本发明的各种实施例。

图1是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在展开之前的实施例的图。

图2是图示多火箭式投射器降落伞展开系统在展开之前的实施例的图。

图3是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在第一火箭式投射器展开之后的实施例的图。

图4是图示多火箭式投射器降落伞展开系统在第二火箭式投射器展开之后的实施例的图。

图5是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在第二火箭式投射器展开之后的实施例的图。

图6是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在脱离之后的实施例的图。

图7是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在第二火箭式投射器朝向地面展开之后的实施例的图。

图8是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在脱离之后的实施例的图。

图9是图示多火箭式投射器降落伞展开系统的实施例的框图。

图10是图示飞行器的空速和离地高度之间的关系的实施例的图。

图11是图示多火箭式投射器降落伞展开系统过程的实施例的流程图。

图12是图示包括多模式飞行器回收系统的飞行器在展开之前的实施例的图。

图13A是图示包括多模式飞行器回收系统的飞行器在第一降落伞展开之后的实施例的图。

图13B是图示包括多模式飞行器回收系统的飞行器在第二降落伞展开之后的实施例的图。

图14是图示多模式飞行器回收系统的实施例的框图。

图15是图示多模式飞行器回收系统过程的实施例的流程图。

图16是图示多模式飞行器回收系统的降落伞触发过程的实施例的流程图。

图17是图示多模式飞行器回收系统的自动展开过程的实施例的流程图。

图18是图示自动化飞行器回收系统的实施例的框图。

图19A是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在第一降落伞展开之后的实施例的图。

图19B是图示包括自动化飞行器回收系统在第二降落伞展开之后的飞行器的实施例的图。

图19C是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在飞行器机动飞行（maneuver）之后的实施例的图。

图20A是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在使用吊绳（riser）环使降落伞展开之后的实施例的图。

图20B是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在降落伞完全充气的情况下的实施例的图。

图20C是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在附加的降落伞展开之后的实施例的图。

图21A是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在第一降落伞展开之后的实施例的图。

图21B是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在第二降落伞经由多火箭式投射器降落伞展开系统展开之后的实施例的图。

图22是图示自动化飞行器回收系统过程的实施例的流程图。

图23是图示自动化飞行器回收系统的回收需求确定过程的实施例的流程图。

图24是图示自动化飞行器回收系统的降落伞展开确定过程的实施例的流程图。

具体实施方式

本发明可以以众多方式实施，包括如过程；设备；系统；物质的组合；体现在计算机可读存储媒体上的计算机程序产品；和/或处理器，诸如被构造成执行指令的处理器，所述指令存储在联接到该处理器的存储器上和/或由联接到该处理器的存储器提供。在本说明书中，这些实施方式或本发明可采取的任何其他形式可被称为技术。一般而言，所公开的过程的步骤的顺序可在本发明的范围内加以变更。除非另有说明，否则描述为被构造成执行任务的部件（诸如，处理器或存储器）可作为临时被构造成在给定的时间执行该任务的通用部件或被制造为执行该任务的特定的部件来实施。如本文中所使用的，术语“处理器”是指被构造成处理数据（诸如，计算机程序指令）的一个或多个装置、电路、和/或处理核心。

下文提供了本发明的一个或多个实施例的详细描述连同图示本发明的原理的附图。结合此类实施例描述了本发明，但本发明并不限于任何实施例。本发明的范围仅仅受权利要求的限制，并且本发明包括众多替代例、修改以及等效物。以下描述中阐述了众多特定的细节，以便提供对本发明的透彻理解。提供这些细节是为了示例的目的，并且可在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下根据权利要求来实践本发明。为了清晰的目的，未详细描述本技术领域中已知的与本发明有关的技术材料，使得本发明不具有不必要的晦涩。

公开了一种多火箭式投射器降落伞展开系统。该系统包括第一抛射体，该第一抛射体被构造成沿第一方向推射，从而导致降落伞展开。该系统包括第二抛射体，该第二抛射体被构造成沿第二方向推射并且联接到拴在降落伞上的线，以使得当第二抛射体沿第二方向推射时沿与第一方向相反的方向的力被施加到降落伞的线。第一抛射体或第二抛射体可包括火箭式投射器。降落伞的线可包括吊绳（riser）或悬挂线。

在一些实施例中，第一抛射体将降落伞被包装于其中的约束件（restraint）拉出。降落伞可能已被折叠或紧密包装。由于第一抛射体的展开，降落伞可升空但仍保持部分关闭。第二抛射体可附接到降落伞的吊绳，降落伞的悬挂线在该吊绳处会合。使第二抛射体展开可将降落伞的吊绳猛拉向地面，从而导致降落伞充满空气。

图1是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在展开之前的实施例的图。在一些实施例中，该系统用于回收飞行器，并且降落伞附接到飞行器。飞行器可以是有人驾驶的或无人驾驶的。飞行器可以是多轴直升机。第一抛射体和第二抛射体可附接到飞行器或储存在飞行器上。在所示的示例中，飞行器100包括火箭式投射器_1 102、降落伞104和火箭式投射器_2 106。在所示的示例中，火箭式投射器_1 102、降落伞104和火箭式投射器_2 106接近飞行器100的尾端储存在飞行器100内部。降落伞104、火箭式投射器_1 102和火箭式投射器_2 106可接近飞行器100的尾端定位，使得降落伞接近尾端展开，从而使飞行器以机头向下构型下降。机头向下构型可相继加载（load）起落架或允许平缓着陆。在一些实施例中，机头向下构型允许飞行器的起落架塌缩并从下落中吸收能量。火箭式投射器和降落伞可储存在诸如盒子的容器中。火箭式投射器和降落伞可储存在飞行器顶部的窗户附近，附接到飞行器的外部，储存在飞行器的重心处，附接在最佳的降落伞展开位置处，或者布置在飞行器上的任何其他适当的位置中。

图2是图示多火箭式投射器降落伞展开系统在展开之前的实施例的图。在一些实施例中，所示的示例是图1中所示的多火箭式投射器降落伞展开部件的扩展。在所示的示例中，火箭式投射器_1 200经由拴绳210连接到降落伞202。拴绳210可附接到降落伞202的盖或套盒。降落伞202可储存在柔性袜状盖内部。降落伞202可包含在罐中，其中，拴绳210附接到罐的盖。在一些实施例中，降落伞的吊绳延伸穿过如下机构，所述机构允许吊绳沿一个方向但不沿相反方向被拉动穿过该机构。在所示的示例中，吊绳212连接到降落伞并延伸穿过凸轮线夹（cleat）204。凸轮线夹204是这样的装置，即其允许吊绳212从左向右被拉动穿过它，但不允许吊绳212沿相反方向被拉动穿过。在一些实施例中，吊绳212位于线夹中。当吊绳212停止向右被拉动穿过线夹时，吊绳的张力可能导致凸轮向内旋转。吊绳可钉压在凸轮之间，并被防止沿反方向延伸穿过。在一些实施例中，降落伞的吊绳以最小的摩擦延伸穿过使吊绳重定向的机构。在各种实施例中，该机构包括以下各者中的一者：滑轮、动滑车、环或低摩擦系统。所选择的机构可取决于吊绳需要多快才能够使之通过、强度需求、重量要求或任何其他适当的因素。该机构可被用于防止吊绳绊住。在一些实施例中，系统的第二抛射体附接到降落伞的吊绳，该吊绳延伸以最小的摩擦延伸穿过使吊绳重定向的机构，或延伸穿过如下机构，所述机构允许吊绳沿一个方向但不沿相反方向被拉动穿过该机构。在所示的示例中，吊绳212行进穿过凸轮线夹204，穿过滑轮206，并且附接到火箭式投射器_2 208。

在一些实施例中，火箭式投射器_1 200和火箭式投射器_2 208附接到包含降落伞202的罐。在一些实施例中，凸轮线夹204和滑轮206附接到共用的安装板。火箭式投射器_1200、降落伞200、凸轮线夹204、滑轮206和火箭式投射器_2 208可布置在任何适当的位置中，该位置在连接系统元件时保持拴绳210和吊绳212的取向。

图3是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在第一火箭式投射器展开之后的实施例的图。在所示的示例中，火箭式投射器_1 316从飞行器300展开。在火箭式投射器储存于飞行器内部的情况下，使飞行器展开可能会破坏窗户或在飞行器的表面上形成孔。火箭式投射器可储存在某个位置中，使得破坏飞行器表面并未对飞行器不利。例如，火箭式投射器或其他回收部件可储存在隔离的容器中，使得火箭式投射器展开不会导致空气泄漏到飞行器的整个机舱中。飞行器的窗户或面板可设计成在火箭式投射器展开时整体式脱落。在一些实施例中，推射第一抛射体将盖拉离降落伞。在所示的示例中，火箭式投射器_1 316被垂直地推射并经由拴绳314附接到降落伞盖312。降落伞310已展开，但未完全充气。降落伞310可能起皱、部分地坍塌或折叠。降落伞310的吊绳308延伸穿过凸轮线夹302和滑轮304。吊绳308的未附接到降落伞310的端部附接到火箭式投射器_2 306。在火箭式投射器_1 316展开之后，凸轮线夹302、滑轮304和火箭式投射器_2 306留在飞行器300中。

图4是图示多火箭式投射器降落伞展开系统在第二火箭式投射器展开之后的实施例的图。吊绳404延伸穿过凸轮线夹400和滑轮402。吊绳404附接到火箭式投射器_2 406。在所示的示例中，火箭式投射器_2 406以与水平面成大致45度的角度被推射。滑轮402允许沿新的方向以最小的摩擦拉动吊绳404。

图5是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在第二火箭式投射器展开之后的实施例的图。在所示的示例中，使降落伞502展开的第一抛射体与降落伞盖一起已被推射远离飞行器500。在一些实施例中，第一抛射体被推射的第一方向和第二抛射体被推射的第二方向形成锐角。在所示的示例中，火箭式投射器_2 510被垂直地并朝向飞行器500的尾端推射。火箭式投射器_2 510将吊绳504拉动穿过凸轮线夹506和滑轮508，从而导致降落伞502被向下拖曳。在一些实施例中，第二抛射体导致降落伞快速充满空气。火箭式投射器_2 510可以以高速推射，这导致降落伞502比其将原本下落的速度更快地朝向地面移动。推射第二抛射体可能导致降落伞经历类似于飞行器满载荷的载荷。例如，火箭式投射器_2510通过拉动吊绳施加在降落伞502上的力可以使降落伞502在完全充气并承载飞行器的全部重量时将经历的相同的力。火箭式投射器_2 510的展开可能导致降落伞502完全充气。当抛射体向下猛拉降落伞时，第二抛射体的展开可能引起降落伞上的初始大载荷，然后，当降落伞缓慢充气到其全容量时，其缓慢地承担飞行器的整个载荷。凸轮线夹506可允许火箭式投射器_2 510将吊绳504拉动穿过它，同时防止吊绳504沿相反方向被拉动穿过它。凸轮线夹506可通过防止吊绳504被拉动穿过来迫使降落伞被向下拉动并充气。在一些实施例中，吊绳504中的止动特征防止其被拉动穿过凸轮线夹506太远，从而防止降落伞被拉动得太接近飞行器。止动器可以是吊绳中的结或另一障碍物，其防止吊绳被拉动穿过凸轮线夹越过特定点。

在典型的降落伞展开系统的一些实施例中，直到飞行器已下落三倍于降落伞直径的距离，降落伞才完全充气。在一些飞行器紧急情况下，允许飞行器下落该距离是不可行的。例如，飞行器可能已经接近地面，并且在降落伞没有完全充气的情况下允许飞行器在该时间向下加速可能导致飞行器在着陆时被损毁。多火箭式投射器展开系统可导致在较短的下落距离内和以较短的时间提取（extract）降落伞。从认识到紧急情况到飞行器被充气的降落伞稳定地捕获的典型“累积（stack up）”时间可以是大约四到五秒。使用多火箭式投射器展开系统减少“累积”时间可极大地影响对飞行器或飞行器乘客造成的损毁。

在展开之后，火箭式投射器_2 510可在燃料耗尽时下落并悬挂在飞行器500上。火箭式投射器_2 510可以是轻质的，并且在保持附接到吊绳504的同时引起可忽略的负面影响。火箭式投射器_2 510可经由连接件附接到吊绳504，该连接件在预定时间量之后或在被推射预定距离之后释放。火箭式投射器_2 510可在预定的时间或距离之后分离并且下落远离飞行器500。在一些实施例中，火箭式投射器经由线中的元件分离，该元件以预定量的力脱离。例如，线的拴在火箭式投射器上的一部分可能比线的围绕它的部分更细。当火箭式投射器到达线的末端或在线上施加一定的力时，线的细的部分可能会断裂，从而释放火箭式投射器。

图6是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在脱离之后的实施例的图。在一些实施例中，允许吊绳沿一个方向但不沿相反方向拉动穿过机构的该机构在经历预定阈值的载荷时与飞行器分离。预定阈值可以是由降落伞在完全充气时施加的向上力。例如，当降落伞变得完全或大部分充气时，降落伞施加向上力，该向上力减慢飞行器的下落。来自降落伞的向上力可能导致该机构从飞行器上脱落。该机构最初可附接到飞行器和降落伞的系带。在一些实施例中，该机构被构造成与飞行器分离，使得降落伞的载荷被转移到降落伞的系带。系带可以是附接到飞行器的线束。系带可在关键的载荷支承点处附接到飞行器。系带可附接到飞行器的框架。在一些实施例中，系带在飞行器下落时控制飞行器的取向，其悬挂在降落伞下方。当降落伞充满空气时，系带可依赖其设计来控制降落伞如何使飞行器的结构受到载荷作用。

在一些实施例中，允许线单向移动穿过它的机构和摩擦最小化型重定向机构附接到共用表面。在所示的示例中，凸轮线夹610和滑轮612附接到共用表面606。共用表面606可允许凸轮线夹610从飞行器600上脱落，同时保持其关于滑轮612的取向并防止飞行器600的损毁。火箭式投射器_2 614拉动吊绳604，从而导致降落伞602完全充气。在降落伞602完全充气时，表面606从飞行器600上脱落。共用表面606附接到系带608。降落伞602经由系带608使飞行器600减慢，从而允许降落伞的向上力扩散到飞行器各处。

图7是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在第二火箭式投射器朝向地面展开之后的实施例的图。在一些实施例中，第二抛射体被推射的第二方向朝向地面。第二抛射体可被推射穿过飞行器中的孔。该孔可位于飞行器的下侧处。将第二抛射体朝向地面推射可防止需要重定向装置。与图5的构型相比，将第二抛射体朝向地面推射可防止产生载荷和摩擦。需要这样的装置，即它允许吊绳沿一个方向但不沿反向延伸穿过以防止降落伞将吊绳向上拉回。在所示的示例中，第一抛射体可能已导致降落伞702展开。火箭式投射器_2 708向下展开，从而将吊绳704拉动穿过凸轮线夹706。火箭式投射器_2 708通过飞行器700展开。火箭式投射器_2 708向下猛拉降落伞702，从而导致降落伞迅速填充。降落伞702填充是因为吊绳704不能向上拉回穿过凸轮线夹706。

图8是图示包括多火箭式投射器降落伞展开系统的飞行器在脱离之后的实施例的图。在一些实施例中，在一系列展开事件中，图8是在图7后面。在所示的示例中，火箭式投射器_2 812已展开，从而导致降落伞802变得完全充气。当降落伞802在凸轮线夹806上施加向上的力时，凸轮线夹806在经历预定阈值的力时与飞行器800分离。在所示的示例中，凸轮线夹806安装在板808上。板808附接到系带810。在一些实施例中，系带810直接附接到凸轮线夹806。

图9是图示多火箭式投射器降落伞展开系统的实施例的框图。在所示的示例中，飞行器900包括回收系统902和传感器908。回收系统902包括接口904和展开控制器906。在一些实施例中，传感器908接收关于风、飞行器速度、天气、能见度或任何其他适当信息的传感器数据。传感器数据可由回收系统902的接口904接收。展开控制器906可使用传感器数据来使第一抛射体或第二抛射体自动展开。展开控制器906可包括处理器。回收系统902可以是完全机械的。例如，传感器数据机械地触发一个或多个抛射体以进行展开。回收系统可由飞行器的飞行员触发。

图10是图示飞行器的空速和离地高度之间的关系的实施例的图。图表可被直升机飞行员称为“棺材角”或“死人的曲线”。区域1000和1002可包括不安全的操作模式。区域1000和1002可以是期望回收飞行器并且激活回收系统的区域。区域1000和1002可以是典型的回收系统不能从中回收飞行器的区域。区域1000包括低空速和低离地距离的条件。多火箭式投射器展开系统允许飞行器使降落伞快速展开，从而即使在低空速下也允许回收。在一些实施例中，该系统允许飞行器在“零-零”条件下回收，在所述“零-零”条件下，飞行器接近地面并以低速行驶。区域1002包括高空速和低海拔条件。在一些实施例中，基于条件使不同的降落伞展开允许飞行器避开危险区1000和1002。在一些实施例中，允许自动回收动作的系统帮助飞行器避开区域1000和1002或帮助飞行器返回到更有利的空速和海拔。

图11是图示多火箭式投射器降落伞展开系统过程的实施例的流程图。在1100中，接收发射第一抛射体的指示。发射第一抛射体的指示可以是人类行为。例如，飞行员可按下按钮、击中触发器、或拉动杠杆，从而指示已发生紧急情况。人类可能仅指示发射第一抛射体。在1102中，发射第一抛射体。在1104中，接收发射第二抛射体的指示。发射第二抛射体的指示可以是人类行为。处理器可控制抛射体展开并向要发射的第二抛射体提供指令。第二抛射体可在第一火箭式投射器之后自动发射。例如，第二抛射体可具有机械引信（fuse），其中，该引信比第一抛射体的机械引信长。可在从第一抛射体发射起的预定延迟之后发射第二抛射体。在1106中，发射第二抛射体。

图12是图示包括多模式飞行器回收系统的飞行器在展开之前的实施例的图。在一些实施例中，第一降落伞和第二降落伞附接到飞行器或储存在飞行器上。飞行器可以是多轴直升机。与其他飞行器相比，多轴直升机会更有可能以导致它们难以回收的海拔和速度组合来飞行。多轴直升机可在低海拔、低速“棺材角”条件下飞行。多轴直升机可能没有足够大的转子来使用转子的惯量以减缓其下落。回收系统可以是多轴直升机的关键部件。在所示的示例中，飞行器1200包括降落伞_1 1202和降落伞_2 1204。可针对不同条件来优化降落伞_1 1202和降落伞_2 1204。

可基于一个或多个确定的条件来使第一降落伞和第二降落伞展开。所述一个或多个确定的条件是基于由飞行器上的传感器收集的传感器数据来确定的。所述一个或多个确定的条件可包括以下各者中的一者或多者：海拔、全球定位系统（GPS）数据、速度、加速度或方向性。多模式回收系统可包括两个、六个、十六个或任何适当数量的降落伞。

图13A是图示包括多模式飞行器回收系统在第一降落伞展开之后的飞行器的实施例的图。在所示的示例中，飞行器300在高的离地距离处飞行。飞行器300可在高海拔以高速行进。第一降落伞1302被展开。可针对包括高速和高海拔的第一组条件来优化第一降落伞1302。第一降落伞可比第二降落伞更小、更强健、更重或能够承受更大的载荷。在所示的示例中，未提取第二降落伞1304。可使第一降落伞1302展开以作为初始减速动作。第一降落伞1302可由厚的坚实材料制成，该材料可以承受飞行器1300下落的高速。第一降落伞1302可以是小型降落伞，因为用厚而坚实的材料制成的大型降落伞对飞行器产生重量限制。

图13B是图示包括多模式飞行器回收系统的飞行器在第二降落伞展开之后的实施例的图。在所示的示例中，图13B是在由多模式回收系统执行的一系列动作中的图13A的延续。飞行器1300可以低速在低海拔行进。由于第一降落伞1302最初使飞行器减慢的效果，飞行器1300可能以低速行驶。由于第一降落伞1302的展开，飞行器可能已下落到更接近地面。可针对包括低速和低海拔的第二组条件来优化第二降落伞。第二降落伞可以比第一降落伞更快地展开、更轻或更大。在所示的示例中，第二降落伞1304被展开。第二降落伞1304可以是大型降落伞，其捕获大量空气、减慢飞行器1300速度并使其准备好在地面上降落。第二降落伞1304的大尺寸可允许其承担飞行器的满载荷。由于其尺寸所引起的重量限制，第二降落伞1304可能是薄的。当飞行器正经历高速下降时，第二降落伞1304的薄材料会阻止其被最初释放，因为该材料将容易撕裂。

在一些实施例中，降落伞具有多种可能的展开状态。例如，可使用吊绳环使降落伞展开，使得降落伞不能立即充气。吊绳环可减小降落伞在展开时经历的力。当飞行器下落时，降落伞可缓慢地充满空气，从而导致吊绳环被动地缩回吊绳。降落伞可在高速下分阶段展开，以便缓慢地增加降落伞上的载荷并最小化降落伞撕裂的机会。分阶段展开可允许单个降落伞上的范围更大。多模式系统可包括使降落伞分阶段展开的选项。

图14是图示多模式飞行器回收系统的实施例的框图。在所示的示例中，飞行器1400包括回收系统1406、传感器1408、第一降落伞控制器1410和第二降落伞控制器1412。回收系统1406包括接口1402和展开控制器1404。传感器1408将传感器数据发送到接口1402。在一些实施例中，传感器数据包含关于飞行器的速度或离地高度的信息。速度可以是相对于风来说的。展开控制器1404可以是处理器。回收系统1406可以是完全机械的。展开控制器1404将指令发送到第一降落伞控制器1410和第二降落伞控制器1412。在展开控制器1404根据传感器数据确定飞行器正在经历第一条件（例如，高速和高海拔）的情况下，展开控制器1404可将指令发送到第一降落伞控制器1410以使第一降落伞展开。一个或多个降落伞可同时展开。降落伞可机械地、自动地或基于飞行员指示来展开。

图15是图示多模式飞行器回收系统过程的实施例的流程图。在1500中，确定是否触发了第一降落伞。在第一降落伞被触发的情况下，在1502中使第一降落伞展开。在展开之后或在第一降落伞未被触发的情况下，确定是否触发了第二降落伞。在第二降落伞被触发的情况下，在1506中使第二降落伞展开。在第二降落伞未被触发的情况下，该过程返回到1500。可经由来自人类的指示来触发这些降落伞。例如，飞行员可决定要使哪个降落伞展开、是否要使降落伞分阶段展开、何时使降落伞展开、或者关于降落伞展开的任何其他因素。可基于自第一降落伞展开以来的时间延迟来触发第二降落伞。这些降落伞可机械地或由处理器触发。

图16是图示多模式飞行器回收系统的降落伞触发过程的实施例的流程图。可基于传达条件的传感器数据来触发降落伞展开。在1600中，接收展开条件定义。例如，展开条件定义可规定：在预定海拔处，应使某个降落伞展开。展开条件定义可规定：降落伞展开应基于特定条件而处于某种状态。展开条件定义可基于高度、速度、环境特征、或传感器数据的任何组合。展开条件定义可存储在计算机存储器中。可将展开条件定义插进系统的力学中，使得当达到条件时机械地触发所期望的展开。在一些实施例中，由飞行器的飞行员经由机械点火器制定展开的机械触发。飞行员可操作物理拉绳或手柄以触发展开。在自动化飞行器回收系统中，处理器可使用电子火箭式投射器点火器来触发系统。在1602中，接收传感器数据。在一些实施例中，经由加速度计、全球定位系统、里程表、照相机或任何适当的传感器来接收传感器数据。在1604中，确定传感器数据是否与展开条件定义匹配。在传感器数据确实与展开条件定义匹配的情况下，在1606中，触发相应的降落伞并且该过程返回到1602。在传感器数据与展开条件定义不匹配的情况下，在1608中，确定飞行器是否在飞行中。在飞行器在飞行中的情况下，该过程返回到1602。在飞行器不在飞行中的情况下，该过程完成。只要飞行器在飞行中，多模式回收系统就可连续地检查传感器数据是否与展开条件定义匹配。

图17是图示多模式飞行器回收系统的自动展开过程的实施例的流程图。在一些实施例中，飞行器具有被构造成用于改变条件的许多类型的降落伞。图17图示了一个实施例，其中飞行器配备有两种类型的降落伞。该实施例可描述一种飞行器，该飞行器配备有针对高海拔或高速被优化的一个或多个降落伞以及针对低海拔或低速被优化的一个降落伞。

在1700中，接收传感器数据。在1702中，确定传感器数据是否指示需要飞行器回收。对飞行器回收的需求可基于预定的展开定义。多模式回收系统可包括手动和自动两种模式。在多模式回收系统处于手动模式的情况下，需要飞行器回收的指示可由以下组成：将系统指定为自动的，因为1702之后的步骤由回收系统自动执行。在已经建立自动模式的情况下，确定对飞行器回收的需求可能取决于飞行器的预期状态。例如，在起飞期间，条件可满足降落伞展开条件，而没有对飞行器回收的需求的指示。对飞行器回收的需求可基于飞行员的指示。飞行员可按下多模式回收系统启用或禁用开关。飞行器可具有紧急回收按钮以供飞行员按下。

在传感器数据不指示需要飞行器回收的情况下，该过程返回到1700。只要飞行器升空，1700和1702之间的循环就可继续。在传感器数据指示需要飞行器回收的情况下，在1704中确定传感器数据是否指示高海拔或高速。在传感器数据指示高海拔或高速的情况下，在1706中，使针对高海拔或高速被优化的降落伞展开。在1706之后或者在传感器数据未指示高海拔或高速的情况下，在1708中，确定传感器数据是否指示低海拔或低速。在传感器数据未指示低海拔或低速的情况下，该过程返回到1700。在传感器数据确实指示低海拔或低速的情况下，在1710中，使针对低海拔或低速被优化的降落伞展开。在针对低海拔或低速被优化的降落伞展开之后，该过程完成。

当传感器数据指示高海拔或高速时，该过程可导致第一降落伞展开，并且在传感器数据仍指示高海拔或高速的情况下，使针对该条件被优化的附加降落伞展开。当传感器数据指示低海拔或低速时，飞行器仅使适合于该条件的一个降落伞展开，并且该过程完成。

图18是图示自动化飞行器回收系统的实施例的框图。自动化飞行器回收系统可自动地确定并制定一系列动作以回收飞行器。在一些实施例中，基于传感器数据来确定该系列动作。可基于飞行器可用的回收选项来确定该系列动作，诸如针对各种条件被优化的降落伞或具有各种展开方法的降落伞。自动化飞行器回收系统可与现成的降落伞或专用降落伞一起使用。该系列动作可协调降落伞展开与机动飞行。该系列行动可考虑飞行器中的回收机构的状态。除了高度和速度之外，还可基于环境障碍物来确定该系列动作。

在所示的示例中，飞行器1800包括回收系统1802和传感器1808。回收系统1400包括接口1804和展开控制器1806。接口1804从传感器1808接收传感器数据。在一些实施例中，展开控制器1806包括处理器。在一些实施例中，展开控制器1806是机械的。

在一些实施例中，传感器数据包括以下各者中的一者或多者：速度、海拔、姿态或飞行条件。例如，传感器数据可包括飞行器的轨迹、飞行器转弯的速度、飞行器的俯仰或与飞行器飞行有关的任何其他适当的因素。传感器数据可包括飞行器的控制件、电力部件或结构部件的功能、健康状况或状态。例如，传感器可测试飞行器的电信号的完整性。传感器可从飞行器的部件接收周期性的声脉冲（ping）或“脉冲”，其中，信号中的停止表明该部件发生故障。传感器可感测降落伞套盒是否受损。在一些实施例中，传感器被用于确定是否存在阻止立即降落伞展开的障碍物。传感器可被用于识别障碍物，诸如建筑物、树木或水域。可基于GPS数据来确定障碍物。

在一些实施例中，传感器数据包括以下各者中的一者或多者：全球定位系统信息、与障碍物的接近度、障碍物分类、与另一架飞行器的通信、或环境信息。可在确定回收的过程中将关于飞行器周围环境的信息包括进来。确定回收动作可考虑到附近的医院、学校、敏感建筑物或非坠机区。例如，可确定障碍物是无人居住的森林中的高大树木。该障碍物可被归类为低危险级别，因为预期着陆到森林中造成最小的人类伤害。在确定障碍物是诸如医院的高风险区或禁航区的情况下，自动化飞行器回收系统可在使降落伞展开之前将飞行器引导远离该区。飞行器可与其周围的其他飞行器通信并使用由其他飞行器收集到的传感器信息。在通信的带宽或定时有限的情况下，系统可使用从最新通信收集到的信息来确定其他飞行器在何处的一般概念。例如，系统可推断其他飞行器的轨迹。

图19A是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器的实施例在第一降落伞展开之后的图。在所示的示例中，飞行器1900已储存有降落伞1904。降落伞1902已展开。在一些实施例中，降落伞1902是小、重、坚实的降落伞。可响应于高海拔、高速条件使降落伞1902展开。

图19B是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在第二降落伞展开之后的实施例的图。在所示的示例中，降落伞1902在其伞衣中形成了裂口。该裂口可能是由于经历了比降落伞可处理的下落速度更大的下落速度而出现的。该裂口可能是由于飞行器的重量而出现的。结果，降落伞1902坍塌并且对减缓飞行器1900的下落没有帮助。在一些实施例中，自动化飞行器回收系统感测到降落伞1902已受损。例如，飞行器可具有加速度计，该加速度计确定飞行器比所预期的更快下落。作为响应，自动化飞行器回收系统可使降落伞1904展开。降落伞1904可能并未针对飞行器1900正经历的环境条件被优化，但是降落伞1902的坍塌产生了对使降落伞展开的需求。

图19C是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在飞行器机动飞行之后的实施例的图。在所示的示例中，降落伞1902保持坍塌，而降落伞1904充满空气。在所示的示例中，飞行器1900以机头向上构型飞行。以机头向上构型飞行可增加飞行器的升力，从而导致降落伞1904上的载荷变小。以机头向上构型飞行可降低降落伞1904将撕裂的机会，这可能是至关重要的，因为降落伞1902已被撕开。在一些实施例中，自动化飞行器回收系统在采取动作时重新计算该系列动作中的步骤，以便考虑意外的变化，诸如坍塌的降落伞、发生故障的部分、天气变化或任何其他适当的变化。在所示的示例中，回收步骤包括在将飞行器导航到新位置时使降落伞1904展开。在一些实施例中，回收动作包括改变飞行器的飞行路径以补偿飞行器的降落伞的局限性。例如，降落伞可具有容易钩住树枝的悬挂线。回收系统可确定直到飞行器机动飞行远离危险环境才能使降落伞展开。

在一些实施例中，自动化飞行器回收系统使用多模式回收系统。针对多模式回收系统的各种条件被优化的各种降落伞由自动化飞行器回收系统利用并自动展开。

图20A是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在使用吊绳环使降落伞展开之后的实施例的图。在所示的示例中，飞行器2000被降落伞2002和降落伞2004捕获。已使用吊绳环使降落伞2002和降落伞2004展开。吊绳环防止降落伞在展开时完全充气。在一些实施例中，使用吊绳环使降落伞展开以在展开时保护这些降落伞免受突然大的载荷。

图20B是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在降落伞完全充气的情况下的实施例的图。在所示的示例中，降落伞2002和降落伞2004完全充气。当降落伞充满空气时，吊绳环可能已被向下推到飞行器2000上。在一些实施例中，在飞行器在其高于地面的高海拔飞行并且正高速下落或飞行时需要回收的情况下，使用吊绳环使降落伞展开。使用吊绳环使降落伞展开可最初人为地加强降落伞，同时允许降落伞在环下降后捕获其全部空气容量。

图20C是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在附加的降落伞展开之后的实施例的图。在所示的示例中，降落伞2002和降落伞2004充满空气。降落伞2006已从飞行器2000展开。在一些实施例中，降落伞2006是针对低海拔或低速条件被优化的降落伞。降落伞2006可以是轻质的，并且直径比降落伞2002和降落伞2004大。在一些实施例中，自动化飞行器回收系统监测飞行器2000的条件，并针对情况酌情使各种降落伞展开。

图21A是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在第一降落伞展开之后的实施例的图。在一些实施例中，自动化飞行器回收系统考虑其可用的回收机构、部件或系统。在所示的示例中，飞行器2100已储存有降落伞2104。降落伞2102被展开。在一些实施例中，降落伞2102意在用于初始减慢飞行器但未被构造成使飞行器减速到足够慢以便着陆的速度。

图21B是图示包括自动化飞行器回收系统的飞行器在第二降落伞经由多火箭式投射器降落伞展开系统展开之后的实施例的图。在所示的示例中，降落伞2102充满空气。可使用多火箭式投射器降落伞展开系统来使降落伞2104展开。在所示的示例中，火箭式投射器_2 2110将吊绳2106拉动穿过飞行器2100。凸轮线夹2108防止朝降落伞2104向上拉回吊绳2106。在一些实施例中，诸如一群鸟的障碍物阻止降落伞2104在地面以上的较高海拔处展开。可已确定自动回收系统使降落伞2104在低海拔处展开，因为火箭式投射器_2 2110的使用允许降落伞2104快速充满空气。在一些实施例中，降落伞可被构造成可以选择展开方法。在一些实施例中，降落伞仅具有一种预定的展开方法。

图22是图示自动化飞行器回收系统过程的实施例的流程图。在一些实施例中，系统包括启用模式和禁用模式。例如，在飞行器被用于执行特技的情况下，飞行员可禁用自动化飞行器回收系统。在飞行员已禁用系统的情况下，可能不遵循图22的流程。

在2200中，确定是否需要飞行器回收。在一些实施例中，确定是否需要飞行器回收是通过图23中所描述的过程来实施的。在不需要飞行器回收的情况下，该过程完成。在一些实施例中，在不需要飞行器回收的情况下，系统继续基于预定的时间间隔来检查是否需要飞行器回收。在需要飞行器回收的情况下，在2202中，确定（一个或多个）降落伞是否可用于展开。例如，系统可确定一个或多个降落伞是否处于良好状况。在一些实施例中，可能需要定期（例如，每几年）更换降落伞。在一些实施例中，系统可检查上一次更换降落伞的时间或者上一次对降落伞执行维护检查的时间以便确定降落伞是否可用于展开。在一些实施例中，系统检查降落伞是否处于工作状态或其展开机构是否处于工作状态。在（一个或多个）降落伞不可用于展开的情况下，在2214中，执行基于飞行器机动飞行的回收，并且该过程完成。在一些实施例中，基于飞行器机动的回收包括改变飞行器的飞行路径以便回收飞行器。例如，飞行器可飞到水域中，在那里它能够在没有任何降落伞的情况下安全着陆。飞行器可进入急剧攀升，以便避免撞到地面上。在（一个或多个）降落伞可用于展开的情况下，在2204中，确定（一个或多个）降落伞是否可以展开。在一些实施例中，图24中描述了用于确定是否（一个或多个）降落伞是否可以展开的过程。在（一个或多个）降落伞可以展开的情况下，在2212中，使（一个或多个）降落伞展开，并且该过程完成。在（一个或多个）降落伞无法展开的情况下，在2206中，确定飞行器是否可以机动飞行到（一个或多个）降落伞可以展开的地方。在它们可以机动飞行到（一个或多个）降落伞可以展开的地方的情况下，在2208中，执行飞行器机动飞行，并且该过程返回到2204。

在飞行器无法机动飞行到（一个或多个）降落伞可以展开的地方的情况下，在2210中，发送错误或所需动作的指示。在一些实施例中，系统向飞行器的飞行员提供指令。例如，飞行员可接收自动化飞行器回收系统不能稳定飞行的消息。飞行员可手动地稳定飞行器，从而导致飞行器到达自动化飞行器回收系统能够继续回收工作的位置。没有飞行员的手动输入，自动化飞行器回收系统也许就不能执行高度复杂的飞行器机动飞行。在于2210中发送错误或所需动作的指示之后，在2204中，系统确定（一个或多个）降落伞是否可以展开。在一些实施例中，飞行员的动作校正了错误，并且（一个或多个）降落伞能够被展开或者自动飞行器回收系统能够机动飞行到（一个或多个）降落伞可以展开的地方。

图23是图示自动化飞行器回收系统的回收需求确定过程的实施例的流程图。在一些实施例中，自动化飞行器回收系统的控制机构确定飞行器的预期状态，确定飞行器的状态是否与预期状态匹配，并且在飞行器的状态与预期状态不匹配的情况下执行回收动作。在紧急时刻到飞行器完全被降落伞捕获之间经过的时间对于回收飞行器可能是至关重要的。在一些典型的回收系统中，等待人类指示来触发回收需要花去在紧急时刻和飞行器完全被捕获之间的这段时间的大致一半。在一些实施例中，自动化飞行器回收系统通过自动地识别回收需求并确定最佳动作模式来增加飞行器回收的机会。在一些典型的回收系统中，人类可选择基于条件执行不是最佳的回收动作，从而导致飞行器变得不可回收。

在2300中，接收传感器数据。在2302中，确定飞行所需的飞行器部件是否起作用。例如，系统可对飞行器的结构部件、电力部件、机械部件或任何适当的部件执行检查。系统可识别出缺乏旨在从部件接收的重复信号。在飞行所需的飞行器部件不起作用的情况下，在2308中，表明需要回收，并且该过程完成。在一些实施例中，具有对飞行故障至关重要的部件导致需要触发一系列紧急回收动作。

在部件起作用的情况下，在2304中，确定飞行器的预期状态。在2306中，确定传感器数据是否指示飞行器状态是预期状态。例如，在起飞的情况下预期经历急剧攀升，但如果发生在飞行中途，则会导致紧急响应。在飞行器状态不是预期状态的情况下，在2308中，表明需要回收，并且该过程完成。在飞行器状态是预期状态的情况下，该过程返回到2300。在一些实施例中，只要飞行器保持升空，就实施图23的过程。

图24是图示自动化飞行器回收系统的降落伞展开确定过程的实施例的流程图。该过程可确定降落伞是否可以展开。在2400中，确定环境条件是否妨碍展开。在环境条件妨碍展开的情况下，在2408中，表明（一个或多个）降落伞不能展开。系统可使用该信息以将飞行器机动飞行到更好的位置。在环境条件不妨碍展开的情况下，在2402中，确定是否需要延迟。在一些实施例中，飞行器的路径中没有障碍物，但是优选地，当飞行器更接近地面时发射降落伞。例如，将降落伞发射得高可导致飞行器着陆点远离其期望着陆的位置。在需要延迟的情况下，在2404中，系统延迟，并且该过程继续到2406。在不需要延迟的情况下，该过程继续到2406。在2406中，表明（一个或多个）降落伞可以展开，并且该过程完成。

尽管为了清楚理解的目的已较为详细地描述了前述实施例，但是本发明不限于所提供的细节。存在实施本发明的许多替代性方式。所公开的实施例是说明性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于使降落伞展开的系统，包括：

第一抛射体，其被构造成沿第一方向推射，从而导致所述降落伞展开；以及

第二抛射体，其被构造成沿第二方向推射并且联接到拴在所述降落伞上的线，以使得当所述第二抛射体沿所述第二方向推射时沿与所述第一方向相反的方向的力被施加到所述降落伞的线；

所述第一方向和所述第二方向形成锐角。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述降落伞附接到飞行器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一抛射体和所述第二抛射体附接到飞行器或储存在飞行器上。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二抛射体导致所述降落伞快速充满空气。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述降落伞的线包括吊绳或悬挂线。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二方向朝向地面。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二抛射体被推射穿过飞行器中的孔。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，推射所述第二抛射体导致所述降落伞经历与飞行器的满载荷相同的载荷。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，推射所述第一抛射体将盖拉离所述降落伞。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二抛射体附接到所述降落伞的吊绳，所述吊绳以最小的摩擦延伸穿过重定向所述吊绳的机构。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述机构包括以下各者中的一者：滑轮、动滑车、环、低摩擦系统。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二抛射体附接到所述降落伞的吊绳，所述吊绳延伸穿过机构，所述机构允许所述吊绳沿一个方向但不沿相反方向被拉动穿过所述机构。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述降落伞的吊绳以最小的摩擦由所述第二抛射体拉动穿过重定向所述吊绳的机构，并且穿过如下机构，所述机构允许所述吊绳沿所述第二方向被拉动穿过所述机构但不沿与所述第二方向相反的方向被拉动。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述机构在经历预定阈值的载荷时与飞行器分离。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述机构附接到飞行器和所述降落伞的系带。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，在所述机构与所述飞行器分离的情况下，所述降落伞的载荷被转移到所述降落伞的系带。

17.一种用于使降落伞展开的方法，包括：

沿第一方向推射第一抛射体，从而导致降落伞展开；以及

沿第二方向推射第二抛射体，

其中，所述第二抛射体联接到拴在所述降落伞上的线，以使得当所述第二抛射体沿所述第二方向推射时沿与所述第一方向相反的方向的力被施加到所述降落伞的线；

所述第一方向和所述第二方向形成锐角。

18.一种用于使降落伞展开的计算机程序产品，所述计算机程序产品体现在非暂时性计算机可读存储介质中并且包括计算机指令，所述计算机指令用于：

沿第一方向推射第一抛射体，从而导致降落伞展开；以及

沿第二方向推射第二抛射体，

其中，所述第二抛射体联接到拴在所述降落伞上的线，以使得当所述第二抛射体沿所述第二方向推射时沿与所述第一方向相反的方向的力被施加到所述降落伞的线；

所述第一方向和所述第二方向形成锐角。

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