CN110312864A - 具有分离的杆和系绳平台的近海风筝 - Google Patents

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B.哈奇曼
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Abstract

本公开涉及用于操作水基位置中的飞行器的系统和方法。具体地，示例性系统可以包括漂浮的系绳站和通过系绳联接到漂浮的系绳站的飞行器。该系统还可包括漂浮降落站。在这样的情况下，飞行器可以被配置为降落在降落站上。在示例实施例中，该系统可包括多个漂浮降落站，其中每个漂浮降落站联接到漂浮系绳站。在这样的情况下，至少三个降落站可以布置在系绳站周围，相邻降落站之间具有120度的方位角间隔。

Description

具有分离的杆和系绳平台的近海风筝
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月21日提交的美国专利申请第15/387,476号的优先权的权益，该申请通过引用以其整体并入本文。
背景技术
除非本文另有指示，否则本部分中描述的材料不是本申请的权利要求的现有技术，并且不因包含在本部分中而被认为是现有技术。
发电系统可以将化学和/或机械能(例如，动能)转换成电能用于各种应用，例如公用设施系统。作为一个示例，风能系统可以将风动能转换为电能。
发明内容
本公开一般地涉及包含例如在侧风飞行器系统中采用的飞行器的飞行器的系统和方法。侧风飞行器系统可以从风中提取有用的能量用于各种目的，例如，发电、提升或牵引对象或载具等。在一些实施例中，飞行器可以在水体(例如海洋、湖泊、河流等)上方操作。有利的是，本文描述的实施例可以为飞行器提供扩展的操作面积/区域。
在一个方面，提供了一种系统。该系统包括系绳站和飞行器。飞行器通过系绳联接到系绳站。该系统还包括降落站。系绳站和降落站被配置为漂浮在水体上，并且飞行器被配置为降落在降落站上。
在另一方面，提供了一种系统。该系统包括系绳站、通过系绳联接到系绳站的飞行器以及降落站。系绳站或降落站中的至少一个包括安装在海底上的固定平台。飞行器被配置为降落在降落站上。
在另一方面，提供了一种方法。该方法包括确定飞行器和期望的降落站之间的相对位置。飞行器通过系绳联接到系绳站。系绳站和期望的降落站被配置为漂浮在水体上。系绳站通过联接件联接到期望的降落站。联接件布置在水体表面上方或被浸没。该方法还包括使飞行器降落在期望的降落站上。
在又一方面，提供了一种方法。该方法包括接收关于以下中的至少一个的信息：飞行器的可能降落位置或飞行器的飞行状况。飞行器通过系绳联接到系绳站。系绳站被配置为漂浮在水体上。该方法还包括基于接收的信息，识别飞行器的目标降落位置。该方法还包括使飞行器降落在目标降落位置。
通过阅读以下详细描述并参考适当的附图，其他方面、实施例和实现方式对于本领域普通技术人员将变得明了。
附图说明
图1示出了根据示例实施例的系统。
图2示出了根据示例实施例的系统。
图3A示出了根据示例实施例的降落站。
图3B示出了根据示例实施例的降落站。
图3C示出了根据示例实施例的系绳/降落站。
图4示出了根据示例实施例的系统。
图5示出了根据示例实施例的系统。
图6示出了根据示例实施例的方法。
图7示出了根据示例实施例的方法。
具体实施方式
本文描述了示例方法、装置和系统。应当理解，词语“示例”和“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例”或“示例性”的任何实施例或特征不必然被解释为比其他实施例或特征更优选或更具优势。在不脱离本文提出的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。
因此，本文描述的示例实施例不打算进行限制。如本文一般地进行描述和在附图中示出的本公开的各方面可以以多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文中设想到。
此外，除非上下文另有暗示，否则每个附图中示出的特征可以彼此组合使用。因此，附图应当被一般地视为一个或多个整体实施例的组成方面，应理解并非所有示出的特征对于每个实施例都是必要的。
一、概述
本文描述的实施例涉及用于系留的飞行器的水上操作的系统。即，近海能量风筝系统可以包括系绳站和降落站，该降落站可以位于系绳站的下风(downwind)处。系绳站和降落站可以可选地通过横向联接件连接，该横向联接件可以在水中或在水外。横向联接件可以是系绳的长度或更短。系绳不被卷绕以改变系绳站和飞行器之间的系绳的长度。而是，当飞行器不在飞行中(例如，存放在降落站上)时，系绳可以在两个平台之间悬挂悬链(catenary)，该悬链在水中或在水外或同时在水中和在水外。系绳站和/或降落站可通过各种方式锚固到海底，包括单锚腿点、多锚腿系泊等。此外，该系统可以包括用于近海系留能量风筝的降落站/系绳点阵列，可以包括以(N+2)配置的系绳站和降落站的六边形密群集布置。
在示例实施例中，可以分布降落站，使得对于N个风筝，存在N+2个降落站。每个系绳站位于三个降落站的中心，这三个降落站相对于彼此处于120度方位角并且在系绳站周围。在一些实施例中，降落站可以在大约单个系绳长度处远离系绳站排列。降落站和系绳站的阵列可以通过一个或多个大的拖曳锚而锚固到海底或另一固定点，所述一个或多个大的拖曳锚可以布置在阵列中的各个点处(例如，围绕阵列的周边)。
在示例实施例中，降落站可以相对于系绳站设置在彼此120度的方位角上。其他角度也是可能并设想到的。例如，四个降落站可以用90度的方位角增量围绕系绳站布置。在一些实施例中，降落站可以设置在距离系绳站大约单个系绳长度处。
在示例实施例中，飞行器可以被配置为相对于风以±60度飞行。这样，以120度方位角(相对于系绳站)排列的降落站阵列可以提供始终在飞行器的“可及范围内”的降落站，而不管盛行的风向。实施例可以完全消除固定地面站，仅留下降落站和系绳站的阵列。此外，除了导航照明/信标之外，每个降落站可以具有很少或没有机器并且不需要动力。在某个示例中，降落站可以从太阳能电池板或风力涡轮机产生电力。
二、示例系统
图1示出了根据示例实施例的系统100的示意图。系统100可以包括飞行器110。飞行器110可以包括或采取各种类型的设备的形式，例如风筝、直升机、翅膀和/或飞机等。飞行器110可以由包括金属、塑料和/或其他聚合物的结构形成。飞行器110可以由允许高推重比和产生可以在公用设施应用中使用的电能的任何材料形成。另外，可以选择材料以允许闪电硬化、冗余和/或容错设计，其能够应付风速和风向的大的和/或突然的变换。其他材料也是可能的。
飞行器110可以联接到系绳120的第一部分。在示例实施例中，系绳120可以包括两个或更多个系带(bridle)段，其可以联接到飞行器110的机身112上的各个系带附接点。
作为示例，系绳120可包括芯部，该芯部被配置为在飞行器110处于悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行模式时承受飞行器110的一个或多个力。系绳的芯部可以由任何高强度纤维(例如，碳纤维、碳纳米管、聚合物纤维或其他类型的结构纤维)构成。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。其他长度的系绳120是可能的并且被设想到。
在示例实施例中，飞行器110可以包括至少一个混合电动机，其被配置为在飞行器以侧风飞行模式操作时产生电。也就是说，飞行器110可操作为在电能产生操作模式中将风能转换为电能。
系绳120可以将电传输到飞行器110，以便为飞行器110提供动力用于起飞、降落、悬停飞行和/或向前飞行。系绳120可以以任何形式并且使用任何材料构造，所述任何材料可以允许传输、输送和/或利用由飞行器110产生的电能和/或向飞行器110传输电。系绳120还可以被配置为在飞行器110处于操作模式时承受飞行器110的一个或多个力(例如，张力和/或扭转载荷)。
系绳120可以传输由飞行器110产生的电能。例如，系绳120可以被配置为将电能传输到能量存储/动力传输元件140。即，在示例实施例中，系绳120可以在飞行器110和电存储装置之间提供电联接。能量存储/动力传输元件140可以包括电存储装置，例如电池或超级电容器。附加地或替代地，能量存储/动力传输元件140可以包括电导体(电力线)、电网、发电机、泵、动力转换装置或其他类型的电力元件。在示例实施例中，能量存储/动力传输元件140可以位于飞行器110、系绳站130上或水下(例如，在系绳站130的水下系泊点附近)。
系绳120的第二部分可以联接到系绳站130。系绳站130可以被配置为漂浮在水体(例如，池塘、湖泊、河流、海洋等)上。在这样的实施例中，当飞行器110进行飞行操作时，系绳120可以保持在水外。例如，系绳120可以联接到系绳站130的升高部分，例如塔架或其他类型的抬高支架。在示例实施例中，系绳120可以通过万向支架、滑环支架、旋转接头、旋转支承和/或其他类型的柔性或可移动联接件联接到系绳站130。虽然本文的一些实施例被描述为具有系绳120的固定长度，但是其他实施例可以包括具有可调整工作长度的系绳120。作为示例，系绳站130可以包括系绳卷轴，该系绳卷轴被配置为卷入或放出系绳120。
系绳站130可以被配置为相对于其在水体中的位置保持基本静止。作为示例，系绳站130可以通过各种系泊系统联接到锚或其他类型的固定海底(或其他形式的湖底、河底或洋底)。例如，系绳站130可以包括通过单锚腿系泊(SALM)或悬链锚腿系泊(CALM)联接到海底的浮标(buoy)部分。其他类型的系泊也是可能的。
在示例实施例中，系绳站130可以包括其他类型的浮体。例如，系绳站130可以包括驳船或其他类型的船。
附加地或替代地，飞行器110可以操作为将风能转换为系绳120中的机械张力。例如，飞行器110可以包括机械“泵风筝(pump kite)”。在这样的场景中，飞行器110可以操作为沿着各种飞行路径飞行，包括8字形路径。此外，系绳120可以联接到可操作为将系绳120中的机械能转换成电能(例如，以转动发电机的轴)的设备(例如，其位于系绳站130上)。
系统100可以包括控制器150。控制器150可以包括一个或多个处理器152和存储器154。一个或多个处理器152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152可以被配置为执行存储在存储器154中的计算机可读程序指令。这样，一个或多个处理器152可以执行程序指令以提供本文所述的至少一些功能和操作。
存储器154可以包括或采取可以由一个或多个处理器152读取或访问的一个或多个计算机可读存储介质的形式。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，例如光、磁、有机或其他存储器或盘存储装置，其可以整体地或部分地与一个或多个处理器152中的至少一个集成。在一些实施例中，存储器154可以使用单个物理设备(例如，一个光、磁、有机或其他存储器或盘存储单元)来实现，而在其他实施例中，可以使用两个或更多个物理设备来实现存储器154。
如所提及的，存储器154可以包括计算机可读程序指令并且可能包括附加数据，例如与飞行器110有关的诊断数据。这样，存储器154可以包括用于执行或促进本文描述的功能中的一些或全部的程序指令。
系统100可以包括一个或多个降落站160。在示例实施例中，多个降落站中的每个降落站160可以联接到以下中的至少一个：另一个降落站或水下系泊点。在示例实施例中，降落站160可以包括柱形浮标(spar buoy)、漂浮降落平台或其他类型的漂浮结构。
降落站160可包括杆(perch)、平台或其他合适的锚固表面或构件。降落站160可以由在飞行器100不进行飞行操作时可以适当地保持飞行器110附接和/或锚固到降落站160的任何材料形成。
在示例实施例中，飞行器110可以被配置为降落在降落站160上。也就是说，降落站160可以在降落操作期间接收飞行器110。降落站160可以用于保持和/或支撑飞行器110，直到其处于操作的飞行模式。在示例实施例中，在风暴或不适合飞行操作的其他条件的情况下，降落站160可以为飞行器100提供安全降落位置。例如，如果风速(例如，由降落站160上的气象站测量)超过阈值风速(例如，每小时160千米)，则飞行器110和/或控制器150可以从多个降落站选择降落站160。飞行器100可以降落在选择的降落站160处，以降低对飞行器110或系统的其他部分(例如，系绳120和/或系绳站130)的损坏风险。
在一些实施例中，在接收飞行器110之后，降落站160还可以被配置为允许重新定位飞行器110，使得可以重新部署该设备。也就是说，飞行器110可以被配置为执行从降落站160的起飞操作和到降落站160的降落操作。例如，降落站160可以接收飞行器110以第一朝向降落并且将飞行器110调整为第二朝向进行起飞/发射操作。
在示例实施例中，降落站160可以被配置为使用例如多个杆位置来同时接收多个飞行器。例如，给定降落站160可以被配置为向两个、三个或更多个飞行器110提供同时降落设施(例如，杆)。
系统100的两个或更多个元件可以使用通信接口通信地联接。通信接口可以包括一个或多个无线接口和/或一个或多个有线接口。作为示例，这样的通信接口可以使用一个或多个网络在降落站160和飞行器110之间提供通信链路。如本文所述，无线接口可以提供在一个或多个无线通信协议(例如，蓝牙、Wi-Fi(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)下的通信。有线接口可以包括以太网接口、通用串行总线(USB)接口或类似接口，以使用到有线网络的电线、双绞线、同轴电缆、光链路、光纤链路或其他物理连接进行通信。在示例实施例中，降落站160可以使用通信系统与飞行器110、其他降落站和/或其他实体(例如，命令中心)通信。
在示例实施例中，控制器150可以被配置为在飞行器110进行飞行操作时确定飞行器110和降落站160之间的相对位置。作为示例，控制器150可以基于从飞行器110(例如，从GPS单元)和/或降落站160接收到的位置数据来确定相对位置。
基于所确定的相对位置，控制器150可以被配置为使飞行器110降落在降落站160上。作为示例，飞行器110可以联接到降落站160上的杆或其他类型的结构。
在示例实施例中，系绳站130可以通过联接件(例如，横向悬链联接件)联接到降落站160。联接件可以布置在水体表面上方和/或被浸没。在这样的场景中，使飞行器110降落在降落站160上可以包括调整联接件的长度和降落站160与系绳站130之间的对应距离。即，降落站160和系绳站130之间的联接件的长度可以卷入或放出，以便使降落站160和/或系绳站130进入适当的位置从而使飞行器110降落。替代地，系绳站130和降落站160可以不联接。
图2示出了根据示例实施例的系统200的侧视图。系统200可以包括如关于图1所示和所述的系统100的至少一些元件。例如，系统200包括飞行器210，其可以包括可以操作为产生电能和/或飞行器210的推力的一个或多个混合驱动器212。
飞行器210可以被配置为基本上沿着路径214飞行以产生电能。路径214可以包括大致圆形形状或其他弯曲形状。例如，路径214可以包括基本上垂直于盛行的风向216定向的卵形飞行图案，然而其他朝向也是可能的。如在本公开中所使用的，术语“基本上沿着”指的是精确地沿着和/或与精确地沿着的一个或多个偏差，其不会显著影响如本文所述的电能的产生。
在不同实施例中，路径214可包括各种不同形状。例如，路径214可以基本上是圆形的。并且在至少一个这样的示例中，路径214可以具有高达265米的半径。当在本公开中使用时，术语“基本上圆形”指的是精确的圆形和/或与精确的圆形的一个或多个偏差，其不会显著影响如本文所述的电能的产生。路径214的其他形状可以是卵形(例如椭圆形)、数字8的形状(“8字形”)等。
如本文所述，飞行器210可通过系绳220联接到系绳站230。在示例实施例中，系绳站230可以包括联接点238。联接点238可以包括可移动联接件，例如旋转支架、万向支架、开口环支架等。这样，联接点238可以在系绳220和系绳站230之间提供可移动和/或柔性联接。系绳站230可以被配置为漂浮在水面214上。系绳站230可以锚固或以其他方式系泊到水下系泊点236，水下系泊点236可以位于海底232(例如，洋底、湖底等)上。
在一些实施例中，系绳220可以提供到飞行器210的电连接。此外，系绳220可以通过系绳站230电联接到能量存储设备240和/或电传输系统242(例如，电网、配电系统等)。
虽然本文未示出，但是可以设想，系绳220的长度可以通过系绳卷轴或其他类型的卷绕机构来调整。可以位于系绳站230和飞行器210之间的系绳卷轴可以为系绳220提供可调整和/或可控制的工作长度。在其他实施例中，系绳220可以具有固定长度。
在一些实施例中，飞行器210可以包括起落架或适于在非飞行操作期间将飞行器210稳定和/或锚固到表面或结构的其他类型的结构。例如，起落架可以包括夹持机构，该夹持机构被配置为联接到杆结构。在另一示例实施例中，起落架可以包括轮胎、支腿和/或滑板。此外，起落架可以被配置为与下面描述的降落站300的至少一部分(例如，降落杆368)接合。
图3A和3B示出了降落站的若干实施例的侧视图，降落站可以包括被配置为接收飞行器的各种漂浮结构。如图所示，每个降落站可以配置为在非飞行操作期间接收一个飞行器。然而，应当理解，降落站可以具有多于一个飞行器的降落容量。例如，降落站可以被配置为接收两个、三个或更多个飞行器。
图3A示出了根据示例实施例的降落站300。降落站300可以与关于图1所示和所述的降落站160相似或相同。降落站300可以包括漂浮结构360，其可包括柱形浮标；然而，可以设想其他类型的漂浮结构。漂浮结构360的一些非限制示例可以包括船、驳船或双体船结构。漂浮结构360可以包括降落杆368。降落杆368可以包括固定臂、可移动臂、网、桩或被配置为在降落操作期间接收飞行器(例如，飞行器210)的其他类型的结构。
降落站300可以包括单锚腿系泊(SALM)362。作为示例，SALM 362可以将漂浮结构360联接到锚364或接近海底232的其他类型的固定联接件。额外地或替代地，漂浮结构360可以通过悬链锚腿系泊(CALM)或多锚腿系泊(MALM)而被系泊。还设想用于降落站300的其他系泊布置。例如，漂浮结构360可以通过横向联接件(例如，横向系绳或悬链)联接到一个或多个其他漂浮结构，该一个或多个其他漂浮结构可以设置在水平面上方、水平面处和/或水平面下方。作为示例，相邻的“最近邻居”降落站可以通过横向联接被彼此联接，以便在降落站阵列内保持基本静止的位置。
在示例实施例中，降落站300可以通过联接件联接到系绳站(例如，系绳站230)。例如，联接件可以布置在水体表面上方或被浸没。
图3B示出了根据示例实施例的降落站370。降落站370包括可以联接到平台372的漂浮结构360。降落站370可以额外包括一个或多个太阳能电池板374和/或一个或多个风力涡轮机376。这样，降落站370可以被配置为产生至少一些电力。
图3C示出了根据示例实施例的系绳/降落站380。在示例实施例中，降落站380可以被配置为用作用于飞行器的系绳点(例如，系绳站)以及用于系留的飞行器或另一个飞行器的降落站。
作为示例，系绳/降落站380可以包括系绳塔382。飞行器210的系绳220可以通过系绳塔382联接到降落站380。此外，平台372可以在非飞行操作期间(例如，在降落时)容纳飞行器210或另一飞行器(例如，其系留到相邻系绳站)。
图4示出了根据示例实施例的系统400的侧视图。系统400可以包括来自关于图1、2、3A、3B和3C所示和所述的系统100、200、300、370和380的元件。即，系统400可以包括多个飞行器210，其可以附接到相应的系绳220和它们各自的系绳站230。
系统400还包括在相应的系绳站230周围布置的多个降落站300。例如，可以在每个相应的系绳站230周围布置至少三个降落站300，相邻的降落站300之间具有120度的方位角间隔。降落站300可以系泊到相应的系泊位置364。降落站系泊位置364之间的距离402可以基于系绳220的长度。也就是说，距离402可以略小于系绳220的长度，使得飞行器210可以降落在相邻的降落站300处。
在示例实施例中，多个降落站300可以布置成基本上六边形密群集(HCP)布置。其他几何排列，例如方形阵列、线性阵列、八边形阵列等也是可能的。
图5示出了根据示例实施例的系统500的俯视图。系统500可以包括与关于图1、2、3A、3B、3C和4所示和所述的系统100、200、300、370、380和400的对应元件相似或相同的元件。系统500包括多个系绳站230和多个降落站300的布置。在示例实施例中，系统500可以包括通过相应的系绳220a-220c附接到相应的系绳站230a-c的多个飞行器(例如，210a-c)。
例如，可以通过飞行器210a-c、通过一个或多个系绳站230a-c或通过一个或多个降落站300来测量盛行的风向502a-c。附加地或替代地，可以从其他天气信息源接收盛行的风向502a-c。
基于盛行的风向502a-c，相应的飞行器210a-c可以被配置为在操作包络506a-c内飞行，操作包络506a-c可以包括大约以风向502a-c为中心的120度角扇区。换言之，在示例实施例中，飞行器210a-c可操作为在距风向502a-c±60度的角度区域内进行系留飞行操作。
在示例实施例中，对于包括N个飞行器210的系统500，降落站300的数量可以至少是N+2。例如，在图5中所示的示例中，对于三个飞行器210a-c，系统500可以包括至少五个降落站300(例如，总共七个降落站，具有“共享”降落站300a)。应当理解，在本公开中可以设想飞行器210和降落站300的许多不同的数量和布置。
例如，多个降落站300可以布置成降落站阵列。在这样的场景中，每个系绳站可以位于降落站阵列中的一组三个可能的降落站内。此外，该组中的一个或两个降落站可以与另一飞行器“共享”。也就是说，在一些场景中，基于例如盛行的风况和/或降落站的降落容量，相邻的飞行器可以降落在同一降落站上。
此外，虽然多个降落站300可以布置成具有周期性形状(例如，六边形密群集格子或正方形格子)，但是其他布置也是可能的。例如，多个降落站可以以基于系绳220的长度的给定距离布置在相应的系绳系泊点周围。
在一些实施例中，一些或所有降落站可以通过横向联接件联接，横向联接件可以包括横向系绳520、522和524。横向系绳520、522和524可以是位于水面上方、水面处和/或水面下方的悬链构件。另外，如本文所述，降落站300可包括浮标或漂浮降落平台。
在其他示例中，降落站300可以表示其他类型的目标降落位置。例如，一些目标降落位置不需要与用于接收飞行器的物理结构对应。在这样的场景中，目标降落位置可以包括水位置，并且可以控制飞行器降落在目标降落位置处的水上。
虽然图5示出了特定数量的飞行器，但是应该理解，更多或更少的飞行器是可能的，并且它们的系留布置和位置可以包括许多不同的组合。例如，多个飞行器可以系留到同一系绳站。此外，可以沿着给定系绳布置多个飞行器。这样，降落站阵列内降落站的布置可以基于这样的考量而变化。
虽然本文描述的各种实施例包括漂浮站(例如，浮标)，但是系绳站或降落站中的一个或两个可包括安装在海底上的固定平台。也就是说，本文所述的系绳站和/或降落站可以刚性地固定到海底、河床、湖床或水体的其他坚实底部。例如，固定平台可包括混凝土和/或钢腿，其可直接锚固到海床中或海床上。在这样的场景中，除了系绳站和降落站的固定性质之外，系绳站和降落站可以与其漂浮对应物相似或相同。
三、示例方法
图6示出了根据示例实施例的方法600。方法600可以包括各种块或步骤。这些块或步骤可以单独执行或组合执行。这些块或步骤可以以任何顺序和/或串行或并行执行。此外，可以省略块或步骤或将其添加到方法600。
方法600的块可以控制、包括和/或涉及参考图1、2、3A、3B、3C、4和5所示和所述的系统100、200、300、370、380、400和500的元件。在一些实施例中，方法600的一些或所有块可以由控制器150执行。
块610可以包括确定飞行器和期望的降落站之间的相对位置。在这样的场景中，飞行器可以通过系绳联接到系绳站。此外，系绳站和期望的降落站可以被配置为漂浮在水体上。系绳站通过联接件联接到期望的降落站。联接件布置在水体表面上方或被浸没。也就是说，系绳站和降落站可以通过联接件连接，联接件可以是被配置为保持系绳站和降落站之间的间隔的悬链系绳。
块620可以包括使飞行器降落在期望的降落站上。在示例实施例中，使飞行器降落在降落站上可以包括调整联接件的长度以及期望的降落站和系绳站之间的对应距离。也就是说，联接件可以卷入或放出，以便改变降落站和系绳站之间的距离。作为示例，可以调整联接件的长度，使得降落站和系绳站之间的距离基本上类似于系绳的长度。
在一些实施例中，期望的降落站可包括降落杆。在这样的场景中，使飞行器降落在期望的降落站上可以包括使飞行器联接到降落杆。
如本文其他地方所述，飞行器可以被配置为在侧风飞行模式下操作时使用至少一个混合电动机产生电力。
可选地，方法600可以包括从多个降落站中选择期望的降落站。在这样的场景中，多个降落站中的每个降落站可以联接到系绳站(例如，通过相应的横向联接件)。至少三个降落站可以布置在系绳站周围，其中相邻降落站之间具有120度的方位角间隔。此外，至少一个降落站可以通过单锚腿系泊或多锚腿系泊而锚固到海底。
选择期望的降落站可以包括例如接收指示风速和风向的信息。风向数据可以包括指示平均风向(例如，以度为单位)的信息。例如，可以从降落站或飞行器上的天气传感器接收风向数据。风向数据可以从其他天气信息源获得。
在这样的情况下，选择期望的降落站可以基于风速和/或风向。例如，对于从北方来的盛行风，选择的降落站可以包括位于沿着向南方向居中的120度操作包络内的降落站。
其他信息可用于确定期望的降落站。例如，可以基于飞行器和给定降落站之间的位置数据和/或相对距离来确定期望的降落站。位置数据可以包括指示飞行器的位置的信息和/或指示一个或多个降落站的位置的信息。位置数据可以从例如位于飞行器或降落站上的全球定位系统(GPS)接收器提供。
位置数据可以采用其他形式，并且可以以其他方式获得。例如，位置数据可以包括指示给定飞行器和可能的降落站之间的相对距离的信息。在这样的场景中，位置数据可以包括导航无线电信标的接收信号强度。这样，位置数据可以包括指示降落站的绝对位置或降落站相对于飞行器的相对位置的信息。换言之，对降落站的选择可以基于最近的可能的降落站。附加地或替代地，对降落站的选择可以基于朝向上最接近盛行风向的降落站。此外，可以基于完成降落操作的最短预期时间量来执行降落站的选择。
替代地或额外地，可以基于例如各个降落站上的降落杆的数量、飞行器上的电池充电状态和/或其他因素来确定期望的降落站。在一些情况下，可以基于至少两个标准来执行降落站的选择。例如，对降落站的选择可以主要基于风向，并且其次基于各个降落站的降落容量。其他标准是可能的并且在本文设想到。
图7示出了根据示例实施例的方法700。方法700可以包括各个块或步骤。这些块或步骤可以单独执行或组合执行。这些块或步骤可以以任何顺序和/或串行或并行执行。此外，可以省略块或步骤或将其添加到方法700。
方法700的块可以控制、包括和/或涉及参考图1、2、3A、3B、3C、4和5所示和所述的系统100、200、300、370、380、400和500的元件。在一些实施例中，方法700的一些或所有块可以由控制器150执行。
块702包括接收关于以下中的至少一个的信息：飞行器的可能降落位置或飞行器的飞行状况。飞行器通过系绳联接到系绳站。系绳站被配置为漂浮在水体上。
关于可能的降落位置的信息可以包括但不限于以下中的至少一个：可能的降落位置的位置数据、可能的降落位置处的风速、可能的降落位置处的风向或者可能的降落位置处的水况。关于可能的降落位置的其他类型的信息是可能的并且在本文设想到。
关于飞行器的飞行状况的信息可以包括但不限于以下中的至少一个：飞行器的位置数据、飞行器的空速、飞行器处的风速、飞行器的地面速度、飞行器的航向、恶劣天气指示或维护指示。关于飞行器的飞行状况的其他类型的信息是可能的并且在本文设想到。
可以基于可能在飞行器的正常操作包络之外的预测天气状况(例如，风速、最大阵风速度、雷击概率等)来接收恶劣天气指示。
可以基于飞行器的一般或特定维护问题来接收维护指示。例如，可以响应于低油位、低液压液位、低电池水平或其他类型的机械、电气或空气动力学异常或紧急情况来接收维护指示。
块704包括基于接收到的信息来识别飞行器的目标降落位置。块704可以包括识别多个可能的降落位置并从中进行选择。例如，块702中的接收到的信息可以包括关于多个可能的降落位置的信息。在这样的场景中，识别目标降落位置可以包括从多个可能的降落位置中选择目标降落位置。可以基于例如飞行器和给定的可能降落位置的相对位置来识别和/或选择目标降落位置。替代地，可以基于紧急需求来识别或选择目标降落位置。例如，在飞行器经历维护或机械紧急情况的情况下，方法700可以选择水面进行降落。
块706包括使飞行器降落在目标降落位置。在示例实施例中，使飞行器降落在目标降落位置可以包括使飞行器执行降落操作以便降落在降落站或水面位置。
在一些实施例中，(一个或多个)可能的降落位置可以包括以下中的至少一个：降落站或水面。降落站可以被配置为漂浮在水体上，并且可以与如关于图1所示和所述的降落站160相似或相同。
附图中所示的特定布置不应视为限制。应当理解的是，其他实施例可以包括给定附图中所示的每个元件的更多或更少。此外，可以组合或省略一些所示元件。此外，示意性实施例可包括未在图中示出的元件。
表示信息处理的步骤或块可以与可以被配置为执行本文描述的方法或技术的特定逻辑功能的电路对应。替代地或额外地，表示信息处理的步骤或块可以与程序代码(包括相关数据)的模块、段或一部分对应。程序代码可以包括可由处理器执行用于实现该方法或技术中的特定逻辑功能或动作的一个或多个指令。程序代码和/或相关数据可以存储在任何类型的计算机可读介质上，例如包括盘、硬盘驱动器或其他存储介质的存储设备。
计算机可读介质还可以包括非暂时性计算机可读介质，例如存储短时间段的数据的计算机可读介质，比如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。计算机可读介质还可以包括存储程序代码和/或较长时间段的数据的非暂时性计算机可读介质。因此，计算机可读介质可以包括辅助或持久长期存储设备，例如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、紧凑式盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。计算机可读介质可以被认为是计算机可读存储介质，例如有形存储设备。
虽然已经公开了各种示例和实施例，但是其他示例和实施例对于本领域技术人员而言将是显然的。各种公开的示例和实施例是出于说明的目的而不是旨在限制性的，真实范围由所附权利要求指示。

Claims (25)

1.一种系统，包括：
系绳站；
飞行器，通过系绳联接到所述系绳站；和
降落站，其中，所述系绳站和所述降落站被配置为漂浮在水体上，其中，所述飞行器被配置为降落在所述降落站上。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系绳站通过联接件联接到所述降落站，其中，所述联接件布置在所述水体的表面上方或被浸没。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系绳站或所述降落站中的至少一个通过单锚腿系泊或多锚腿系泊而锚固到海底。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系绳站或所述降落站中的至少一个包括浮标或漂浮平台。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括：控制器，所述控制器被配置为执行操作，所述操作包括：
确定所述飞行器和所述降落站之间的相对位置；和
使所述飞行器降落在所述降落站。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述系绳站通过联接件联接到所述降落站，其中，所述联接件布置在所述水体的表面上方或被浸没，其中，使所述飞行器降落在所述降落站上包括调整所述联接件的长度和所述降落站与所述系绳站之间的对应距离。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括：
多个降落站，其中，所述多个降落站中的每个降落站联接到所述系绳站，其中，至少三个降落站布置在所述系绳站周围，相邻的降落站之间具有120度的方位角间隔。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个降落站中的每个降落站包括降落杆，其中，所述飞行器被配置为联接到所述降落杆。
9.根据权利要求7所述的系统，还包括N个飞行器，其中，所述多个降落站包括N+2个降落站。
10.根据权利要求7所述的系统，还包括通过相应的系绳联接到相应的系绳站的多个飞行器，其中，所述多个降落站包括六边形密群集布置，其中，相应的系绳站位于所述六边形密群集布置中每组三个最近邻降落站的中心，其中，所述多个降落站以基于相应系绳的长度的给定距离布置在相应系绳站的周围。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述飞行器包括至少一个混合电动机，所述混合电动机被配置为当所述飞行器在侧风飞行模式下操作时产生电力，其中，所述飞行器通过系绳电联接到电存储装置。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一个锚，其中，所述系绳站或所述降落站中的至少一个联接到所述至少一个锚。
13.一种系统，包括：
系绳站；
飞行器，通过系绳联接到所述系绳站；和
降落站，其中，所述系绳站或所述降落站中的至少一个包括安装在海底上的固定平台，其中，所述飞行器被配置为降落在所述降落站上。
14.根据权利要求13所述的系统，还包括：控制器，所述控制器被配置为执行操作，所述操作包括：
确定所述飞行器和所述降落站之间的相对位置；和
使所述飞行器降落在所述降落站上。
15.一种方法，包括：
确定飞行器和期望的降落站之间的相对位置，其中，所述飞行器通过系绳连接到系绳站，其中，所述系绳站和所述期望的降落站被配置为漂浮在水体上，其中，所述系绳站通过联接件联接到期望的降落站，其中，所述联接件布置在所述水体的表面上方或被浸没；和
使所述飞行器降落在期望的降落站上。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，使所述飞行器降落在所述降落站上包括调整所述联接件的长度和所述期望的降落站与所述系绳站之间的对应距离。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述期望的降落站包括降落杆，其中，使所述飞行器降落在所述期望的降落站上包括使所述飞行器联接到所述降落杆。
18.根据权利要求15所述的方法，还包括当所述飞行器在侧风飞行模式下操作时，利用至少一个混合电动机产生电力。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括从多个降落站中选择期望的降落站，其中，所述多个降落站中的每个降落站联接到所述系绳站，其中，至少三个降落站布置在所述系绳站周围，在相邻的降落站之间具有120度的方位角间隔，其中，所述降落站中的至少一个通过单锚腿系泊或多锚腿系泊而锚固到海底。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，选择期望的降落站包括接收指示风速和风向的信息，其中，选择期望的降落站基于风速和风向。
21.一种方法，包括：
接收关于以下中的至少一个的信息：飞行器的可能降落位置或飞行器的飞行状况，其中，所述飞行器通过系绳联接到系绳站，其中，所述系绳站被配置为漂浮在水体上；
基于接收到的信息，识别所述飞行器的目标降落位置；和
使所述飞行器降落在所述目标降落位置。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，关于可能降落位置的信息包括以下中的至少一个：可能降落位置的位置数据、可能降落位置处的风速、可能降落位置处的风向或者可能降落位置处的水况。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，关于所述飞行器的飞行状况的信息包括以下中的至少一个：飞行器的位置数据、飞行器的空速、飞行器处的风速，飞行器的地面速度、飞行器的航向、恶劣天气指示或维护指示。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，接收到的信息包括关于多个可能降落位置的信息，并且其中，识别所述目标降落位置包括从所述多个可能降落位置中选择所述目标降落位置。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，所述可能降落位置包括以下中的至少一个：降落站或水面，其中，所述降落站被配置为漂浮在水体上。
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