CN110345005A - 柱形浮标平台 - Google Patents

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CN110345005A CN201910676406.4A CN201910676406A CN110345005A CN 110345005 A CN110345005 A CN 110345005A CN 201910676406 A CN201910676406 A CN 201910676406A CN 110345005 A CN110345005 A CN 110345005A
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Abstract

一种海上的空中风力涡轮系统包括：飞行器，导电绳缆，具有固定到飞行器的第一端和固定到平台的第二端；可旋转的绕线架，定位在平台上；飞行器停放地，从平台延伸，其中平台定位在柱形浮标的顶部上。

Description

柱形浮标平台
本申请是申请人：X开发有限责任公司的中国发明专利申请201480071795.3(发明名称：柱形浮标平台，国际申请号：PCT/US2014/070937，国际申请日：2014年12月17日，进入中国国家阶段日期：2016年6月30日)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种海上的空中风力涡轮系统，并尤其涉及一种柱形浮标平台。
背景技术
除非这里另外地指示，在本部分中描述的内容不是相对于本申请中的权利要求的现有技术，并且不由于包括在本部分中而被承认是现有技术。
发电系统可以将化学能量和/或机械能量(例如动能)转变成电能用于各种应用，诸如公用系统。作为一个示例，风能系统可以将运动的风能转变成电能。
使用风力涡轮作为产生能量的方式已经被使用很多年。常规的风力涡轮一般包括位于塔架顶上的大的涡轮叶片。制造、竖立、维护和保养这样的风力涡轮机塔架和风力涡轮的成本是相当大的。
对于可用于利用风能作为动力的昂贵的风力涡轮机塔架的一种替代物是使用通过导电绳索附接到地面站的飞行器。这样的替代物可以被称为空中风力涡轮或AWT。
发明内容
现在，海上的空中风力涡轮系统提供在之前无法获得的深海应用中利用风能作为动力的可行方法。一种空中风力涡轮系统设置在系泊到海底的柱形浮标之上。空中风力涡轮系统包括连接到导电绳缆的航空翼，该导电绳缆传输由航空翼产生的电到柱形浮标上的平台，其中所述电经由电缆传输到陆地并在某些情形下传输到电网上。电力也可以被局域地使用，例如用于在海洋的底部使铝变形或压缩空气到受压缩的空气罐中。这种空中风力涡轮系统不需要附接到海底的大型塔架，因此适合于使用在深海位置，因为它使用可通过泊船线简单地系泊到海底的漂浮的浮标。
在另一个方面中，一种海上的空中风力涡轮系统被提供为包括：飞行器；导电绳缆，具有固定到飞行器的第一端和固定到平台的第二端；可旋转的滚筒，定位在平台上；飞行器停放地，从平台延伸，其中该平台定位在柱形浮标的顶部上。
在另一个方面中，一种柱形浮标被提供为包括：竖直取向的主构件，其中该主构件配置为支撑定位在主构件的上端上的空中风力涡轮系统；压载物，在主构件的下端，其中导电绳缆的第二端可附接到平台，并且其中飞行器可附接到该绳缆的第一端。
通过阅读以下的详细描述并参照适合的附图，这些和其它的方面、优点和替代将对于本领域普通技术人员变得明显。
附图说明
图1是根据示例实施方式的海上的空中风力涡轮10的透视图，该风力涡轮10包括通过导电绳缆30附接到柱形浮标平台的飞行器20。
图2是图1所示的飞行器20的近距离透视图。
图3是根据示例实施方式的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120定位在停放地54上，导电绳缆30将柱形浮标平台50附接到飞行器120。
图4是根据示例实施方式的图3所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，起伏板64定位在柱形浮标的主构件50上。
图5是根据示例实施方式的图3所示的海上的空中风力涡轮10的透视图，柱形浮标平台50朝向飞行器120倾斜。
图6A是根据示例实施方式的图5所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120停放在柱形浮标平台50的停放地54上。
图6B是根据示例实施方式的图6A所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器从位于柱形浮标平台50上的可旋转的绕线架53解开。
图6C是根据示例实施方式的图6A和图6B所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120转变为侧风飞行。
图7A是根据示例实施方式的图6A-图6C所示的柱形浮标平台50的俯视图，绳缆30从可旋转的绕线架53延伸，停放平台95在相对于柱形浮标平台50的分支臂58的第一位置。
图7B是根据示例实施方式的图6A-图6C所示的柱形浮标平台50的俯视图，绳缆30从可旋转的绕线架53延伸，停放平台95在相对于柱形浮标平台50的分支臂58的第二位置。
图7C是根据示例实施方式的图6A-图6C所示的柱形浮标平台50的俯视图，绳缆30从可旋转的绕线架53延伸，停放平台95在相对于柱形浮标平台50的分支臂58的第三位置。
图8A是根据示例实施方式的具有设置在顶部的绕线架53和停放板54的可选的柱形浮标平台150的侧视图。
图8B是图8A所示的柱形浮标平台150的俯视图。
图9A是柱形浮标平台的侧视图，飞行器120处于停放位置，主构件52偏向左边。
图9B是图9A所示的柱形浮标平台的侧视图，飞行器120在飞行中并且主构件52朝向飞行器偏向右边。
具体实施方式
这里描述了示例方法和系统。这里描述的任何示例实施方式或特征不一定被解释为优选或优越于其它的实施方式或特征。这里描述的示例实施方式不意在进行限制。将易于理解，所公开的系统和方法的某些方面可以以多种不同的配置来布置和组合，它们都在这里被考虑到。
此外，附图所示的特定的布置不应被看作是进行限制。应当理解，其它的实施方式可以包括给定附图所示的或多或少的每个元件。此外，示出的元件中的一些可以被结合或省略。此外，示例实施方式可以包括没有在附图中示出的元件。
1.概述
示例实施方式涉及可用于风能系统诸如空中风力涡轮或AWT中的飞行器。具体地，说明性的实施方式可以涉及利用飞行器的方法和系统或采取利用飞行器的方法和系统的形式，该飞行器利用导电绳缆附接到地面站。
风能系统诸如AWT可以用于将风能转变成电能。AWT是可包括飞行器的基于风的能量产生装置，该飞行器由安装有涡轮的刚性翼构造。飞行器可以是可操作的以在地面(或水)之上在越过风的路径(诸如基本上圆形的路径)上飞行，以将运动的风能转变成电能。在这样的侧风飞行中，飞行器以类似于风力涡轮的尖端的圆形图案越过风飞行。附接到刚性翼的转子可以用于通过使该翼慢下来而产生电力。具体地，穿过涡轮叶片运动的空气可以强制使叶片旋转，驱动发电机产生电。飞行器还可以经由导电绳缆连接到地面站，该导电绳缆将由飞行器产生的电力传输到地面站并在某些情形下传输到电网上，或者被局部地使用。
当期望使飞行器着陆时，导电绳缆可以缠绕到地面站中的线轴或绕线架上，该线轴或绕线架朝向地面站上的停放地收回飞行器。在着陆在停放地上之前，飞行器可以从飞行模式转变为悬停模式。在飞行器转变为悬停模式之后，绳缆可以缠绕到绕线架上，直到飞行器停留在停放地上。
空中风力涡轮可以提供优于常规风力涡轮的显著优点。例如，空中风力涡轮可以在地面之上500米的距离处飞行，这里风比常规风力涡轮所在的更靠近地面处(例如70米)显著地更强。500米处的风可以提供70米处的风的两倍的电力。此外，常规风力涡轮一般需要巨大的叶片和大型的塔架以支撑叶片。与空中风力涡轮相比，制造、运输和保养叶片和塔架是非常昂贵的。
此外，常规风力涡轮一般需要变速箱以增大旋转的涡轮叶片的每分钟转数(“rpm”)到可用于发电机的速度。变速箱会是昂贵的并易于出故障。在示例的AWT中，飞行器可以以100-150英里每小时飞行，小得多的螺旋桨以1000rpm的速率旋转，从而不需要变速箱。此外，由于不需要大型的塔架和大的涡轮叶片的内部，空中风力涡轮的材料成本小于常规风力涡轮的成本的十分之一。
然而，空中风力涡轮可以提供优于常规风力涡轮的另一个显著的优点，当其变为海上发电时。具体地，强且一致的风可以在深海位置(例如，在30米深或更深的水中)发现。然而，由于由其旋转的叶片引起的大的回旋负载，常规风力涡轮的顶部会不能忍受可由于风、水流和波浪引起的摇摆。如果漂浮的平台用来支撑常规风力涡轮，则这会需要极大量的压载物以防止风力涡轮的顶部由于波浪作用、水流和/或风而摇摆。因此，用于常规平台的漂浮平台会是不可行的。
因此，对于海上应用，常规风力涡轮一般具有从海面之上向下延伸到海底的塔架。因此，水越深，塔架的尺寸越大，由旋转的涡轮叶片引起的关于塔架的底部的力矩越大。因此，对于深水应用使用常规风力涡轮会是不可行的。具体地，建造和/或安装这样的塔架的成本会在许多海上位置是令人望而却步的昂贵。
示例实施方式指向一种柱形浮标平台，其可以锚定到海底，并且其可以用于在海上位置的空中风力涡轮系统中。对于空中风力涡轮系统，飞行器通过绳缆附接，该绳缆延伸到水平面附近的浮筒平台的顶部，所以没有由飞行的飞行器引起的大的力矩，不同于常规风力涡轮中由塔架的顶部上的旋转的叶片引起的关于塔架的底部的力矩。而且，该力矩保持不变而与水的深度无关，因为绳缆延伸到刚好在海平面之上的平台，而不是到海底。这在深海应用中是特别有利的。
此外，柱形浮标不必是像常规风力涡轮所需的一样的巨大浮标，因为当飞行器在飞行时空中风力涡轮系统对由波浪作用或风引起的浮标的顶部处的摇摆不敏感。换句话说，在侧风飞行期间，这可以是不重要的，如果浮标的顶部在水面之上摇摆。然而，浮标平台的顶部应当在飞行器的着陆期间是稳定的。
压载物或质量块可以提供在柱形浮标的底部以帮助将浮标保持在竖直位置从而提供稳定性。质量块可以是位于浮标的底部的水、填充物、钢或混凝土以提供稳定性。柱形浮标应当是足够稳定的以在飞行器的发射和着陆期间保持竖直。
柱形浮标可以通过线绳附接到被锚定到海底的系泊用具，该线绳可以有利地附接到从柱形浮标延伸的分支臂。通过这种布置，当飞行器在侧风飞行中飞行时，飞行器朝向飞行器拖拉柱形浮标的顶部使得柱形浮标偏置而朝向飞行器倾斜。此外，通过分支臂，飞行器的拉力提供延伸穿过绳缆、分支臂和线绳的更笔直的拉伸负荷到系泊用具。因此，可以减小由飞行器的拖拉引起的力矩，并且柱形浮标不遭受在常规风力涡轮中发现的在塔架的底部处的大的弯曲力矩。
能够倾斜也是一个优点，因为飞行器成环地飞行，其中飞行器对于环的部分在爬升，并对于环的部分在下降。因此通过具有你实际上提升和降低整个柱形浮标的系统，能量被存储。因此，优于柱形浮标能够倾斜并比基于陆地的设计更顺应，所以势能可以被储存，这帮助使飞行器产生的能量变平稳。因此，飞行器上的电机以更一致的水平工作。
此外，当飞行器在循环的飞行时，浮标的振荡可能追随飞行器的运动，使得存在飞行器在上行程上并且浮标向下运动的情况，对下冲程反之亦然。这种相对运动会阻尼飞行器的运动以及浮标的振荡。最终结果可以使得能量产生更稳定，由于通常存在振荡(对上行程更多的电力产生，对下冲程更少的电力产生)。有利地，飞行器可以建造为具有落在该结构的相同结构的非灵敏区内的飞行一圈的周期，如50或100年波浪周期，其也必须在结构刺激方面避免。例如，50年波浪的周期可以是17秒，由AWT飞行一圈的周期可以取决于风速在10和20秒之间，柱形浮标可以构建为在响应于35秒周期的拉伸或波作用方面具有最显著的共振。
此外，柱形浮标提供在水位线处(和以下)的小的横截面以最小化波浪能量的传输以及因此波浪作用对柱形浮标的影响。另一个考虑因素是，会期望将浮标定位在水流和波浪力在与风力不同的方向上。
柱形浮标平台具有基于其质量和吃水线直径的固有共振，使得当风可以在不同频率吹动时它将以特定的频率在水中上下飘动。因此，柱形浮标系统应当被相对良好地阻尼使得它既不随波浪运动也不随飞行器的运动强烈地共振。有益地，共振频率可以设定在被波浪运动或由飞行器的飞行以及力的拉伸和方向的变化引入的那些频率之外。起伏板可以关于柱形浮标水平地定位以提供阻尼。该结构在吃水线处的直径可以被改变以实现该系统的有益的响应。有益地，起伏板可以配置为以便阻尼平台中的起伏运动，但是被水平地放置从而限制该平台的俯仰运动的阻尼，这可以在飞行器成环地飞行时仅通过对于阻尼的部分损失而帮助储存能量。
当绳缆在着陆过程期间朝向平台卷回时，绕线架可以用于储存绳缆。在示例中，绕线架可以关于水平轴旋转。当绳缆被缠绕在绕线架上时，浮标可以朝向飞行器倾斜使得绳缆处于垂直于绕线架的一角度处。柱形浮标平台可以包括利用停放支撑件从柱形浮标的顶部延伸的停放地。在一些实施方式中，停放地和停放支撑件可以关于柱形浮标的顶部旋转以在着陆和发射期间允许停放地的期望的定位。然而，本柱形浮标设计可以有利地允许不旋转的停放地。具体地，柱形浮标可以以这样的方式漂浮使得柱形浮标追随风。当飞行器被收回时，停放地可以位于绳缆被缠绕到绕线架上的路径中，柱形浮标和停放地可以在飞行器被收回时只是在周围浮动并追随飞行器。以这样的方式，停放地将总是保持在用于飞行器的着陆的适合位置。
以这样的方式，通过旋转并追随飞行器，柱形浮标平台可以消除偏航轴，这可以允许柱形浮标平台的塔架关于其系泊用具的运动以稳定停放地沿其偏航轴的运动，诸如在方位角上的运动。
2.说明性的海上的空中风力涡轮
如图1-图2中公开的，根据示例实施方式的海上的空中风力涡轮系统10被公开。海上的空中风力涡轮系统10是基于风的能源产生装置，其包括由刚性翼22构造的飞行器20，刚性翼22具有安装的涡轮40a、40b，该飞行器20在交叉风的路径诸如基本上圆形的路径上飞行。在示例实施方式中，飞行器20可以在水面之上的250和600米之间飞行以将运动的风能转变成电能。然而，飞行器可以在其它的高度飞行而没有脱离本发明的范围。在侧风飞行中，飞行器20以类似于风力涡轮的尖端的环形图案交叉风飞行。附接到刚性翼22的转子40a和40b用来通过使翼22慢下来而产生电力。运动经过涡轮叶片的空气强制它们旋转，驱动发电机产生电。飞行器20经由导电绳缆30连接到柱形浮标平台50，该绳缆30将由飞行器20产生的电力传输到柱形浮标平台50，以及到电网上。
如图1所示，飞行器20可以连接到绳缆30，绳缆30可以连接到柱形浮标平台50。在此示例中，绳缆30可以在柱形浮标平台50上的一个位置附接到柱形浮标平台50，并利用系绳32a、32b和32c在飞行器20上的三个位置附接到飞行器20。然而，在另一些示例中，绳缆30可以在多个位置附接到柱形浮标平台50和/或飞行器20的任何部分。
柱形浮标平台50可以用于固定和/或支撑飞行器20直到它处于工作模式。柱形浮标平台50可以包括可在水面上延伸大约15米的竖直取向的主构件52。柱形浮标平台50还可以包括可关于绕线架轴55旋转的绕线架53，用于通过缠绕绳缆30到可旋转的绕线架53上而收回飞行器20。在此示例中，绕线架53是水平地取向的，尽管绕线架还可以竖直地取向(或成一角度)。此外，柱形浮标平台50可以进一步配置为在着陆期间接收飞行器20。例如，停放支撑构件56a和56b附接到停放板54并从可旋转的绕线架53向外延伸。当绳缆30缠绕到绕线架53上并且飞行器20朝向柱形浮标平台50收回时，飞行器20可以停放在停放板54上。柱形浮标平台50可以由能够在悬停飞行、向前飞行或侧风飞行时适当地保持附接到柱形浮标的飞行器20的任何材料形成。
绳缆30可以将由飞行器20产生的电能传输到柱形浮标平台50，该电能可以然后经由电缆传输到陆地并到电网上。此外，绳缆30可以传输电到飞行器20以便在起飞、着陆、悬停飞行和/或向前飞行期间向飞行器20供电。绳缆30可以以任何形式并使用可允许由飞行器20产生的电能的传输、运送和/或获得和/或传输电到飞行器20的任何材料构造。绳缆30也可以配置为在飞行器20处于工作模式时承受飞行器20的一个或多个力。例如，绳缆30可以包括配置为当飞行器20在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行时承受飞行器20的一个或多个力的芯。芯可以由任何高强度的纤维或碳纤维杆构造。在某些示例中，绳缆30可以具有固定的长度和/或可变的长度。例如，在一个示例中，绳缆具有500米的固定长度。
飞行器20可以包括各种类型器件或采取各种类型器件的形式，诸如风筝、直升飞机、翼和/或飞机，在其它的可能性当中。飞行器20可以由金属、塑料和/或其它的聚合物的固体结构形成。飞行器20可以由允许高推重比和电能产生的任何材料形成，其可以用于公共应用中。另外，该材料可以被选择以允许能够处理在风速和风向上的大的和/或突然的改变的快速的变硬(lightning harden)、冗余的和/或容错的设计。其它的材料也是可以的。
如图1所示并在图2中更具体地，飞行器20可以包括主翼22、转子40a和40b、尾梁或机身24以及尾翼26。这些部件的任一个可以成形为允许利用抵抗重力的升力的部件的使用和/或使飞行器20向前运动的任何形式。
主翼22可以提供用于飞行器20的主要升力。主翼22可以是一个或多个刚性的或柔性的机翼，并可以包括各种控制面诸如小翼、风门、舵、升降舵等。控制面可以用于在悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行期间稳定飞行器20和/或减少飞行器20的阻碍。主翼22可以是用于飞行器20进行悬停飞行、向前飞行和/或侧风飞行的任何适合的材料。例如，主翼20可以包括碳纤维和/或无碱玻璃。
转子连接器43可以用于连接上转子40a到主翼22，转子连接器41可以用于连接下转子40b到主翼22。在某些示例中，转子连接器43和41可以采取一个或多个塔状物的形式或在形式上类似于一个或多个塔状物。在此示例中，转子连接器43和41布置为使得上转子40b定位在翼22之上并且下转子40a定位在翼22下面。
转子40a和40b可以配置为驱动一个或多个发电机用于产生电能的目的。在此示例中，转子40a和40b可以每个包括一个或多个叶片45，诸如三个叶片。一个或多个转子叶片45可以经由与风相互作用而旋转并可用于驱动一个或多个发电机。此外，转子40a和40b也可以配置为在飞行期间提供推力到飞行器20。通过这种布置，转子40a和40b可以用作一个或多个推进单元，诸如螺旋桨。尽管转子40a和40b在此示例中被示出为四个转子，但是在其它的示例中飞行器20可以包括任何数目的转子，诸如少于四个转子或多于四个转子，例如六个或八个转子。
返回参照图1，当期望使飞行器20着陆时，绕线架53旋转以朝向柱形浮标平台50上的停放板54收回飞行器20，并且导电绳缆30被缠绕到绕线架53上。在停放板54上着陆之前，飞行器20从飞行模式转变为悬停模式。绕线架53进一步旋转以进一步缠绕绳缆30到绕线架53上直到飞行器20停放在停放板54上。
3.柱形浮标平台的说明性的示例
图3和图4示出海上的空中风力涡轮10的示例实施方式，其包括具有机身124的飞行器120。飞行器120被示出为停放在从附接到柱形浮标平台50的停放支撑件56a延伸的停放板54上。导电绳缆30被示出为从关于水平绕线架轴55旋转的可旋转的绕线架53延伸。可旋转的绕线架53定位在柱形浮标52的主构件的上端52顶上。柱形浮标平台50通过位于柱形浮标52的主构件的底部处的压舱物53稳定。分支臂58从柱形浮标52的主构件的顶部52a延伸，其延伸到定位在分支臂58和下臂59的交叉处的连接点60，下臂59连接到柱形浮标的主构件的底部。线绳70的第一端附接到锚定到海底80的泊船线72和74，线绳70的第二端附接到连接点60。柱形浮标52的主构件在吃水线处(和以下)具有小的横截面62，这最小化从经过主元件52的水90的波浪或水流的力的能量传递。
压舱物或质量块53可以提供在柱形浮标的主元件52的底部以帮助保持浮标在竖直位置从而提供稳定性。质量块可以是定位在浮标的底部的水、填充物、钢或混凝土以提供稳定性。柱形浮标应当是足够的稳定的以在飞行器20的发射和着陆期间保持竖直。
图5示出图1-图4所示的海上的空中风力涡轮系统10，示出处于飞行状态的飞行器20。在此示例中，飞行器20通过延伸到水平面附近的柱形浮标平台50的顶部的绳缆30附接，所以没有由飞行的飞行器20引起的大的力矩，不同于常规风力涡轮中由塔架的顶部上的旋转的叶片引起的关于塔架的底部的力矩。此外，该力矩保持不变而与水90的深度无关，因为绳缆30延伸到刚好在海平面之上的柱形浮标平台50，而不是到海底(如常规风力涡轮的情形)。这在深海应用中是特别有利的。
在图5中，飞行器20在其飞行时的拉力和附接的绳缆30施加趋向于以角度α使柱形浮标平台50朝向飞行器20倾斜的力。能够倾斜也是有益的，因为飞行器20成环地飞行，其中飞行器20对于环的部分在爬升，对于环的部分在下降。所以通过具有实际上提升和降低整个柱形浮标平台50的系统，能量被储存。因此，由于柱形浮标平台50能够倾斜并比基于陆地的设计更顺应，所以势能能够被储存，这帮助使飞行器20输出的能量变平。因此，飞行器20上的电机可以以更一致的水平工作。这个有利的方面必须与避免平台的强的共振(其会增大负荷)的需求保持平衡，存在系统参数的最理想的或最适宜的范围以实现一定量的电力平衡同时避免不希望的负荷。例如，翼的频率可以显著地在各种激发轴上或沿特定的本征模式的平台的谐振模式之外或充分地在所述平台的谐振模式之前。然而，如果该系统被制作为具有不同的飞行响应，则两个有益的方面可以有可能被保持。例如，当以飞行角度倾斜并置于飞行深度时或当泊船线处于飞行拉紧时浮标的更大的吃水线面积可以导致显著更快的俯仰响应以及更小的阻尼，与当浮标更竖直并且该系统被停放时相比。
柱形浮标平台50可以通过线绳70附接到锚定到海底的泊船线72和74，线绳70可以有利地附接到从柱形浮标平台50的主元件22的顶部52a延伸的分支臂58。通过这种布置，当飞行器20在侧风飞行中飞行时，飞行器20朝向飞行器20拖拉柱形浮标平台50的顶部使得柱形浮标平台50偏置为朝向飞行器20倾斜。此外，通过分支臂58，飞行器20的拉力提供延伸穿过绳缆30、分支臂58和线70的更笔直的拉伸负荷到泊船线72和74。因此，可以减小由飞行器20的拖拉引起的力矩，柱形浮标平台50不遭受在常规风力涡轮中发现的在塔架的底部处的大的弯曲力矩。
此外，柱形浮标平台50不必是像常规风力涡轮所需的那样的巨大浮标，因为当飞行器20在飞行时空中风力涡轮系统10对由波浪作用或风引起的浮标的顶部处的摇摆不敏感。换句话说，在侧风飞行期间，即使柱形浮标平台50的顶部在水面之上摇摆也不要紧，只要柱形浮标平台50的顶部在飞行器20的着陆期间是稳定的。
返回参照图4，如上所述，柱形浮标平台50可以具有基于其质量和吃水线直径的固有共振，使得当风可能以不同的频率吹动时它将以特定的频率在水90中上下浮动。因此，柱形浮标平台50应当被相对良好地阻尼使得它超过柱形浮标主要地跟随飞行器20的运动的临界频率。为了提供对于柱形浮标平台50的阻尼，起伏板64可以关于柱形浮标的主元件52水平地定位。
图6A-图6C示出图5所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120被示出在不同的位置。图6A是根据示例实施方式的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120停放在柱形浮标平台50的停放板54上。飞行器120被示出为停放在从附接到柱形浮标平台50的停放支撑件56a延伸的停放板54上。导电绳缆30被示出为从关于水平的绕线架轴55旋转的可旋转的绕线架53延伸到飞行器120的翼122。可旋转的绕线架53定位在柱形浮标52的主构件的上端52a顶上。柱形浮标平台50通过位于柱形浮标52的主构件的底部处的压载物53稳定。分支臂58从柱形浮标的主构件52的顶部52a延伸，其延伸到定位在分支臂58和下臂59的交叉处的连接点60，下臂59连接到柱形浮标平台50的主构件52的底部。线绳70的第一端附接到锚定到海底80的泊船线72和74，线绳70的第二端附接到连接点60。柱形浮标52的主构件在吃水线(和以下)具有小的横截面62，这最小化从主元件52旁边经过的水90的波浪的能量传递。
图6B是图6A所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120从定位在柱形浮标平台50上的可旋转的绕线架53解开。可旋转的绕线架53可以用于在着陆过程期间在绳缆30朝向柱形浮标平台50卷回时储存绳缆30。在优选的实施方式中，绕线架53可以关于水平轴55旋转。当绳缆30被缠绕在绕线架53上时柱形浮标平台50可以朝向飞行器120倾斜使得绳缆30处于垂直于绕线架53的轴55的角度处。柱形浮标平台50可以包括利用停放支撑件56a(和56b)从柱形浮标52a的顶部延伸的停放板54。
图6C是根据示例实施方式的图6A和图6B所示的海上的空中风力涡轮10的侧视图，飞行器120转变为侧风飞行。
图7A是根据示例实施方式的图6A-图6C所示的柱形浮标平台50的俯视图，绳缆30从可旋转的绕线架53延伸，停放平台95在相对于柱形浮标平台50的分支臂58的第一位置附接到停放支撑件56a和56b，停放支撑件56a和56b附接到停放板54和停放杆54a。
图7B是根据示例实施方式的图6A-图6C所示的柱形浮标平台50的俯视图，绳缆30从可旋转的绕线架53延伸，停放平台95在相对于柱形浮标平台50的分支臂58的第二位置附接到停放支撑件56a和56b，停放地支撑56a和56b附接到停放板54和停放杆54a。
图7C是根据示例实施方式的图6A-图6C所示的柱形浮标平台50的俯视图，绳缆30从可旋转的绕线架53延伸，停放平台95在相对于柱形浮标平台50的分支臂58的第三位置附接到停放支撑件56a和56b，停放支撑件56a和56b附接到停放板54和停放杆54a。
在图7A-图7C所示的实施方式中，停放平台95、停放支撑件56a和56b以及停放板54可以关于柱形浮标平台50的主元件52的顶部52a旋转以允许在着陆和发射期间停放板54的期望定位。
然而，本柱形浮标平台设计可以有利地允许不旋转的停放板54。具体地，柱形浮标平台50可以以这样的方式在水90中漂浮使得柱形浮标平台50跟随风。当飞行器被120收回时，停放板54可以位于绳缆30被缠绕在绕线架53上的路径中，并且柱形浮标平台50(如图7A所示)和停放板54可以只是在柱形浮标平台50的顶部周围漂浮并在飞行器120被收回时跟随飞行器120。以这样的方式，停放板54将总是保持在适合于飞行器着陆的位置，可以去除对可旋转的停放平台的需求。
图8A和图8B是根据示例实施方式的可选的柱形浮标平台150的视图，该柱形浮标平台150具有可绕轴55旋转的绕线架53和定位在顶部160上的停放板54。向下延伸的腿152、154和156在顶部160下面延伸并连接到交叉构件158a、158b和158c。泊船线72、74和76用来相对于风、水流或波浪作用将柱形浮标平台定位在期望的位置。
图1-图8所示的柱形浮标平台可以具有为飞行器飞行一圈的时间的0.5和2倍之间的振动频率。具体地，柱形浮标平台可以具有在约10和20秒之间的不灵敏区。如果飞行器还以10-20秒的一圈周期(取决于风)飞行，该平台适于两者。因此，在一些实施方式中，平台可以具有10-20秒的振动频率，飞行器飞行一圈的周期为10-20秒。
图9A是柱形浮标平台的侧视图，飞行器120处于停放位置。通过飞行器120停放在柱形浮标平台上，主构件52被示出为在第一取向上偏向左边。图9B是图9A所示的柱形浮标平台的侧视图，飞行器120在飞行中，当飞行器在飞行模式时主构件52偏向右边并在第二取向上朝向飞行器处于离开垂直的角度。因此，当飞行器被停放时与当飞行器成环地飞行时相比，平台具有实质上不同的取向。
此外，柱形浮标平台可以配置为使得在第一停放取向的吃水线的位置低于(或高于)当飞行器飞行时在第二取向的吃水线的位置。来自柱形浮标的响应可以在飞行负载下改变以通过吃水线水平、滚动或俯仰角的变化或绳缆张力的变化而减小阻尼并增加由飞行器储存的能量。
4.结论
以上详细说明参照附图描述所公开的系统、装置和方法的各种特征与功能。虽然这里已经公开各种方面和实施方式，但是其它的方面和实施方式将对于本领域技术人员是显然的。这里公开的各种方面和实施方式是为了说明的目的，而不意在进行限制，实际的范围和精神由以下的权利要求书指示。

Claims (15)

1.一种海上的空中风力涡轮系统，包括：
飞行器；
导电绳缆，具有固定到所述飞行器的第一端和固定到平台的第二端；
可旋转的绕线架，定位在所述平台上；
飞行器停放地，从所述平台延伸；
其中，所述平台定位在柱形浮标的顶部上，
其中，分支臂从所述柱形浮标的上部部分成角度向下延伸；以及
其中，泊船线附接到所述分支臂的向下和向外延伸的下端。
2.如权利要求1所述的系统，其中，下臂附接到所述分支臂的下端，并且所述下臂也附接到所述柱形浮标的下部部分。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述泊船线附接到所述分支臂和所述下臂的交叉处。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述飞行器处于侧风飞行，所述柱形浮标的顶部指向所述飞行器。
5.如权利要求3所述的系统，其中，所述连接点定位在所述分支臂的下端和所述下臂之间的交叉处。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述飞行器被收入，所述绳缆被缠绕在可旋转的绕线架上，所述飞行器停放地定位在绳缆被缠绕在所述可旋转的绕线架的路径中。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述可旋转的绕线架具有水平的旋转轴。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述平台具有在所述飞行器飞行一圈的周期的0.5和2倍之间的振动频率。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述平台具有10-20秒的振动频率，并且所述飞行器飞行一圈的时间是10-20秒。
10.如权利要求1所述的系统，其中，当所述飞行器停放在飞行器停放地上时，所述柱形浮标具有第一取向，当所述飞行器在飞行模式时，所述柱形浮标具有第二取向。
11.如权利要求10所述的系统，其中，当所述飞行器在飞行模式时，所述柱形浮标在第二取向朝向所述飞行器处于离开竖直的角度。
12.如权利要求10所述的系统，其中，处于所述第一取向的所述柱形浮标的吃水线水平面不同于处于第二取向的吃水线水平面。
13.如权利要求10所述的系统，其中，来自所述柱形浮标的响应在飞行负载下改变以通过吃水线水平面、滚动或俯仰角的变化或绳缆张力的变化而减小阻尼并增大由所述飞行器储存的能量。
14.一种海上的空中风力涡轮系统，包括：
飞行器；
导电绳缆，具有固定到所述飞行器的第一端和固定到平台的第二端；
可旋转的绕线架，定位在所述平台上；
飞行器停放地，从所述平台延伸；
其中，所述平台定位在柱形浮标的顶部上，
其中，分支臂从所述柱形浮标的上部部分成角度向下延伸；
其中，下臂附接到所述分支臂的下端，所述下臂也附接到所述柱形浮标的下部部分；
其中，所述分支臂包括在分支臂的下端上的连接点，用于附接到泊船线；以及
其中，飞行器的拉力导致拉伸负荷轴向延伸通过分支臂和附接到所述分支臂的下端的泊船线。
15.一种海上的空中风力涡轮系统，包括：
飞行器；
导电绳缆，具有固定到所述飞行器的第一端和固定到平台的第二端；
可旋转的绕线架，定位在所述平台上；
飞行器停放地，从所述平台延伸；
其中，所述平台定位在柱形浮标的顶部上，
其中，当所述飞行器停放在飞行器停放地上时，所述柱形浮标具有第一取向，当所述飞行器在飞行模式时，所述柱形浮标具有第二取向；
其中，当所述飞行器在飞行模式时，所述柱形浮标在第二取向朝所述飞行器倾斜；以及
其中，所述柱形浮标在与第二取向下的方向相反的第一取向下的方向上倾斜。
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