ES2949868T3 - Estrategia para salvaguardar un dirigible en caso de sobrecalentamiento de su generador solar - Google Patents

Estrategia para salvaguardar un dirigible en caso de sobrecalentamiento de su generador solar Download PDF

Info

Publication number
ES2949868T3
ES2949868T3 ES20210123T ES20210123T ES2949868T3 ES 2949868 T3 ES2949868 T3 ES 2949868T3 ES 20210123 T ES20210123 T ES 20210123T ES 20210123 T ES20210123 T ES 20210123T ES 2949868 T3 ES2949868 T3 ES 2949868T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
balloon
stratospheric
airship
steerable
solar generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES20210123T
Other languages
English (en)
Inventor
Hervé Renault
Jean-Pierre Prost
Magali Mesrine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2949868T3 publication Critical patent/ES2949868T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/40—Balloons
    • B64B1/42—Construction or attachment of stabilising surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/38—Controlling position of centre of gravity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/02—Non-rigid airships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60L8/003—Converting light into electric energy, e.g. by using photo-voltaic systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/40—Balloons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/30—Aircraft characterised by electric power plants
    • B64D27/35—Arrangements for on-board electric energy production, distribution, recovery or storage
    • B64D27/353—Arrangements for on-board electric energy production, distribution, recovery or storage using solar cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/10—Air crafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Globo dirigible estratosférico (1) que comprende una envoltura flexible (2) provista de un generador solar (6) dispuesto en la parte superior de la envoltura flexible (2) destinada a ser iluminada en vuelo por el sol, comprendiendo el dirigible (1): - al menos un dispositivo (7) para gestionar la posición del centro de gravedad del dirigible; - al menos un dispositivo (5) para estabilizar la actitud del dirigible; y- un módulo (8) para el control acoplado de dichos dispositivos (7, 5), configurado para controlar, cuando la velocidad de movimiento del dirigible (1) con respecto al aire circundante es inferior a un primer umbral (S1) y/ o la temperatura del generador solar es superior a un segundo umbral (S2), el dirigible (1) de manera que gira aproximadamente media vuelta alrededor de su eje longitudinal (AL), permitiendo proteger al generador solar (6) durante iluminación del sol. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estrategia para salvaguardar un dirigible en caso de sobrecalentamiento de su generador solar
La invención se refiere a plataformas dirigibles con envoltura flexible, comúnmente llamado tipo "blimp" en inglés, equipado con un generador solar.
En su gran mayoría, los dirigibles troposféricos no utilizan generadores solares sino una fuente de energía no renovable como el queroseno. La troposfera se encuentra entre la superficie terrestre y la estratosfera, y la estratosfera es la segunda capa de la atmósfera terrestre, entre la troposfera (abajo) y la mesosfera (arriba). El límite superior de la troposfera, la tropopausa, se encuentra a una altitud de aproximadamente 8 a 15 kilómetros, dependiendo de la latitud y la estación.
Los generadores solares, por otro lado, son comunes en dirigibles estratosféricos, como por ejemplo en el documento US 6 540 178 B1. Es conocido implementar el control térmico del generador solar en base a la instalación de intercambiadores y protecciones térmicas integradas en el generador solar, descrito, por ejemplo, en "Thermal protection method of the solar array for stratospheric airships" de Junhui Meng, Zhongbing Yao, Huafei du, Mingyun Lv en Applied Thermal Engineering 111 (2017) 802-810. El impacto en términos de masa de una solución de este tipo es, por tanto, significativo, cuando no prohibitivo, a la hora de lograr el rendimiento deseado para este tipo de globos dirigibles, en cuanto a la altitud, velocidad y disponibilidad, lo que pone en duda su viabilidad.
Además, el calentamiento excesivo del generador solar puede provenir de una velocidad demasiado baja del globo dirigible en relación con el aire circundante y, por lo tanto, de una convección forzada insuficiente.
Un objeto de la invención es superar los problemas citados anteriormente y, en particular, evitar un calentamiento excesivo del generador solar en caso de una convección forzada demasiado débil.
Se propone, según un aspecto de la invención, un globo dirigible estratosférico que comprende una envoltura flexible provista de un generador solar dispuesto en la parte superior de la envoltura flexible destinada a ser irradiada por el sol durante el vuelo, el globo dirigible que comprende:
- al menos un dispositivo para gestionar la posición del centro de gravedad del globo dirigible;
- al menos un dispositivo de estabilización de la actitud del globo dirigible; y
- un módulo de control acoplado para dichos dispositivos, configurado para controlar, cuando la velocidad de movimiento del globo dirigible con respecto al aire circundante es inferior a un primer umbral y/o la temperatura del generador solar es superior a un segundo umbral, el globo dirigible para que gire sustancialmente media revolución alrededor de su eje longitudinal, para proteger el generador solar de la luz solar.
De este modo, cuando la velocidad del globo en relación con el aire circundante, está por debajo de un primer umbral más allá del cual la regulación térmica por convección con el aire circundante evita el sobrecalentamiento del generador solar, y en consecuencia de la envoltura y su gas, la invención permite evitar la degradación del globo dirigible estratosférico en este caso, en el que la temperatura del generador solar aumenta muy rápidamente si le da el sol. Asimismo, cuando la temperatura del generador solar supera un segundo umbral, o cuando se cumplen las dos condiciones, la invención permite evitar la degradación del globo dirigible estratosférico. La invención permite así evitar, en tales situaciones, una ruptura del generador solar, así como la degradación de la envoltura que lo soporta evitando que sufra daños por aumento de la temperatura del material de la envoltura bajo el generador solar, o por calentamiento del gas portador y aumento de la presión interna y por tanto de las tensiones en la envoltura material. Por lo tanto, dicho globo estratosférico tiene la capacidad de ocultar el generador solar del sol y, por lo tanto, evitar que el generador solar aumente de temperatura bajo el efecto del flujo solar, que relaja así los esfuerzos térmicos y mecánicos asociados. También permite evitar un aumento de los flujos de calor generados hacia la envoltura flexible que podrían dar lugar a su degradación o incluso a su rotura, así como limitar el calentamiento inducido del gas portador en la envoltura flexible por conducción a través de la envoltura, y por tanto, limitar el aumento de la presión interna que también puede conducir a una ruptura de la envoltura.
Por control acoplado se entiende la gestión coordinada del dispositivo de estabilización de la actitud del globo dirigible y del dispositivo de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible. Este acoplamiento incluye también la detección del paso de la velocidad del aire por debajo de un primer umbral predefinido y/o el paso de la temperatura del generador solar por encima de un segundo umbral predefinido.
En un modo de realización, el primer umbral es inferior a 10 ms-1.
En efecto, una velocidad suficientemente elevada permite maximizar la convección forzada y por tanto reducir el impacto térmico del flujo solar sobre el generador solar y sobre la envoltura. La consecuencia es, por tanto, una relajación o flexibilización de las especificaciones de tamaño de estos elementos.
Según un modo de realización, el primer umbral es de 5 ms-1.
Dicho umbral requiere aumentar la especificación de resistencia a la temperatura del generador solar y de la envoltura pero ofrece más margen con respecto a la velocidad máxima del aire alcanzable por el dirigible, lo que reduce las limitaciones impuestas a las posibles maniobras en vuelo.
En un modo de realización, el segundo umbral es inferior a 120 °C, y es por ejemplo de 100 °C.
En un modo de realización, el dispositivo de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible es un dispositivo activo.
El uso de un dispositivo activo de gestión de la posición del centro de gravedad permite optimizar la configuración del dirigible en función de las necesidades, para facilitar las maniobras requeridas durante las distintas fases del vuelo y para hacerlo más resistente a las variaciones del entorno.
Según un modo de realización, el dispositivo activo para gestionar la posición del centro de gravedad del globo dirigible comprende elementos controlados configurados para mover masas.
Por ejemplo, los elementos controlados pueden incluir actuadores y dispositivos de retorno.
Las masas pueden ser elementos a bordo del dirigible de forma específica para realizar esta función, o ser elementos utilizados por el dirigible en vuelo para otras funciones y hechos móviles para añadir esta gestión activa.
El dispositivo activo de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible puede comprender al menos un elemento móvil alrededor de la envoltura.
En un modo de realización, el dispositivo de gestión de la posición del centro de gravedad del globo es un dispositivo pasivo.
Por ejemplo, el dispositivo de gestión pasiva de la posición del centro de gravedad del globo puede comprender un posicionamiento predeterminado de elementos a bordo del globo dirigible, de manera que el centro de gravedad del globo dirigible quede situado entre su eje longitudinal y el generador solar.
Esta gestión pasiva de la posición del centro de gravedad tiene la principal ventaja de ser operativamente más sencilla que el sistema activo, sin implementar ningún mecanismo.
Los elementos de a bordo pueden comprender al menos una batería eléctrica y/o al menos una pila de combustible y/o al menos un depósito de combustible.
Según un modo de realización, el dispositivo de estabilización de la actitud del globo es un dispositivo activo.
Por ejemplo, el dispositivo activo de estabilización de la actitud del dirigible puede incluir superficies aerodinámicas y/o propulsores cardánicos y/o propulsores laterales y/o volantes de inercia.
En un modo de realización, el dispositivo de estabilización de la actitud del globo dirigible es un dispositivo pasivo. Por ejemplo, el dispositivo pasivo de estabilización de la actitud del globo puede ser un impulsor de péndulo inducido por una colocación predeterminada del centro de gravedad del dirigible, fuera del eje longitudinal.
El objetivo es que la colocación del centro de gravedad del globo dirigible para que se ubique en el lado correcto del eje longitudinal según las necesidades, es decir, entre su eje longitudinal y el generador solar ubicado en la parte superior, orientado hacia el sol en caso de una velocidad del aire por debajo del primer umbral, y/o en caso de una temperatura del generador solar por encima del segundo umbral y entre su eje longitudinal y la góndola de carga útil en el caso nominal.
También se propone, según otro aspecto de la invención, un proceso para controlar un globo dirigible estratosférico que comprende una envoltura flexible provista de un generador solar dispuesto en la parte superior de la envoltura flexible destinada a ser irradiada por el sol durante el vuelo, en el que la posición del centro de gravedad del globo dirigible y la estabilización de la actitud del globo dirigible se controlan de manera acoplada de forma que, cuando la velocidad de movimiento del globo dirigible con respecto al aire circundante es inferior a un primer umbral y/o cuando la temperatura del generador solar es superior al segundo umbral, el globo dirigible sustancialmente gira media revolución alrededor de su eje longitudinal que permite proteger el generador solar de la luz solar.
La invención se comprenderá mejor estudiando algunos modos de realización descritos a título de ejemplos no limitativos e ilustrados por los dibujos adjuntos en los que las figuras:
La [Fig. 1] ilustra esquemáticamente un globo dirigible estratosférico, según un aspecto de la invención;
la [Fig. 2a] ilustra esquemáticamente un globo dirigible estratosférico, según un aspecto de la invención;
y la [Fig. 2b] ilustra esquemáticamente un globo dirigible estratosférico, según el aspecto de la invención de la figura 2a;
la [Fig. 3a] ilustra esquemáticamente un globo dirigible estratosférico, según un aspecto de la invención; y la [Fig. 3b] ilustra esquemáticamente un globo dirigible estratosférico, según el aspecto de la invención de la figura 3a.
En el conjunto de las figuras, los elementos con referencias idénticas son similares.
La figura 1 representa un globo dirigible estratosférico 1 que comprende una envoltura flexible 2, una góndola 3, propulsores 4 y un dispositivo 5 de estabilización de la actitud del globo dirigible.
La envoltura flexible 2 comprende un generador solar 6 dispuesto en la parte superior de la envoltura flexible 2 destinado a ser iluminado por el sol en vuelo. El generador solar 6 puede ser interno o externo a la envoltura 2.
La góndola 3 lleva los sistemas de alimentación y control así como el equipamiento técnico necesario para las distintas misiones del dirigible que pueden ser de observación, vigilancia o telecomunicaciones.
El generador solar 6 permite durante el día alimentar los elementos de a bordo, y recargar el sistema de almacenamiento de energía eléctrica que luego toma el relevo durante la noche.
El globo dirigible 1 comprende al menos un dispositivo 7 para gestionar la posición del centro de gravedad del globo, al menos un dispositivo 5 de estabilización de la actitud del globo, y un módulo 8 para el control acoplado de dichos dispositivos, de modo que, cuando la velocidad de movimiento del globo dirigible con respecto al aire circundante es inferior a un primer umbral S1 y/o la temperatura del generador solar es superior a un segundo umbral S2, el globo dirigible 1 sustancialmente gira media revolución según su eje longitudinal a L que permite proteger el generador solar 6 de la luz solar.
Cada uno de los dispositivos (7, 5) para gestionar la posición del centro de gravedad del globo dirigible y para estabilizar la actitud del globo dirigible puede ser activo o pasivo, incluso si todos los casos no se ilustran en detalle en el resto de la descripción.
El globo 1 incluye un sensor 9 para medir la velocidad de movimiento del globo 1 con respecto al aire circundante.
El primer umbral S1 es inferior a 10 ms-1, y es ventajosamente de 5 ms-1.
El segundo umbral S2 es inferior a 120 °C, y ventajosamente es de 100 °C.
Cuando el dispositivo 7 de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible 1 es un dispositivo activo, puede incluir elementos controlados configurados para mover masas 7a. Los elementos controlados pueden incluir actuadores 7b y dispositivos de retorno 7c, y las masas (7a) pueden incluir elementos a bordo del globo dirigible 1 diseñados específicamente para cumplir esta función (como un lastre) o también para cumplir otras funciones (como un dispositivo de almacenamiento de energía).
Cuando el dispositivo 7 de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible 1 es un dispositivo pasivo, es decir, cuando la gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible 1 es totalmente pasiva, puede incluir un posicionamiento predeterminado de elementos a bordo del globo dirigible 1, de manera que el centro de gravedad CdG del globo dirigible 1 quede situado entre su eje longitudinal AL y el generador solar 6 ubicado en la parte superior, orientado hacia el sol, en funcionamiento nominal. Los elementos de a bordo pueden comprender al menos una batería eléctrica, y/o al menos una pila de combustible y/o al menos un depósito de combustible o cualquier otro equipo cuya masa total sea suficiente para realizar esta función.
Se entiende por funcionamiento nominal el funcionamiento del globo dirigible 1 cuando su velocidad relativa al aire circundante es superior o igual al primer umbral S1, y/o cuando la temperatura del generador solar es inferior o igual al segundo umbral S2.
Cuando el dispositivo 5 de estabilización de la actitud del globo dirigible 1 es un dispositivo activo, puede incluir superficies de control aerodinámico y/o propulsores cardánicos y/o propulsores laterales y/o volantes de inercia.
Cuando el dispositivo 5 de estabilización de la actitud del globo dirigible 1 es un dispositivo pasivo, puede consistir en un retorno pendular inducido colocando el centro de gravedad CdG del globo dirigible 1 de forma que quede situado entre su eje longitudinal AL y el generador solar 6 situado en la parte superior, orientado hacia el sol, en funcionamiento nominal.
Siguen dos realizaciones no limitativas detalladas.
Las figuras 2a y 2b ilustran un globo dirigible estratosférico 1 que comprende un dispositivo pasivo 7 de gestión de la posición del centro de gravedad CdG del globo dirigible 1 acoplado a un dispositivo activo 5 de estabilización de la actitud del globo 1.
La posición del centro de gravedad CdG del globo dirigible 1 se coloca en la ubicación deseada, es decir, en el mismo lado que el generador solar 6 con respecto al eje longitudinal AL, o en otras palabras, entre el eje longitudinal AL y la parte superior de la envoltura, donde se encuentra el generador solar 6. En funcionamiento nominal del globo dirigible 1, el generador solar 6 está orientado hacia el sol y la actitud es controlada por el dispositivo 5 activo de estabilización de la actitud, como se ilustra en la figura 2a.
Esta operación se realiza en tierra antes del despegue, ajustando la posición de diversos equipos de a bordo (aviónica, dispositivos de almacenamiento de energía, etc.).
Una vez en vuelo, la actitud del dirigible se controla mediante el uso de los actuadores disponibles 5, tales como: las superficies de control aerodinámico, y/o propulsores cardánicos, y/o propulsores laterales, y/o volantes de inercia, que forman un dispositivo activo de estabilización de la actitud del globo.
Si la velocidad del globo dirigible 1 con respecto al aire circundante desciende por debajo del primer umbral S1 y/o la temperatura del generador solar 6 alcanza el segundo umbral S2, entonces el globo dirigible 1 pivota aproximadamente 180° alrededor de su eje longitudinal AL y el globo se encuentra en la posición ilustrada en la figura 2b, en la que el generador solar 6 está protegido del sol.
Las figuras 3a y 3b ilustran un globo dirigible estratosférico 1 que comprende un dispositivo activo 7 de gestión de la posición del centro de gravedad CdG del globo dirigible 1 acoplado a un dispositivo pasivo 5 de estabilización de la actitud del globo dirigible 1.
La posición del centro de gravedad CdG se modifica en vuelo moviendo masas en la dirección requerida. Para ello, ciertos módulos 7a instalados en la envoltura 2 se hacen móviles. Los módulos de baterías son la opción preferida para esta operación debido a su considerable peso. Estos módulos 7a pueden hacerse móviles mediante un dispositivo muy fiable basado en dispositivos de retorno 7c y actuadores 7b que actúan en sentido contrario o mediante un sistema de actuadores sobre raíles o sobre cables.
El centro de gravedad CdG del globo dirigible 1 se coloca en la ubicación deseada en el caso nominal, es decir, frente al generador solar 6 con respecto al eje longitudinal AL, o en otras palabras, entre el eje longitudinal AL y la góndola 3 de carga útil. En funcionamiento nominal del globo dirigible 1, el generador solar 6 está orientado hacia el sol y la actitud se estabiliza pasivamente mediante el retorno pendular inducido por la posición del centro de gravedad CdG y controlado por el dispositivo 5 activo de estabilización de la actitud, como se ilustra en la figura 3a.
Si la velocidad del globo dirigible 1 con respecto al aire circundante desciende por debajo del primer umbral S1 y/o la temperatura del generador solar 6 alcanza el segundo umbral S2, el dispositivo activo 7 de gestión de la posición del centro de gravedad CdG acerca el centro de gravedad CdG entre el eje longitudinal AL y la parte superior de la envoltura 2, donde se encuentra el generador solar 6. Esta acción tiene el efecto de generar un par pendular que provoca una rotación de 180° alrededor de su eje longitudinal AL y el globo se encuentra en la posición ilustrada en la figura 3b, en la que el generador solar 6 está protegido del sol.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Globo dirigible estratosférico (1) que comprende una envoltura flexible (2) provista de un generador solar (6) dispuesto en la parte superior de la envoltura flexible (2) destinado a ser irradiado por el sol durante el vuelo, el globo dirigible (1) que comprende:
- al menos un dispositivo (7) para gestionar la posición del centro de gravedad del globo dirigible;
- al menos un dispositivo (5) de estabilización de la actitud del globo dirigible; y
- un módulo (8) de control acoplado para dichos dispositivos (7, 5), caracterizado por que el módulo está configurado para controlar, cuando la velocidad de movimiento del globo dirigible ( i) con respecto al aire circundante es inferior a un primer umbral (S i) y/o la temperatura del generador solar es superior a un segundo umbral (S2), el globo dirigible (1) para que gire sustancialmente media revolución alrededor de su eje longitudinal (AL), para proteger el generador solar (6) de la luz solar.
2. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 1, en el que el primer umbral (S1) es inferior a 10 ms-1.
3. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 2, en el que el primer umbral (S1) es de 5 ms'1.
4. Globo dirigible estratosférico (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el segundo umbral (S2) se encuentra por debajo de 120 °C.
5. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 4, en el que el segundo umbral (S2) es de 100 °C.
6. Globo dirigible estratosférico (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el dispositivo (7) de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible es un dispositivo activo.
7. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 6, que comprende masas (7a), y en el que el dispositivo activo (7) para gestionar la posición del centro de gravedad del globo dirigible comprende elementos controlados configurados para mover las masas (7a).
8. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 7, en el que los elementos controlados incluyen actuadores (7b) y dispositivos de retorno (7c).
9. Globo dirigible estratosférico (1) según laa reivindicaciones 7 u 8, en el que las masas (7a) comprenden elementos a bordo del dirigible.
10. Globo dirigible estratosférico (1) según una de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el dispositivo activo (7) de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible comprende al menos un elemento móvil alrededor de la envoltura.
11. Globo dirigible estratosférico (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el dispositivo (7) de gestión de la posición del centro de gravedad del globo dirigible es un dispositivo pasivo.
12. Globo dirigible según la reivindicación 11, en el que el dispositivo (7) de gestión pasiva de la posición del centro de gravedad del globo dirigible comprende un posicionamiento predeterminado de elementos a bordo del globo dirigible, de manera que el centro de gravedad del dirigible quede situado entre su eje longitudinal (AL) y el generador solar (6).
13. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 12, en el que los elementos de a bordo comprenden al menos una batería eléctrica y/o al menos una pila de combustible y/o al menos un depósito de combustible.
14. Globo dirigible estratosférico (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el dispositivo (5) de estabilización de la actitud del globo dirigible es un dispositivo activo.
15. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 14, en el que el dispositivo activo de estabilización de la actitud del dirigible (5) comprende superficies aerodinámicas y/o propulsores cardánicos y/o propulsores laterales y/o volantes de inercia.
16. Globo dirigible estratosférico (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el dispositivo (5) de estabilización de la actitud del globo dirigible es un dispositivo pasivo.
17. Globo dirigible estratosférico (1) según la reivindicación 16, en el que el dispositivo (5) pasivo de estabilización de la actitud del globo dirigible es un impulsor de péndulo inducido por una colocación predeterminada del centro de gravedad del dirigible, fuera del eje longitudinal (AL).
18. Proceso para controlar un globo dirigible estratosférico (1) que comprende una envoltura flexible (2) provista de un generador solar (6) dispuesto en la parte superior de la envoltura flexible destinada a ser irradiada por el sol durante el vuelo, caracterizado por que la posición del centro de gravedad del globo dirigible y la estabilización de la actitud del globo dirigible se controlan (8) de manera acoplada de forma que, cuando la velocidad de movimiento del globo dirigible con respecto al aire circundante es inferior a un primer umbral (S1) y/o la temperatura del generador solar es superior a un segundo umbral (S2), el globo dirigible sustancialmente gira media revolución alrededor de su eje longitudinal (AL) que permite proteger el generador solar (6) de la luz solar.
ES20210123T 2019-12-05 2020-11-26 Estrategia para salvaguardar un dirigible en caso de sobrecalentamiento de su generador solar Active ES2949868T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1913802A FR3104132B1 (fr) 2019-12-05 2019-12-05 Strategie de mise en sauvegarde d'un ballon dirigeable en cas d'echauffement de son generateur solaire

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2949868T3 true ES2949868T3 (es) 2023-10-03

Family

ID=72178573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20210123T Active ES2949868T3 (es) 2019-12-05 2020-11-26 Estrategia para salvaguardar un dirigible en caso de sobrecalentamiento de su generador solar

Country Status (6)

Country Link
US (1) US12012197B2 (es)
EP (1) EP3831709B1 (es)
JP (1) JP2021088352A (es)
CN (1) CN112918655A (es)
ES (1) ES2949868T3 (es)
FR (1) FR3104132B1 (es)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113788136B (zh) * 2021-11-10 2022-04-22 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种中轴通气聚光飞艇

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2346601B (en) * 1999-02-09 2003-04-02 Airship Tech Serv Ltd Solar cell array orientation in airships
US6609680B2 (en) * 2000-05-30 2003-08-26 Southwest Research Institute High altitude airships
US6581873B2 (en) * 2001-01-19 2003-06-24 Mcdermott Patrick P. Hybrid winged airship (dynastat)
US7185848B2 (en) * 2004-06-21 2007-03-06 Ltas Holdings, Llc Mass transfer system for stabilizing an airship and other vehicles subject to pitch and roll moments
US7306187B2 (en) * 2005-05-17 2007-12-11 Lockheed Martin Corporation Inflatable endurance unmanned aerial vehicle
US20150076281A1 (en) * 2012-04-24 2015-03-19 Laskarri Limited Neutral buoyancy craft
US9033274B2 (en) * 2012-07-11 2015-05-19 Google Inc. Balloon altitude control using density adjustment and/or volume adjustment
US9352819B2 (en) * 2013-03-14 2016-05-31 Raven Industries, Inc. Airship pitch trim and directional control system
US9428257B2 (en) * 2013-09-18 2016-08-30 William Edmund Nelson Extended endurance air vehicle
FR3038880B1 (fr) * 2015-07-15 2018-03-23 Thales Ballon equipe d'un generateur solaire a concentration et utilisant un agencement de cellules solaires optimise pour alimenter en vol ledit ballon
CN107979157A (zh) * 2017-11-22 2018-05-01 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种平流层太阳能飞艇的能源供给系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210171179A1 (en) 2021-06-10
EP3831709C0 (fr) 2023-06-07
EP3831709A1 (fr) 2021-06-09
FR3104132B1 (fr) 2021-12-10
JP2021088352A (ja) 2021-06-10
US12012197B2 (en) 2024-06-18
CN112918655A (zh) 2021-06-08
EP3831709B1 (fr) 2023-06-07
FR3104132A1 (fr) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4870758B2 (ja) 電気通信または他の科学目的のプラットフォームとして使用する無人航空機
US9004397B2 (en) Autonomous stratospheric unmanned airship
JP6090407B1 (ja) 保存移動装置
RU2236366C2 (ru) Ориентирование панели солнечной батареи, установленной на дирижабле
BRPI1105957A2 (pt) Aeronave de altitude
ES2485919T3 (es) Globo que comprende unos medios fotovoltaicos y un dispositivo de concentración solar
ES2949868T3 (es) Estrategia para salvaguardar un dirigible en caso de sobrecalentamiento de su generador solar
US9559632B2 (en) Solar propelled aircraft structure
PT711476E (pt) Sistema e processo de telecomunicacoes e estacao rele de longa duracao num plano sub-orbital
JP2009522170A (ja) 電気通信又は他の科学目的のための無人航空機
US10604280B2 (en) Capsulation satellite system
US20120069464A1 (en) Light shielding device and light shielding method
CN102991663A (zh) 一种系留旋翼升空平台系统
CN202953165U (zh) 一种系留旋翼升空平台系统
US9732967B2 (en) Wind turbine and air conditioning apparatus, method and system
ES2864215T3 (es) Estructura de módulo de carga útil para dron estratosférico
US20200017240A1 (en) Global warming or cooling mitigation and solar energy system
Aaron et al. A method for balloon trajectory control
CN106672263B (zh) 一种地外有大气天体充气式无动力滑翔翼浮空器
RU2506204C1 (ru) Способ размещения высотной платформы и высотная платформа
Piacentini et al. Winter long duration stratospheric balloons from Polar regions
JP2019001309A (ja) 飛行体ユニット
ES1298151U (es) Aerostato para vuelo estratosferico de larga duracion
Techavijit et al. Power Requirements for Battery Maintenance and Temperature Profile on High Altitude Platform
ES2795548A1 (es) Avión solar remotamente pilotado de gran autonomía para la realización de misiones de inspección y vigilancia