ES2997157B2

ES2997157B2 - Simulador de vuelo de ala delta

Info

Publication number: ES2997157B2
Application number: ES202330684A
Authority: ES
Inventors: Gil Alvaro Travesedo; Urbano David Alonso; Fernandez Diego Calviño; Piñeiro Fernando José Blázquez; Yáñez Javier Alonso; Alvarez Miguel Angel González; Kalemba Pablo Arkadiusz Czapiga; Iglesias Pablo Nogueira
Original assignee: Udit Estudios Superiores Int S L
Current assignee: Udit Estudios Superiores Internacionales SL
Priority date: 2023-08-07
Filing date: 2023-08-07
Publication date: 2026-02-26
Anticipated expiration: 2043-08-07
Also published as: ES2997157A1; WO2025032276A1

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Simulador de vuelo de ala delta

[0005] SECTOR DE LA TÉCNICA

[0007] La presente solicitud se refiere a un simulador de vuelo de ala delta con o sin motor, como medio para el aprendizaje o para el entretenimiento, pilotable por jóvenes y adultos.

[0009] ESTADO DE LA TÉCNICA

[0011] Se conoce en la técnica el uso de simuladores de vuelo para el aprendizaje o para el entretenimiento que consisten en pantallas y mandos que simulan una cabina de un avión. Algunos de estos simuladores utilizan realidad virtual para la inmersión del piloto en la simulación. Se conoce también algún intento de simular el vuelo sin motor, como el propio del ala delta. Sin embargo, estos simuladores no llegan a simular de forma adecuada la interacción física en forma de sensaciones y movimientos del piloto.

[0013] Como estado de la técnica más cercano se citan US4355982 y US5252068. Ambos documentos divulgan simuladores de ala delta que utilizan sendas estructuras fijas de donde cuelga el piloto.

[0015] El solicitante no conoce ninguna solución a estos problemas similar a la invención.

[0017] BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

[0019] La invención se refiere a un simulador de vuelo de ala delta según las reivindicaciones y cuyas realizaciones mejoran y resuelven los problemas de la técnica.

[0021] El objetivo es recrear la experiencia de volar en un ala delta sobre escenarios virtuales creados por ordenador, ofreciendo al piloto una experiencia que involucre sensaciones y actuaciones físicas (visuales, auditivas, propioceptivas y de movimiento) muy similares a las reales del vuelo en ala delta.

[0023] Un ala delta es un planeador aerodinámico con una estructura de tubos rígida. El control de vuelo responde al aprovechamiento por parte del piloto del desplazamiento causado por el peso de su cuerpo, así como de las corrientes aerotérmicas del entorno. El piloto puede despegar y aterrizar de pie con la energía de sus piernas. Para considerar un equipo como ala delta éste debe despegar y aterrizar de forma completamente segura y con velocidad de viento en contra menor o igual a 1 metro por segundo.

[0025] La invención integra varios elementos. Por un lado, una estructura que incorpora elementos móviles que permiten al piloto realizar los movimientos de una situación de vuelo. Dentro de las partes móviles se encuentra el elemento de sujeción del piloto que está suspendido de la estructura en el punto que le permite mantener la posición de tendido de un ala delta. Por otro lado, se tiene un mando o una serie de dispositivos sensores que registran los movimientos practicados por el piloto y los trasladan a un sistema de control para su procesamiento.

[0027] La estructura está formada por una base, preferiblemente circular, sobre la que se fijan dos arcos de forma semicircular que pueden realizar movimientos de abatimiento sobre dos ejes de sujeción horizontales coplanarios y perpendiculares entre sí. Los movimientos están asistidos por actuadores electromecánicos, hidráulicos o neumáticos. Un arco se sitúa por debajo del otro y en el punto donde se cruzan los arcos se dispone una cruceta. La unión de la cruceta con cada arco es deslizante, de forma que cuando los arcos se mueven la cruceta sigue manteniéndose en la intersección.

[0029] El sistema de control se encarga de calcular la respuesta adecuada sobre un escenario virtual y sobre los actuadores que dirigen los elementos móviles que permiten simular el vuelo. Los dispositivos para la visualización del escenario virtual consisten en equipos de gafas de realidad virtual o en su defecto de pantallas digitales situadas frente y a los lados del piloto. Se pueden añadir otros elementos para mejorar la experiencia de vuelo, indicados en la memoria.

[0031] Otras variantes se indican en el resto de la memoria.

[0033] DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0035] Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras donde se enumeran los elementos estructurales que componen la invención.

[0037] Figura 1: Esquema de un ejemplo de realización.

[0038] Figura 2: Esquema del conjunto estructura-soporte del simulador (vista lateral). Figura 3: Esquema del conjunto estructura-soporte del simulador (vista cenital).

[0039] MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

[0041] A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

[0043] La realización de las figuras comprende una estructura (1) formada por una parte fija o base (41) preferiblemente circular, y una parte móvil compuesta por dos arcos (42, 43) articulados sujetos a la base mediante unas fijaciones situadas en ejes perpendiculares coplanarios sobre los cuales los arcos pueden abatirse con ayuda de actuadores. La unión de los arcos (42,43) a la base (41) se realiza por cuatro fijaciones articuladas que definen los ejes respectivos.

[0045] Los arcos (42,43) tienen forma sustancialmente semicircular. Un arco menor (43) encaja debajo de un arco mayor (42) y en el punto de intersección de ambos se tiene una cruceta (44) cuya unión con ambos arcos (42,43) es deslizante, de forma que cuando los arcos se mueven la cruceta sigue manteniéndose en la intersección. Fijados a la cruceta (44) se tiene el soporte (2) de sujeción y de suspensión de un piloto, junto con una barra (3) o triángulo de ala delta que queda situada frente al piloto y a la que éste se agarra para realizar las maniobras de vuelo. La cruceta (44) está formada por dos tramos tubulares, cada uno exterior a uno de los dos arcos (42,43), y unidos entre sí. El soporte (2) está suspendido de la cruceta (44) en la parte superior de la estructura (1) donde se encuentra el punto de intersección de los arcos (42,43) de forma que la suspensión del piloto es la propia de un ala delta real. El soporte (2) está suspendido a varios centímetros del suelo para simular la sensación de vuelo en altura. El soporte (2) consta de un arnés o saco, pudiendo ser un arnés real de ala delta o en su defecto otro elemento de sujeción segura similar, que se ajuste a los parámetros de realismo de vuelo de la invención. El soporte (2) y la barra (3) están fijados a la cruceta (44) con unos enganches que permiten modificar su posición para adaptarse a la altura del piloto.

[0047] El soporte (2) y la barra (3) permiten el movimiento del piloto en las direcciones lateral y frontal, no en la vertical, manteniendo al piloto dentro de los arcos (42,43). La cruceta (44) es deslizante respecto de los dos arcos (42,43). Esto permite el movimiento de la cruceta (44) a lo largo de los mismos. Cuando un arco (42,43) se mueve, éste empuja a la cruceta (44) a lo largo del otro. La posición de la cruceta (44) queda así definida siempre por la intersección de los dos arcos (42,43), es decir por el ángulo en que está girando cada arco (42,43). De esta forma, el movimiento de cada arco (42,43) ejerce una fuerza sobre la cruceta (44) que produce el movimiento relativo de ésta frente al otro arco (42,43). La combinación del movimiento de los dos arcos (42,43) es la que permite mover a su vez al piloto. El movimiento se realiza sin necesidad de que el piloto aplique excesiva fuerza al estar asistido por los actuadores.

[0049] Para simular con realismo las fuerzas de inercia mediante pequeñas inclinaciones del soporte (2), se dispone de una serie de sujeciones elásticas (52) unidas al soporte (2) y a la estructura fija mediante uniones (51) que pueden ser enganches o postes (la Figura 3 muestra un ejemplo con cuatro sujeciones elásticas y uniones). Cuando el soporte (2) se desplace por efecto del movimiento de los arcos hacia una posición determinada, el piloto sentirá que una o varias fuerzas tiran del soporte como si se tratara de la fuerza de inercia.

[0051] La posición del piloto dentro del soporte (2) en el espacio tridimensional dentro de los arcos se obtiene mediante un mando (4) sensor que está fijado en la parte inferior del soporte (2) a la altura del pecho del piloto. El mando (4) puede ser un mando de realidad virtual, un sensor giroscópico o un acelerómetro, pudiendo utilizar luz infrarroja, ondas de radio, etc. El mando (4) también puede estar complementado con sensores en estaciones base fijas situadas alrededor de la estructura fija (1), de forma similar a mandos sensores de posición para realidad virtual.

[0053] El sistema de control (6) recibe las señales de movimiento del mando (4) y genera instrucciones para los actuadores responsables de crear el movimiento de uno o los dos arcos (42,43). Dicho sistema puede estar formado por varios equipos informáticos que ejecutan un software que genera las instrucciones atendiendo a la respuesta del piloto junto con los parámetros de la simulación tales como la altura, la velocidad del viento, la humedad, el peso y la altura del piloto, la longitud de sus brazos, la forma y tamaño del ala delta, etc. El uso del simulador puede requerir de una fase de calibración y configuración de los parámetros de vuelo. El simulador puede ofrecer al piloto una fase de entrenamiento o de aprendizaje de la forma de volar, con explicaciones del funcionamiento del simulador, etc.

[0055] El piloto visualiza el vuelo mediante gafas de realidad virtual (7) o en su defecto mediante un sistema de pantallas digitales frente al piloto y/o a los lados del piloto. Las gafas de realidad virtual (7) pueden ser cualesquiera capaces de desempeñar las funcionalidades requeridas para la recreación de un escenario digital, siendo preferiblemente inalámbricas para evitar cables. En caso de presencia de cables, deben conectarse con las gafas de realidad virtual (7) dentro del arco menor (43). En función de los movimientos del mando (4) y de los parámetros del vuelo simulado, el sistema de control (6) modifica coherentemente la inclinación de los arcos (42,43) así como las imágenes mostradas por las gafas (7) para que se correspondan con la respuesta del piloto en el vuelo.

[0057] En uno o más puntos de la conexión soporte (2) – arcos (42,43) - base (41) se puede disponer de amortiguadores, tales como muelles, que reducen la potencia que necesitan hacer los actuadores para reducir las vibraciones o movimientos de rebote (por ejemplo, de frenado) y así poder ajustarse al objetivo de realismo.

[0059] El simulador es susceptible de incorporar otros elementos que faciliten la sensación inmersiva del piloto, como un sistema de ventiladores con base fija que simule el viento, un seguimiento de la posición de las manos en la barra (3) que permita al sistema de control (6) representar las manos del piloto dentro del entorno virtual, así como otros sistemas de apoyo para los actuadores encargados de mover la parte móvil de la estructura. También puede disponerse de un sistema de bloqueo de alguno de los arcos (42,43) para restringir los movimientos en escenarios de vuelo donde dichos movimientos no sean necesarios.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1- Simulador de vuelo de ala delta, caracterizado por que comprende una estructura (1) con base (41) y dos arcos (42,43) abatibles, mediante actuadores articulados en la base (41), según ejes horizontales, coplanarios y perpendiculares entre sí, y unidos por una cruceta (44) deslizante, situada en el cruce de ambos arcos (42,43); un soporte (2) para un piloto unido a la cruceta (44); una barra (3) o triángulo de ala delta unida a la cruceta (44) quedando delante del soporte (2); un mando (4) sensor de movimiento del soporte (2); un sistema de control (6) que en función de los parámetros de vuelo simulados y los movimientos del piloto detectados por el mando (4) actúa sobre la simulación digital y opera los actuadores, y un sistema de visualización para el piloto.

2- Simulador de vuelo de ala delta, según la reivindicación 1, caracterizado por que el sistema de visualización consiste en gafas (7) de realidad virtual.

3- Simulador de vuelo de ala delta, según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende una serie sujeciones elásticas (52) unidas al soporte (2) y a la base (41).

4- Simulador de vuelo de ala delta, según la reivindicación 1, caracterizado por que el soporte (2) es un arnés o un saco.

5- Simulador de vuelo de ala delta, según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende sensores de seguimiento de la posición de las manos en la barra (3), y el sistema de control (6) está configurado para representar las manos del piloto dentro del entorno virtual.

6- Simulador de vuelo de ala delta, según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende de ventiladores de base fija en el perímetro de la base (41).