KR20170128322A

KR20170128322A - 비행 풍력 터빈 정류용 피봇팅 정착대

Info

Publication number: KR20170128322A
Application number: KR1020177025993A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 해치트만; 다몬 반더 린드; 마이커 에버스; 마이클 시모니안
Original assignee: 엑스 디벨롭먼트 엘엘씨
Priority date: 2015-03-15
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-11-22
Also published as: EP3271577A4; US20160264260A1; AU2016233787A1; EP3271577A1; US9732731B2; WO2016148870A1; CA2979335A1

Abstract

동체를 가지는 공중 운반체, 공중 운반체에 고정된 제1 단부 및 공중 운반체가 내부로 릴 작업될 때 테더가 둘러싸는 탑에 위치되는 회전 가능한 드럼에 고정된 제2 단부를 가지는 전기 전도성 테더, 탑으로부터 연장되는 정착대, 정착대 패널에 부착되고 탑에 피봇 가능하게 장착된 하나 이상의 정착대 붐을 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템이 제공되고, 공중 운반체가 정착대에 고정될 때, 공중 운반체는 하강된 정류 위치에 배치될 수 있고, 공중 운반체는 탑에 대한 하나 이상의 정착대 붐의 회전에 의해서 유발된 상승된 정류 위치로 이동될 수 있다.

Description

비행 풍력 터빈 정류용 피봇팅 정착대

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은, 전체가 참조로서 본원에 포함되는, 2015년 3월 15일자로 출원된 미국 특허출원 제14/658,224호에 대한 우선권을 주장한다.

본원에서 달리 표시되지 않는 한, 본 항목에서 설명된 내용은 본원의 청구범위에 대한 종래 기술이 아니며 본 항목에서의 포함에 의해서 종래 기술로 인정되는 것은 아니다.

전력 생산 시스템은 화학적 및/또는 기계적 에너지(예를 들어, 운동 에너지)를 유틸리티 시스템과 같은 다양한 용도를 위한 전기 에너지로 변환할 수 있다. 하나의 예로서, 풍력 에너지 시스템은 운동 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다.

에너지를 이용하기 위한 수단으로서의 풍력 터빈의 이용은 수년간 사용되어 왔다. 통상적인 풍력 터빈은 전형적으로 탑의 정상에 배치된 대형 터빈 블레이드를 포함한다. 그러한 풍력 터빈 탑 및 풍력 터빈의 제조, 건설, 유지, 및 서비스 비용은 상당하다.

풍력 에너지 이용을 위해서 이용될 수 있는 고비용의 풍력 터빈 탑에 대한 대안은 전기 전도성 테더(tether)로 지상 스테이션에 부착된 공중 운반체(aerial vehicle)를 이용하는 것이다. 그러한 대안은 공중 풍력 터빈(AWT)으로서 지칭될 수 있다.

탑에 배치된 상향 회전 가능 정착대 구조물(perch structure)을 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템이 제공되고, 그러한 정착대 구조물은 공중 운반체가 정착대 상에 안전하고, 확실하며, 안정적으로 착륙될 수 있게 한다. 정착대 구조물은 탑의 상단부로부터 연장되는 하나 이상의 정착대 붐(perch boom)에 부착된 정착대를 포함한다. 정착대 붐은 탑의 상단부에 대해서 피봇될 수 있고, 그에 따라 정착대는 탑 위에서 회전될 수 있다. 동작 시에, 공중 운반체는, 정착대가 하강된 정류 위치에 있을 때, 정착대에 착륙되고 이어서 고정된다. 공중 운반체가 정착대에 일단 고정되면, 정착대 붐은 정착대 및 공중 운반체를 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치로 이동시키기 위해서 회전될 수 있다. 피봇팅 정착대 붐을 이용하여 정착대 및 공중 운반체를 탑 위로 상승시키는 것에 의해서, 공중 운반체는 지면 또는 수면 위로 상승된 정류 위치까지 더 이동될 수 있고, 그에 따라 공중 운반체 및 정착대가 파괴 행위, 저고도 파편, 및 해양 적용예에서의 파도 작용에 의해서 손상되는 것을 방지하는데 도움을 줄 수 있다. 공중 운반체 상의 회전자를 이용하여, 공중 운반체 및 정착대를 상승된 정류 위치로 회전시키기 위한 동력을 공중 운반체에 제공할 수 있다. 일단 정착대 붐이 희망하는 상승 위치에 있게 되면, 브레이크 또는 결속 메커니즘을 이용하여 정착대 붐을 탑에 대한 희망 위치에 결속할 수 있다. 또한, 정착대 붐은, 유지 보수가 더 용이하고 안전하게 실시될 수 있도록 회전자 및 프로펠러가 지면에 더 근접하는, 공중 운반체가 하향 지향되는, 제2의 하강된 정류 위치로 추가적으로 회전될 수 있다.

회전 가능한 정착대 구조물은 기저부에서의 전복 모멘트를 감소시키기 위해서 교차 바람 비행 중에 이용하기 위한 더 짧은 탑을 유리하게 제공하며, 이는 다시 탑 및 기초부(그리고 해양 경우에 부유 플랫폼)의 전체적인 질량을 감소시킬 수 있게 하고 결과적인 비용 절감을 가능하게 한다. 그러나, 공중 운반체 및 정착대를 상승된 정류 위치까지 회전시키는 것에 의해서, 공중 운반체는 파괴 행위 및 저고도 파편으로부터의, 그리고 해양 경우에 파도 작용으로부터의 손상 위험을 줄이기 위해서 지면 또는 수면 위로 더 상승된다.

다른 양태에서, 동체를 가지는 공중 운반체, 공중 운반체에 고정된 제1 단부 및 공중 운반체가 내부로 릴 작업될 때 테더가 둘러싸는 탑에 위치되는 회전 가능한 드럼에 고정된 제2 단부를 가지는 전기 전도성 테더, 탑으로부터 연장되는 정착대, 정착대에 부착되고 탑에 피봇 가능하게 장착된 하나 이상의 정착대 붐을 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템이 제공되고, 공중 운반체가 정착대에 고정될 때, 공중 운반체는 하강된 정류 위치에 배치될 수 있고, 공중 운반체는 탑에 대한 하나 이상의 정착대 붐의 회전에 의해서 유발된 상승된 정류 위치로 이동될 수 있다. 또한, 공중 풍력 터빈 시스템은 부유 플랫폼 상에 배치될 수 있다.

추가적인 양태에서, 공중 운반체를 상승된 정류 위치에 공중 풍력 터빈 시스템 상에 정류시키는 방법이 제공되고, 그러한 시스템은 동체를 가지는 공중 운반체, 공중 운반체에 고정된 제1 단부 및 공중 운반체가 내부로 릴 작업될 때 테더가 둘러싸는 탑에 위치되는 회전 가능한 드럼에 고정된 제2 단부를 가지는 전기 전도성 테더, 탑으로부터 연장되는 정착대, 정착대에 부착되고 탑에 피봇 가능하게 장착된 하나 이상의 정착대 붐을 포함하고, 그러한 방법은, 정착대가 하강된 정류 위치에 있을 때 공중 운반체를 정착대에 고정하는 단계, 및 공중 운반체를 정착대 상의 상승된 정류 위치로 상승시키기 위해서 하나 이상의 정착대 붐을 탑에 대해서 회전시키는 단계를 포함한다.

공중 운반체는 동체 상에 배치된 페그(peg)를 더 포함할 수 있고, 정착대는 정착대 패널을 포함할 수 있으며, 고정 단계는 페그를 정착대 패널에 거는 단계(latching)를 더 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 정착대 붐을 탑에 대해서 회전시키는 단계는, 적어도 부분적으로, 공중 운반체 상에 배치된 하나 이상의 모터를 동작시키는 것에 의해서 유발될 수 있다. 또한, 방법은, 공중 운반체가 상승된 정류 위치에 있을 때, 하나 이상의 정착대 붐을 탑에 대한 제 위치에 결속하는 단계를 더 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 정착 탑, 탑으로부터 연장되고 공중 운반체를 수용하도록 구성된 정착대, 정착대에 부착되고 탑에 피봇 가능하게 장착되는 하나 이상의 정착대 붐을 포함하는, 공중 풍력 터빈 시스템에서 이용하기 위한 정착 시스템이 제공되며, 공중 운반체가 정착대에 고정될 때, 정착대 및 공중 운반체는 하강된 정류 위치에 배치될 수 있고, 정착대 및 공중 운반체는 탑에 대한 하나 이상의 정착대 붐의 회전에 의해서 유발되는 상승된 정류 위치로 이동될 수 있다. 정착 탑에 대한 하나 이상의 정착대 붐의 회전이, 적어도 부분적으로,공중 운반체 상에 배치된 하나 이상의 모터를 동작시키는 것에 의해서 유발되도록, 정착 시스템이 더 구성될 수 있다. 또한, 정착 시스템은 부유 플랫폼 상에 배치될 수 있다.

다른 양태에서, 공중 풍력 터빈 시스템의 정착대 구조물에 고정된 공중 운반체를 제1의 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치로 이동시키기 위한 수단이 제공되고; 공중 풍력 터빈 시스템의 정착대 구조물에 고정된 공중 운반체를 상승된 정류 위치로부터 제2의 하강된 정류 위치로 이동시키기 위한 수단이 제공된다.

적절한 경우에 첨부 도면을 참조한, 이하의 상세한 설명에 의해서, 이러한 양태, 장점, 및 대안뿐만 아니라 다른 양태, 장점, 및 대안이 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명해질 것이다.

도 1은, 예시적인 실시예에 따른, 전기 전도성 테더(30)로 탑(50)에 부착된 공중 운반체(20)를 포함하는 공중 풍력 터빈(10)의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공중 운반체(20)의 근접 사시도이다.
도 3은, 예시적인 실시예에 따른, 탑(150)에 부착된 정착대 패널(160) 상에 정착된 공중 운반체(120)의 측면도이다.
도 4는, 예시적인 실시예에 따른, 도 3에 도시된 공중 운반체(120) 및 탑(150)의 상면도이다.
도 5는 동체(124)로부터 연장되고 정착대 패널 측면(160a)과 접촉되는 페그(128)의 사시도이다.
도 6은 공중 운반체(120) 및 정착대(160)가 하강된 정류 위치에 있는, 정착대(160)에 고정된 공중 운반체(120)의 사시도이다.
도 7은 정착대 및 공중 운반체가 상승된 정류 위치로 회전된 후의, 공중 운반체(120) 및 정착대(160)의 사시도이다.
도 8a는 제1의 하강된 정류 위치에서 정착대에 고정된 공중 운반체(120)의 사시도이다.
도 8b는 정착대 및 공중 운반체가 상승된 정류 위치로 회전된 후의, 정착대에 고정된 공중 운반체(120)의 사시도이다.
도 8c는 정착대 및 공중 운반체가 제2의 정류 위치로 회전된 후의, 정착대에 고정된 공중 운반체(120)의 사시도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른 방법이다.

예시적인 방법 및 시스템이 본원에서 설명된다. 본원에서 설명된 임의의 예시적인 실시예 및 특징이 반드시 다른 실시예 또는 특징 보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석되는 것은 아니다. 본원에서 설명된 예시적인 실시예는 제한적인 것을 의미하지 않는다. 개시된 시스템 및 방법의 특정 양태가 매우 다양한 상이한 구성들로 배열되고 조합될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 그러한 구성 모두는 본원에서 고려된다.

또한, 도면에 도시된 특별한 배열은 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 다른 실시예가 주어진 도면에 도시된 각각의 요소 보다 더 많이 또는 적게 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 도시된 요소의 일부가 조합되거나 생략될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예는 도면에 도시되지 않은 요소를 포함할 수 있다.

1. 개요

예시적인 실시예는, 공중 풍력 터빈(AWT)과 같이, 풍력 에너지 시스템에서 이용될 수 있는 공중 운반체에 관한 것이다. 특히, 예시적인 실시예는, 전기 전도성 테더를 이용하여 탑 또는 지면의 스테이션에 부착되는 공중 운반체를 이용하는 방법 및 시스템의 형태와 관련되거나 그러한 형태를 취할 수 있다.

AWT와 같은 풍력 에너지 시스템을 이용하여 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있다. AWT는, 터빈이 장착된 강성 날개로 구성된 공중 운반체를 포함할 수 있는 풍력 기반의 에너지 생성 장치이다. 공중 운반체는, 운동 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해서, 지면(또는 수면) 위의 실질적으로 원형인 경로와 같은, 바람을 가로지르는 경로 내에서 비행하도록 동작될 수 있다. 그러한 교차 바람 비행에서, 공중 운반체는 풍력 터빈의 선단부와 유사한 원형 패턴으로 바람을 가로질러 비행한다. 강성 날개에 부착된 회전자를 이용하여 날개를 감속시키는 것에 의해서 전력을 생성할 수 있다. 특히, 터빈 블레이드를 가로질러 이동되는 공기는 블레이드를 강제로 회전시킬 수 있고, 전기 생산을 위해서 발전기를 구동시킬 수 있다. 공중 운반체는 또한, 공중 운반체에 의해서 생성된 전력을 탑에, 그리고 전력망 상으로 전달하는 전기 전도성 테더를 통해서 탑 또는 지면 스테이션에 연결될 수 있다.

공중 운반체를 착륙시키고자 할 때, 전기 전도성 테더는, 공중 운반체를 탑 상의 정착대를 향해서 내부로 릴 작업하는, 탑 상의 스풀 또는 드럼 상으로 권선될 수 있다. 정착대 상의 착륙에 앞서서, 공중 운반체는 비행 모드로부터 호버 모드(hover mode)로 전이될 수 있다. 호버 모드로의 공중 운반체의 전이 이후에, 테더는 공중 운반체가 정착대 상에 놓일 때까지 드럼 상으로 권선될 수 있다.

공중 운반체의 정착대는, 공중 운반체가 사용되지 않을 때 공중 운반체를 저장하기 위한 신뢰 가능하고, 안전한 장소를 제공하여야 한다. 바람이 많은 조건에서, 정착대는 정착대 상의 공중 운반체의 희망하는 배치를 유지할 수 있어야 한다. 또한, 정착대 상에서의 공중 운반체의 착륙 중에, 공중 운반체가 정착대와 접촉되는 동안 그러나 공중 운반체가 정착대 상에 완전히 착륙되기 전에, 공중 운반체의 바람직하지 못한 (예를 들어 돌풍에 의해서 유발되는) 피칭, 롤링, 또는 요잉이 있을 수 있다. 이러한 중요한 기간 중에, 공중 운반체를 정착대 상에 센터링시키기 위한 복원력을 정착대가 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 공중 운반체의 피치, 롤, 또는 요의 경우에, 공중 운반체/정착대 상호 작용에 대한 보다 큰 안정성을 제공하기 위해서, 공중 운반체와 정착대 사이의 접촉 지점에서 공중 운반체의 매우 작은 운동이 존재하는 것이 바람직할 수 있다.

공중 풍력 터빈은 통상적인 풍력 터빈 보다 상당한 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 공중 풍력 터빈은 지면 위로 500 미터의 거리에서 비행할 수 있고, 그러한 거리에서 바람은, 통상적인 풍력 터빈이 배치되는 지면에 더 가까운 경우(예를 들어, 70 미터) 보다 상당히 더 강하다. 500 미터에서의 바람은 70 미터에서의 바람의 2배의 동력을 제공할 수 있다. 또한, 통상적인 풍력 터빈은 거대한 블레이드 및 그러한 블레이드를 지지하기 위한 큰 탑을 전형적으로 요구한다. 블레이드 및 탑을 제조, 운반, 및 유지하는 것은, 공중 풍력 터빈에 비해서, 매우 많은 비용이 든다.

또한, 통상적인 풍력 터빈은, 회전되는 터빈 블레이드의 분당 회전수("rpm")를 발전기에 유용한 비율로 증가시키기 위해서 기어박스를 전형적으로 필요로 한다. 기어 박스는 고가일 수 있고 고장을 일으키기 쉽다. 예시적인 AWT에서, 공중 운반체는 시간당 100 내지 150 마일로 비행할 수 있고, 상당히 더 작은 프로펠러는 1000 rpm의 비율로 회전될 수 있으며, 그에 따라 기어 박스는 필요치 않다. 또한, 큰 탑 및 큰 터빈 블레이드의 내부 부분이 필요치 않기 때문에, 공중 풍력 터빈의 재료비는 통상적인 풍력 터빈의 비용 보다 10배 더 저렴하다.

또한, 공중 풍력 터빈은, 해양 발전과 관련될 때, 통상의 풍력 터빈 보다 우수한 다른 상당한 장점을 제공할 수 있다. 특히, 강하고, 일정한 바람이 깊은 해양 위치(예를 들어, 30 미터 이상의 깊이인 물 내의 위치)에서 발견될 수 있다. 그러나, 회전되는 블레이드에 의해서 유발되는 큰 회전 하중(gyroscopic load)으로 인해서, 통상적인 풍력 터빈의 상단부는 바람, 해류 및 파도로 인해서 초래될 수 있는 흔들림을 견디지 못할 수 있다. 만약 통상적인 풍력 터빈을 지지하기 위해서 부유 플랫폼이 이용된다면, 파도 작용, 해류, 및/또는 바람으로 인해서 풍력 터빈의 상단부가 흔들리는 것을 방지하기 위해서 엄청난 양의 밸러스트가 필요할 수 있다. 그에 따라, 통상적인 풍력 터빈의 부유 플랫폼은 실용적이지 못할 수 있다.

따라서, 해양 적용예의 경우에, 통상적인 풍력 터빈은 해수면 위로부터 해저까지 하향 연장되는 탑을 전형적으로 갖는다. 그에 따라, 물이 더 깊을수록, 필요한 탑 및 기초부의 크기가 더 커지고, 회전되는 터빈 블레이드에 의해서 유발되는 탑의 기저부를 중심으로 하는 모멘트가 더 커진다. 그에 따라, 깊은 물에서의 적용예를 위한 통상적인 풍력 터빈의 이용은 실행 가능하지 않을 수 있다. 특히, 그러한 탑 및 기초부를 건설 및/또는 설치하는 비용은 많은 해양 위치에서 엄청나게 고비용일 수 있다.

비행 풍력 터빈은 그 구조적 효율로 인해서 경쟁력을 갖는다. 가장 큰 효율 중 하나는, 특히 해양의 경우에, 낮은 견인 지점(짧은 탑)으로부터 유래되며, 그러한 경우에, 유리하게 상당히 낮은 탑 및 부유 플랫폼 질량을 초래하는 낮은 전복 모멘트를, 교차 바람 비행에 대한 낮은 견인 지점이 제공한다.

육지 또는 해양이든지 간에, 기저부에서의 전복 모멘트를 감소시키기 위해서 교차 바람 비행 중에 가능한 한 짧은 탑을 제공하는 것이 바람직하고, 이는 다시 탑 및 기초부의 전체적인 질량을 감소시킬 수 있게 하고 결과적인 비용 절감을 가능하게 한다. 탑이 짧을수록, 전복 모멘트가 작아지고, 탑 및 부유 플랫폼의 전체 질량이 작아지며, 그리고 결과적인 비용 절감이 커진다.

그러나, 공중 운반체가 정착대 상의 정류 위치에 있을 때, 파괴 행위 및 저고도 파편으로부터의, 그리고 해양의 경우에 파도 작용으로부터의 손상 위험이 존재한다. 그에 따라, 공중 운반체를 파도, 파괴 행위, 저고도 파편, 등으로부터 보호하기 위해서, 정류 조건에서 지면으로부터 높게 공중 운반체를 유지할 수 있는 능력을 제공하는 탑을 제공하는 것, 그리고 또한, 짧은 탑을 갖는다는 장점을 여전히 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 탑에 제공된 정착대 구조물을 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템이 제공된다. 정착대 구조물은 탑의 상단부로부터 연장되는 하나 이상의 정착대 붐에 부착된 정착대를 포함한다. 정착대 붐은 탑의 상단부에 대해서 피봇될 수 있고, 그에 따라 정착대는 탑 위에서 회전될 수 있다. 그에 따라, 동작 시에, 공중 운반체는, 정착대가 하강된 정류 위치에 있을 때, 정착대에 착륙되고 그에 고정된다. 공중 운반체가 정착대에 일단 고정되면, 정착대 붐은 정착대 및 공중 운반체를 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치로 이동시키기 위해서 탑에 대해서 상향 회전될 수 있다. 정착대 및 공중 운반체를 상승된 정류 위치로 이동시키기 위한 탑에 대한 정착대 붐의 회전은 공중 운반체 자체 상의 회전자에 의해서 유발될 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로, 유압 또는 전기 모터를 이용하여 정착대 및 공중 운반체의 상승된 정류 위치로의 회전을 유발할 수 있다. 피봇팅 정착대 붐을 이용하여 정착대 및 공중 운반체를 탑 위로 상승시키는 것에 의해서, 공중 운반체는 지면 또는 수면 위로 제2의 상승된 위치까지 더 이동될 수 있고, 그에 따라 파괴 행위 및 저고도 파편에 의해서, 그리고 해양 적용예에서의 파도 작용에 의해서 손상되는 것을 방지할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 정착대는 공중 풍력 터빈으로부터 연장되는 정착대 패널을 포함할 수 있다. 정착대 패널은 제1 측면 및 제2 측면을 포함할 수 있고, 그러한 측면들은 그들의 각각의 내부 연부를 따라서 함께 결합된다. 공중 운반체는, 정착대 패널 상에 배치될 때, 구체 상에 안착되는 것으로 보여질 수 있다. 정착대 패널의 제1 및 제2 측면은, 정착대 패널의 제1 및 제2 측면의 내부 연부들이 결합되는 하단부를 가지는 수직 배향된 V-형상의 홈을 제공하기 위해서 접촉된 구체의 다른 표면 섹션들로서 형성될 수 있다.

정착대 패널은, 탑 상에 배치된 정착대 플랫폼으로부터 일반적으로 수평으로 연장되는 하나 이상의 정착대 패널 지지 부재 또는 정착대 붐에 의해서 지지된다. 정착대 패널 플랫폼은 탑의 상단부를 중심으로 회전될 수 있고, 그에 따라, 공중 운반체가 착륙될 때, 정착대 패널은 적절한 위치에 있게 된다.

공중 운반체는, 공중 운반체의 동체로부터 연장되는 페그를 포함할 수 있다. 공중 운반체가 착륙 중에 호버 모드에 있을 때, 페그는 동체로부터 정착대 패널을 향해서 하향 및 외향으로 연장된다. 공중 운반체가 착륙중일 때 정착대 패널이 공중 운반체의 동체와 대면되도록, 정착대 패널은 회전 가능한 드럼 상에 권선되는 테더와 정렬될 수 있다. 예를 들어, 수평 축을 중심으로 회전될 수 있는 드럼이 사용되는 경우에, 정착대 플랫폼이 드럼의 축으로부터 수직으로 연장되도록 그리고 테더가 정착대 패널 위의 드럼 상으로 권선되도록, 정착대 플랫폼이 드럼에 결합될 수 있다. 이러한 방식에서, 테더가 드럼 상으로 권선될 때, 정착대 패널은 공중 운반체에 항상 대면될 것이고 공중 운반체의 동체 상에서 페그를 수용하기 위한 위치에 있을 것이다. 사실상, 테더(또는 중심 테더 구속줄(center tether bridle)가 정착대 패널의 홈의 하단부 위에서 연장되도록, 드럼이 정착대 플랫폼 상에 배치될 수 있다.

페그는 착륙 중에 중심 테더 구속줄 아래에서 연장되는 동체의 중심에 배치될 수 있다. 테더가 드럼 상으로 더 권선될 때, 페그의 하단부는 정착대 패널과 접촉된다. 정착대 패널의 제1 및 제2 측면의 곡선형의 구형 표면 섹션은 홈을 형성하고, 정착대 패널에 대한 페그의 힘은 페그의 단부를 패널의 측면의 곡선형 표면 아래로 그리고 홈의 하단부 내로 강제한다. 그에 따라, 공중 운반체가 착륙될 때, 페그는 홈의 하단부와 초기에 접촉하지 않을 수 있다. 그 대신에, 페그는 정착대 패널의 제1 또는 제2 측면과 초기에 접촉될 수 있다. 동체를 당기는 테더의 힘 및 공중 운반체의 프로펠러에 의해서 생성되는 피칭 모멘트의 결과인 패널에 대한 페그 압력은, 페그가 초기에 접촉되는 정착대 패널의 측면의 곡선형 표면에 걸쳐 페그가 이동되게 할 것이고 곡선형 표면 아래로 그리고 정착대 패널 상의 홈의 하단부 내로 이동되게 할 것이다.

페그는 바람직하게, 피치, 롤, 및 요의 축들의 교차부에 또는 그 부근에 위치되는 지점과 같은, 공중 운반체의 중력 중심에 또는 그 부근에 위치된다. 결과적으로, 공중 운반체의 피치, 롤, 또는 요 중에 페그가 이동되지 않거나 거의 이동되지 않을 것이다. 그에 따라, 정착대 패널과의 접촉 지점에서 공중 운반체가 이동되지 않거나 거의 이동되지 않을 것이다.

T-막대와 같은 막대가 정착대 패널의 양 측면으로부터 연장될 수 있다. 후크의 쌍은 페그의 대향 측면들 상에 배치된 공중 날개에 부착될 수 있다. 각각의 후크는 페그로부터 동일한 거리의 지점에 배치될 수 있다. 후크는 날개 상에 또는 회전자를 공중 운반체의 날개에 부착하는 파일론(pylon) 상에 배치될 수 있다. 공중 운반체가 착륙 중에 하강될 때, 페그가 하향 이동되어 정착대 패널의 홈의 하단부와 접촉된다. 공중 운반체가 더 하강될 때, 후크는 T-막대의 측면과 접촉되고, 공중 운반체가 정착될 때, T-막대의 측면의 상단부 상에 최종적으로 놓인다.

공중 운반체가 최종 휴지 장소 내에 도달되면, 공중 운반체와 탑 사이에는 4개의 접촉점이 존재하며, 그에 따라 공중 운반체를 위한 안정적인 최종 정착대를 제공한다. 특히, 테더는 날개에 부착되어 유지되고, 구속줄은 운반체를 탑을 향해서 당기는 힘을 운반체에 가한다. 동시에, 정착대 패널은 페그에 대한 힘을 가하여 공중 운반체를 탑에 대해서 단단히 유지한다. 또한, T-막대가 후크와 접촉되어, 공중 운반체의 상단부가 지면 스테이션을 향해서 피칭되는 것을 방지한다. T-막대의 측면들 상의 후크의 쌍 사이의 접촉점에 집중되는 공중 운반체의 중량은 공중 운반체가 그 최종 정착 위치에서 요잉 또는 롤링되는 것을 방지한다.

페그와 정착대 패널의 초기 접촉과 후크의 쌍과 T-막대의 측면간의 접촉 사이의 중요한 기간 중에, 바람이 많은 경우에 또는 돌풍 조건의 경우에, 공중 운반체의 피칭 또는 요잉은 이러한 중요한 기간 중에 회전자의 프로펠러로 제어될 수 있다. 예를 들어, 우측 또는 좌측 회전자로부터의 다소의 동력을 이용하여 요를 제어할 수 있고, 하부 또는 상부 회전자로부터의 다소의 동력을 이용하여 피치를 제어할 수 있다.

걸쇠 메커니즘이 정착대 패널 상에 배치되어, 페그를 정착대 패널에 추가적으로 고정할 수 있다. 공중 운반체가 정착대 패널에 일단 고정되면, 정착대 붐은 정착대 패널 및 공중 운반체를 상승된 정류 위치로 이동시키기 위해서 회전될 수 있다. 공중 운반체 상의 회전자를 이용하여, 공중 운반체 및 정착대 패널을 제2의 상승된 위치로 회전시키기 위한 동력을 공중 운반체에 제공할 수 있다. 일단 희망하는 상승 위치에 있게 되면, 브레이크 또는 결속 메커니즘을 이용하여 정착대 붐을 탑에 대한 희망 위치에 결속할 수 있다. 정착대 패널 및 공중 운반체를 제2의 상승된 위치로 이동시키기 위해서 정착대 붐을 탑의 상단부에 대해서 회전시키기 위해 공중 운반체 상의 회전자를 이용하는 것 대신에 또는 그에 부가하여, 정착대 붐을 탑의 상단부를 중심으로 회전시키기 위해서 전기 모터 및/또는 유압 모터를 탑에 또는 탑 내에 배치할 수 있다.

본 실시예는, 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치로 상향 선회되는 정착대 패널을 가질 수 있는 정착대 구조물 및 메커니즘을 이용하고, 또한 공중 운반체를 정착대 패널에 고정하는, 그리고 정착대 패널 및 고정된 공중 운반체를 상승된 정류 위치로 이동시키기 위해서 정착대 붐을 탑에 대해서 회전시키는 방법을 포함한다.

하강된 정류 위치에서, 공중 운반체의 동체가 하향 지향된다는 것, 그리고 공중 운반체가 상승된 정류 위치로 이동될 때, 동체가 일반적으로 수평 위치로 이동된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 지면 또는 수면으로부터의 부가적인 간격은 정착대 붐의 길이뿐만 아니라 공중 운반체의 동체의 배향의 변화에 의해서도 얻어진다. 일 실시예에서, 정착대 붐의 회전은, 6 미터의 정착대 붐 길이 및 공중 운반체의 배향의 변화에 의해서 얻어지는 4 미터를 기초로, 10 미터의 부가적인 간격을 제공할 수 있다.

이러한 시스템은 또한 이미 사용되고 있는 하드웨어(즉, 정착대 패널, 정착대 붐, 날개 모터)의 이용이라는 장점을 제공하며, 최소의 새로운 하드웨어(정착대 붐 피봇)로 시스템 효율의 상당한 개선을 가능하게 한다. 특히 짧은 탑을 이용하여 작은 전복 모멘트를 가능하게 할 수 있고, 이는 다시 탑에서 적은 중량을 이용할 수 있게 하며, 그리고 해양 적용예에서 더 작은 (적은 질량을 갖는) 부유 플랫폼을 이용할 수 있게 한다. 탑의 감소된 질량 및 더 작은 부유 플랫폼은 재료의 감소 및 비용의 감소를 허용하여, 상당한 비용 절감을 초래한다.

또한, 정착대 붐을 피봇팅시키는 것은 공중 운반체가 상승된 정류 위치에서 정류될 수 있게 하여, 더 높은 탑을 필요로 하지 않으면서 또는 해양의 경우에 더 큰 부유 플랫폼을 필요로 하지 않으면서, 지면 또는 파도로부터 더 먼 간격을 제공한다. 또한, 전복 모멘트는 물의 깊이와 관계없이 동일하게 유지되는데, 이는 테더가, 해저까지가 아니라, 해수면 바로 위의 플랫폼까지 연장되기 때문이다. 이는 깊은 해양 적용예에서 특히 유리하다.

또한, 시스템은, 상승된 정류 위치로부터 공중 운반체의 전방부가 하향 지향되는 제2의 하강된 정류 위치까지의, 공중 운반체 및 정착대의 추가적인 회전을 또한 제공할 수 있다. 제2의 하강된 정류 위치에서, 회전자 및 프로펠러가 지면에 더 근접되고, 그렇게 더 근접되는 경우에, 공중 운반체가 상향 지향되는 제1의 하강된 정류 위치에 또는 상승된 정류 위치에 있을 때 보다, 유지보수를 보다 용이하게 실시할 수 있다. 결과적으로, 유지보수 작업자는, 그들이 지면에 더 근접하기 때문에, 유지보수를 보다 용이하고 안전하게 실시할 수 있다.

2. 예시적인 공중 풍력 터빈

도 1 및 도 2에서 개시된 바와 같이, 예시적인 실시예에 따라, 공중 풍력 터빈(AWT)(10)이 개시된다. AWT(10)는, 바람에 걸친, 실질적으로 원형인 경로와 같은, 경로 내에서 비행하는, 터빈(40)이 장착된 강성 날개(22)로 구성된 공중 운반체(20)를 포함하는 풍력 기반의 에너지 생성 장치이다. 예시적인 실시예에서, 공중 운반체는 운동 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위해서 지면(또는 수면) 위의 250 내지 600 미터에서 비행할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 공중 운반체는 다른 높이에서 비행할 수 있다. 교차 바람 비행에서, 공중 운반체(20)는 풍력 터빈의 선단부와 유사한 원형 패턴으로 바람을 가로질러 비행한다. 강성 날개(22)에 부착된 회전자(40)를 이용하여 날개(22)를 감속시키는 것에 의해서 전력을 생성할 수 있다. 터빈 블레이드를 가로질러 이동되는 공기는 블레이드를 강제로 회전시키고, 전기 생산을 위해서 발전기를 구동시킨다. 공중 운반체(20)는, 공중 운반체에 의해서 생성된 전력을 지면 스테이션(50)에, 그리고 전력망 상으로 전달하는 전기 전도성 테더(30)를 통해서 탑 또는 지면 스테이션(50)에 연결될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "탑"이라는 용어는 넓게 해석되고, 공중 운반체(20)와 같은 공중 운반체가 테더링되거나 정류될 수 있는 임의 구조물을 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공중 운반체(20)는 테더(30)에 연결될 수 있고, 테더(30)는 탑 또는 지면 스테이션(50)에 연결될 수 있다. 이러한 예에서, 테더(30)는 탑(50) 상의 하나의 위치에서 탑(50)에 부착될 수 있고, 구속줄(32a, 32b, 및 32c)을 이용하여 공중 운반체(20) 상의 3개의 위치에서 공중 운반체(20)에 부착된다. 그러나, 다른 예에서, 테더(30)는 복수의 위치에서 탑(50) 및/또는 공중 운반체(20)의 임의 부분에 부착될 수 있다.

탑(50)은 공중 운반체(20)가 동작 모드가 될 때까지 공중 운반체(20)를 유지 및/또는 지지하기 위해서 이용될 수 있다. 탑(50)은, 약 15 미터 높이일 수 있는 지지부(55)를 포함할 수 있다. 탑(50)은 또한, 테더(30)를 회전 가능한 드럼(52) 상에 권선하는 것에 의해서 공중 운반체(20)를 내부로 릴 작업하기 위해서 이용되는 드럼 축(53)을 중심으로 회전될 수 있는 드럼(52)을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 드럼(52)은 수직으로 배향되나, 드럼은 또한 수평으로(또는 각도를 이루어) 배향될 수 있다. 또한, 탑(50)은 착륙 중에 공중 운반체(20)를 수용하도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재 또는 정착대 붐(56a, 56b)은, 탑(50)으로부터 연장되는 정착대 패널(58a, 58b)에 부착된다. 테더(30)가 드럼(52) 상으로 권선되고 공중 운반체(20)가 탑(50)을 향해서 내부로 릴 작업될 때, 공중 운반체는 정착대 패널(58a, 58b) 상에 놓일 수 있다. 탑(50)은, 호버 비행, 제자리혼합순항비행(forward flight), 또는 교차 바람 비행 중에 공중 운반체(20)를 적절하게 유지할 수 있는, 지면(또는 부유 플랫폼)에 부착 및/또는 고정된 임의 재료로 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 탑(50)은 육상에서의 이용을 위해서 구성될 수 있다. 그러나, 탑(50)은 또한 호수, 강, 바다, 또는 대양과 같이 물이 많이 모여 있는 곳에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 탑은, 다른 가능성들 중에서, 부유 해양 플랫폼 또는 보트 상에 배열될 수 있다. 또한, 탑(50)은 정지적으로 유지되도록 또는 지면이나 물이 많은 곳의 표면에 대해서 이동되도록 구성될 수 있다.

테더(30)는 공중 운반체(20)에 의해서 생성된 전기 에너지를 탑(50)에 전달할 수 있다. 또한, 이륙, 착륙, 호버 비행, 및/또는 제자리혼합순항비행 중에 공중 운반체(20)에 전력을 공급하기 위해서, 테더(30)는 전기를 공중 운반체(20)에 전달할 수 있다. 테더(30)는, 공중 운반체(20)에 의해서 생성된 전기 에너지의 전송, 전달, 및/또는 이용 및/또는 공중 운반체(20)로의 전기 전송을 허용할 수 있는 임의의 재료를 이용하여 그리고 임의의 형태로 구성될 수 있다. 테더(30)는 또한, 공중 운반체(20)가 동작 모드에 있을 때, 공중 운반체(20)의 하나 이상의 힘을 견디도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 테더(30)는, 공중 운반체(20)가 호버 비행, 제자리혼합순항비행, 및/또는 교차 바람 비행에 있을 때, 공중 운반체(20)의 하나 이상의 힘을 견디도록 구성된 코어를 포함할 수 있다. 코어는 임의의 고강도 섬유 또는 탄소 섬유 로드(carbon fiber rod)로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 테더(30)는 고정된 길이 및/또는 가변 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 예에서, 테더는 500 미터의 고정 길이를 갖는다.

공중 운반체(20)는, 다른 가능성들 중에서, 연, 헬리콥터, 날개, 및/또는 항공기와 같은, 다양한 유형의 장치를 포함하거나 그러한 형태를 취할 수 있다. 공중 운반체(20)는 금속, 플라스틱 및/또는 다른 중합체의 중실형(solid) 구조물로 형성될 수 있다. 공중 운반체(20)는, 큰 트러스트-대-중량비를 허용하고 유틸리티 적용예에서 이용될 수 있는 전기 에너지의 생성을 허용하는 임의 재료로 형성될 수 있다. 부가적으로, 재료는 번개에 대한 내성적 설계, 여분적 설계(redundant design), 및/또는 바람 속력 및 바람 방향의 큰 및/또는 급격한 변화를 취급할 수 있는 내결함성 설계가 가능하도록 선택될 수 있다. 다른 재료가 또한 가능할 수 있다.

도 1에서, 그리고 도 2에서 더 구체적으로 도시된 바와 같이, 공중 운반체(20)는 주 날개(22), 회전자(40a 및 40b), 꼬리 붐 또는 동체(24), 및 꼬리 날개(26)를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소 중 임의의 구성요소는, 중력에 저항하기 위해서 및/또는 공중 운반체(20)를 전방으로 이동시키기 위해서 양력의 성분을 이용할 수 있게 하는 임의 형태로 성형될 수 있다.

주 날개(22)는 주 양력을 공중 운반체(20)에 제공할 수 있다. 주 날개(22)는 하나 이상의 강성의 또는 가요성의 익형(airfoil)일 수 있고, 윙릿(winglet), 보조익, 방향타, 승강타 등과 같은 다양한 제어 표면을 포함할 수 있다. 제어 표면은 호버 비행, 제자리혼합순항비행, 및/또는 교차 바람 비행 중에 공중 운반체(20)를 안정화시키기 위해서 및/또는 공중 운반체(20) 상의 항력을 감소시키기 위해서 이용될 수 있다. 주 날개(22)는 호버 비행, 제자리혼합순항비행, 및/또는 교차 바람 비행에 관여하기 위한 공중 운반체(20)를 위한 임의의 적합한 재료일 수 있다. 예를 들어, 주 날개(20)는 탄소 섬유 및/또는 e-유리를 포함할 수 있다.

회전자 연결부(43)를 이용하여 상부 회전자(40a)를 주 날개(22)에 연결할 수 있고, 회전자 연결부(41)를 이용하여 하부 회전자(40b)를 주 날개(22)에 연결할 수 있다. 일부 예에서, 회전자 연결부(43 및 41)는 하나 이상의 파일론의 형태를 취할 수 있거나 그와 유사할 수 있다. 이러한 예에서, 상부 회전자(40a)가 날개(22)의 위에 배치되고 하부 회전자(40b)가 날개(22)의 아래에 배치되도록, 회전자 연결부(43 및 41)가 배열된다.

회전자(40a 및 40b)는 전기 에너지 생성의 목적을 위해서 하나 이상의 발전기를 구동하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에서, 회전자(40a 및 40b)는 3개의 블레이드와 같은 하나 이상의 블레이드(45)를 각각 포함할 수 있다. 하나 이상의 회전자 블레이드(45)는 바람과의 상호 작용을 통해서 회전될 수 있고, 그러한 회전은 하나 이상의 발전기를 구동하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 회전자(40a 및 40b)는 비행 중에 공중 운반체(20)에 추력을 제공하도록 또한 구성될 수 있다. 이러한 배열에서, 회전자(40a 및 40b)는 프로펠러와 같은, 하나 이상의 추진 유닛으로서 기능할 수 있다. 비록 회전자(40a 및 40b)가 이러한 예에서 4개의 회전자로서 도시되어 있지만, 다른 예에서 공중 운반체(20)는, 4개의 회전자 보다 적은 또는 4개의 회전자 보다 많은, 예를 들어 6개 또는 8개의 회전자와 같은, 임의 수의 회전자를 포함할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 공중 운반체(20)를 착륙시키고자 할 때, 드럼(52)은 탑(50) 상의 정착대 패널(58a, 58b)을 향해서 공중 운반체(20)를 내부로 릴 작업하도록 회전되며, 전기 전도성 테더(30)는 드럼(52) 상에 권선된다. 정착대 패널(58) 상의 착륙에 앞서서, 공중 운반체(20)는 비행 모드로부터 호버 모드로 전이되고, 그러한 호버 모드에서 동체(24)는 하향 연장된다. 공중 운반체(20)가 정착대 패널(58a, 58b) 상에 놓일 때까지, 드럼(52)이 추가적으로 회전되어 테더(30)를 드럼(52) 상으로 추가적으로 권선한다.

도 3은 탑(150)에 부착된 정착대 패널(160)에 정착된 공중 운반체(120)를 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템의 측면도이고, 도 4는 예시적인 실시예에 따른 도 3에 도시된 공중 운반체(120) 및 탑(150)의 상면도이다. 도 3 및 도 4에서, 탑(150)은 지지부(152)를 포함하고, 그러한 지지부 상에 회전 가능한 드럼(180)이 배치된다. 실시예에서, 지지부(152)는 15미터 높이일 수 있다. 전기 전도성 테더(130)는 구속줄 라인(132a, 132b, 및 132c)을 이용하여 공중 운반체(120)의 날개(122)에 부착된다. 일 실시예에서, 구속줄 라인(132a, 132b, 및 132c)은 날개(122)의 전장을 따라 비대칭적인 위치들에 부착될 수 있고, 그에 따라 날개(122)의 선체내 측면은 날개끝으로부터 더 멀리 부착된 구속줄을 가지며, 날개(122)의 선체외 측면은 선체외 날개끝에 더 근접하여 부착된 구속줄을 갖는다. 그러한 비대칭적인 구성은 구속줄 라인(132a 및 132c)이 더 큰 크기의 정착대 패널을 더 양호하게 제거할 수 있게 한다.

정착대 패널(160)은, 탑(150) 상에 배치된 정착대 플랫폼(172)으로부터 수평으로 연장되는 정착대 패널 지지 부재(170a 및 170b)에 의해서 지지된다. 정착대 플랫폼(172)은 지지부(52)의 상단부를 중심으로 회전될 수 있고, 그에 따라, 공중 운반체(120)가 착륙될 때, 정착대 패널(160)은 적절한 위치에 있게 된다. 공중 운반체(120)는 날개(122)에 부착된 파일론(143) 상에 장착된 하부 회전자(140a) 및 프로펠러(145)를 가지는 날개에 부착된 파일론(143) 상에 장착된 상부 회전자(140b)를 포함한다. 실시예에서, 날개(122)는 4 미터 길이이다. 공중 운반체는, 페그(128)가 부착되는 곡선형 섹션(129)을 가지는 동체(124)를 포함한다. 정착된 상태에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 페그(128)는 정착대 패널(160)에 부착되고, 그러한 정착대 패널은 제1 측면(160a) 및 제2 측면(160b)으로 구성된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 공중 운반체(120)가 착륙 중에 호버 모드에 있을 때, 페그(128)는 동체(124)로부터 정착대 패널(160)을 향해서 하향 및 외향으로 연장된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 정착대 패널(160)은, 레버와인드(levelwind)를 통해서 그리고 탑(150) 상에서 축(184)을 중심으로 회전되는 회전 가능한 드럼(180) 상으로 안내되는 테더(130)와 정렬될 수 있다. 이러한 방식으로, 정착대 패널(160)은, 공중 운반체(120)가 착륙될 때, 공중 운반체(120)의 동체(124)와 대면된다. 도 3 및 도 4에 도시된 드럼(180)은 수평 회전축(184)을 갖는다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 드럼(52)과 같은 수직 드럼 또는 각도형 드럼이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 수평 축을 중심으로 회전될 수 있는 드럼이 사용되는 경우에, 정착대 플랫폼(172)이 드럼의 축으로부터 수직으로 연장되도록 그리고 테더(130)가 정착대 패널(160) 위의 드럼 상으로 권선되도록, 정착대 플랫폼(172)이 드럼에 결합될 수 있다. 이러한 방식에서, 테더(130)가 드럼 상으로 권선될 때, 정착대 패널(160)은 공중 운반체(120)에 항상 대면될 것이고 공중 운반체(120)의 동체(124) 상에서 페그(128)를 수용하기 위한 위치에 있을 것이다. 사실상, 테더(130)(또는 중심 테더 구속줄(132b)가 정착대 패널(160)의 홈(164)의 하단부 위에서 연장되도록, 드럼이 정착대 플랫폼(172) 상에 배치될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, T-막대와 같은 막대가 연장부(162a 및 162b)로서 정착대 패널(160)의 양 측면으로부터 연장된다. (도 3에 도시된) 후크(126)의 쌍은 페그(128)의 대향 측면들 상에 배치된 주 날개(122)에 부착될 수 있다. 각각의 후크(126)는 페그(128)로부터 동일한 거리의 지점에 배치될 수 있다. 후크(126)는 날개(122) 상에 또는 회전자를 공중 운반체(120)의 날개(122)에 부착하는 파일론 상에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 후크(126)는 구속줄 부착 지점과 동일 선상에 있거나, 하부 파일론(143)에 대한 그 접착 지점에서 구속줄(132a 및 132c)과 일치된다. 일 실시예에서, 후크(126)는, 날개(122)의 x 본체 축 내에서 정착대 페그(128)의 길이의 1/4 이내인 구속줄 부착 지점으로부터 날개(122)까지의 거리에 위치된다. 페그(128)는 착륙 중에 중심 테더 구속줄(132b) 아래에서 연장되는 동체(124)의 중심에 배치될 수 있다.

공중 운반체(120)가 정착대 패널(160) 상의 최종 휴지 장소 내에 도달되면, 공중 운반체(120)와 지면 스테이션(150) 사이에는 4개의 접촉점이 존재하며, 그에 따라 공중 운반체(120)를 위한 안정적인 최종 정착대를 제공한다. 특히, 테더(130)는 날개(122)에 부착되어 유지되고, 구속줄(132a 내지 132c)은 공중 운반체(120)를 탑(150)을 향해서 당기는 힘을 공중 운반체(120)에 가한다. 동시에, 정착대 패널(160)은 페그(128)에 대한 힘을 가하여 공중 운반체(120)를 탑(150)에 대해서 단단히 유지한다. 또한, 연장 막대(162a 및 162b)가 후크(126)와 접촉되어, 공중 운반체(120)의 상단부가 탑(150)을 향해서 피칭되는 것을 방지한다. 연장 막대(162a 및 162b) 상에 배치된 후크(126)의 쌍 사이의 접촉점에 집중되는 공중 운반체(120)의 중량은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공중 운반체(120)가 그 최종 정착 위치에서 요잉 또는 롤링되는 것을 방지한다. 정착대 패널(160)은, 공중 운반체(120)의 질량 중심으로부터 측정된 정착대 페그(128)의 길이의 0.5배 내지 2배 사이인 높이를 가질 수 있다.

도 5는 동체(122)로부터 연장되고 정착대 패널 측면(160a)과 접촉되는 페그(128)의 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 테더(130)가 드럼 상으로 더 권선될 때, 페그(128)의 하단부(128a)는 정착대 패널과 접촉된다. 제1 및 제2 측면(160a 및 160b)은 홈(164)을 형성하는 곡선형의 또는 구형의 표면 섹션을 가질 수 있고, 정착대 패널(160)에 대한 페그(128)의 힘은 페그(128)의 단부(128a)를 정착대 패널(160)의 측면(160a)의 곡선형 표면 아래로 그리고 홈(164)의 하단부를 향해서 강제한다. 일 실시예에서, 페그(128)는 날개(122)의 중심에 부착되지 않을 수 있고, 그 대신에 선체내 날개 끝에 더 근접하여, 날개(122)의 질량 중심으로부터 일 측면으로 중심을 벗어나게(off) 위치될 수 있다. 동체(124)는 또한 이러한 구성에서 측면으로 이동될 수 있다.

그에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 공중 운반체(120)가 착륙될 때, 페그(128)는 홈(164)의 하단부와 초기에 접촉하지 않을 수 있다. 그 대신에, 페그(128)는 정착대 패널(160)의 제1 또는 제2 측면(160a 및 160b)과 초기에 접촉될 수 있다. 공중 운반체(120)를 당기는 테더(130)의 힘 및 공중 운반체(120)의 프로펠러에 의해서 생성되는 피치 모멘트로 인해서 초래되는 패널에 대한 페그 압력은, 페그(128)의 하단부(128a)가 도 5에 도시된 (페그(128)의 하단부(128a)가 초기에 접촉되는) 정착대 패널(160)의 제1 측면(160a)의 곡선형 표면에 걸쳐 이동되게 하고 정착대 패널 측면(160a)의 곡선형 표면 아래로 그리고 정착대 패널(160) 상의 홈(164)의 하단부 내로 이동되게 할 것이다. 롤러 볼 또는 캐스터(caster)가 페그(128)의 하단부(128a) 상에 배치될 수 있고, 그에 따라 페그(128)가 정착대 패널(160)과의 접촉점에서 작은 마찰을 가지게 하고 페그(128)의 하단부(128a)가 홈(164)의 하단부 내로 더 용이하게 활주되게 하는 편리한 방식을 제공할 수 있다.

페그(128)와 정착대 패널(160)의 초기 접촉과 후크(126)의 쌍과 정착대 패널(160)로부터 연장되는 막대(162a 및 162b)간의 접촉 사이의 중요한 기간 중에, 바람이 많은 경우에 또는 돌풍 조건의 경우에, 공중 운반체의 피칭 또는 요잉은 이러한 중요한 기간 중에 회전자의 프로펠러로 제어될 수 있다. 예를 들어, 우측 또는 좌측 회전자로부터의 다소의 동력을 이용하여 요를 제어할 수 있고, 하부 또는 상부 회전자로부터의 다소의 동력을 이용하여 피치를 제어할 수 있다.

페그(128)는 바람직하게, 피치, 롤, 및 요의 축들의 교차부에 또는 그 부근에 위치되는 지점과 같은, 공중 운반체(120)의 중력 중심에 또는 그 부근에 위치된다. 결과적으로, 공중 운반체(120)의 피치, 롤, 또는 요 중에 페그(128)가 이동되지 않거나 거의 이동되지 않을 것이다. 그에 따라, 정착대 패널(120)과의 접촉 지점에서, 즉 페그(128)의 하단부(128a)에서 공중 운반체(120)가 이동되지 않거나 거의 이동되지 않을 것이다.

3. 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치까지 공중 운반체를 상승시키기 위한 예시적인 정착 시스템

도 6은 탑(150')에 부착된 정착대(160) 상에 정류된 공중 운반체(120)를 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템의 원근적 측면도이고, 이때 공중 운반체(120) 및 정착대(160)는 하강된 정류 위치에 배치되어 있다. 도 7은 상승된 정류 위치에서 정착대(160) 상에 정착된 공중 운반체(120)의 사시도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 공중 터빈 시스템은, 전술되고 도 3 내지 도 5에서 도시된 공중 풍력 터빈 시스템과 동일할 수 있고, 공중 운반체(120) 및 정착대(160)가 도 6에 도시된 하강된 정류 위치로부터 도 7에 도시된 상승된 정류 위치로 상향 회전될 수 있게 하는 피봇팅 정착대를 제공하도록 변경되었다.

특히, 도 6 및 도 7에서, 탑(150')은 지지부(152)를 포함하고, 그러한 지지부 상에는 회전 가능한 드럼(180) 및 레벨와인드(182)가 배치된다. 실시예에서, 지지부(152)는 15 미터의 높이일 수 있다. 공중 운반체(120)는 강성 날개(122), 동체(124), 꼬리 파일론(128), 및 후방 파일론(126)을 포함할 수 있다. 하부 회전자(140a) 및 상부 회전자(140b)가 강성 날개(122)에 부착된다. 전기 전도성 테더(130)는 구속줄 라인(미도시)을 이용하여 공중 운반체(120)의 날개(122)에 부착된 일 단부 및 레벨와인드(182)를 통해서 그리고 회전 가능한 드럼(180) 상으로 연장되는 다른 단부를 갖는다.

정착대 패널(160a 및 160b)을 가지는 정착대(160)는, 탑(150')으로부터 일반적으로 수평으로 연장되는 정착대 패널 지지 부재 또는 정착대 붐(170a' 및 170b')에 의해서 지지된다. 정착대 붐(170a' 및 170b')은 축(174)을 중심으로 탑(150')에 대해서 피봇될 수 있다. 정착대(160)가 도 6 및 도 7에 도시된 예시적인 실시예에서 제시된 것과 달리 구성될 수 있고 정착대 패널을 포함하지 않을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 유사하게, 2개의 정착대 붐이 탑(150')으로부터 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 하나의 정착대 붐이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 정착대 붐의 단부가, 탑(150')의 양 측면 상에서 연장되는 요크를 가질 수 있다.

도 6에서, 호버 모드 중에 정착대(160) 상에 착륙된 이후의 공중 운반체(120)가 도시되어 있다. 이러한 배향에서, 동체 또는 꼬리 붐(124)은 정착대 패널(160a 및 160b) 아래로 하향 연장된다. 앞서서 주목한 바와 같이, 공중 운반체(120)가 정착대(160) 상에 착륙된 후에, 공중 운반체를 정착대(160)에 고정하기 위해서 이용되는, 페그(128)(도 5에 도시됨), 후크(126)(도 4에 도시됨), 및 테더(130)를 포함하는, 4개의 접촉 지점이 존재한다.

그러나, 도 6에 도시된 하강된 정류 위치로부터 도 7에 도시된 상승된 정류 위치로의 회전 중에 공중 운반체(120)를 더 고정하기 위해서, 공중 운반체를 더 고정하는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해서, 페그를 정착대 패널(160a 및 160b)에 거는 걸쇠 메커니즘이 이용될 수 있다. 예를 들어, 교차-부재가 페그(128)에 부착되어 페그(128)로부터 횡방향으로 연장될 수 있다. 걸쇠 메커니즘은 교차-부재 위에서 회전되도록 이용될 수 있고, 그에 따라, 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치로의 회전 중에, 페그(128)와 정착대 패널(160a 및 160b)의 상대적인 운동을 방지할 수 있다. 걸쇠 메커니즘은, 공중 운반체(120)가 정착대 패널(160a 및 160b) 상에 적절하게 배치되었는지를 감지하는, 페그의 하단부 상의 또는 정착대 패널(160a 및 160b) 사이의 홈(164) 내의 하나 이상의 센서의 이용에 의해서 걸쇠 위치로 이동될 수 있다. 걸쇠 메커니즘을 격발하는 때를 결정하는 다른 방법이 또한 이용될 수 있다. 걸쇠 메커니즘은, 예를 들어, 선형 작동기 또는 모터를 이용하는 캠, 열쇠형 액슬, 또는 기어 구동부에 의해서 기계적으로 제 위치로 이동될 수 있다.

비록 도 4에 도시된 바와 같이, 정착대 패널(160)의 양 측면으로부터 연장부(162a 및 162b)로서 연장시키기 위해서 T-막대가 이용되었지만, 다른 실시예에서, 착륙시에 공중 운반체(120) 상에 배치된 후크(126)가 정착대 패널(160a 및 160b)의 상단부 상에 놓이도록 정착대 패널(160a 및 160b) 자체가 연장될 수 있다. 대안적으로, 하부 회전자(140a 및 140b)를 강성 날개(122)에 부착하는 파일론(143a 및 143b)이 T-막대 상에 또는 연장된 정착대 패널 상에 놓일 수 있고, 그에 따라 후크(126)의 쌍(도 3에 도시됨)에 대한 필요성을 제거할 수 있다.

앞서서 주목한 바와 같이, 공중 운반체(120)가 정착대(160)에 일단 고정되면, 정착대 붐(170a' 및 170b')은 축(174)을 중심으로 탑(150')에 대해서 회전될 수 있다. 공중 운반체(120) 및 정착대(160)의 상승된 정류 위치로의 회전은, 정착대 붐(170a' 및 170b')이 탑에 대해서 회전되게 하는데 필요한 동력을 제공하기 위해서, 공중 운반체(120) 상의 하나 이상의 회전자(140a 및 140b)를 유리하게 이용할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 탑(150') 내에 또는 상에 배치된 전기 또는 유압 모터를 이용하여, 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑(150')에 대해서 회전시킬 수 있다. 일단 희망하는 상승 위치에 있게 되면, 브레이크 또는 결속 메커니즘을 이용하여 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑(150')에 대한 희망 위치에서 결속할 수 있다. 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑(150')에 대해서 회전시키는데 필요한 힘을 감소시키기 위해서, 탑을 지나서 연장되는 평형추(172a 및 172b)가 포함될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같은 하강된 정류 위치에서, 공중 운반체의 동체(124)가 하향 지향된다는 것, 그리고 공중 운반체(120)가 도 7에 도시된 바와 같은 상승된 정류 위치로 이동될 때, 동체(124)가 일반적으로 수평 위치로 이동된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 지면 또는 수면으로부터의 간격은 정착대 붐의 길이뿐만 아니라 공중 운반체(120)의 동체(124)의 배향의 변화에 의해서도 얻어진다. 일 실시예에서, 정착대 붐(170a' 및 170b')의 회전은, 6 미터의 정착대 붐 길이 및 공중 운반체(120)의 배향의 변화에 의해서 얻어지는 4 미터를 기초로, 10 미터의 부가적인 간격을 제공할 수 있다.

이러한 시스템은 또한 이미 사용되고 있는 하드웨어(즉, 정착대 패널, 정착대 붐, 날개 모터)의 이용이라는 장점을 제공하며, 최소의 새로운 하드웨어(정착대 붐 피봇)로 시스템 효율의 상당한 개선을 가능하게 한다. 특히 짧은 탑을 이용하여 작은 전복 모멘트를 가능하게 할 수 있고, 이는 다시 탑에서 적은 중량을 이용할 수 있게 하며, 그리고 해양 적용예에서 더 작은 (적은 질량을 갖는) 부유 플랫폼을 이용할 수 있게 한다. 탑의 감소된 질량 및 더 작은 부유 플랫폼은 재료의 감소 및 비용의 감소를 허용하여, 상당한 비용 절감을 초래한다. 정착대 붐(170a' 및 170b')을 피봇팅시키는 것은 공중 운반체(120)가 상승된 정류 위치에서 정류될 수 있게 하여, 더 높은 탑을 필요로 하지 않으면서 또는 해양의 경우에 더 큰 부유 플랫폼을 필요로 하지 않으면서, 지면 또는 파도로부터 더 먼 간격을 제공한다.

육지 또는 해양이든지 간에, 본 실시예는 기저부에서의 전복 모멘트를 감소시키기 위해서 교차 바람 비행 중에 짧은 탑을 제공하고, 이는 다시 탑 및 기초부의 전체적인 질량을 감소시킬 수 있게 하고 결과적인 비용 절감을 가능하게 한다. 탑이 짧을수록, 전복 모멘트가 작아지고, 탑 및 기초부(그리고 해양 경우에 부유 플랫폼)의 전체 질량이 작아지며, 그리고 결과적인 비용 절감이 커진다.

공중 운반체를 정착대 상에서 상승된 정류 위치로 상승시키는 것은, 공중 운반체를 파도, 파괴 행위, 저고도 파편, 등으로부터 보호하기 위해서, 그 정류 조건에서 지면으로부터 높게 공중 운반체를 유지할 수 있는 능력을 제공할 뿐만 아니라, 또한 짧은 탑을 갖는다는 장점을 여전히 제공한다.

도 8a는 탑(152')의 상단부(153)를 중심으로 회전될 수 있는 정착대 붐(170')을 가지는 예시적인 단순화된 탑(152')을 가지는 공중 풍력 터빈 시스템(150')을 도시한다. 공중 운반체(120)는, 공중 운반체(120)가 상향 지향된 상태로, 제1의 하강된 정류 위치에서 정착대 붐(170')의 단부에서 정착대에 고정되어 도시되어 있다.

도 8b는, 정착대 붐(170')이 도 8a에 도시된 바와 같은 제1의 하강된 정류 위치로부터 상승된 정류 위치로 탑(152')의 상단부(153)에 대해서 회전된 후의, 공중 풍력 터빈 시스템(150')을 도시한다. 도 8c는, 도 8a에 도시된 제1의 정류 위치로부터 180도 회전된 후에 공중 운반체가 하향 지향된 상태로, 정착대 붐(170)이 상승된 정류 위치로부터 제2의 하강된 정류 위치로 탑(152')의 상단부(153)에 대해서 더 회전된 후의, 공중 풍력 터빈(120)을 도시한다.

제2의 하강된 정류 위치에서, 공중 운반체(120)의 회전자(140a 및 140b)는, 공중 운반체(120)의 회전자(140a 및 140b) 및 다른 구성요소에 대한 서비스 및 유지보수를 제공하기 위해서 유지보수 장비(192) 및 유지보수 작업자(192)가 위치될 수 있는 지면에 근접하여 배치된다. 공중 운반체(120)의 전방부를 지면에 근접시킬 수 있는 능력은, 도 8a에 도시된 제1의 하강된 정류 위치 또는 도 8b에 도시된 상승된 정류 위치에 비해서, 유지보수가 더 용이하고 안전하게 실시될 수 있게 한다.

공중 운반체(120)를 도 8b에 도시된 상승된 정류 위치로부터 도 8c에 도시된 제2의 하강된 정류 위치로 이동시킬 대, 브레이크를 탑(152')의 상단부(153)에서 이용하여 공중 운반체를 제2의 하강된 정류 위치로 부드럽게 하강시킬 수 있다. 공중 운반체(120)를 제2의 하강된 정류 위치로 회전시키는 것은 또한 공중 운반체(120) 상의 회전자(140a 및 140b)의 하나 이상을 유리하게 이용할 수 있고, 그에 따라 공중 운반체를 제2의 하강된 정류 위치로 부드럽게 이동시키기 위한 반대 추력을 제공할 수 있다. 유지보수가 완료되었을 때, 회전자(140a 및 140b)를 이용하여 반대 추력을 제공할 수 있고, 그에 따라 상승된 정류 위치로 되돌아 가는 정착대 붐(170')의 회전을 유발하는데 필요한 동력을 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 공중 풍력 터빈 시스템(150') 내에 또는 상에 배치된 전기 또는 유압 모터를 이용하여, 정착대 붐(170')을 제2의 정류 위치로 다시 회전시킬 수 있다.

4. 상승된 정류 위치에서 공중 운반체를 공중 풍력 터빈 상에 정류시키기 위한 예시적인 방법

도 9는, 상승된 정류 위치에서 공중 운반체를 공중 풍력 터빈 시스템 상에 정류시키기 위해서 이용될 수 있는 방법(200)을 도시한다. 그러한 방법은 동체를 가지는 공중 운반체, 공중 운반체에 고정된 제1 단부 및 탑에 고정된 제2 단부를 가지는 전기 전도성 테더, 공중 운반체가 내부로 릴 작업될 때 테더가 둘러싸는 탑 상에 배치된 회전 가능한 드럼, 탑으로부터 연장되는 정착대, 및 정착대에 부착되고 탑에 피봇식으로 장착되는 하나 이상의 정착대 붐을 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템을 제공하는 단계(202)를 포함한다.

방법(200)은 또한, 정착대(160)가 하강된 정류 위치에 있을 때 공중 운반체(120)를 정착대(160)에 고정하기 위한 단계(204), 및 공중 운반체를 정착대 상의 상승된 정류 위치로 상승시키기 위해서 하나 이상의 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑에 대해서 회전시키는 단계(206)를 포함한다.

방법(200)은, 공중 운반체(120)를 정착대(160) 상의 상승된 정류 위치로 상승시키기 위해서 하나 이상의 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑(150')에 대해서 회전시키는 단계(206): 페그(128)를 동체(124) 상에 배치하는 단계(208)로서; 정착대(160)가 정착대 패널을 포함하고; 고정하는 단계는 페그(128)를 정착대 패널에 거는 단계를 포함하는, 단계; 하나 이상의 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑(150')에 대해서 회전시키는 단계가 공중 운반체(120) 상에 배치된 하나 이상의 모터를 동작시키는 것에 의해서 적어도 부분적으로 유발되는 단계(210); 및 공중 운반체(120)가 상승된 정류 위치에 있을 때, 하나 이상의 정착대 붐(170a' 및 170b')을 탑(150)에 대해서 제 위치에 결속하는 단계(212)를 더 포함한다.

5. 결론

전술한 설명은 개시된 시스템, 장치 및 방법의 여러 가지 특징 및 기능을 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 비록 여러 가지 양태 및 실시예가 본원에서 개시되었지만, 다른 양태 및 실시예가 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 본원에서 개시된 여러 가지 양태 및 실시예는 설명을 위한 것이고 제한적으로 의도된 것이 아니며, 진정한 범위는 이하의 청구항에 의해서 결정된다.

Claims

공중 풍력 터빈 시스템이며:
동체를 가지는 공중 운반체;
상기 공중 운반체에 고정된 제1 단부 및 상기 공중 운반체가 내부로 릴 작업될 때 테더가 둘러싸는 탑에 위치되는 회전 가능한 드럼에 고정된 제2 단부를 가지는 전기 전도성 테더;
상기 탑으로부터 연장되는 정착대;
상기 정착대에 부착되고 상기 탑에 피봇 가능하게 장착된 하나 이상의 정착대 붐을 포함하고;
상기 공중 운반체가 상기 정착대에 고정될 때, 상기 공중 운반체는 제1의 하강된 정류 위치에 배치될 수 있고; 그리고
상기 공중 운반체는 상기 탑에 대한 상기 하나 이상의 정착대 붐의 회전에 의해서 유발된 상승된 정류 위치로 이동될 수 있는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 공중 운반체를 상기 상승된 정류 위치로 이동시키기 위한 상기 탑에 대한 상기 하나 이상의 정착대 붐의 회전은 상기 공중 운반체 상에 배치된 하나 이상의 모터에 의해서 유발되는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 공중 운반체를 상기 상승된 정류 위치로 이동시키기 위한 상기 탑에 대한 상기 하나 이상의 정착대 붐의 회전은 상기 탑에 배치된 모터에 의해서 적어도 부분적으로 유발되는, 시스템.
제3항에 있어서,
상기 모터가 유압식 모터인, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 동체 상에 배치된 페그;
상기 정착대 패널의 제1 측면으로부터 연장되는 제1 연장부;
상기 정착대 패널의 제2 측면으로부터 연장되는 제2 연장부;
상기 페그의 제1 측면 상의 상기 공중 운반체로부터 연장되는 제1 후크;
상기 제1 측면에 대향되는 상기 페그의 제2 측면 상의 상기 공중 운반체로부터 연장되는 제2 후크를 더 포함하고;
상기 정착대는 정착대 패널을 포함하고;
상기 공중 운반체가 상기 정착대 패널 상에 정착될 때, 상기 페그는 상기 정착대 패널과 접촉되고, 상기 제1 후크는 상기 제1 연장부 위에 배치되며, 상기 제2 후크는 상기 제2 연장부 위에 배치되는, 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 후크는 상기 공중 운반체 상의 제1 회전자 파일론에 부착되고, 상기 제2 후크는 상기 공중 운반체 상의 제2 회전자 파일론에 부착되는, 시스템.
제5항에 있어서,
상기 정착대 패널은 홈이 제1 측면과 제2 측면의 교차부 사이에서 수직으로 연장되는 제2 측면에 인접한 제1 측면을 가지는, 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제1 측면은 상기 홈을 향해서 연장되는 곡선형 표면을 가지고, 상기 제2 측면은 상기 홈의 하단부를 향해서 연장되는 곡선형 표면을 가지는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 정착대 패널은 상기 동체 상에 배치된 페그를 상기 정착대 패널에 걸기 위한 걸쇠 메커니즘을 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 정착대 붐은 상기 탑을 지나서 연장되어 평형추를 제공하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 탑은, 상기 공중 운반체가 상기 상승된 정류 위치에 있을 때, 하나 이상의 정착대 붐을 상기 탑에 대한 희망 위치 내로 결속하기 위한 걸쇠 메커니즘을 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 탑은, 상기 공중 운반체가 상기 상승된 정류 위치로 이동될 때, 하나 이상의 정착대 붐이 특정의 미리 결정된 지점을 지나서 상기 탑에 대해서 회전되는 것을 방지하기 위한 브레이크를 포함하는, 시스템.
제9항에 있어서,
상기 걸쇠 메커니즘은 캠의 운동에 의해서 걸림 위치 내로 이동되는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 탑은 부유 플랫폼 상에 배치되는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 공중 운반체는 상기 탑에 대한 상기 하나 이상의 정착대 붐의 추가적인 회전에 의해서 상기 상승된 정류 위치로부터 제2의 하강된 정류 위치로 이동될 수 있는, 시스템.
동체를 가지는 공중 운반체, 상기 공중 운반체에 고정된 제1 단부 및 탑에 고정된 제2 단부를 가지는 전기 전도성 테더, 상기 공중 운반체가 내부로 릴 작업될 때 테더가 둘러싸는 상기 탑 상에 배치된 회전 가능한 드럼, 상기 탑으로부터 연장되는 정착대, 및 상기 정착대에 부착되고 상기 탑에 피봇 가능하게 장착되는 하나 이상의 정착대 붐을 포함하는 공중 풍력 터빈 시스템 내에서 공중 운반체를 상승된 정류 위치에 정류시키는 방법이며:
상기 정착대가 하강된 정류 위치에 있을 때 상기 공중 운반체를 상기 정착대에 고정하는 단계;
상기 공중 운반체를 정착대 상의 상승된 정류 위치로 상승시키기 위해서 상기 하나 이상의 정착대 붐을 상기 탑에 대해서 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 동체 상에 페그를 배치하는 단계를 더 포함하고;
상기 정착대는 정착대 패널을 포함하고; 그리고
상기 고정하는 단계는 상기 페그를 상기 정착대 패널에 거는 단계를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 하나 이상의 정착대 붐을 상기 탑에 대해서 회전시키는 단계는, 적어도 부분적으로, 상기 공중 운반체 상에 배치된 하나 이상의 모터를 동작시키는 것에 의해서 유발되는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 공중 운반체가 상기 상승된 정류 위치에 있을 때, 상기 하나 이상의 정착대 붐을 상기 탑에 대한 제 위치에 결속하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 공중 운반체를 제2의 하강된 정류 위치 내로 하강시키기 위해서 상기 하나 이상의 정착대 붐을 상기 탑에 대해서 추가적으로 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
공중 풍력 터빈 시스템에서 이용하기 위한 정착 시스템이며:
정착 탑;
상기 탑으로부터 연장되고 공중 운반체를 수용하도록 구성된 정착대;
상기 정착대에 부착되고 상기 탑에 피봇 가능하게 장착된 하나 이상의 정착대 붐을 포함하고;
상기 공중 운반체가 정착대 패널에 고정될 때, 상기 정착대 및 상기 공중 운반체가 하강된 정류 위치 내에 배치될 수 있고; 그리고
상기 정착대 및 상기 공중 운반체는 상기 탑에 대한 상기 하나 이상의 정착대 붐의 회전에 의해서 유발된 상승된 정류 위치로 이동될 수 있는, 정착 시스템.
제21항에 있어서,
상기 하나 이상의 정착대 붐을 상기 정착 탑에 대해서 회전시키는 것은, 적어도 부분적으로, 상기 공중 운반체 상에 배치된 하나 이상의 모터를 동작시키는 것에 의해서 유발되는, 정착 시스템.
제21항에 있어서,
상기 정착 탑은 부유 플랫폼 상에 배치되는, 정착 시스템.