TWI619881B - 使用電導體束之用於空中風力渦輪機之繫繩 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種繫繩,其可包含一芯線、包圍該芯線之一混合層及包圍該混合層之一護套。該混合層可包含複數個強度構件及複數個電導體束。該複數個電導體束之各電導體束可包含一柔性元件、包圍該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層。

Description

使用電導體束之用於空中風力渦輪機之繫繩
除非本文中另外指示,否則此章節中所描述之材料不是本申請案中之申請專利範圍之先前技術且不會因包含於此章節中而被承認為先前技術。 發電系統可將化學能及/或機械能(例如動能)轉換成用於諸如公用系統之各種應用之電能。作為一實例,一風能系統可將風能轉換成電能。
本文中描述繫繩。有益地,本文中所描述之實施例可減輕繫繩之一重量及/或減小繫繩之一大小。此外,本文中所描述之實施例可改良繫繩之可撓性,改良繫繩之橫向勁度,及/或改良繫繩之扭矩傳輸。 在一態樣中,一種繫繩可包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括複數個強度構件及複數個電導體束,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一柔性元件、包圍該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層;及一護套,其包圍該混合層。 在另一態樣中,一種繫繩可包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括一第一強度構件、一第二強度構件及複數個電導體束,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一第一部分定位,使得該第一群組之電導體束之一橫截面沿該芯線之該第一部分界定一第一弧形;及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之一第二部分定位,使得該第二群組之電導體束之一橫截面沿該芯線之該第二部分界定一第二弧形,其中該第一群組之電導體束定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間,且其中該第二群組之電導體束定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間;及一護套,其包圍該混合層。 在另一態樣中,一種繫繩可包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括:複數個強度構件,其中該複數個強度構件之各強度構件包括一非圓形橫截面形狀;複數個電導體束,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一圓形橫截面形狀,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第一半定位;及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第二半定位,且其中該複數個電導體束之各電導體束定位於該複數個強度構件之兩個強度構件之間;及一護套,其包圍該混合層。 在另一態樣中,一種繫繩可包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括:複數個第一強度構件,其等圍繞該芯線定位,其中該複數個第一強度構件之各第一強度構件包括一矩形橫截面形狀;複數個第二強度構件,其等圍繞該複數個第一強度構件定位,其中該複數個第二強度構件之各第二強度構件包括一三角形橫截面形狀;及複數個電導體束,其等圍繞該芯線定位,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一圓形橫截面形狀,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第一半定位;及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第二半定位,且其中該複數個電導體束之各電導體束定位於該複數個第一強度構件之兩個第一強度構件與該複數個第二強度構件之兩個第二強度構件之間;及一護套,其包圍該複數個第二強度構件及該複數個電導體束。 一般技術者將藉由適當參考附圖來閱讀下列[實施方式]而明白此等及其他態樣、優點及替代例。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張2016年1月25日申請之美國專利申請案第15/006,104號之優先權,該案之全文以引用的方式併入本文中。 本文中描述例示性系統。應瞭解,用語「例示性」在本文中用於意指「充當一實例、例項或說明例」。本文中描述為「例示性」或「繪示性」之任何實施例或特徵未必被解釋為好於或優於其他實施例或特徵。更一般而言,本文中所描述之實施例不意在限制。應易於瞭解,所揭示之系統之某些態樣可配置及組合成全部涵蓋於本文中之各種不同組態。 I.概述 繪示性實施例係關於可用於諸如一空中風力渦輪機(AWT)之一風能系統中之飛行器。特定言之,繪示性實施例可關於可用於AWT中之繫繩或採用可用於AWT中之繫繩之形式。 就[先前技術]而言,一AWT可包含沿一閉合路徑(諸如一實質上呈圓形之路徑)飛行以將風能轉換成電能之一飛行器。在一繪示性實施方案中,飛行器可經由一繫繩連接至一地面站。儘管被繫栓,但飛行器可:(i)在一高度範圍內且實質上沿路徑飛行,且返回至地面;及(ii)經由繫繩將電能傳輸至地面站。(在一些實施方案中,地面站可將電傳輸至飛行器以使其起飛及/或降落。) 在一AWT中,當風力不利於發電時,一飛行器可停留於一地面站中及/或停留於地面站上(或棲息)。當風力有助於發電時,諸如,當高度200米處之風速達到每秒3.5米(3.5 m/s)時,地面站可部署(或發動)飛行器。另外,當已部署飛行器且風力不利於發電時,飛行器可返回至地面站。 再者,在一AWT中,一飛行器可經組態以進行懸空飛行及側風飛行。側風飛行可用於進行一運動(諸如一實質上呈圓形之運動),且因此可為用於產生電能之主要技術。反過來,懸空飛行可由飛行器用於使自我準備用於側風飛行及自我定位。特定言之,飛行器可至少部分基於懸空飛行來上升至一位置進行側風飛行。此外,飛行器可經由懸空飛行來起飛及/或降落。 在懸空飛行中,飛行器之一主翼之一翼展可經定向成實質上平行於地面,且飛行器之一或多個螺旋槳可引起飛行器懸空於地面上方。在一些實施方案中,飛行器可在懸空飛行中垂直上升或下降。再者,在側風飛行中,飛行器可經定向使得飛行器可由實質上沿一閉合路徑之風力推進,如上文所提及,此可將風能轉換成電能。在一些實施方案中,飛行器之一或多個轉子可藉由減緩入射風力來產生電能。 本文中所描述之實施例係關於繫繩或採用繫繩之形式。本文中所描述之繫繩可經組態以在飛行器處於飛行中時承受一或多個力(例如來自作用於飛行器上之空氣動力之張力),且經組態以在飛行器與地面站之間傳輸電。 在一繪示性實施方案中,一繫繩可包含一芯線、包圍該芯線之一混合層及包圍該混合層之一護套。該混合層可包含複數個強度構件及複數個電導體束。各電導體束可包含一柔性元件、包圍該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層。 該混合層可包含各種不同組態。在一些實施例中,可至少部分基於該繫繩之一預定負載及/或該繫繩之一預定電力傳輸來選擇該混合層之組態。 例如,在各種配置中,該混合層可包含各種數目個強度構件及電導體束。在一實施方案中,該複數個強度構件可包含一第一強度構件及一第二強度構件,該複數個電導體束可包含一第一群組之電導體束及一第二群組之電導體束,且該第一群組之電導體束可定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間,且該第二群組之電導體束可定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間。在一些實施例中,該第一群組之電導體束及該第二群組之電導體束可各包含3個電導體束。 在另一實施方案中,該複數個強度構件可包含4個強度構件,且該複數個電導體束之各電導體束可定位於該複數個強度構件之兩個強度構件之間。在一些實施例中,該第一群組之電導體束及該第二群組之電導體束可各包含兩個電導體束。 作為另一實例,該等強度構件及/或該等電導體束可包含各種不同橫截面形狀。在一實施方案中,該複數個強度構件之各強度構件可具有一圓形橫截面形狀,且該複數個電導體束之各電導體束可具有一圓形橫截面形狀。在另一實施方案中,該複數個強度構件之各強度構件可具有一非圓形橫截面形狀,且該複數個電導體束之各電導體束可具有一圓形橫截面形狀。此外,在另一實施方案中,該複數個強度構件之各強度構件可具有一非圓形橫截面形狀,且該複數個電導體束之各電導體束可具有一非圓形橫截面形狀。 作為另一實例,該混合層可包含多個群組之強度構件。在一實施方案中,該混合層可包含圍繞該芯線定位之複數個第一強度構件、圍繞該複數個第一強度構件定位之複數個第二強度構件及圍繞該芯線定位之複數個電導體束。在一些實施例中,該等第一強度構件及該等第二強度構件可具有不同橫截面形狀。作為另一實例,該混合層可包括兩層或兩層以上強度構件及/或電導體束。 有益地,本文中所描述之實施例可減輕繫繩之一重量及/或減小繫繩之一大小,此可改良飛行器之側風飛行及/或將電傳輸至一電網期間之電能產生。另外,本文中所描述之實施例可改良繫繩之可撓性,改良繫繩之橫向勁度,及/或改良繫繩之扭矩傳輸,此可改良AWT在操作中時繫繩對各種負載(諸如疲勞負載)之抗性。 II .繪示性系統 A. 空中風力渦輪機 (AWT) 圖1描繪根據一實例性實施例之一AWT 100。特定言之,AWT 100包含一地面站110、一繫繩120及一飛行器130。如圖1中所展示,繫繩120可使一第一端連接至飛行器且可使一第二端連接至地面站110。在此實例中,繫繩120可在地面站110上之一位置處附接至地面站110,且在飛行器130上之三個位置處附接至飛行器130。然而,在其他實例中,繫繩120可在多個位置處附接至地面站110及/或飛行器130之任何部分。 地面站110可用於固持及/或支撐飛行器130,直至飛行器130處於一操作模式中。地面站110亦可經組態以允許重新定位飛行器130,使得裝置可被部署。此外,地面站110可進一步經組態以在一降落期間接收飛行器130。地面站110可由可在懸空飛行、側風飛行及其他飛行模式(諸如向前飛行(其可指稱像飛機一樣飛行))中使飛行器130適當保持附接及/或錨定至地面之任何材料形成。在一些實施方案中,一地面站110可經組態以在陸地上使用。然而,一地面站110亦可實施於諸如湖泊、河流、海洋或大洋之水體上。例如,一地面站可包含一浮動離岸平台或一船及其他可能性或可經配置於一浮動離岸平台或一船及其他可能性上。此外,一地面站110可經組態以保持固定或相對於地面或水體表面移動。 另外,地面站110可包含可變動繫繩120之一長度的一或多個組件(圖中未展示),諸如一絞車。例如,當部署飛行器130時,一或多個組件可經組態以鬆出及/或放出繫繩120。在一些實施方案中,一或多個組件可經組態以鬆出及/或放出繫繩120達一預定長度。作為實例,預定長度可等於或小於繫繩120之一最大長度。此外,當飛行器130降落於地面站110中時,一或多個組件可經組態以收回繫繩120。 繫繩120可將由飛行器130產生之電能傳輸至地面站110。另外,繫繩120可將電傳輸至飛行器130以供電給飛行器130來起飛、降落、懸空飛行及/或向前飛行。繫繩120可經建構成任何形式且使用可允許傳輸、輸送及/或配送由飛行器130產生之電能及/或將電傳輸至飛行器130之任何材料來建構。繫繩120亦可經組態以在飛行器130處於一操作模式中時承受飛行器130之一或多個力。例如,繫繩120可包含經組態以在飛行器130處於懸空飛行、向前飛行及/或側風飛行中時承受飛行器130之一或多個力的一芯線。在一些實例中,繫繩120可具有一固定長度及/或一可變長度。例如,在至少一此類實例中,繫繩120可具有140米之一長度。 飛行器130可經組態以實質上沿一閉合路徑150飛行而產生電能。如本發明中所使用,術語「實質上沿…」係指「完全沿…」及/或相對於「完全沿…」之一或多個偏差(其不會顯著影響電能之產生)。 飛行器130可包含各種類型之裝置或採用各種類型之裝置之形式,諸如一風箏、一直升機、一機翼及/或一飛機及其他可能性。飛行器130可由金屬、塑膠及/或其他聚合物之固體結構形成。飛行器130可由允許一高推力重量比且允許產生用於公用應用中之電能的任何材料形成。另外,材料可經選擇以允許能夠處置風速及風向之較大及/或突然轉變之一閃電硬化、冗餘及/或容錯設計。 在各種不同實施例中,閉合路徑150可呈各種不同形狀。例如,閉合路徑150可實質上呈圓形。且在至少一此類實例中,閉合路徑150可具有高達265米之一半徑。如本發明中所使用,術語「實質上呈圓形」係指「完全呈圓形」及/或相對於「完全呈圓形」之一或多個偏差(其不會顯著影響電能之產生),如本文中所描述。閉合路徑150之其他形狀可為一卵形,諸如一橢圓形、一糖豆之形狀、數字8之形狀等等。 飛行器130可經操作以沿閉合路徑150之一或多個回轉行進。B. AWT 之繪示性組件 圖2係繪示AWT 200之組件的一簡化方塊圖。AWT 100可採用AWT 200之形式或形式上類似於AWT 200。特定言之,AWT 200包含一地面站210、一繫繩220及一飛行器230。地面站110可採用地面站210之形式或形式上類似於地面站210,繫繩120可採用繫繩220之形式或形式上類似於繫繩220,且飛行器130可採用飛行器230之形式或形式上類似於飛行器230。 如圖2中所展示,地面站210可包含一或多個處理器212、資料儲存器214及程式指令216。一處理器212可為一通用處理器或一專用處理器(例如數位信號處理器、特定應用積體電路等等)。一或多個處理器212可經組態以執行儲存於一資料儲存器214中且可經執行以提供本文中所描述之功能性之至少部分的電腦可讀程式指令216。 資料儲存器214可包含可由至少一處理器212讀取或存取之一或多個電腦可讀儲存媒體或採用該一或多個電腦可讀儲存媒體之形式。一或多個電腦可讀儲存媒體可包含可與一或多個處理器212之至少一者完全或部分整合之揮發性及/或非揮發性儲存組件,諸如光學、磁性、有機或其他記憶體或磁碟儲存器。在一些實施例中,可使用一單一實體裝置(例如一個光學、磁性、有機或其他記憶體或磁碟儲存單元)來實施資料儲存器214,而在其他實施例中,可使用兩個或兩個以上實體裝置來實施資料儲存器214。 如上文所提及,資料儲存器214可包含電腦可讀程式指令216且可包含額外資料,諸如地面站210之診斷資料。因而,資料儲存器214可包含用於執行或促進本文中所描述之功能性之部分或全部的程式指令。 另一方面,地面站210可包含一通信系統218。通信系統218可包含允許地面站210經由一或多個網路通信之一或多個無線介面及/或一或多個有線介面。此等無線介面可根據諸如Bluetooth、WiFi (例如一IEEE 802.11協定)、長期演進(LTE)、WiMAX (例如一IEEE 802.16標準)、一射頻ID (RFID)協定、近場通信(NFC)及/或其他無線通信協定之一或多個無線通信協定來提供通信。此等有線介面可包含一乙太網路介面、一通用串列匯流排(USB)介面或類似介面,其經由至一有線網路之一導線、一對絞線、一同軸電纜、一光學鏈路、一光纖鏈路或其他實體連接來通信。地面站210可經由通信系統218與飛行器230、其他地面站及/或其他實體(例如一命令中心)通信。 在一實例性實施例中,地面站210可包含允許短程通信及長程通信兩者之通信系統218。例如,地面站210可經組態以用於使用Bluetooth之短程通信及根據一CDMA協定之長程通信。在此一實施例中,地面站210可經組態以充當一「熱點」,或換言之,充當一遠端支援裝置(例如繫繩220、飛行器230及其他地面站)與一或多個資料網路(諸如蜂巢式網路及/或網際網路)之間之一閘道或代理。在經如此組態之後,地面站210可促進遠端支援裝置將無法依其他方式獨自執行之資料通信。 例如,地面站210可提供至遠端裝置之一WiFi連接且充當至一蜂巢式服務提供者之資料網路之一代理或閘道,例如,地面站210可根據一LTE或一3G協定來連接至該蜂巢式服務提供者之資料網路。地面站210亦可充當至遠端裝置無法依其他方式存取之其他地面站或一命令中心之一代理或閘道。 再者,如圖2中所展示,繫繩220可包含傳輸組件222及一通信鏈路224。傳輸組件222可經組態以將電能自飛行器230傳輸至地面站210及/或將電能自地面站210傳輸至飛行器230。在各種不同實施例中,傳輸組件222可採用各種不同形式。例如,傳輸組件222可包含經組態以傳輸電之一或多個電導體。且在至少一此類實例中,一或多個電導體可包含鋁及/或允許傳導電流之任何其他材料。再者,在一些實施方案中,傳輸組件222可包圍繫繩220之一芯線(圖中未展示)。 地面站210可經由通信鏈路224與飛行器230通信。通信鏈路224可為雙向的且可包含一或多個有線及/或無線介面。此外,可存在組成通信鏈路224之至少一部分的一或多個路由器、開關及/或其他裝置或網路。 此外,如圖2中所展示,飛行器230可包含一或多個感測器232、一電力系統234、電力產生/轉換組件236、一通信系統238、一或多個處理器242、資料儲存器244、程式指令246及一控制系統248。 在各種不同實施例中,感測器232可包含各種不同感測器。例如,感測器232可包含一全球定位系統(GPS)接收器。GPS接收器可經組態以提供熟知GPS系統(其可指稱一全球導航衛星系統(GNSS))之典型資料,諸如飛行器230之GPS座標。此GPS資料可由AWT 200用於提供本文中所描述之各種功能。 作為另一實例,感測器232可包含諸如一或多個皮託管之一或多個風力感測器。一或多個風力感測器可經組態以偵測視風及/或相對風。此風力資料可由AWT 200用於提供本文中所描述之各種功能。 作為又一實例,感測器232可包含一慣性量測單元(IMU)。IMU可包含可一起用於判定飛行器230之定向的一加速度計及一陀螺儀兩者。特定言之,加速度計可量測飛行器230相對於地球之定向,而陀螺儀量測圍繞一軸線(諸如飛行器230之一中心線)之轉速。可在市場上購得低成本、低電力封裝之IMU。例如,IMU可採用一小型化微機電系統(MEMS)或一奈機電系統(NEMS)之形式或包含一小型化微機電系統(MEMS)或一奈機電系統(NEMS)。亦可利用其他類型之IMU。除加速度計及陀螺儀之外,IMU亦可包含可有助於更好判定位置之其他感測器。此等感測器之兩個實例係磁力計及壓力感測器。其他實例亦係可行的。 儘管一加速度計及陀螺儀可有效判定飛行器230之定向,但微小量測誤差會隨時間複合且導致一更顯著誤差。然而,一實例性飛行器230能夠藉由使用一磁力計來量測方向而緩解或減小此等誤差。一磁力計之一實例係一低電力、數位3軸磁力計,其可用於實現針對精確航向資訊之一與定向無關之電子羅盤。然而,亦可利用其他類型之磁力計。 飛行器230亦可包含可用於判定飛行器230之高度的一壓力感測器或氣壓計。替代地,諸如音波測高計或雷達測高計之其他感測器可用於提供一高度指示,其可有助於改良IMU之精確度及/或防止IMU之漂移。另外,飛行器230可包含經組態以偵測分佈於繫繩220至飛行器230之一連接之間之力的一或多個測力計。 如上文所提及,飛行器230可包含電力系統234。在各種不同實施例中,電力系統234可採用各種不同形式。例如,電力系統234可包含用於將電力提供至飛行器230之一或多個電池。在一些實施方案中,一或多個電池可再充電且各電池可經由電池與一電力供應器之間之一有線連接及/或經由一無線充電系統(諸如一感應充電系統,其將一外部時變磁場施加至使用自一或多個太陽能板收集之能量的一內部電池及/或充電系統)來再充電。 作為另一實例,電力系統234可包含用於將電力提供至飛行器230之一或多個馬達或引擎。在一些實施方案中,一或多個馬達或引擎可由諸如烴基燃料之一燃料供電。且在此等實施方案中,燃料可儲存於飛行器230上且經由諸如管道之一或多個流體導管輸送至一或多個馬達或引擎。在一些實施方案中,電力系統234可完全或部分實施於地面站210上。 如上文所提及,飛行器230可包含電力產生/轉換組件236。在各種不同實施例中,電力產生/轉換組件236可採用各種不同形式。例如,電力產生/轉換組件236可包含諸如高速直接驅動發電機之一或多個發電機。就此配置而言,一或多個發電機可由一或多個轉子驅動。且在至少一此類實例中,一或多個發電機可在每秒11.5米之全額定功率風速處依可超過60%之一容量因數操作,且一或多個發電機可產生自40千瓦至600百萬瓦之電力。 再者,如上文所提及,飛行器230可包含一通信系統238。通信系統238可採用通信系統218之形式或形式上類似於通信系統218。飛行器230可經由通信系統238與地面站210、其他飛行器及/或其他實體(例如一命令中心)通信。 在一些實施方案中,飛行器230可經組態以充當一「熱點」,或換言之,充當一遠端支援裝置(例如地面站210、繫繩220、其他飛行器)與一或多個資料網路(諸如蜂巢式網路及/或網際網路)之間之一閘道或代理。在經如此組態之後,飛行器230可促進遠端支援裝置將無法依其他方式獨自執行之資料通信。 例如,飛行器230可提供至遠端裝置之一WiFi連接且充當至一蜂巢式服務提供者之資料網路之一代理或閘道,例如,飛行器230可根據一LTE或一3G協定來連接至該蜂巢式服務提供者之資料網路。飛行器230亦可充當至遠端裝置無法依其他方式存取之其他飛行器或一命令站之一代理或閘道。 如上文所提及,飛行器230可包含一或多個處理器242、程式指令246及資料儲存器244。一或多個處理器242可經組態以執行儲存於資料儲存器244中且可經執行以提供本文中所描述之功能性之至少部分的電腦可讀程式指令246。一或多個處理器242可採用一或多個處理器212之形式或形式上類似於一或多個處理器212,資料儲存器244可採用資料儲存器214之形式或形式上類似於資料儲存器214,且程式指令246可採用程式指令216之形式或形式上類似於程式指令216。 再者,如上文所提及,飛行器230可包含控制系統248。在一些實施方案中,控制系統248可經組態以執行本文中所描述之一或多個功能。控制系統248可與機械系統及/或硬體、韌體及/或軟體一起實施。作為一實例,控制系統248可採用儲存於一非暫時性電腦可讀媒體上之程式指令及執行該等指令之一處理器之形式。控制系統248可完全或部分實施於飛行器230及/或遠離飛行器230定位之至少一實體(諸如地面站210)上。一般而言,實施控制系統248之方式可取決於特定應用而變動。 儘管上文已描述飛行器230,但應瞭解,本文中所描述之方法及系統可涉及連接至一繫繩(諸如繫繩220及/或繫繩120)之任何適合飛行器。C. 繪示性飛行器 圖3描繪根據一實例性實施例之一飛行器330。飛行器130及/或飛行器230可採用飛行器330之形式或形式上類似於飛行器330。特定言之,飛行器330可包含一主翼331、掛架332a、332b、轉子334a、334b、334c、334d、一尾桁335及一尾翼總成336。此等組件之任何者可經塑形成允許使用提升組件來抵抗重力及/或使飛行器330向前移動之任何形式。 主翼331可對飛行器330提供一主提升力。主翼331可為一或多個剛性或撓性翼形,且可包含各種控制表面,諸如小翼、襟翼(例如阜勒氏(Fowler)襟翼、霍納(Hoerner)襟翼、分裂式襟翼及其類似者)、方向舵、升降舵、導流板、俯衝減速板等等。控制表面可用於在懸空飛行、向前飛行及/或側風飛行期間穩定飛行器330及/或減小飛行器330上之曳力。 主翼331及掛架332a、332b可為使飛行器330適合於從事懸空飛行、向前飛行及/或側風飛行之任何材料。例如,主翼331及掛架332a、332b可包含碳纖維及/或e級玻璃纖維且包含內部支撐翼樑或其他結構。再者,主翼331及掛架332a、332b可具有各種尺寸。例如,主翼331可具有與一習知風力渦輪機葉片對應之一或多個尺寸。作為另一實例,主翼331可具有8米之一翼展、4平方米之一面積及15之一縱橫比。 掛架332a、332b可將轉子334a、334b、334c及334d連接至主翼331。在一些實例中,掛架332a、332b可採用一升力體翼形(例如一機翼)之形式或形式上類似於一升力體翼形(例如一機翼)。在一些實例中,對應轉子(例如掛架332a上之轉子334a與轉子334b)之間之一垂直間隔可為0.9米。 轉子334a、334b、334c及334d可經組態以驅動一或多個發電機來產生電能。在此實例中,轉子334a、334b、334c及334d可各包含一或多個葉片,諸如3個葉片或4個葉片。轉子葉片可經由與風相互作用來旋轉且可用於驅動一或多個發電機。另外,轉子334a、334b、334c及334d亦可經組態以在飛行期間將推力提供至飛行器330。就此配置而言,轉子334a、334b、334c及334d可充當一或多個推進單元,諸如一螺旋槳。儘管在此實例中將轉子334a、334b、334c及334d描繪成4個轉子,但在其他實例中,飛行器330可包含任何數目個轉子,諸如4個以下轉子或4個以上轉子(例如8個轉子)。 一尾桁335可將主翼331連接至尾翼總成336,尾翼總成336可包含一尾翼336a及一垂直穩定翼336b。尾桁335可具有各種尺寸。例如,尾桁335可具有2米之一長度。再者,在一些實施方案中,尾桁335可採用飛行器330之一主體及/或機身之形式。在此等實施方案中,尾桁335可承受一有效負載。 尾翼336a及/或垂直穩定翼336b可用於在懸空飛行、向前飛行及/或側風飛行期間穩定飛行器330及/或減小飛行器330上之曳力。例如,尾翼336a及/或垂直穩定翼336b可用於在懸空飛行、向前飛行及/或側風飛行期間維持飛行器330之一俯仰。尾翼336a及垂直穩定翼336b可具有各種尺寸。例如,尾翼336a可具有2米之一長度。再者,在一些實例中,尾翼336a可具有0.45平方米之一表面積。此外,在一些實例中,尾翼336a可定位於飛行器330之質心上方之1米處。 儘管上文已描述飛行器330,但應瞭解,本文中所描述之系統可涉及連接至一空中風力渦輪機繫繩(諸如繫繩120及/或繫繩220)之任何適合飛行器。D. 經由一繫繩耦合至一地面站之飛行器 圖4描繪根據一實例性實施例之經由繫繩120耦合至一地面站410之飛行器330。參考圖4,地面站410可包含一絞車圓筒412及一平台414。地面站110及/或地面站210可採用地面站410之形式或形式上類似於地面站410。圖4僅供繪示且可不反映全部組件或連接。 如圖4中所展示,繫繩120可使一繫繩近端122耦合至一繫繩環架總成442且使一繫繩遠端124耦合至飛行器330。另外或替代地,繫繩120之至少一部分(例如至少一電導體)可穿過繫繩環架總成442。在一些實施例中,繫繩120可終止於繫繩環架總成442處。再者,如圖4中所展示,繫繩環架總成442亦可耦合至絞車圓筒412,絞車圓筒412接著可耦合至平台414。在一些實施例中,繫繩環架總成442可經組態以圍繞一或多個軸線(諸如一高度軸線及一方位軸線)旋轉以允許繫繩近端122回應於飛行器330之移動而沿該等軸線移動。 定位於繫繩120與繫繩環架總成442之間之一旋轉組件444可允許繫繩120圍繞繫繩120之長軸線旋轉。長軸線經界定成延伸於繫繩近端122與繫繩遠端124之間。在一些實施例中,繫繩120之至少一部分可穿過旋轉組件444。再者,在一些實施例中,繫繩120可穿過旋轉組件444。此外,在一些實施例中,旋轉組件444可包含一固定部分444a及(例如)呈一或多個軸承及/或滑環之形式之一可旋轉部分444b。固定部分444a可耦合至繫繩環架總成442。可旋轉部分444b可耦合至繫繩120。 用語「固定於旋轉組件444之固定部分444a中」之使用不意欲將固定部分444a限制為一固定組態。在此實例中,固定部分444a可沿由繫繩環架總成442描述之軸線(例如高度及方位)移動,且可隨著絞車圓筒412旋轉而圍繞地面站410旋轉,但固定部分444a不會圍繞繫繩120旋轉,即,不會相對於繫繩120之長軸線旋轉。再者,在此實例中,旋轉組件444之可旋轉部分444b可耦合至繫繩120且可經組態以實質上隨著繫繩120旋轉而旋轉。 經由旋轉組件444,繫繩120可隨著飛行器330繞軌道運行而圍繞沿長軸線之其中心線旋轉。繫繩遠端124可旋轉不同於繫繩近端122之量以導致沿繫繩120之長度之扭轉量。就此配置而言,繫繩120之扭轉量可基於飛行器330之側風飛行期間之諸多參數來變動。E. 繪示性繫繩 圖5a描繪根據一實例性實施例之一繫繩500。繫繩120及/或繫繩220可採用繫繩500之形式或形式上類似於繫繩500。描繪繫繩之圖5a及剩餘圖僅供繪示且可不反映全部組件或連接。此外,作為繪示,圖式可不反映實際操作條件,而是僅用於繪示所描述之實施例。例如,儘管一完全筆直繫繩可用於繪示所描述之繫繩實施例,但在繞軌側風飛行期間,繫繩實際上可在地面站與飛行器之間展現一定程度下垂。此外,圖式中之相對尺寸可不按比例繪製,而是僅用於繪示所描述之實施例。 如圖5a中所展示,繫繩500可包含一芯線510、一混合層520 (其包含下文將描述之元件530及540)及一護套590。繫繩500可具有一長軸線502。僅為了繪示,繫繩500在圖5a中經展示成移除一些組件(例如護套590及混合層520)之一部分以繪示繫繩500中之組件之配置。相應地,圖5a可指稱繫繩500之一部分剖視圖。 芯線510可為一固體芯線且可包括一軸絲512。在一些實施例中,軸絲512可對繫繩500之拉伸強度及/或剪切強度作出重大貢獻。有益地,軸絲512可改良一AWT (例如AWT 100及/或AWT 200)在操作中時繫繩500對疲勞負載之抗性。此外,使軸絲512包含於繫繩500中可減小繫繩500之各種其他組件(諸如混合層520)上之疲勞負載。 可至少部分基於繫繩500之一重量、繫繩500之一預定彎曲直徑及/或繫繩500之一預定負載(諸如繫繩500之一預定疲勞及/或拉伸負載)來選擇軸絲521之尺寸。為了與AWT一起使用,軸絲512之一較佳直徑可為約11毫米,其中繫繩500之總直徑係約28毫米。 在各種不同實施例中,軸絲512可採用各種不同形式。例如,在一些實施例中,軸絲512可包括拉擠纖維絲、碳纖維絲(例如T700或T800)、乾強度纖維(例如聚對苯-2,6-苯並二噁唑(「PBO」),諸如Zylon)、玻璃纖維、一或多個金屬(例如鋁)、環氧樹脂及/或碳纖維、玻璃纖維及/或一或多個金屬之一組合。作為一實例,軸絲512可包括纖維之一組合,諸如具有一第一模數之一第一碳纖維及具有大於該第一模數之一第二模數之一第二碳纖維。作為另一實例,軸絲512可包括碳纖維及玻璃纖維或環氧樹脂。此外,軸絲512可包括基質複合物及/或碳纖維及/或玻璃纖維,諸如金屬基質複合物(例如鋁基質複合物)。 在一些實施例中,軸絲512可具有一圓形橫截面形狀或可包括其他橫截面形狀。例如,在一些實施例中,軸絲512可具有一矩形橫截面形狀、一卵形橫截面形狀、一梯形橫截面形狀、一扇形橫截面形狀、一三角形橫截面形狀、一星形橫截面形狀、與圓形外導體配合之一橫截面形狀等等。另外,在一些實施例中,軸絲512可具有沿繫繩之長軸線502變動之一橫截面形狀。再者,在一些實施例中,軸絲512可具有約100吉帕(GPa)之一撓曲模數。此外,在一些實施例中,軸絲512可具有約3米之一彎曲直徑,其中繫繩500之總彎曲直徑係約3米。 在一些實施例中,芯線510可為一電纜芯線及/或可包括複數個芯線元件(圖中未展示)。再者,在一些實施例中,複數個芯線元件可包含配置於一或多個層中之數個絲線。此外,在一些實施例中,至少一芯線元件可纏繞一或多個芯線元件。此外,在一些實施例中,複數個芯線元件可由一黏合層(圖中未展示)包圍。在一些此等實施例中,黏合層可包括芯線510之一外表面(圖中未展示)。 圖5b描繪根據一實例性實施例之沿圖5a中之線AA之繫繩500之橫截面。圖5b中所描繪之橫截面可表示沿繫繩500之長軸線502之繫繩500之橫截面。混合層520可包圍芯線510。混合層520可包含複數個強度構件530及複數個電導體束540 (其包含下文將描述之元件550及570)。有益地,混合層520可比無混合層520之一類似或相同繫繩減小繫繩500之一彎曲直徑,此可改良繫繩500之可撓性。 複數個強度構件530及複數個電導體束540可纏繞芯線510。例如,在一些實施例中,複數個強度構件530及複數個電導體束540可螺旋纏繞芯線510。此外,在一些實施例中,複數個強度構件530及複數個電導體束540可具有一行星右旋捻。然而,在其他實施例中,複數個強度構件530及複數個電導體束540可具有一行星左旋捻。複數個強度構件530及複數個電導體束540可具有一捻,其具有一固定設置、一行星設置或具有反扭轉補償之一行星設置。此外,在一些實施例中,複數個強度構件530及複數個電導體束540可依1°至5°之間之一螺旋角(諸如2°或3°)纏繞芯線。螺旋角可相對於繫繩500之長軸線502。再者,在一些實施例中,複數個強度構件530及複數個電導體束540可包圍芯線510且各強度構件及電導體束可為筆直的(即,一螺旋角係0°)。 另外,複數個強度構件530及複數個電導體束540可具有各種捻距。例如,在一些實施例中,複數個強度構件530及複數個電導體束540可包含約1650毫米之一捻距。在一些實施例中,捻距可係指一特定強度構件或電導體束纏繞芯線510之一軸向距離。 複數個強度構件530可對繫繩500之拉伸強度及/或剪切強度作出貢獻。有益地,複數個強度構件530可改良一AWT (例如AWT 100及/或AWT 200)在操作中時繫繩500對疲勞負載之抗性。此外,包含複數個強度構件530可減小繫繩500之各種其他組件(諸如複數個電導體束540)上之疲勞負載。 在各種不同實施例中,複數個強度構件530可採用各種不同形式。在一些實施例中,複數個強度構件530可包含兩個強度構件:一第一強度構件530a及一第二強度構件530b。再者,在一些實施例中,第一強度構件530a可沿芯線510之一圓周與第二強度構件隔開達約180°。然而,在其他實施例中,複數個強度構件530可包含兩個以上強度構件。再者,在其他實施例中,複數個強度構件530之強度構件可沿芯線510之圓周與複數個強度構件530之其他強度構件隔開達大於或小於180°。 在一些實施例中,第一強度構件530a可包括軸絲512可包括之材料之任何者。例如,在一些實施例中,第一強度構件530a可包含碳纖維。再者,在一些實施例中,第一強度構件530a可具有約7毫米之一較佳直徑。另外,在一些實施例中,第一強度構件530a可包括軸絲512之任何橫截面形狀。例如,第一強度構件530a可包括一圓形橫截面形狀。此外,在一些實施例中,第一強度構件530a可具有相同於軸絲512之撓曲模數。此外,在一些實施例中,第一強度構件530a可具有約1.85米之一彎曲直徑。 在一些實施例中,第一強度構件530a可具有不同於軸絲512之一材料。例如,在一些實施例中,第一強度構件530a可包括T800碳纖維且軸絲512可包括T700碳纖維。 再者,在一些實施例中,第二構件530b可具有相同於第一強度構件530a之材料、橫截面形狀、撓曲模數及/或彎曲直徑。然而,在一些實施例中,第二構件530b可具有不同於第一強度構件530a之材料、直徑、橫截面形狀、撓曲模數及/或彎曲直徑。 複數個電導體束540可經組態以傳輸電。例如,複數個電導體束540可經組態以用於高電壓AC或DC電力傳輸(例如大於1,000伏特)。例如,複數個電導體束540可經組態以載運1千伏至5千伏之間或更高之一AC或DC電壓及50安培至250安培之一相關聯電力傳輸電流。 圖5b-1描繪根據一實例性實施例之複數個電導體束540之一電導體束550a。電導體束550a可包含一柔性元件552a、複數個導電元件554a及一絕緣層558a。有益地,電導體束550a可比個別地絕緣導電元件減少複數個導電元件554a之絕緣量,此可減輕繫繩500之一重量。 在一些實施例中,電導體束550a可具有一圓形橫截面形狀,且可具有類似於第一強度構件530a之直徑的一總直徑。然而,在其他實施例中,電導體束550a可具有大於或小於第一強度構件530a之直徑的一直徑。 在各種不同實施例中,柔性元件552a可採用各種不同形式。例如,在一些實施例中,柔性元件552a可包含尼龍、塑膠及/或聚合物。再者,在一些實施例中,柔性元件552a可具有約1毫米之一較佳直徑。另外,在一些實施例中,柔性元件552a可包括軸絲512之任何橫截面形狀。例如,柔性元件552a可包括一圓形橫截面形狀。在一些實施例中,電導體束550a之拉伸性可隨著柔性元件552a之軟度增大而改良。 在各種不同實施例中,複數個電導體554a可採用各種不同形式。例如,在一些實施例中,複數個導電元件554a可包含兩層:一第一層555a及一第二層556a。特定言之,如圖5b-1中所展示,第一層555a可包含6個導電元件且第二層556a可包含圍繞第一層555a定位之11個導電元件。就此配置而言,複數個導電元件554a可包含17個導電元件。 然而,在其他實施例中,複數個導電元件554a可包含17個以上或17個以下導電元件。另外,在其他實施例中,複數個導電元件554a可配置於兩個以上或兩個以下層中。 複數個導電元件554a可包含一導電元件557a。如圖5b-1中所展示,第一層555a可包含導電元件557a。導電元件557a可經組態以傳導電流。在一些實施例中,導電元件557a可包括鋁、銅、鋁合金、銅合金、硬化或退火鋁、硬化或退火銅、銅包鋁或可允許傳導電流之任何其他材料。再者,在一些實施例中,導電元件557a可具有約1毫米之一較佳直徑。此外,在一些實施例中,可至少部分基於繫繩500之一大小、繫繩500之電力傳輸之預定量、一操作電壓及/或一操作溫度來選擇電導體554a之直徑。此外,在一些實施例中,導電元件557a可具有一圓形形狀、一矩形形狀或一梯形形狀。 在一些實施例中,複數個導電元件554a之其他電導體可採用導電元件557a之形式或形式上類似於導電元件557a。然而,在其他實施例中,複數個電導體之至少兩個電導體可具有不同材料、直徑及/或形狀。 複數個導電元件554a可包圍柔性元件552a。例如,在一些實施例中,複數個電導體554a可纏繞柔性元件552a。再者,在一些實施例中,複數個電導體554a可依30°至40°之間之一螺旋角(諸如35°或37°)螺旋纏繞柔性元件552a。此外,在一些實施例中,複數個導電元件554a可包圍柔性元件552a且各導電元件可為筆直的(即,一螺旋角係0°)。 另外,複數個導電元件554a可具有各種捻距。作為一實例,複數個導電元件554a可具有10毫米至25毫米之間之一捻距,諸如約11毫米、約12毫米、約20毫米及約23毫米。在一些實施例中,捻距可係指一導電元件纏繞柔性元件552a之一軸向距離。 在一些實施例中,第一層555a及第二層556a可依相同螺旋角纏繞柔性元件552a。然而,在其他實施例中,第一層555a及第二層556a可依不同螺旋角纏繞柔性元件552a。再者,在一些實施例中,第一層555a及第二層556a可各沿相同方向纏繞柔性元件552a (例如行星右旋捻、行星左旋捻及非行星捻)。第一層555a及第二層556a可具有一捻,其具有一固定設置、一行星設置或具有反扭轉補償之一行星設置。然而,在其他實施例中,第一層555a及第二層556a可沿相反方向纏繞柔性元件552a。此外,在一些實施例中,第一層555a及第二層556a可各具有相同捻距。然而,在其他實施例中,第一層555a及第二層556a可具有不同捻距(例如,第一層555a可具有約11毫米或約12毫米之一捻距,且第二層556a可具有約20毫米或約23毫米之一捻距)。 絕緣層558a可包圍複數個導電元件554a。在各種不同實施例中,絕緣層558a可採用各種不同形式。例如,在一些實施例中,絕緣層558a可包括Tefzel及/或類似含氟聚合物、熱塑性彈性體(「TPE」)、聚丙烯、乙烯丙烯橡膠(「EPR」)、聚乙烯、聚四氟乙烯、Kaptan及/或基於4-甲基戊烯-1之烯烴共聚物(例如TPX)。此外,在一些此等實施例中,絕緣層558a可具有約0.7毫米之一較佳厚度。在一些實施例中,可至少部分基於導電元件557a之一大小、繫繩500之一大小、繫繩500之電力傳輸之預定量、一操作電壓及/或一操作溫度來選擇絕緣層558a之厚度。在一些實施例中,電導體束550a之壓縮負載(例如軸向及橫向)可隨著絕緣層558之剛性增強而改良。 電導體束550a可進一步包含位於第一層555a與第二層556a之間之一覆蓋層559a。覆蓋層559a可將第一層555a與第二層556a分離。另外,覆蓋層559a可減小第一層555a之至少一導電元件與第二層556a之至少一導電元件之間之一接觸壓力。再者,在一些實施例中,覆蓋層559a可具有大於第一層555a及第二層556a之一硬度的一硬度。然而,在其他實施例中,電導體束550a可不包含覆蓋層559a。 複數個電導體束540可包含至少兩個群組之電導體束。在一些實施例中,複數個電導體束540可包含一第一群組之電導體束550及一第二群組之電導體束570。第一群組之電導體束550可界定一第一電路徑560,且第二群組之電導體束570可界定不同於第一電路徑560之一第二電路徑580。第一電路徑560及第二電路徑580可各跨越繫繩500之長軸線502。 在一些實施例中,第一群組之電導體束550可圍繞芯線510之一第一部分510a定位,使得第一群組之電導體束550之一橫截面沿芯線510之第一部分510a界定一第一弧形562。再者,在一些實施例中,第一弧形562可呈一半圓形或一圓形之一部分之形式。此外,第一群組之電導體550可定位於第一強度構件530a與第二強度構件530b之間。 另外,在一些實施例中,第二群組之電導體束570可圍繞芯線510之一第二部分510b定位,使得第二群組之電導體束560之一橫截面沿芯線510之第二部分510b界定一第二弧形572。再者,在一些實施例中,第二弧形572可呈一半圓形或一圓形之一部分之形式。此外,在一些實施例中,第二弧形572可實質上對稱於第一弧形562。再者,第二群組之電導體570可定位於第一強度構件530a與第二強度構件530b之間。如本發明中所使用,術語「實質上對稱」意指「完全對稱」及/或相對於「完全對稱」之一或多個偏差(其不會顯著影響本文中所描述之電之傳輸)。 在一些實施例中,第一群組之電導體束550可包含3個電導體束550a至550c。然而,在其他實施例中,第一群組之電導體束550可包括3個以上或3個以下電導體束。可至少部分基於繫繩500之一大小、沿第一電路徑560之電力傳輸之預定量、繫繩500之電力傳輸之預定量、一操作電壓及/或一操作溫度來選擇第一群組之電導體束550之電導體束之數目。 再者,在一些實施例中,第二群組之電導體束570可包含3個電導體束570a至570c。然而,在其他實施例中,第二群組之電導體束570可包括3個以上或3個以下電導體束。可至少部分基於繫繩500之一大小、沿第二電路徑580之電力傳輸之預定量、繫繩500之電力傳輸之預定量、一操作電壓及/或一操作溫度來選擇第二群組之電導體束570之電導體束之數目。 在一些實施例中,第一群組之電導體束550可具有相同於第二群組之電導體束570之電導體束數目。然而,在其他實施例中,第一群組之電導體束550可具有比第二群組之電導體束570多或少之電導體束。 相應地,在一些實施例中,複數個電導體束540可包含6個電導體束550a至550c、570a至570c。然而,在其他實施例中,複數個電導體540可包含6個以上或6個以下電導體束。可至少部分基於繫繩500之一大小、繫繩500之電力傳輸之預定量、一操作電壓及/或一操作溫度來選擇複數個電導體束540之電導體束之數目。 此外,在一些實施例中,第一群組之電導體束550及第二群組之電導體束570可經組態以依不同方式操作。例如,在一AC電力傳輸配置中,第一群組之電導體束550可經組態以沿第一電路徑560載運電力之一第一相位,且第二群組之電導體束570可經組態以沿第二電路徑580載運不同於電力之該第一相位的電力之一第二相位。再者,在一DC電力傳輸配置中,第一群組之電導體束550可經組態以沿第一電路徑560依一第一電位操作,且第二群組之電導體570可經組態以沿第二電路徑580依不同於該第一電位之一第二電位操作。作為一實例,第一電位可為相對於接地之+2000伏特,且第二電位可為相對於接地之-2000伏特。作為另一實例,第一電位可為一高電壓,且第二電位可為接近接地電位。 在一些實施例中,電導體束550b至550c及570a至570c可各採用電導體束550a之形式或形式上類似於電導體束550a。然而,在其他實施例中,複數個電導體束540之至少兩個電導體束可具有不同導電元件數、材料、直徑、厚度及/或橫截面形狀。 護套590可包圍混合層520。護套可包含覆蓋混合層520之一內表面592及與內表面592對置之一外表面594。在各種不同實施例中,護套590可採用各種不同形式。例如,在一些實施例中,護套590可包括hytrel、熱塑性聚胺基甲酸酯(「TPU」)、聚丙烯、尼龍及或諸如高分子化合物之半導電材料。再者,在一些實施例中,護套590可緊套於混合層520上。此外,在一些實施例中,護套590可具有1.5毫米之一較佳厚度。 在一些實施例中,護套590之一或多個材料可經選擇以增大繫繩500對人類及/或動物之可見度。例如,在一些實施例中,護套590可包含具有一白色或亮色或一對比色圖案(例如一塗色圖案)之材料。此外,在一些實施例中,護套590可包含反射紫外(UV)光、輝光或UV反射及輝光之一組合之一材料或塗層。 護套590之外表面594可包括複數個影響拖曳表面特徵596。複數個影響拖曳表面特徵596可經組態以影響繫繩500之拖曳,例如,影響繫繩500暴露於風力或空氣流動時之拖曳。作為一實例,複數個影響拖曳表面特徵596可減小繫繩500之曳力。作為另一實例,複數個影響拖曳表面特徵596可增大繫繩500之曳力。 在各種不同實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596可採用各種不同形式。在一些實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596可包括護套590之外表面594中之複數個凹槽597 (例如溝槽)。如圖5b中所展示,在一些實施例中,複數個凹槽597可包含16個凹槽(圖5b中標記複數個凹槽597之凹槽597a)。然而,在其他實施例中,複數個凹槽597可包含16個以上或16個以下凹槽及/或複數個凹槽597可具有一不同節距。另外,在一些實施例中,複數個凹槽597之各凹槽可具有相同深度及相同半徑。然而,在其他實施例中,複數個凹槽597之至少兩個凹槽可具有不同深度及/或一不同半徑。作為一實例,凹槽597a可具有0.6毫米之一深度及1.6毫米之一直徑。此外,在一些實施例中,複數個凹槽597之至少一凹槽可具有一圓形橫截面形狀、一三角形橫截面形狀、一矩形橫截面形狀或一可變橫截面形狀。另外,在一些實施例中,複數個凹槽597之各凹槽可具有相同橫截面形狀。然而,在其他實施例中,複數個凹槽597之至少兩個凹槽可具有不同橫截面形狀。 再者,在一些實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596可包含自護套590之外表面594突出之複數個邊條(例如隆脊)、複數個淺凹、具有溝紋之膠帶或可影響繫繩500之拖曳之任何其他紋理形狀/材料。另外,複數個表面特徵596可包含一或多個凹槽、邊條、淺凹及具有溝紋之膠帶。就此配置而言,複數個表面特徵596可包括凹槽、邊條、淺凹及具有溝紋之膠帶之一組合。 複數個影響拖曳表面特徵596可依各種方式配置於護套590之外表面594上。例如,在一些實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596可沿繫繩500之長軸線502安置於外表面594上。此外,在一些實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596可依一螺旋圖案安置於外表面594上。在一些此等實施例中,螺旋圖案可基於一固定螺旋角及/或一可變螺旋角。在一些實施例中,固定螺旋角可介於10°至20°之間,諸如14°。此外,在一些實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596可沿一振盪路徑安置於外表面594上。再者,在一些實施例中,複數個影響拖曳表面特徵596之至少一部分可沿繫繩500之長軸線502、依具有一固定或可變螺旋角之一螺旋圖案或沿一振盪路徑安置於外表面594上。就此配置而言,複數個影響拖曳表面特徵596可包括依沿繫繩500之長軸線502安置、依具有一固定或可變螺旋角之一螺旋圖案安置或沿一振盪路徑安置之一組合配置於外表面594上之表面特徵。 在一些實施例中,當擠出護套590時,可在擠出護套590期間製造複數個影響拖曳表面特徵596。再者,在一些實施例中,可在製造護套590之後將複數個影響拖曳表面特徵596新增至護套590之外表面594及/或自護套590之外表面594移除。 在一些實施例中,芯線510可包含一耐磨層。就此配置而言,耐磨層可減少芯線510與混合層520之間之磨損。在一些此等實施例中,軸絲512之一外表面可包含耐磨層。 再者,在一些實施例中,複數個強度構件530之至少一強度構件(例如第一強度構件530a)可包含一耐磨層。就此配置而言,耐磨層可減少分層強度構件與芯線510及/或複數個電導體束540之相鄰電導體束之間之磨損。在一些此等實施例中,強度構件之一外表面可包含耐磨層。 此外,在一些實施例中,芯線510及複數個強度構件530可各包含一耐磨層。就此配置而言,耐磨層可減少芯線510與複數個強度構件530及/或複數個電導體束540之間之磨損及/或複數個強度構件530與複數個電導體束540之間之磨損。 在一些實施例中,耐磨層可包括一薄拉擠層、一硬聚醚醚酮層、一聚合物、一薄膜及/或一塗層。再者,在一些實施例中,耐磨層可為在操作一AWT (例如AWT 100及/或AWT 200)期間磨損(或老化)之一犧牲層。 混合層520可包圍芯線510,使得第一間隙522定位於混合層520之相鄰組件(例如強度構件或電導體束)與芯線510之間,且第二間隙524定位於混合層520之相鄰組件與護套590之間。例如,第一間隙522之一間隙可定位於芯線510、第二強度構件530b及電導體束570c之間,且第二間隙524之一間隙可定位於護套590之內表面592、第二強度構件530b及電導體束570c之間。 在一些實施例中,繫繩500可進一步包含至少一光纖電纜、同軸導體及/或感測器516 (例如溫度感測器或應變感測器)。光纖電纜或同軸導體可經組態以用於一飛行器(例如飛行器330)與一地面站(例如地面站410)之間之通信。在一些實施例中,光纖電纜、同軸導體或感測器516可定位於複數個強度構件530之一強度構件與複數個電導體束540之一電導體束之間。例如,光纖電纜、同軸導體或感測器516可定位於第一間隙522之一者或第二間隙524之一者中。作為另一實例,光纖電纜、同軸導體或感測器516可包含於軸絲512及/或複數個強度構件530之強度構件之一者中。例如,光纖電纜、同軸導體或感測器516可與軸絲512及/或複數個強度構件530之強度構件之一者共同拉擠。然而,在一些實施例中,繫繩500可不包含光纖電纜、同軸導體或感測器516。 此外,在一些實施例中,繫繩500可進一步包含定位於芯線510與護套590之間之一填充材料526,使得填充層填充第二間隙524及/或第一間隙522。在一些實施例中,填充材料526可阻止水分進入複數個電導體束540。例如,在一些實施例中,填充材料526可阻止水分沿複數個電導體束540擴散於繫繩500內。另外,在一些實施例中,填充材料526可耗散來自繫繩500之其他組件(諸如複數個電導體束540)之熱量。 再者,在一些實施例中,填充材料526可包含一硫化橡膠或聚矽氧,諸如一室溫硫化橡膠。另外,填充材料526可包含聚酯樹脂或金屬,諸如鋁。此外,在一些實施例中,填充材料526可包括一或多個填充條、纖維及/或膠帶。然而,在一些實施例中,繫繩500可不包含填充材料526。 在一些實施例中,繫繩500可進一步包含纏繞混合層520之一聚酯樹脂膠帶層(圖中未展示)。就此配置而言,當繫繩500包含填充材料526時,聚酯樹脂膠帶層可將填充材料526及複數個強度構件530及複數個電導體束540固持於適當位置中(例如,當填充材料526固化時)。在一些實施方案中,聚酯樹脂膠帶層可定位於護套590之內表面592與混合層520之間。然而,在一些實施例中,繫繩500可不包含一聚酯樹脂膠帶層。此外,在一些實施例中,繫繩500可具有約0.82千克/米之一線密度。 再者,在一些實施例中,繫繩500可進一步包含纏繞混合層520及/或聚酯樹脂膠帶層之一避雷層(圖中未展示)。就此配置而言,避雷層可經組態以將電流自一雷擊傳輸至地面。在一些實施例中,避雷層可定位於護套590之內表面592與混合層520或聚酯樹脂膠帶層之間。再者,在一些實施例中,避雷層可包含退火鋁。此外,在一些實施例中,避雷層可包含一箔層及/或一交織層。當繫繩500不包含聚酯樹脂膠帶層時,避雷層可將填充材料526及複數個強度構件530及複數個電導體束540固持於適當位置中(例如,當填充材料526固化時)。 儘管上文將繫繩500描繪成包含一第一群組之電導體550及一第二群組之電導體570,但在其他實例中,繫繩可包含兩個以上群組之電導體。例如,在一些實施例中,一繫繩可包含界定一第一電路徑之一第一群組之電導體、界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑之一第二群組之電導體及界定不同於該第一電路徑及該第二電路徑之一第三電路徑之一第三群組之電導體。該第一群組之電導體可圍繞芯線之一第一部分定位,使得該第一群組之電導體之一橫截面沿芯線之該第一部分界定一第一弧形,該第二群組之電導體可圍繞芯線之一第二部分定位,使得該第二群組之電導體之一橫截面沿芯線之該第二部分界定一第二弧形,且該第三群組之電導體可沿芯線之一第三部分定位,使得該第三群組之電導體之一橫截面沿芯線之該第三部分界定一第三弧形。在一些實施例中,芯線之該第一部分可包括芯線之一圓周之一第一1/3,芯線之該第二部分可包括芯線之該圓周之一第二1/3,且芯線之該第三部分可包括芯線之該圓周之一第三1/3。 在一些實施例中,第一群組之電導體可經組態以載運電力之一第一相位,第二群組之電導體可經組態以載運不同於電力之該第一相位之電力之一第二相位,且第三群組之電導體可經組態以載運不同於電力之該第一相位及該第二相位之電力之一第三相位。 此外,儘管上文所描述之繫繩500包含2個強度構件及6個電導體束,但在其他實施方案中,一繫繩可包含4個強度構件及4個電導體束。 圖6描繪根據一實例性實施例之一繫繩600。繫繩120及/或繫繩220可採用繫繩600之形式或形式上類似於繫繩600。繫繩600可包含一芯線610、包圍芯線610之一混合層620 (其包含下文將描述之元件630及640)及包圍混合層620之一護套690。芯線610可包含一軸絲612。 芯線610可具有相同於芯線510之組態且依類似於芯線510之方式發揮作用,軸絲612可具有相同於軸絲512之組態且依類似於軸絲512之方式發揮作用,且護套690可具有相同於護套590之組態且依類似於芯線590之方式發揮作用。 混合層620可包含複數個強度構件630及複數個電導體束640 (其包含下文將描述之元件650及670)。複數個強度構件630及複數個電導體束640可依相同或類似於複數個強度構件530及複數個電導體束540纏繞芯線510之方式纏繞芯線610。 複數個強度構件630可依類似於複數個強度構件530之方式發揮作用。在一些實施例中,複數個強度構件630可包含4個強度構件630a至630d。再者,在一些實施例中,複數個強度構件630之各強度構件可圍繞芯線610之一各自部分定位,且複數個強度構件630之各強度構件沿芯線610之一圓周與複數個強度構件630之兩個其他強度構件隔開達約90°。此外,在一些實施例中,複數個強度構件630之各強度構件可具有相同於第一強度構件530a之組態且依類似於第一強度構件530a之一方式發揮作用。然而,在一些實施例中,複數個強度構件630之至少兩個強度構件可具有不同材料、直徑、橫截面形狀、撓曲模數及/或彎曲直徑。 複數個電導體束640可依類似於複數個電導體束540之一方式發揮作用。在一些實施例中,複數個電導體束640可包含界定一第一電路徑660之一第一群組之電導體束650及界定不同於第一電路徑660之一第二電路經680之一第二群組之電導體束670。再者,在一些實施例中,第一群組之電導體束650可包含兩個電導體束650a至650b且可圍繞芯線610之一圓周614之一第一半定位。此外,在一些實施例中,第二群組之電導體束670可包含兩個電導體束670a至670b且可圍繞芯線610之圓周614之一第二半定位。在其中芯線610可包含一非圓形橫截面形狀之實例中,元件614可指稱芯線610之一周邊。在類似實例中,剩餘繫繩圖中之類似元件亦可指稱一芯線之周邊。 如圖6中所展示,複數個電導體束640之各電導體束可定位於複數個強度構件630之兩個強度構件之間(例如,電導體束650a可定位於強度構件630a與強度構件630d之間)。 第一電路徑660可具有相同於電路徑560之組態且依類似於電路徑560之一方式發揮作用,且第二電路徑680可具有相同於第二電路徑580之組態且依類似於第二電路徑570之一方式發揮作用。另外,在一些實施例中,複數個電導體束640之各電導體束可具有相同於電導體束550a之組態且依類似於電導體束550a之一方式發揮作用。然而,在其他實施例中,複數個電導體束640之至少兩個電導體束可具有不同導電元件數、材料、直徑、厚度及/或橫截面形狀。 再者,在一些實施例中,混合層620包圍芯線610,使得第一間隙622定位於混合層620之相鄰組件(例如強度構件或電導體束)與芯線610之間,且第二間隙624定位於混合層620之相鄰組件與護套690之間。第一間隙622可具有類似於第一間隙522之一組態且依類似於第一間隙522之一方式發揮作用,且第二間隙624可具有類似於第二間隙524之一組態且依類似於第二間隙524之一方式發揮作用。另外,在一些實施例中,繫繩600可進一步包含類似於填充材料526之填充第一間隙622及/或第二間隙624之一填充材料(圖中未展示)。此外,繫繩600可進一步包含類似於光纖電纜、同軸導體或感測器516之光纖電纜、同軸導體及/或感測器(圖中未展示)。此外,繫繩600可進一步包含類似於繫繩500之聚酯樹脂膠帶層(圖中未展示)及/或避雷層(圖中未展示)。 在一些實施方案中,一繫繩可包含強度構件,其包含一非圓形橫截面形狀。有益地,包含一非圓形橫截面形狀之強度構件可改良繫繩之封裝。 圖7a描繪根據一實例性實施例之一繫繩700。繫繩120及/或繫繩220可採用繫繩700之形式或形式上類似於繫繩700。僅為了繪示,圖7a中之繫繩700經展示成移除一些組件之一部分來繪示依類似於圖5a中之繫繩500之一方式配置繫繩700中之組件。此外,圖7b描繪根據一實例性實施例之沿圖7a中之線AA之繫繩700之橫截面。 繫繩700可包含一芯線710、包圍芯線710之一混合層720 (其包含下文將描述之元件730及740)及包圍混合層720之一護套790。芯線710可包含一軸絲712。護套790可具有相同於護套590之組態且依類似於護套590之一方式發揮作用。芯線710可具有類似於芯線510之一組態且依類似於芯線510之一方式發揮作用,且軸絲712可具有類似於軸絲512之一組態且依類似於軸絲512之一方式發揮作用。在一些實施例中,軸絲712可具有約2.5米之一彎曲直徑,其中繫繩700之總彎曲直徑係約2.5米。另外,繫繩700可具有約27毫米之一直徑。此外,繫繩可具有約0.80 kg/m之一線密度。 混合層720可包含複數個強度構件730及複數個電導體束740 (其包含下文將描述之元件750及770)。複數個強度構件730及複數個電導體束740可依相同或類似於複數個強度構件530及複數個電導體束540纏繞芯線510之方式纏繞芯線710。在一些實施例中,複數個強度構件730及複數個電導體束740可各具有約1450毫米之一捻距。 複數個強度構件730可依類似於複數個強度構件530之一方式發揮作用。在一些實施例中,複數個強度構件730可包含4個強度構件730a至730d。然而,在其他實施例中,複數個強度構件730可包含4個以上或4個以下強度構件。再者,在一些實施例中,複數個強度構件730之各強度構件圍繞芯線710之一各自部分定位,且複數個強度構件730之各強度構件沿芯線710之一圓周與複數個強度構件730之兩個其他強度構件隔開達約90°。 在一些實施例中,強度構件730a可包含第一強度構件530a之材料之任何者。例如,在一些實施例中,強度構件730a可包括碳纖維。再者,在一些實施例中,強度構件730a可具有相同於第一強度構件530a之撓曲模數。此外,在一些實施例中,強度構件730a可具有約2.25米之一彎曲直徑。 如圖7b中所展示,強度構件730a可包含一非圓形橫截面形狀。例如,強度構件730a之橫截面形狀可呈楔形之形式。在一些實施例中,強度構件730a之橫截面形狀可包含一內部部分730a-1及一外部部分730a-2。內部部分730a-1可接觸芯線710,且外部部分730a-2可接觸護套790。再者,在一些實施例中,外部部分730a-2可比內部部分730a-1寬。此外,在一些實施例中,內部部分730a-1與外部部分730a-2之間之一距離可為約8毫米。此外,在一些實施例中,外部部分730a-2可包括繫繩700之一圓周之約27°。 在一些實施例中,強度構件730b至730d可各具有相同於強度構件730a之材料、撓曲模數、彎曲直徑及/或橫截面形狀。就此配置而言,複數個強度構件730之各強度構件可包含一非圓形橫截面形狀。然而,在其他實施例中,複數個強度構件730之至少兩個強度構件可具有不同材料、撓曲模數、彎曲直徑及/或橫截面形狀。 複數個電導體束740可形式上類似於複數個電導體束640。相應地,類似於圖6中之組件的圖7b中之組件可具有相同組態且依一類似方式發揮作用。例如,在一些實施例中,複數個電導體束740之各電導體束可包含一圓形橫截面形狀。 如圖7中所展示,複數個電導體束740可包含界定一第一電路徑760之一第一群組之電導體束750(包含元件750a及750b)及界定不同於第一電路徑760之一第二電路徑780之一第二群組之電導體束770(包含元件770a及770b)。第一群組之電導體束750可圍繞芯線710之一圓周714之一第一半定位,且第二群組之電導體束770可圍繞芯線710之一圓周714之一第二半定位。再者,如圖7中所展示,複數個電導體束740之各電導體束可定位於複數個強度構件730之兩個強度構件之間。 在一些實施例中,複數個電導體束740之至少一導體束(例如電導體束750a)可包含具有約1.15毫米之一直徑之一電導體。再者,在一些實施例中,在複數個電導體束740之至少一導體束中,一第一層可依一第一螺旋角(例如37°)纏繞一柔性元件,且一第二層可依一第二螺旋角(例如35°)纏繞該柔性元件。另外,該第一層可具有約12毫米之一捻距,且該第二層可具有約23毫米之一捻距。 再者,繫繩700可包含可形式上類似於第一間隙622之第一間隙722,且繫繩700可包含可形式上類似於第二間隙624之第二間隙724。在一些實施例中,第一間隙722之大小可至少部分基於複數個強度構件730之強度構件之橫截面形狀而小於第一間隙622。再者,在一些實施例中,第二間隙724之大小可至少部分基於複數個強度構件730之強度構件之橫截面形狀而小於第二間隙624。此外,在一些實施例中,繫繩700可進一步包含類似於填充材料526之填充第一間隙722及/或第二間隙724之一填充材料(圖中未展示)。此外,繫繩700可進一步包含類似於光纖電纜、同軸導體或感測器516之光纖電纜、同軸導體及/或感測器(圖中未展示)。再者,繫繩700可進一步包含類似於繫繩500之聚酯樹脂膠帶層(圖中未展示)及/或避雷層(圖中未展示)。 在一些實施方案中,一繫繩可包含多個群組之強度構件,其等包含不同非圓形橫截面形狀。有益地,包含不同非圓形橫截面形狀之多個群組之強度構件可改良強度構件及/或繫繩之彎曲穩定性。 圖8描繪根據一實例性實施例之一繫繩800。繫繩120及/或繫繩220可採用繫繩800之形式或形式上類似於繫繩800。繫繩800可包含一芯線810、包圍芯線810之一混合層820 (其包含下文將描述之元件832、834及840)及一護套890。芯線810可包含一軸絲812。 芯線810可具有相同於芯線510及/或芯線710之組態且依類似於芯線510及/或芯線710之一方式發揮作用,軸絲812可具有相同於軸絲512及/或軸絲712之組態且依類似於軸絲512及/或軸絲712之一方式發揮作用,且護套890可具有相同於護套590之組態且依類似於護套590之一方式發揮作用。繫繩800可具有類似於繫繩500或繫繩700之一直徑及/或密度。 混合層820可包含複數個第一強度構件832、複數個第二強度構件834及複數個電導體束840 (其包含下文將描述之元件850及870)。如圖8中所展示,複數個第一強度構件832可圍繞芯線810定位,複數個第二強度構件834可圍繞複數個第一強度構件832定位,且複數個電導體束840可圍繞芯線810定位。複數個第一強度構件832、複數個第二強度構件834及複數個電導體束840可依類似於複數個強度構件530及複數個電導體束540纏繞芯線之一方式纏繞芯線810。 複數個第一強度構件832及複數個第二強度構件834可依類似於複數個強度構件530之一方式發揮作用。在一些實施例中,複數個第一強度構件832可包含4個強度構件832a至832d。然而,在其他實施例中,複數個第一強度構件832可包含4個以上或4個以下第一強度構件。再者,在一些實施例中,複數個第一強度構件832之各第一強度構件可圍繞芯線810之一各自部分定位,且複數個第一強度構件832之各第一強度構件沿芯線810之一圓周與複數個第一強度構件832之兩個其他第一強度構件隔開達約90°。 在一些實施例中,第一強度構件832a可包含第一強度構件530a之材料之任何者。例如,在一些實施例中,第一強度構件832a可包括碳纖維。再者,在一些實施例中,第一強度構件832a可具有相同於第一強度構件530a之撓曲模數。此外,在一些實施例中,第一強度構件832a可具有類似於第一強度構件530a或強度構件730a之一彎曲直徑。 如圖8中所展示,第一強度構件832a可包含一非圓形橫截面形狀。例如,第一強度構件832a之橫截面形狀可為矩形。在一些實施例中,第一強度構件832b至832d可各具有相同於第一強度構件832a之材料、撓曲模數、彎曲直徑及/或橫截面形狀。就此配置而言,複數個第一強度構件832之各第一強度構件可包含一非圓形橫截面形狀。然而,在其他實施例中,複數個第一強度構件832之至少兩個第一強度構件可具有不同材料、撓曲模數、彎曲直徑及/或橫截面形狀。 再者,在一些實施例中,複數個第二強度構件834可包含4個強度構件834a至834d。然而,在其他實施例中,複數個第二強度構件834可包含4個以上或4個以下第二強度構件。此外,在一些實施例中,複數個第二強度構件834之各第二強度構件可圍繞一各自第一強度構件定位。就此配置而言,複數個第二強度構件834之各第二強度構件沿芯線810之圓周與複數個第二強度構件834之兩個其他第二強度構件隔開達約90°。 在一些實施例中,第二強度構件834a包含第一強度構件832a之材料之任何者。例如,在一些實施例中,第二強度構件834a可包括碳纖維。再者,在一些實施例中,第二強度構件834a可具有相同於第一強度構件832a之撓曲模數及/或彎曲直徑。 如圖8中所展示,第二強度構件834a可包括一非圓形橫截面形狀。例如,第二強度構件834a之橫截面形狀可為三角形。在一些實施例中,第二強度構件834a之橫截面形狀可包含一內部部分834a-1及一外部部分834a-2。內部部分834a-1可接觸第一強度構件832a,且外部部分834a-2可接觸護套890。再者,在一些實施例中,外部部分834a-2可比內部部分834a-1寬。此外,在一些實施例中,第一強度構件832a可比內部部分834a-1寬。 在一些實施例中,第二強度構件834b至834d可各具有相同於第二強度構件834a之材料、撓曲模數、彎曲直徑及/或橫截面形狀。就此配置而言,複數個第二強度構件834之各第二強度構件可包含一非圓形橫截面形狀。然而,在其他實施例中,複數個第二強度構件834之至少兩個第二強度構件可具有不同材料、撓曲模數、彎曲直徑及/或橫截面形狀。 複數個電導體束840可形式上類似於複數個電導體束640及/或複數個電導體束740。相應地,類似於圖6及圖7中之組件的圖8中之組件可具有相同組態且依一類似方式發揮作用。例如,在一些實施例中,複數個電導體束840之各電導體束可包含一圓形橫截面形狀。 如圖8中所展示,複數個電導體束840可包含界定一第一電路徑860之一第一群組之電導體束850(包含元件850a及850b)及界定不同於第一電路徑860之一第二電路徑880之一第二群組之電導體束870(包含元件870a及870b)。第一群組之電導體束850可圍繞芯線810之一圓周814之一第一半定位,且第二群組之電導體束870可圍繞芯線810之圓周814之一第二半定位。再者,如圖8中所展示,複數個電導體束840之各電導體束可定位於複數個第一強度構件832之兩個第一強度構件與複數個第二強度構件834之兩個第二強度構件之間。 再者,如圖8中所展示,護套890可包圍複數個第二強度構件834及複數個電導體束840。此外,在一些實施例中,混合層820可包圍芯線810,使得第一間隙822定位於混合層820之相鄰組件(例如第一強度構件或電導體束)與芯線810之間,且第二間隙824定位於混合層820之其他相鄰組件(例如第二強度構件或電導體束)與護套890之間。第一間隙822可具有類似於第一間隙622之一組態且依類似於第一間隙622之一方式發揮作用,且第二間隙824具有類似於第二間隙624之一組態且依類似於第二間隙624之一方式發揮作用。在一些實施例中,第一間隙822之大小可至少部分基於複數個第一強度構件832之第一強度構件之橫截面形狀及複數個第二強度構件834之第二強度構件之橫截面形狀而小於第一間隙622。再者,在一些實施例中,第二間隙824之大小可至少部分基於複數個第一強度構件832之第一強度構件之橫截面形狀及複數個第二強度構件834之第二強度構件之橫截面形狀而小於第二間隙624。 另外,在一些實施例中,繫繩800可進一步包含類似於填充材料526之填充第一間隙822及/或第二間隙824之一填充材料(圖中未展示)。此外,繫繩800可進一步包含類似於光纖電纜、同軸導體或感測器516之一光纖電纜、同軸導體或感測器(圖中未展示)。此外,繫繩800可進一步包含類似於繫繩500之聚酯樹脂膠帶層(圖中未展示)及/或避雷層(圖中未展示)。 在一些實施方案中,一繫繩可包含:強度構件,其包含一非圓形橫截面形狀;及電導體束,其包含一非圓形橫截面形狀。有益地,包含非圓形橫截面形狀之強度構件及電導體束可改良繫繩之封裝。 圖9描繪根據一實例性實施例之一繫繩900。繫繩120及/或繫繩220可採用繫繩900之形式或形式上類似於繫繩900。繫繩900可包含一芯線910、包圍芯線910之一混合層920 (其包含下文將描述之元件930及940)及包圍混合層920之一護套990。芯線910可包含一軸絲912。 芯線910可具有相同於芯線510及/或芯線710之組態且依類似於芯線510及/或芯線710之一方式發揮作用,軸絲912可具有相同於軸絲512及/或軸絲712之組態且依類似於軸絲512及/或軸絲712之一方式發揮作用,且護套990可具有相同於護套590之組態且依類似於護套590之一方式發揮作用。繫繩900可具有類似於繫繩500或繫繩700之一直徑及/或密度。 混合層920可包含包圍芯線910之複數個強度構件930及複數個電導體束940 (其包含下文將描述之元件950及970)。複數個強度構件930及複數個電導體束940可依相同或類似於複數個強度構件530及複數個電導體束540纏繞芯線510之方式纏繞芯線910。 在一些實施例中,複數個電導體束940可包含界定一第一電路徑960之一第一群組之電導體束950及界定不同於第一電路徑960之一第二電路徑980之一第二群組之電導體束970。再者,在一些實施例中,第一群組之電導體束950可包含兩個電導體束950a至950b且可圍繞芯線910之一圓周914之一第一半定位。此外,在一些實施例中,第二群組之電導體束970可包含兩個電導體束970a至970b且可圍繞芯線910之圓周914之一第二半定位。 類似於圖6之圖9中之組件可具有相同或類似組態且依一類似方式發揮作用。例如,除複數個強度構件930之各強度構件可包含一非圓形橫截面形狀之外,複數個強度構件930可具有類似於複數個強度構件630之一組態。例如,在一些實施例中,強度構件930a之橫截面形狀可呈一楔形之形式。 在一些實施例中,強度構件930a之橫截面形狀可包含一內部部分930a-1及一外部部分930a-2。內部部分930a-1可接觸芯線910,且外部部分930a-2可接觸護套990。再者,在一些實施例中,外部部分930a-2可比內部部分930a-1寬。在一些實施例中,強度構件930b至930d可具有相同於強度構件930a之橫截面形狀。然而,在其他實施例中,複數個強度構件930之至少兩個強度構件可具有不同非圓形橫截面形狀。 作為另一實例,除複數個電導體束940之各電導體束可包含一非圓形橫截面形狀之外,複數個電導體束940可具有類似於複數個電導體束640之一組態。例如,在一些實施例中,電導體束950a之橫截面形狀可呈一楔形之形式。 在一些實施例中,電導體束950a之橫截面形狀可包含一內部部分950a-1及一外部部分950a-2。內部部分950a-1可接觸芯線910,且外部部分950a-2可接觸護套990。再者,在一些實施例中,外部部分950a-2可比內部部分950a-1寬。在一些實施例中,電導體束950b及970a至970b可具有相同於電導體束950a之橫截面形狀。然而,在其他實施例中,複數個電導體束940之至少兩個電導體束可具有不同非圓形橫截面形狀。 再者,在一些實施例中,電導體束950a可包含一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層。該柔性元件可具有相同於柔性元件552a之組態且依類似於柔性元件552a之一方式發揮作用,該複數個導電元件可具有相同於複數個導電元件554a之組態且依類似於複數個導電元件554a之一方式發揮作用,且該絕緣層可具有相同於絕緣層558a之組態且依類似於絕緣層558a之一方式發揮作用。此外,在一些實施例中,複數個電導體束940之一電導體束之非圓形橫截面形狀可至少部分基於該等導電元件之形狀及/或該複數個導電元件纏繞該柔性元件之纏繞。此外,在一些實施例中,該電導體束之該非圓形橫截面形狀可至少部分基於在製造該電導體束期間壓緊該複數個導電元件。在一些此等實施例中,可在圍繞該複數個導電元件形成該絕緣層之前壓緊該複數個導電元件。 再者,如圖9中所展示,電導體束950a之橫截面形狀大於強度構件930a之橫截面形狀(例如,外部部分950a-2比外部部分930a-2寬及/或內部部分950a-1比內部部分930a-1寬)。然而,在一些實施例中,電導體束950a之橫截面形狀之大小可類似於強度構件930a之橫截面形狀。 另外,在一些實施例中,繫繩900可進一步包含類似於填充材料526之填充第一間隙922及/或第二間隙924之一填充材料(圖中未展示)。此外,繫繩900可進一步包含類似於光纖電纜、同軸導體或感測器516之一光纖電纜、同軸導體或感測器(圖中未展示)。此外,繫繩900可進一步包含類似於繫繩500之聚酯樹脂膠帶層(圖中未展示)及/或避雷層(圖中未展示)。 儘管上文所描述之繫繩包含包括一個層之一混合層,但在其他實例中,一繫繩可包含包括兩層或兩層以上之一混合層。 圖10描繪根據一實例性實施例之一繫繩1000。繫繩120及/或繫繩220可採用繫繩1000之形式或形式上類似於繫繩1000。繫繩1000可包含一芯線1010、包圍芯線1010之一混合層1020 (其包含下文將描述之元件1025及1027)及包圍混合層1020之一護套1090。芯線可包含一軸絲1012。 芯線1010可具有相同於芯線510及/或芯線710之組態且依類似於芯線510及/或芯線710之一方式發揮作用,軸絲1012可具有相同於軸絲512及/或軸絲712之組態且依類似於軸絲512及/或軸絲712之一方式發揮作用,且護套1090可具有相同於護套590之組態且依類似於護套590之一方式發揮作用。 混合層1020可包含一第一層1025及一第二層1027。在一些實施例中,第一層1025可包含複數個強度構件及/或複數個電導體束,且第二層1027可包含複數個第二強度構件及複數個第二電導體束。 在一實施方案中,第一層1025可包含複數個強度構件及複數個電導體束,且第二層1027可包含複數個第二強度構件及複數個第二電導體束。 複數個強度構件可採用複數個強度構件530或複數個強度構件730之形式或形式上類似於複數個強度構件530或複數個強度構件730,且複數個電導體束可採用複數個電導體束540或複數個電導體束940之形式或形式上類似於複數個電導體束540或複數個電導體束940。另外,複數個第二強度構件可採用複數個強度構件之形式或形式上類似於複數個強度構件,且複數個第二電導體束可採用複數個電導體束之形式或形式上類似於複數個電導體束。例如,複數個第二電導體束之各第二電導體束可包含一柔性元件、包圍該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層。 在一些實施例中,第二層1027中之第二強度構件之數目及第二電導體束之數目可相同或不同於第一層1025中之強度構件之數目及電導體束之數目。 另外,第二強度構件之材料、直徑、橫截面形狀、撓曲模數及/或彎曲直徑可相同或不同於強度構件之材料、直徑、橫截面形狀、撓曲模數及/或彎曲直徑。類似地,第二電導體束之材料、厚度及/或橫截面形狀可相同或不同於電導體束之材料、厚度及/或橫截面形狀。 在另一實施方案中,第一層1025可包含複數個強度構件,且第二層1027可包含複數個第二強度構件及複數個電導體束。該複數個強度構件可採用複數個強度構件530或複數個強度構件730之形式或形式上類似於複數個強度構件530或複數個強度構件730。另外,該複數個第二強度構件可採用該複數個強度構件之形式或形式上類似於該複數個強度構件,且該複數個電導體束可採用複數個電導體束540或複數個電導體束940之形式或形式上類似於複數個電導體束540或複數個電導體束940。第一層1025及第二層1027亦可具有強度構件及電導體束之其他組合。 混合層1020可依相同或類似於混合層520纏繞芯線510之方式纏繞芯線1010。在一些實施例中,第一層1025及第二層1027可沿相同方向纏繞芯線1010,依相同螺旋角纏繞芯線1010,及/或具有相同扭轉量(例如固定、行星或反扭轉補償)。然而,在其他實施例中,第一層1025及第二層1027可沿不同方向纏繞芯線1010,依不同螺旋角纏繞芯線1010,具有不同捻距及/或不同扭轉量。 另外,在一些實施例中,混合層1020可包圍芯線1010,使得第一間隙(圖10中未標記)定位於相鄰組件與芯線1010之間,且第二間隙(圖10中未標記)定位於混合層1020之相鄰組件與護套1090之間。第一間隙及第二間隙可形式上分別類似於第一間隙522及第二間隙524。此外,在一些實施例中,繫繩1000可進一步包含類似於填充材料526之填充第一間隙及/或第二間隙之填充材料(圖中未展示)。此外,在一些實施例中,繫繩1000可進一步包含類似於光纖電纜、同軸導體或感測器516之一光纖電纜、同軸導體及/或感測器(圖中未展示)。再者,繫繩1000可進一步包含類似於繫繩500之聚酯樹脂膠帶層及/或避雷層(圖中未展示)。 在一些實施方案中,可依可未繪示於圖10中之方式嵌套第一層1025及第二層1027之組件。 儘管上文所描述之實例性繫繩可用於AWT中,但在其他實例中,本文中所描述之繫繩可用於其他應用,其包含架空傳輸、飛艇、海底及海事應用(其包含離岸鑽井及遙控潛水器(ROV)、牽引、探勘及/或架橋)及其他可能性。III . 結論 圖中所展示之特定配置不應被視為限制。應瞭解,其他實施例可包含更多或更少之一給定圖中所展示之各元件。此外,可組合或省略繪示元件之部分。此外,一例示性實施例可包含圖中未繪示之元件。 另外,儘管本文中已揭示各種態樣及實施例,但熟悉技術者將明白其他態樣及實施例。本文中所揭示之各種態樣及實施例僅供繪示且不意在限制,且準確範疇及精神由以下申請專利範圍指示。可在不背離本文中所呈現之標的之精神或範疇之情況下利用其他實施例及作出其他改變。應易於瞭解,如本文中大體上所描述且如圖中所繪示,可依全部涵蓋於本文中之各種不同組態配置、替代、組合、分離及設計本發明之態樣。
100‧‧‧空中風力渦輪機(AWT)
110‧‧‧地面站
122‧‧‧繫繩近端
124‧‧‧繫繩遠端
130‧‧‧飛行器
150‧‧‧閉合路徑
200‧‧‧空中風力渦輪機(AWT)
210‧‧‧地面站
212‧‧‧處理器
214‧‧‧資料儲存器
216‧‧‧程式指令
218‧‧‧通信系統
220‧‧‧繫繩
222‧‧‧傳輸組件
224‧‧‧通信鏈路
230‧‧‧飛行器
232‧‧‧感測器
234‧‧‧電力系統
236‧‧‧電力產生/轉換組件
238‧‧‧通信系統
242‧‧‧處理器
244‧‧‧資料儲存器
246‧‧‧程式指令
248‧‧‧通信系統
330‧‧‧飛行器
331‧‧‧主翼
332a‧‧‧掛架
332b‧‧‧掛架
334a至334d‧‧‧轉子
335‧‧‧尾桁
336‧‧‧尾翼總成
336a‧‧‧尾翼
336b‧‧‧垂直穩定翼
410‧‧‧地面站
412‧‧‧絞車圓筒
414‧‧‧平台
420‧‧‧繫繩
442‧‧‧繫繩環架總成
444‧‧‧旋轉組件
444a‧‧‧固定部分
444b‧‧‧可旋轉部分
500‧‧‧繫繩
502‧‧‧長軸線
510‧‧‧芯線
510a‧‧‧第一部分
510b‧‧‧第二部分
512‧‧‧軸絲
516‧‧‧光纖電纜/同軸導體/感測器
520‧‧‧混合層
522‧‧‧第一間隙
524‧‧‧第二間隙
526‧‧‧填充材料
530‧‧‧強度構件
530a‧‧‧第一強度構件
530b‧‧‧第二強度構件
540‧‧‧電導體束
550‧‧‧第一群組之電導體束
550a至550c‧‧‧電導體束
552a‧‧‧柔性元件
554a‧‧‧導電元件/電導體
555a‧‧‧第一層
556a‧‧‧第二層
557a‧‧‧導電元件
558a‧‧‧絕緣層
559a‧‧‧覆蓋層
560‧‧‧第一電路徑
562‧‧‧第一弧形
570‧‧‧第二群組之電導體束
570a至570c‧‧‧電導體束
572‧‧‧第二弧形
580‧‧‧第二電路徑
590‧‧‧護套
592‧‧‧內表面
594‧‧‧外表面
596‧‧‧影響拖曳表面特徵
597‧‧‧凹槽
597a‧‧‧凹槽
600‧‧‧繫繩
610‧‧‧芯線
612‧‧‧軸絲
614‧‧‧圓周
620‧‧‧混合層
622‧‧‧第一間隙
624‧‧‧第二間隙
630‧‧‧強度構件
630a至630d‧‧‧強度構件
640‧‧‧電導體束
650‧‧‧第一群組之電導體束
650a至650b‧‧‧電導體束
660‧‧‧第一電路徑
670‧‧‧第二群組之電導體束
670a至670b‧‧‧電導體束
680‧‧‧第二電路徑
690‧‧‧護套
700‧‧‧繫繩
710‧‧‧芯線
712‧‧‧軸絲
714‧‧‧圓周
720‧‧‧混合層
722‧‧‧第一間隙
724‧‧‧第二間隙
730‧‧‧強度構件
730a至730d‧‧‧強度構件
730a-1‧‧‧內部部分
730a-2‧‧‧外部部分
740‧‧‧電導體束
750‧‧‧第一群組之電導體束
750a‧‧‧電導體束/元件
750b‧‧‧元件
760‧‧‧第一電路徑
770‧‧‧第二群組之電導體束
770a‧‧‧元件
770b‧‧‧元件
780‧‧‧第二電路徑
790‧‧‧護套
800‧‧‧繫繩
810‧‧‧芯線
812‧‧‧軸絲
814‧‧‧圓周
820‧‧‧混合層
822‧‧‧第一間隙
824‧‧‧第二間隙
832‧‧‧第一強度構件
832a至832d‧‧‧第一強度構件
834‧‧‧第二強度構件
834a至834d‧‧‧第二強度構件
834a-1‧‧‧內部部分
834a-2‧‧‧外部部分
840‧‧‧電導體束
850‧‧‧第一群組之電導體束
850a‧‧‧元件
850b‧‧‧元件
860‧‧‧第一電路徑
870‧‧‧第二群組之電導體束
870a‧‧‧元件
870b‧‧‧元件
880‧‧‧第二電路徑
890‧‧‧護套
900‧‧‧繫繩
910‧‧‧芯線
912‧‧‧軸絲
914‧‧‧圓周
920‧‧‧混合層
922‧‧‧第一間隙
924‧‧‧第二間隙
930‧‧‧強度構件
930a至930d‧‧‧強度構件
930a-1‧‧‧內部部分
930a-2‧‧‧外部部分
940‧‧‧電導體束
950‧‧‧第一群組之電導體束
950a至950b‧‧‧電導體束
950a-1‧‧‧內部部分
950a-2‧‧‧外部部分
960‧‧‧第一電路徑
970‧‧‧第二群組之電導體束
970a至970b‧‧‧電導體束
980‧‧‧第二電路徑
990‧‧‧護套
1000‧‧‧繫繩
1010‧‧‧芯線
1012‧‧‧軸絲
1020‧‧‧混合層
1025‧‧‧第一層
1027‧‧‧第二層
1090‧‧‧護套
圖1描繪根據一實例性實施例之一空中風力渦輪機(AWT)。 圖2係繪示根據一實例性實施例之一AWT之組件的一簡化方塊圖。 圖3描繪根據一實例性實施例之一飛行器。 圖4描繪根據一實例性實施例之經由一繫繩耦合至一地面站之一飛行器。 圖5a描繪根據一實例性實施例之一繫繩。 圖5b描繪根據一實例性實施例之圖5a中所展示之繫繩之橫截面。 圖5b-1描繪根據一實例性實施例之圖5b中所展示之一電導體束。 圖6描繪根據一實例性實施例之一繫繩。 圖7a描繪根據一實例性實施例之一繫繩。 圖7b描繪根據一實例性實施例之圖7a中所展示之繫繩之橫截面。 圖8描繪根據一實例性實施例之一繫繩。 圖9描繪根據一實例性實施例之一繫繩。 圖10描繪根據一實例性實施例之一繫繩。

Claims (22)

  1. 一種繫繩(tether),其包括:一芯線(core);一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括:複數個強度構件,其等緊鄰於(immediately adjacent)該芯線,及複數個電導體束,其等緊鄰於該芯線,其中該複數個電導體束之各電導體束包括:一柔性元件(compliant element),複數個導電元件,其等包圍該柔性元件,及一絕緣層,其包圍該複數個導電元件;及一護套(jacket),其包圍該混合層。
  2. 如請求項1之繫繩,其中該複數個強度構件包括一第一強度構件及一第二強度構件,其中該第一強度構件沿該芯線之一圓周與該第二強度構件隔開達約180°。
  3. 如請求項1之繫繩,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一第一部分定位,使得該第一群組之電導體束之一橫截面沿該芯線之該第一部分界定一第一弧形;及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之一第二部分定位,使得該第 二群組之電導體束之一橫截面沿該芯線之該第二部分界定一第二弧形,其中該複數個強度構件包括一第一強度構件及一第二強度構件,其中該第一群組之電導體束定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間,且其中該第二群組之電導體束定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間。
  4. 如請求項3之繫繩,其中該第一群組之電導體束經組態以載運電力之一第一相位,且其中該第二群組之電導體束經組態以載運不同於電力之該第一相位的電力之一第二相位。
  5. 如請求項3之繫繩,其中該第一群組之電導體束經組態以依一第一電位操作,且其中該第二群組之電導體束經組態以依不同於該第一電位之一第二電位操作。
  6. 如請求項1之繫繩,其中該複數個強度構件包括四個強度構件,其中該複數個強度構件之各強度構件圍繞該芯線之一各自部分定位,且其中該複數個強度構件之各強度構件沿該芯線之一圓周與該四個強度構件之兩個其他強度構件隔開達約90°。
  7. 如請求項1之繫繩,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之兩個電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之兩個電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第一半定位,及一第二群組之兩個電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二 電路徑,其中該第二群組之兩個電導體束圍繞該芯線之該圓周之一第二半定位,其中該複數個強度構件包括四個強度構件,且其中該複數個電導體束之各電導體束定位於該複數個強度構件之兩個強度構件之間。
  8. 如請求項1之繫繩,其中該複數個強度構件之各強度構件包括一非圓形橫截面形狀。
  9. 如請求項1之繫繩,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一非圓形橫截面形狀。
  10. 如請求項1之繫繩,其中該芯線或該複數個強度構件之至少一強度構件包括一耐磨層。
  11. 如請求項1之繫繩,其進一步包括定位於相鄰強度構件或電導體束與該芯線之間之第一間隙空間或相鄰強度構件或電導體束與該護套之間之第二間隙空間中的至少一光纖電纜、同軸導體或感測器。
  12. 如請求項1之繫繩,其中該芯線或該複數個強度構件之至少一強度構件包括一光纖電纜、同軸導體或感測器。
  13. 如請求項1之繫繩,其進一步包括定位於(i)相鄰強度構件或電導體束與該芯線之間之第一間隙及(ii)相鄰強度構件或電導體束與該護套之間之 第二間隙中的一填充材料。
  14. 如請求項1之繫繩,其進一步包括:複數個第二強度元件;及複數個第二電導體束,其中該複數個第二電導體束之各第二電導體束包括:一柔性元件,複數個導電元件,其等包圍該柔性元件,及一絕緣層,其包圍該複數個導電元件。
  15. 如請求項1之繫繩,其中該護套包括一外表面,該外表面包括複數個影響拖曳表面特徵。
  16. 如請求項1之繫繩,其中該柔性元件包括一非金屬柔性元件。
  17. 如請求項1之繫繩,其中該柔性元件包括一非金屬固體柔性元件。
  18. 一種繫繩,其包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括:一第一強度構件,其緊鄰於該芯線,一第二強度構件,其緊鄰於該芯線,及複數個電導體束,其等緊鄰於該芯線,其中該複數個電導體束之 各電導體束包括:一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一第一部分定位,使得該第一群組之電導體束之一橫截面沿該芯線之該第一部分界定一第一弧形,及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之一第二部分定位,使得該第二群組之電導體束之一橫截面沿該芯線之該第二部分界定一第二弧形,其中該第一群組之電導體束定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間,且其中該第二群組之電導體束定位於該第一強度構件與該第二強度構件之間;及一護套,其包圍該混合層。
  19. 如請求項18之繫繩,其中該複數個電導體束包括六個電導體束。
  20. 一種繫繩,其包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括:複數個強度構件,其中該複數個強度構件之各強度構件包括一楔形(wedge)橫截面形狀;複數個電導體束,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一圓 形橫截面形狀,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第一半定位,及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之該圓周之一第二半定位,及其中該複數個電導體束之各電導體束定位於該複數個強度構件之兩個強度構件之間;及一護套,其包圍該混合層。
  21. 如請求項20之繫繩,其中該第一群組之電導體束包括兩個電導體束,且其中該第二群組之電導體束包括兩個電導體束。
  22. 一種繫繩,其包括:一芯線;一混合層,其包圍該芯線,其中該混合層包括:複數個第一強度構件,其等圍繞該芯線定位,其中該複數個第一強度構件之各第一強度構件包括一矩形橫截面形狀,複數個第二強度構件,其等圍繞該複數個第一強度構件定位,其中該複數個第二強度構件之各第二強度構件包括一三角形橫截面形狀,及 複數個電導體束,其等圍繞該芯線定位,其中該複數個電導體束之各電導體束包括:一圓形橫截面形狀,其中該複數個電導體束之各電導體束包括一柔性元件、纏繞該柔性元件之複數個導電元件及包圍該複數個導電元件之一絕緣層,其中該複數個電導體束包括:一第一群組之電導體束,其界定一第一電路徑,其中該第一群組之電導體束圍繞該芯線之一圓周之一第一半定位,及一第二群組之電導體束,其界定不同於該第一電路徑之一第二電路徑,其中該第二群組之電導體束圍繞該芯線之該圓周之一第二半定位,及其中該複數個電導體束之各電導體束定位於該複數個第一強度構件之兩個第一強度構件與該複數個第二強度構件之兩個第二強度構件之間;及一護套,其包圍該複數個第二強度構件及該複數個電導體束。
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