WO2019157577A1 - Sistema e método de reforço de aeróstatos - Google Patents

Sistema e método de reforço de aeróstatos Download PDF

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WO2019157577A1
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André Augusto Ceballos MELO
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Melo Andre Augusto Ceballos
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • [001] A new concept for lighter-than-air aircraft, bringing the concept of hydrogen safety to the material level and the architecture design at macro and micro scales. Moreover, the simplicity of the concept allows for a high degree of integrations that can make the implementation of hydrogen use practical.
  • Aerostat is a lighter-than-air aircraft, aircraft that gain their elevation through the use of a floating gas. Aerostats gain their elevation through large envelopes filled with a lift gas that is less dense than the surrounding air.
  • the two primary lift gases used by airships are hydrogen and helium.
  • Helium on earth is relatively rare however, hydrogen is the third most abundant element on Earth's surface, mainly in the form of chemical compounds such as hydrocarbons and water.
  • Hydrogen is the lightest element on earth, and can be obtained easily and economically, hydrogen has huge potential as a source of clean energy for future generation vehicles. Environmentally and climatically clean throughout the conversion chain, from production to use.
  • a fault-resistant design that, in the event of a specific type of failure, responds in a manner that ceases or minimizes damage to structure to other equipment, the environment or people.
  • System design avoids or mitigates the unsafe consequences of system failure.
  • Several embodiments described herein allow for a safe use approach to fail-safe aerostat that leverages the exceptional properties of lattice structures, tensile integrity, membrane structures, and porous structures called computationally designed schwarzites. , while gaining its elevation through the use of hydrogen as a floating gas. The resulting combination of hydrogen economy, its environmental and climatic relevance, and lightness and structural strength, significantly increasing the potential of lighter-than-air aircraft to allow the spread of aerostat use.
  • the present invention achieves this objective by providing a buoyancy platform comprising a fail-safe structure allowing the safe use of hydrogen as a flotation gas.
  • This invention is directed to the structural architecture of aircraft lighter than air structures. Integration and Buoyancy Structures (EIF), terminals that provide a secure, modular buoyancy platform to provide a truly efficient, purpose-built architecture through multiple elevation interfaces with multidimensional platforms for the complete convergence of a lightweight, rugged architecture. and aerodynamics. EIF includes features to maximize design efficiency used in design and optimize management of structural and material resources throughout the multi-modular structure.
  • a floating platform is provided according to the following considerations:
  • a reinforcement and integration structure eg Shell Lace Structure, lattice-shell, Membrane structures, tensegrity structures, lattice structure, web-like structure and schwarzite structures
  • a reinforcement and integration structure increase security, and allow adjustment of different pressures. in individual sessions.
  • buoyancy platform that can also be modularly assembled by combining individual portions provided with buoyancy segments and optionally with integration and reinforcement structures or the like to provide the final platform.
  • a hydrogen receptacle with a gas-tight cover element made of a pressure and fire resistant material and may be used with a connecting and integrating structure. Float bodies separated from one another and stationary joined together, providing one or more separate cells which can be filled with hydrogen.
  • the structure can be either flexible material (eg flame resistant meta-aramid), rigid material (eg metal alloy nanostructures) or semi-rigid (eg airgel).
  • flexible material eg flame resistant meta-aramid
  • rigid material eg metal alloy nanostructures
  • semi-rigid eg airgel
  • the float platform of the present invention is not limited to aerostats, but can be used primarily for any purpose, e.g. such as launch and landing platforms, defense applications, surveillance, scientific, observational operations, equipment and machinery base, wind energy extraction, reduced impact forest management, performing tasks such as near space research, keeping costs well below Low earth orbit satellites, carry passengers, for tourists and scientific teams, weather measurements. Carry instrumentation, including radio transmission, network infrastructure, transportation, logistics and distribution, passenger transport, disaster relief, emergency and rescue services, forest protection, fire fighting, base equipment and devices. elevation and other purposes.
  • a gas other than hydrogen can be used to fill the floating bodies.
  • Other inexpensive gases, such as methane, carbon monoxide, ammonia and natural gas have even less lift capacity and are flammable, toxic, corrosive or all three (neon is even more expensive than helium, with less lift capacity). .
  • Flotation body materials are not particularly limited.
  • membranes made of metaramide polymer may be used to provide the required flexibility as well as sufficient pressure resistance and tensile strength while ensuring that expandability is limited in state. pressurized.
  • the structure may be based on nanostructured metal alloys, carbon fiber, airgel or light weight material.
  • Mechanical properties of the material include tensile strength, tensile stress, fatigue strength, crack strength and other characteristics.
  • Another advantage of the invention is that the entire platform can be constructed of lightweight components.
  • the Integration and Buoyancy Structures (EIF) approach combines ultra-rigid and ultra-strong materials (such as airgel and nanostructured metal alloys) that provide greater strength than conventional materials. Highly optimized beams allow for unprecedented degrees of freedom to adapt the mechanical performance of ultra-light lattice structures.
  • the system will be characterized by a modular lattice structure model, where different material technologies such as airgel, metaramide, carbon fiber or films, nanostructured metal alloys and other new materials could be combined. on a common platform to complement each other in an ideal way for different environments and
  • the structural architecture for the EIF terminal of the present invention is a set of robust solutions that provide a way to construct buoyancy lift platform through common modular components, which is technically called the "hydrogen cell (CH)". Integration and Buoyancy (EIF) in a more technical sense. "CH)”.
  • CH hydroogen cell
  • EIF Integration and Buoyancy
  • the stiffening and integrating structure is manufactured to be prismatic in shape, and the float bodies are symmetrically arranged as honeycombs.
  • Lattice structures provide high torsional stiffness and bending at low weight.
  • honeycomb structure involves the controlled creation of internal boundaries to obstruct the displacement movement.
  • Such strategies invariably compromise ductility, the ability of the material to deform, stretch or permanently change without breaking.
  • Each aforementioned framework module is an open module that is extensible, upgradeable, reconfigurable, and removable.
  • One embodiment of this invention is a system comprising a flotation structure comprising a gas compartment and a device booster that integrates one or more gas compartments lighter than air (Hydrogen Cells).
  • the hydrogen cell (CH) structure architecture of the present invention is one or a group of open structural modules that are obviously variable, mutually inclusive and capable of being used as units or in combined as a system for future aerostat design, based on modular architecture technology, so that the structure can support different safety standards and integrate the various modular parts into a flexible and cost-effective architecture.
  • lattice structures can be thought of as any repetitive cellular structure, with a repeating topology or basic structure - consistently or with some variation. Lattice structures offer a method to significantly reduce this complexity. Using a common cellular topology to fill the design space.
  • Honeycomb structures are structures that have the geometry of a honeycomb to allow minimizing the amount of material used to achieve minimum weight and minimum material cost. The geometry of honeycomb structures can vary widely, but the common feature of all these structures is a matrix of hollow cells formed between thin vertical walls. The cells are generally columnar and hexagonal in shape.
  • bones can evolve with slightly different shapes, sizes and angles. They have increased weight resistance in several directions: vertical, horizontal and diagonal - and this internal variability makes bones more resilient when accidents occur.
  • the bones are solid on the outside, but empty internally. This makes them light and easy to move, but also extremely firm. For this purpose, although it has a rather rigid outer surface.
  • the macro and micro design partition which includes lattice structures connecting the larger perimeter, creates a strong and efficient structure between two fixed points.
  • the micro elements of the partition mimic bird bone, filling open spaces with grid structures.
  • the resulting design is a web-type pattern that forms a network of load-bearing optimized points.
  • the final configuration requires minimal material, the walls should be as light as possible and consume the least amount of space and ensure the amount of three dimensional space enclosed for hydrogen gas.
  • Tensegrity structures are based on the combination of a few simple design patterns: members loaded only in pure compression or pure tension, which allows the cables to be rigid in tension, with mechanical stability, allowing the members to remain in tension / compression as stress on the structure increases.
  • Shell structure Single surface structural technique called shell structure, Shell Lace Structure, lattice-shell.
  • Structural and fabrication technique combines digital modeling, digital analysis with cost-effective laser cutting fabrication, turning flat sheet materials into lightweight self-supporting structures. Iterative analysis produces highly efficient structures that respond to the environment and minimize weight and waste.
  • Shell Lace Structures is optimized through curvature, ripples and perforations. The technique is inspired by nature; Shells gain strength from curvilinear geometry growing in thin layers over time, just where they need it. Bends, along with undulations, create rigidity. Perforations minimize weight by removing material where the structure does not require strength, bringing lightness. This facilitates the production of the inventive platform, because only a few different modules can then be specifically combined to provide the most suitable platform for the designated project.
  • membrane structures may also be provided within the float bodies.
  • Membrane structures are spatial structures made of strained membranes. Structural use of membranes can be divided into pneumatic structures, tensile membrane structures and cable domes. In these three types of structure, membranes work together with cables, columns and other building members to find shape.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of a system in which the present invention may operate
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a plurality of hydrogen cells having a lattice structure according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a plurality of hydrogen cells having a lattice structure according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a basic hexagon-shaped hydrogen cell according to an exemplary geometry-based diversity embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a plurality of hydrogen cells having a lattice structure in accordance with an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6a is a partial perspective view of a plurality of hydrogen cells according to the exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6b is a cross-sectional view of a plurality of reinforcement and integration structures in accordance with an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a perspective view of a plurality of reinforcement and integration structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a plurality of reinforcement and integration structures according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 9a and 9b are a diagram of the wall surface of a plurality of reinforcing and integrating structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9c is a perspective view of a stiffening and integrating structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10a is a perspective view of a plurality of reinforcement and integration structures according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10b is a partial perspective view of a plurality of reinforcement and integration structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a plurality of reinforcement and integration structure according to an exemplary embodiment of the present invention. DETAILED DESCRIPTION
  • the Hydrogen Cell may be treated as an isolated structure.
  • the boundary conditions imposed by a grid grid are known to substantially impact the amount of energy that can be produced by explosion and the rate of material deformation of the panels should be considered.
  • the cell resists beyond the limits of anticipated fire and explosion conditions, lateral pressure exerted by the approach, explosion or fire cannot be transmitted from one float body to the next, as is the case when divisions by partition walls are provided
  • the different buoyancy that arises in one or more chambers thus provides the platform with buoyancy stability.
  • one or more Hydrogen (CH) Cells may be attached to the Booster and Integration element, e.g. lattice structure of a material with low density and high strength, eg. nanostructured metal alloys.
  • the method describes a modular reconfiguration scheme of one or more networked hydrogen cells capable of changing their interconnections.
  • An example provided is a set of hydrogen cells having a high security hydrogen stored therein and can, for example, be manufactured to have a prismatic shape arranged orthogonally regularly and arranged in an integral reinforcement structure manufactured in a lattice form.
  • An object of the present invention is to provide a new type of hydrogen cells with very high volume efficiency while being able to withstand gas pressure and change pressure while making cells possible. of any size with modular extension in any of three spatial directions.
  • another object of the present invention is to provide a buoyancy structure that includes high volume efficiency and to prevent fire or explosion in a cell from spreading, allowing the integration of a secondary reinforcement structure.
  • Another object of the invention is to provide a container that is suitable for allowing buoyancy control.
  • Still another object is to provide a concept of cells that is modular and scalable to any size through repetitive and modular elements.
  • the basic hexagonal shape can be modified into more general prismatic shapes.
  • the resulting designs are optimized for performance and weight and can be as rigid or flexible as necessary for the purpose. Intended application, all designed to provide flexible and customized options for a small cost and a lighter-than-air aircraft for high safety.
  • the generative design process which centers around the computing power of finding designer-optimized parameter-based design solutions, is not only a way to increase design quality and performance, but is also capable of dramatically reduce costs and materials in an effort to optimize manufacturing strategies.
  • the modular hydrogen cell (CH) structure has its own internal microcontroller that records relevant physical parameters such as temperature and the fluctuation state of the cell.
  • each hydrogen (CH) cell knows what condition it is in.
  • the hydrogen cell (CH) communicates with each other via wireless wiring or hydrogen cell (CH) wiring.
  • They can also communicate with other devices, such as the onboard computer, which uses cell data to calculate the amount of buoyancy that the hydrogen cell (CH) has, the state of the cell. If one cell is empty but the others still have hydrogen stored, the aerostat need not stop, since a smaller capacity hydrogen cell (CH) hardly affects the overall amplitude of an Integration and Buoyancy Structures (EIF).
  • EIF Integration and Buoyancy Structures
  • the empty hydrogen cell simply detaches from the group, acting as a bypass. The others continue to supply hydrogen, and the empty cells are replaced, and if a hydrogen cell (CH) malfunctions, it is not necessary to take the aircraft to the workshop. Since the aerostat can have more than one cell, it does not depend on any individual cell. And in one repair, just replace the single hydrogen cell (CH).
  • CH hydrogen cell
  • the intelligent control network will feel the needs and adapt to the perfect fit, offering volume control, temperature, pressure, hydrogen, stability, buoyancy and flight control as required.
  • the integration system can be compared to the neural network, with a pulsating intelligence network through the Integration and Buoyancy Framework (EIF).
  • EIF Integration and Buoyancy Framework
  • the structure may further comprise multiple sensors such as altitude sensor, position sensor and actuator to provide specified buoyancy control and flight control, a control system that accompanies the computer vision system, which combines data from all sensors, monitoring their weaknesses, a module, or subsystem whose purpose is to detect events or changes in their environment and send the information to other electronic components.
  • the Integration and Buoyancy Framework comes with fully redundant systems, meaning that if one fails, the other is ready to back up, it must protect itself against mishaps. This is the significance of EIF redundant mechanical systems, flight systems, buoyancy systems, sensor systems, and computer systems.
  • the object of the present invention is therefore the provision of a buoyancy platform with an Intelligent Structural Control Response System, buoyancy properties and particularly having better protection against effects due to flammability. and to explosive reactions.
  • intelligent control would regulate aerostat buoyancy, thus having a dynamic response like an intelligent hydrogen network - each cell can change in seconds - and can react dynamically to different levels of buoyancy throughout flight, This means that aerostat buoyancy levels would remain constant during variations in atmospheric pressure and temperature.
  • EIF Integration and Buoyancy
  • One of the goals of the Integration and Buoyancy (EIF) framework is to design an intelligent adjustable architecture with a network to control the buoyancy, temperature, pressure, humidity, stability and flight control of the aerostat. Pumping hydrogen through a channel network allows the buoyancy control of functional modules. Channels can be compared to the cardiovascular system, for example.
  • the Integration and Buoyancy Structure (EIF) and the responsive hydrogen cell (CH) combine isolation, coverage and structural protection (subject to stress and strain) with an integrated network that pulses through it, which can identify and respond to the specific needs of each CH.
  • the lattice and honeycomb structure and the integration network will create the perfect combination of strength, lightness and space. It is light and strong, because its network structure has voltage only when necessary, leaving space available. When using lattice structures, the structure has the necessary strength, but can also take advantage of extra space when needed.
  • a slot in a hydrogen cell will not damage the Integration and Buoyancy Structure (EIF) assembly because it has a chain of other hydrogen cells to back up.
  • the grid can redirect hydrogen from one cell to another. Hydrogen can focus on special cells for volume control.
  • the structure called the Integration and Buoyancy Structure (EIF)
  • EIF Integration and Buoyancy Structure
  • the structure is a 3D open cell structure composed of structures. delattice, tensegrity or membrane structures of interconnected hollow cells.
  • the material's cellular architecture gives rise to unprecedented mechanical behavior for an aerostat, including recovery of compression stress and high energy absorption, vibration or shock energy damping.
  • system performance enhancement is achieved using hydrogen exchange channels, fluidic cells and a series of ducts, channeled through the system as a fluidic hydrogen grid.
  • pipe connections extend from at least one device for generating pressurized hydrogen to provide a uniform deposit in the float bodies.
  • the channels may be incorporated into hard or soft materials, depending on their intended use.
  • the consciousness and shape of a soft, stretchy film is better suited for integration into a membrane structure than rigid, which in turn is better for a lattice structure platform.
  • integrating lightweight longitudinal structures such as channels may be added between the panels, giving the internal structure the appearance of a huge bird cage or web-like structure.
  • flotation bodies may, if their construction does not allow otherwise, have pressure relief valves to prevent over stretching to prevent rupture of the flotation bodies in the event of damage or overpressure.
  • a membrane-coated cover controls the amount of UV radiation, humidity, gas permeability, and temperature.

Abstract

Um sistema de aerostato resistente a falhas é discutido, para suporte estrutural e interconexão em rede, aplicável a numerosos sistemas baseados em elevação mais leve do que o ar. O invento descreve um sistema com estrutura de reforço e conexão otimizada e uma estrutura de integração (Estrutura de Reforço e Integração (2) ), reforçando uma célula de hidrogênio ou células com um projeto de proteção contra falhas. É teorizada uma estrutura forte o suficiente para suportar as forças de explosão, evitando propagação de danos causados por onda de choque e fogo, e umacelula ou celulas de hidrogênio (1) automáticos de autocontrole que operam de forma independente para obter força de elevação de flutuabilidade e controle de multi-parâmetros.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS
CAMPO TÉCNICO
[001] Um novo conceito de aeronaves mais leves do que o ar, trazendo o conceito de segurança de hidrogénio para o nível de materiais e o design da arquitetura nas macro e micro escalas. Além disso, a simplicidade do conceito permite alto grau de integrações que podem tomar prática a implementação do uso de hidrogénio.
A tecnologia poderia ser aplicada a qualquer aerostato. Um aerostato é uma aeronave mais leve do que o ar, aeronaves que ganham sua elevação através do uso de um gás flutuante. Os aerostáticos ganham a sua elevação através de grandes envelopes cheios com um gás de elevação que é menos denso do que o ar circundante.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Os dois gases de elevação primários utilizados pelos dirigíveis são o hidrogénio e o hélio. O hélio na terra é relativamente raro no entanto, o hidrogénio é o terceiro elemento mais abundante na superfície da Terra, principalmente sob a forma de compostos químicos, como hidrocarbonetos e água. O hidrogénio é o elemento mais leve da Terra, e pode ser obtido de forma fácil e económica, o hidrogénio tem um enorme potencial como fonte de energia limpa para futura geração de veículos. Ambientalmente e climáticamente limpo durante toda a cadeia de conversão, desde a produção até a utilização.
[003] O principal problema com o conceito de aeronaves de hidrogénio é a inflamabilidade do hidrogénio. Além do famoso desastre de Hindenburg, dezenas de aeronaves de hidrogénio foram destruídas pelo fogo e nenhum dirigível norte americano foi inflado com hidrogénio desde o acidente do dirigível do exército dos EUA Roma em 1922. O uso de hidrogénio como gás de elevação para aeronaves de passageiros foi completamente abandonado no final da década de 1930.
[004] A natureza não inflamável do hélio torna o único gás de elevação prático para o vôo mais leve do que o ar, mas é escasso e caro, e o uso de hélio pode reduzir a carga útil de uma aeronave rígida em mais da metade. As deficiências de desempenho do estado da arte das tecnologias prévias são superadas ao projetar uma nova geração de aerostatos com base no reforço e na integração da estrutura de flutuabilidade, podendo torná-las mais seguras e resistentes diante de um desastre e permitir o voo de aerostatos mais eficientes.
[005] A aeronave mais leve do que o ar sofre tremendamente em todo o mundo porque não melhorou fundamentalmente a arquitetura e tornar o hidrogénio seguro é a solução final na indústria dos aerostatos.
[006] Um design resistente a falhas que, no evento de um tipo específico de falha, responde de forma a cessar ou minimizar os danos a estrura a outros equipamentos, ao meio ambiente ou a pessoas. O projeto do sistema evita ou mitiga as consequências inseguras da falha no sistema. Várias formas de realização aqui descritas permitem uma abordagem de uso seguro do aerostato com resistência a falhas que alavanca as propriedades excepcionais das estruturas em lattice, a integridade tensil (tensile integrity), as estruturas de membrana e as estruturas porosas denominadas schwarzites projetadas com algoritmos computacionais, ao mesmo tempo em que ganha sua elevação através do uso de hidrogénio como gás flutuante. A combinação resultante da economia de hidrogénio, sua relevância ambiental e climática e leveza e força estrutural, ampliando significativamente o potencial de aeronaves mais leves do que o ar, de forma a permitir a difusão do uso dos aerostato.
[007] O presente invento atinge este objetivo ao proporcionar uma plataforma de flutuabilidade que compreende uma estrutura resistente a falhas, permitindo o uso seguro do hidrogénio como gás de flutuação.
SUMARIO DA INVENÇÃO
[008] Está invenção é direcionada à arquitetura estrutural defuturas aeronaves mais leve do que o ar. Estruturas de Integração e Flutuabilidade (EIF), terminais que fornecem uma plataforma de flutuabilidade modular e segura para fornecer uma arquitetura verdadeiramente eficiente construída com propósitos diferentes, através de várias interfaces de elevação com plataformas multidimensionais para a convergência completa de uma arquitetura leve, com resistência e aerodinâmica. O EIF inclui recursos para maximizar a eficiência do design utilizadono projeto e otimizar o gerenciamento de recursos estruturais e materiais em toda a estrutura multi-modular. [009] Uma plataforma de flutuação é providenciada segunda as seguintes considerações:
[010] Uma estrutura de reforço e integração, (ex. Shell Lace Structure, lattice-shell, Membrane structures, tensegrity structures, lattice structure, web-like structure e estruturas de schwarzitas) aumentam a segurança, e permitem o ajuste de diferentes pressões em sessões individuais.
[011] Mais especificamente, uma plataforma de flutuação que também pode ser montada de forma modular combinando porções individuais providas de segmentos de flutuação e opcionalmente com estruturas de integração e de reforço ou semelhantes para fornecer a plataforma final.
[012] Além disso, a simplicidade do conceito permite um elevado grau de integrações que podem tornar prática a implementação do uso seguro de hidrogénio.
[013] No mínimo, um receptáculo de hidrogénio com um elemento de cobertura ipermeavel a gases, feito de um material resistente à pressão e ao fogo e pode ser usado com uma estrutura de conexão e integração. Corpos de flutuação separados uns dos outros e unidos de forma estacionária, fornecendo uma ou várias células separadas uma das outras, que podem ser preenchidas com hidrogénio.
[014] A estrutura pode ser tanto de material flexível (ex. meta-aramida resistente a chamas), materiais rígidos (ex. nanoestruturas de ligas metálicas) ou semirrígido (ex. aerogel).
[015] A plataforma de flutuação da presente invenção não se limita a aerostatos, mas pode ser utilizada basicamente para qualquer finalidade, ex. como plataforma de lançamento e aterrissagem, aplicações de defesa, operações de vigilância, científico, observacional, base para equipamentos e máquinas, extração de energia eólica, manejo florestal de impacto reduzido, realizar tarefas como pesquisa próxima ao espaço, mantendo os custos bem abaixo dos satélites de órbita terrestre baixa, carregar passageiros, para turistas e equipes científicas, medições meteorológicas. Carregar instrumentação, incluindo transmissão de rádio, infra-estrutura de redes, transporte, logística e distribuição, transporte de passageiros, assistência em caso de desastre, serviços de emergência e de resgate, proteção florestal, combate a incêndios, base para equipamentos e dispositivos de elevação e outros propósitos. [016] Teoricamente, um gás diferente do hidrogénio pode ser usado para preencher os corpos de flutuação. Outros gases baratos, como o metano, monóxido de carbono, amónia e gás natural, têm ainda menos capacidade de elevação e são inflamáveis, tóxicos, corrosivos ou os três (o néon é ainda mais caro que o hélio, com menos capacidade de elevação).
[017] Considerações operacionais, tais como se o gás de elevação pode ser economicamente obtido e produzido em vôo para controle de flutuabilidade (como com hidrogénio) ou mesmo produzido como subproduto, afetam a escolha prática do gás de elevação em projetos de aeronavegabilidade.
[018] Por motivos de custos e viabilidade, o hidrogénio será o gás de escolha.
[019] Osmateriais dos corpos de flutuação, não são particularmente limitados.
[020] Em algumas formas de realização, membranas feitas de polímero de meta- aramida podem ser usadas para fornecer a flexibilidade requerida, bem como suficiente resistência à pressão e resistência à tração e, ao mesmo tempo, garantir que a expansibilidade seja limitada no estado pressurizado.
[021] Em algumas formas de realização, a estrutura pode ser baseada em ligas metálicas nanoestruturadas, fibra de carbono, aerogel ou material de peso leve. As propriedades mecânicas do material incluem o força de elasticidade, o estiramento da tensão, a resistência à fadiga, a resistência às fissuras e outras características. Outra vantagem da invenção é que toda a plataforma pode ser construída com componentes leves.
[022] Em algumas formas de realização, a abordagem das Estruturas de Integração e Flutuabilidade (EIF) combinam materiais ultra-rígidos e ultra-fortes (como o aerogel e as ligas metálicas nanoestruturadas) que proporcionam maior resistência do que os materiais convencionais.Arquiteturas de vigas altamente otimizadas, permitem graus de liberdade sem precedentes para adaptar o desempenho mecânico das ultraleves estruturas em lattice.
[023] Em algumas formas de realização, o sistema será caracterizado por um modelo de estrutura em lattice modular, onde diferentes tecnologias de materiais como aerogel, metaramida, fibra ou filmes de carbono, ligas de metal nanoestruturado e outros materiais novos, poderiam ser combinados em uma plataforma comum para se complementar em uma maneira ideal para diferentes ambientes e requisitos de elevação, a arquitetura estrutural para o terminal EIF da presente invenção é um conjunto de soluções robustas que proporcionam uma maneira de construir plataforma de elevação de flutuabilidade através de componentes modulares comuns, que é tecnicamente chamado de "célula de hidrogénio (CH), Estruturas de Integração e Flutuabilidade (EIF), em um sentido mais técnico ".
[024] Em algumas concretizações preferidas, a estrutura de reforço e integração é fabricada para ter forma prismática, e os corpos de flutuação são dispostos simetricamente comofavos de mel. As estruturas em Lattice fornecem alta rigidez a torção e a flexão à um baixo peso.
A estrutura do favo de mel envolve a criação controlada de limites internos para obstruir o movimento de deslocamento. Tais estratégias comprometem invariavelmente a ductilidade, a capacidade do material de deformar, esticar ou mudar de forma permanente sem quebrar.
[025] Nós propomos uma metodologia de engenharia para projetos modulares com limites internos, envolvendo especialmente estruturas de lattice, tensegrity e estruturas de membrana, estruturas em redee estruturas de schwarzitas.Além disso, discutimos perspectivas sobre o fortalecimento e preservação da leveza, juntamente com possíveis aplicações para melhorar a tolerância a falhas e melhorar a estabilidade.
[026] Os sistemas que são compostos de elementos estruturais que eles próprios possuem sistemas de estrutura em lattice beneficiam-se de propriedades mecânicas significativamente melhoradas, como características de alta resistência, leveza e uma maior resistência à propagação de fissuras.
[027] Também por esta razão, uma forma da plataforma inventiva é um favo de mel. Cada módulo de estrutura acima mencionado é um módulo aberto que é extensível, atualizável, reconfiguravel e removível.
Foi concebido para permitir que a indústria aeronáutica e os engenheiros acelerem a evolução de modelos de plataformas inovadoras, diferenciadas e seguras para a convergência de levesa e robustes.
[028] Uma forma de realização desta invenção é um sistema que compreende uma estrutura de flutuação que compreende um compartimento de gás e um dispositivo de reforço que integra um ou vários compartimentos de gás mais leves do que o ar (Células de Hidrogénio).
[028] Além disso, em algumas concretizações, a arquitetura para a estrutura da célula de hidrogénio (CH) da presente invenção é um ou um grupo de módulos estruturais abertos que são obviamente variáveis, mutuamente inclusivas e capazes de serem usadas como unidades ou em conjunto como um sistema para o projeto de aerostatos do futuro, com base na tecnologia de arquitetura modular, para que a estrutura possa suportar diferentes padrões de segurança e integrar as várias peças modulares em uma arquitetura flexível e económica. Em geral, as estruturas em lattice podem ser pensadas como qualquer estrutura celular repetitiva, com uma topologia ou estrutura básica que se repete - de forma consistente ou com alguma variação. As estruturas em lattice oferecem um método para reduzir significativamente esta complexidade. Usando uma topologia celular comum para preencher o espaço do design. As estruturas de favo de mel são estruturas que possuem a geometria de um favo de mel para permitir a minimização da quantidade de material usado para atingir o mínimo de peso e o custo mínimo do material. A geometria das estruturas de favo de mel pode variar amplamente, mas a característica comum de todas essas estruturas é uma matriz de células ocas formadas entre paredes verticais finas. As células são geralmente em forma de coluna e hexagonais.
[029] Outros exemplos são desenhos biomiméticos com base nos ossos do pássaro. O osso ganham força e flexibilidade do material, mas também da maneira como ele deposita em camadas seus elementos estruturais. Além da hierarquia estrutural e da composição super forte, os ossos podem evoluir com formas, tamanhos e ângulos ligeiramente diferentes. Eles aumentaram a resistência ao peso em várias direções: vertical, horizontal e diagonal - e essa variabilidade interna torna os ossos mais resistentes quando ocorrem acidentes. Os ossos são sólidos no lado de fora, mas vazios internamente. Isso os torna leves e fáceis de movimentar, e também extremamente firmes. Para esse fim, embora tenha uma superfície exterior bastante rígida. A partição, em termos de design macro e micro, que inclui estruturas em lattice que ligam o perímetro maior, criam uma estrutura forte e eficiente entre dois pontos fixos. Os micro elementos da partição imitam o osso das aves, preenchendo espaços abertos com estruturas em grade. O design resultante é um padrão de tipo web que forma uma rede de pontos otimizados de suporte de carga. A configuração final requer material mínimo, as paredes devem ser tão leves quanto possível e consumir a menor quantidade de espaço e garantir a quantidade de espaço tridimensional fechado para o gás hidrogénio.
[030] As estruturas de Tensegrity baseiam-se na combinação de alguns padrões de design simples: membros carregados apenas em compressão pura ou tensão pura, o que permite que os cabos sejam rígidos em tensão, com estabilidade mecânica, que permite que os membros permaneçam em tensão / compressão à medida que o estresse na estrutura aumenta.
[031] Técnica estrutural de superfície única chamadaestrutura de concha, Shell Lace Structure, lattice-shell. A técnica estrutural e de fabricação combina modelagem digital, análise digital, com fabricação de corte a laser económica, transformando materiais de folha plana em estruturas autoportantes leves. A análise iterativa produz estruturas altamente eficientes que respondem ao meio ambiente e minimizam o peso e o desperdício. Shell Lace Structures é otimizado através de curvatura, ondulações e perfurações. A técnica é inspirada pela natureza; Conchas ganham força da geometria curvilínea crescendo em camadas finas ao longo do tempo, apenas onde eles precisam. Curvaturas, juntamente com ondulações, criam rigidez. As perfurações minimizam o peso removendo material onde a estrutura não requer força, trazendo leveza. Isso facilita a produção da plataforma inventiva, porque apenas alguns módulos diferentes podem então ser combinados especificamente para fornecer a plataforma mais adequada para o projeto designado.
[032] Assim como os outros exemplos, este serve apenas para fins ilustrativos e não limita a invenção de forma alguma. Será apreciado pelos especialistas na técnica que as mudanças podem ser feitas nas formas das realização descritas acima, sem se afastar do seu conceito inventivo amplo. Entende-se, portanto, que esta invenção não está limitada às concretizações particulares descritas, mas destina-se a cobrir modificações dentro do espírito e alcance da presente invenção como definido pelas reividicações.
[033] Por exemplo, estruturas de membrana também podem ser fornecidas dentro dos corpos de flutuação. [034] As estruturas de membrana são estruturas espaciais feitas de membranas tensas. O uso estruturai das membranas pode ser dividido em estruturas pneumáticas, estruturas de membrana de tração e cúpulas de cabos. Nestes três tipos de estrutura, as membranas trabalham em conjunto com cabos, colunas e outros membros da construção para encontrar forma.
[035] Obviamente, diferentes formas e / ou conexões em qualquer um ou mais níveis podem ser usadas, até o infinito, para produzir um número infinito de estruturas (ex. Shell Lace Structure, lattice-shell, Membrane structures, tensegrity structures, lattice structure, web-like structure e estruturas de schwarzitas )que podem ter propriedades diferentes e está além do escopo deste trabalho listar em detalhes o espectro completo das estruturas que podem ser construídas dessa maneira.
[036] Além da diversidade baseada em geometria discutida acima, para uma dada geometria, a versatilidade adicional pode ser introduzida por diferentes componentes e / ou níveis de expansão do sistema em diferentes extensões.
[037] Obviamente, para qualquer geometria dada, existem muitas variações que podem ser introduzidas, o que pode ter um efeito sobre as propriedades gerais do sistema.
[038] O conceito apresentado aqui poderia ser empregado em uma variedade muito maior de sistemas com uma variedade de propriedades e aplicações mecânicas.
[039] Uma das características mais interessantes desses sistemas é que eles poderiam ser projetados para ter um tamanho e / ou forma variável de células (Figura 2).
[040] As propriedades mostradas aqui são independentes da escala, o que significa que o conceito pode ser empregado em qualquer escala de comprimento, desde a micro escala até a macro escala. A limitação do trabalho proposto aqui é que ele é baseado em um modelo. Por exemplo, os sistemas deveriam representar sistemas ideais e resistentes a defeitos que, por exemplo, em (Figura 7) são constituídos por quadrados perfeitamente rígidos de igual forma e tamanho.
[041] Os sistemas que estão sendo propostos aqui podem ser projetados de maneira ligeiramente diferente, por exemplo, através da utilização da estrutura da membrana. Neste trabalho, propusemos um novo sistema de aeróstato baseado na estrutura com mecanismo de reforço e integração. Foi demonstrado que esses sistemas exibem uma ampla gama de propriedades que incluem comportamento auxético, bem como a capacidade de ter células de diferentes tamanhos que podem ser abertas em várias extensões.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
FIG. 1 é um diagrama de blocos funcional de um sistema no qual o presente invento pode operar;
FIG. 2 é uma vista em corte de uma pluralidade de células de hidrogénio com uma estrutura em lattice de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção;
FIG. 3 é um diagrama esquemático de uma pluralidade de células de hidrogénio com uma estrutura de lattice de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção;
FIG. 4 é uma vista em corte transversal de um célula de hidrogénio com uma forma hexagonal básica de acordo com uma forma de realização exemplar da diversidade baseada em geometria da presente invenção;
FIG. 5 é uma vista em corte de uma pluralidade de células de hidrogénio com uma estrutura de lattice de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção;
FIG. 6a é uma vista em perspectiva parcial de uma pluralidade de células de hidrogénio de acordo com a forma de realização exemplar da presente invenção; FIG. 6b é uma vista em corte transversal de uma pluralidade de estruturas de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção;
FIG. 7 é uma vista em perspectiva de uma pluralidade de estrutura de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção FIG. 8 é uma vista em corte transversal de uma pluralidade de estruturas de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção FIG. 9a e 9b são um diagrama da superfície da parede de uma pluralidade de estrutura de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção
FIG. 9c é uma vista em perspectiva de uma estrutura de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção FIG. 10a é uma vista em perspectiva de uma pluralidade de estruturas de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção FIG. 10b é uma vista em perspectiva parcial de uma pluralidade de estrutura de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção
FIG. 11 é uma vista em corte transversal de uma pluralidade de estrutura de reforço e integração de acordo com uma forma de realização exemplar da presente invenção DESCRIÇÃO DETALHADA
[042] A simplicidade inerente da Estruturas de Integração e Flutuabilidade (EIF), altamente tolerante a danos físicos, adequada para aeronaves, juntamente com sua capacidade de usar hidrogénio como gás de elevação, para gerar elevação estática suficiente para voos e um design especial que ofereça praticamente um modo zero de falha catastrófica, resulta em uma vantagem sobre o estado da arte dos aeróstatos. Inspirado pela natureza - e projetado para um uso seguro de hidrogénio, será personalizado para as necessidades de designers individuais. Ao oferecer diferentes níveis de design dentro de cada finalidade, o EIF poderá alcançar as necessidades diferenciais de estruturaspara operar um objetivo bem-sucedido, dar mais acesso às pessoas aos benefícios do aeróstato e ser ambientalmente sustentável
[043] Em algumas concretizações, a Célula de Hidrogénio (CH) pode ser tratada como uma estrutura isolada. Sabe-se que as condições de fronteiras impostas por uma grade em rede impactam substancialmente a quantidade de energia que pode ser produzida por explosão devendo ser considerada a taxa de deformação do material dos painéis. Em algumas formas de realização, a célula resiste além dos limites das condições antecipadas de incêndio e explosão, a pressão lateral exercida pela aproximação, de explosão ou fogo não pode ser transmitida de um corpo de flutuação para o próximo, como é o caso quando as divisões por paredes de divisão são fornecidas
[044] Em algumas concretizações preferidas, o poder de flutuação diferente que surge em uma ou várias câmaras proporciona assim a plataforma com estabilidade de flutuação. Além disso, um ou mais Células de Hidrogénio (CH) podem ser anexados ao elemento estrutura de reforço e Integração , ex. estrutura em lattice de um material com baixa densidade e alta resistência, ex. ligas metálicas nanoestrutu radas.
[045] Eles aumentam, por um lado, a segurança no caso de uma quebra completa da célula de hidrogénio, por outro lado, facilitam a integração e a distribuição de hidrogénio da plataforma de flutuabilidade em operação.
[046] O método descreve um esquema de reconfiguração modular de um ou várias células de hidrogénio conectados em rede, capazes de mudar suas interconexões.
[047] Um exemplo fornecido é uma conjunto de células de hidrogénio que tem um hidrogénio de alta segurança armazenado no mesmo e pode, por exemplo, ser fabricado para ter uma forma prismática dispostos ortogonalmente regularmente e dispostos em uma estrutura de reforço integrante, fabricada em uma forma de lattice.
[048] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um novo tipo de células de hidrogénio com uma eficiência de volume muito elevada e, ao mesmo tempo, ser capaz de suportar a pressão do gás e alterar a pressão, ao mesmo tempo que permite fazer células de qualquer tamanho com extensão modular em qualquer uma das três direções espaciais.
[049] Além disso, outro objetivo da presente invenção é proporcionar uma estrutura de flutuação que inclua elevada eficiência de volume e impedir que o fogo ou a explosão numa célula sejam espalhados, permitindo a integração de uma estrutura de reforço secundário.
[050] Outro objetivo da invenção é proporcionar um recipiente que seja adequado para permitir o controle da flutuabilidade.
[051] Ainda outro objeto é fornecer um conceito de células que seja modular e escalável a qualquer tamanho por meio de elementos repetitivos e modulares.
[052] Daqui em diante, as idéias técnicas da presente invenção serão descritas com mais detalhes com referência aos desenhos anexos.
[053] No entanto, os desenhos anexos são apenas um exemplo mostrado para explicar com mais detalhes a idéia técnica da presente invenção e, portanto, a idéia técnica da presente invenção não está limitada aos desenhos anexos.
[054] A forma hexagonal básica pode ser modificada em formas prismáticas mais gerais. [055] Usando novos métodos inovadores em conexão com o design generativo (generative design), oferecendo diferentes níveis de volume, aerodinâmica e flutuabilidade para fins, os projetos resultantes são otimizados para desempenho e peso e podem ser tão rígidos ou flexíveis quanto necessário para a aplicação pretendida, tudo destinado a fornecem opções flexíveis e personalizadas por um pequeno custo e uma aeronave mais leve que o ar de alta segurança. O processo de design generativo(generative design), que se centra em torno do poder de computação para encontrar soluções de design otimizadas com base em parâmetros definidos por um designer, não é apenas uma forma de aumentar qualidade e desempenho do design mas também é capaz de reduzir drasticamente os custos e os materiais em um esforço para otimizar as estratégias de fabricação.
[056] Em algumas formas de realização, a estrutura modular de cadacélula de hidrogénio (CH) possui seu próprio microcontrolador interno que registra parâmetros físicos relevantes, como a temperatura e o estado de flutuação da célula. Como resultado, cada célula de hidrogénio (CH) sabe em que condição está. O célula de hidrogénio (CH) se comunica entre si por meio de fiação sem fio ou fiação entre células de hidrogénio (CH). Como uma comunicação em rede. Eles também podem se comunicar com outros dispositivos, como o computador de bordo, que usa os dados das células para calcular a quantidade de flutuabilidade que a célula de hidrogénio (CH) possui, o estado da célula. Se uma célula estiver vazia, mas as outras ainda têm hidrogénio armazenado, o aerostato não precisa parar, uma vez que umacélula de hidrogénio (CH) com menor capacidade dificilmente afeta a amplitude geral de uma Estruturas de Integração e Flutuabilidade (EIF). Em vez disso, a célula de hidrogénio vazia simplesmente se desacopla do grupo, agindo como um bypass. Os outros continuam a fornecer hidrogénio, e as células vazias são substituídas, e se uma célula de hidrogénio (CH) funcionar mal, não é necessário levar a aeronave para a oficina. Uma vez que o aerostato pode ter mais de uma célula, não depende de nenhuma individual. E em um reparo, basta substituir a única célula de hidrogénio (CH).
[057] Em muitas formas de realização, a rede de controle inteligente sentirá as necessidades e se adaptará para o ajuste perfeito, oferecendo controle de volume, temperatura, pressão, hidrogénio, estabilidade, flutuabilidade e controle de vôo conforme necessário.
[058] Em muitas formas de realização, o sistema de integração pode ser comparado à rede neural, com uma rede de inteligência pulsante através daEstrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF) . Esta rede será incorporada nos materiais estruturais. Como um sistema 'Inteligente', eles podem desempenhar numerosas funções, reconhecendo o meio ambiente, usando sistemas de sensores e atuadores que proporcionam à estrutura um certo nível de inteligência artificial, permitindo que elas se adaptem às necessidades da EIF.
[059] Em muitas fornias de realização, a estrutura pode compreender ainda múltiplos sensores como sensor de altitude, sensor de posição e atuador para fornecer um controle de flutuabilidade e controle de voo especificado, sistema de controle que acompanha o sistema de visão por computador, que combina dados de todos os sensores, monitorando seus pontos fracos, um módulo , ou subsistema cuja finalidade é detectar eventos ou mudanças em seu ambiente e enviar a informação para outros componentes eletrônicos. A Estrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF), vem com sistemas totalmente redundantes, o que significa que se um falhar, outro está pronto para fazer backup, ele deve se proteger contra percalços. Essa é a significância dos sistemas mecânicos redundantes da EIF, sistemas de voo, sistemas de flutuabilidade, sistemas de sensores e sistemas informáticos.
[060] Em algumas formas de realização, o objeto da presente invenção é, portanto, a provisão de uma plataforma de flutuabilidade com um Sistema Inteligente para Resposta de Controle Estrutural, propriedades de flutuabilidade e particularmente tendo uma melhor proteção contra os efeitos devido à inflamabilidade e a reações explosivas.
[061] Avanços tecnológicos e dispositivos eficientes oferecendo alternativas para melhorar a segurança e desempenho (contra demandas meteorológicas e pressão) de um novo sistema estrutural de aerostato. O uso de dispositivos de controle e monitoramento para projetar estruturas inteligentes que não só dependem de sua própria força para suportar demandas meteorológicas e de pressão, mas também sobre esses dispositivos ou sistemas para dissipar energia dinâmica sem sofrer deformação significativa. Além de e em conjunto com o controle, uma avaliação rápida e precisa de monitoramento de danos é de suma importância. Apresenta sistemas de isolamento de base (que cortam a transmissão da energia cinética das ondas de choque e a difusão térmica para a estrutura), sistemas de controle (que aplicam uma força de controle para produzir mecanismo de amortecimento adicional usando tendões ou reforços (bracings).
[062] Em algumas concretizações, o controle inteligente regularia a flutuabilidade do aerostato, por conseguinte, tendo uma resposta dinâmica como uma rede de hidrogénio inteligente - cada célula pode mudar em segundos - podendo reagir dinamicamente a diferentes níveis de flutuabilidade ao longo do voo, o que significa que os níveis de flutuabilidade do aerostato permaneceriam constantes durante variações de pressão atmosférica e de temperatura. Um dos objetivos da estrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF) é projetar uma arquitetura inteligente ajustável com uma rede para controlar a flutuabilidade, temperatura, pressão, umidade, estabilidade e controle de voo do aerostato. O bombeamento de hidrogénio através de uma rede de canais permite o controle de flutuabilidade de módulos funcionais. Os canais podem ser comparados ao sistema cardiovascular, por exemplo.
[063] Em algumas concretizações, aEstrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF) e a célula de hidrogénio (CH) responsivo combinam isolamento, cobertura e proteção estrutural (sujeito a estresse e tensões) com uma rede integrada que pulsa através dele, o que pode identificar e responder às necessidades específicas de cada CH.
[064] Em algumas concretizações, a estrutura de lattice e de favo de mel e a rede de integração criarão a combinação perfeita de força, leveza e espaço. É leve e forte, pois sua estrutura de rede possui tensão somente quando necessário, deixando espaço disponibilizazdos. Ao usar estruturas de lattice, a estrutura possui a força necessária, mas também pode aproveitar o espaço extra quando necessário.
[065] Em algumas concretizações, uma fenda em uma célula de hidrogénio (CH) não irá danificar o conjunto da Estrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF) porque tem uma cadeia de outras células de hidrogénio para fazerem backup. A grade pode redirecionar hidrogénio de uma célula a outra. Hidrogénio pode se concentrar em células especiais para controle de volume.
[066] Em algumas concretizações, a estrutura, denominada Estrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF), é uma estrutura de células abertas 3D composta de estruturas delattice, tensegrity ou estruturas de membranas (membrane structures)de células ocas interligadas. Além da sua densidade ultra baixa, a arquitetura celular do material dá origem a um comportamento mecânico sem precedentes para um aerostato, incluindo a recuperação da tensão de compressão e a alta absorção de energia, vibração ou amortecimento de energia de choque.
[067] Em algumas concretizações,obtem-se um aprimoramento de desempenho do sistema usando canais para troca de hidrogénio, células fluídicas e uma série de dutos, canalizados através do sistema como uma grade de hidrogénio fluídico.
[068] Em algumas formas de realização, as conexões de tubo se estendem a partir de pelo menos um dispositivo para gerar hidrogénio pressurizado, de modo a proporcionar um depósito uniforme nos corpo de flutuação.
[069] Em algumas formas de realização, os canais podem ser incorporados em materiais duros ou macios, dependendo da finalidade de uso. Por exemplo, a conscistencia e forma de um filme suave e elástico são mais adequadas para a integração em uma estrutura de membrana em comparação com a rígida, o que, por sua vez, é melhor para uma plataforma de estrutura em lattice.
[070] Em algumas concretizações, estruturas longitudinal leves de integração como canais podem ser adicionadas entre os painéis, dando à estrutura interna a aparência de uma enorme gaiola de pássaros ou estrutura semelhante a uma teia.
[071] Em algumas concretizações, os corpos de flutuação podem, se a sua construção não permitir o contrário, possuir válvulas de alívio de pressão para evitar o excesso de estiramento para previnir o rompimento dos corpos de flutuação em caso de avarias ou sobrepressão.
[072] Em muitas formas de realização, uma cobertura revestida como uma membrana, controla a quantidade de radiação UV, umidade, permeabilidade ao gás e temperatura. DESCRIÇÃO DETALHADA DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS
1 : Célula de Hidrogénio
2: Estrutura de Reforço e Integração
3: Parede exterior
4: Reforço secundário e parte de integração

Claims

REIVIDICAÇÕES
1. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, utilização otimizada de materiais - porque o sistema Estrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF) opera em vários padrões de segurança aérea e suporta materiais futuros e design generativo, estratégias de gerenciamento para maximizar o desempenho usando novos material tanto quanto leve e forte quanto possível;
2. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, estrutura de integração multidimensional - porque o sistema EIF estará operando em várias interfaces em plataformas mais leves do que o ar, o projeto deve ser focado em eficiência máxima;
3. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, estrutura de reforço de conexão otimizada (Shell Lace Structure, lattice-shell, Membrane Structures, tensegrity structures, lattice structure, web-like structure, e estruturas schwarzitas)aumentam a segurança e permitem um ajuste de reforço diferente em conjunto ou em seções individuais;
4. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, sistemas inteligentes para controle de resposta estrutural - particularmente tendo uma melhor proteção contra efeitos climáticos, inflamabilidade do hidrogénio e reações explosivas;
5. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, gerenciamento de segurança em várias camadas: são necessárias medidas de segurança aprimoradas para este sistema Estrutura de Integração e Flutuabilidade (EIF);
6. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, gerenciamento de recursos otimizado - Focada nas melhores estratégias de gerenciamento de recursos, incluindo gerenciamento de flutuabilidade, gerenciamento de hidrogénio, gerenciamento de energia, gerenciamento de processamento, gerenciamento de estabilidade, gerenciamento de controle de voo e gerenciamento de canais ou tubos para maximizar a dinâmica e os desempenhos do sistema, uso de controle e monitoramento de dispositivos para projetar uma estrutura inteligente;
7. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, Módulos Estruturais Abertos - Os módulos estruturais (EIF e CH) podem ser módulos completamente abertos que são extensíveis, atualizáveis, re-configuráveis, removíveis e económicos;
8. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, Célula de hidrogénio (CH) - Proporciona uma solução para tomar a célula de gás integrada à estrutura de reforço e uns dos outros, podendo ser utilizada como uma unidade;
9. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, Integração de redes - define as interfaces em redes e sistemas de flutuação, incluindo peças de controle de flutuabilidade, peças de controle de temperatura, peças de controle de volume, peças de conexão, peças de rede, sistema operacional (OS) e peças de equipamento / operação.
10. SISTEMA E MÉTODO DE REFORÇO DE AERÓSTATOS, Gerenciamento do hidrogénio - hidrogénio além de armazenado pode ser gerado por demanda, ou seja, o elemento é produzido na quantidade necessária e no momento necessário (usando eletricidade (eletrólise), calor (termólise), ou ainda quimicamente (reação redox) (ex. uma liga de alumínio e gálio adicionada a água obtida com o aeróstato em voo pode ser usada para gerar hidrogénio).
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