УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СВОБОДНО ЛЕТАЮЩЕГО ИЗОЛИРОВАННОГО ЭЛЕМЕНТА В ВИДЕ КРЫЛА

1. Устройство управления для ветровой движительной системы, содержащее первичные фиксирующие средства (35) для фиксирования первого конца тягового троса (43), второй конец которого прикреплен к устройству или транспортному средству, которому будет передаваться тяговое усилие; а также вторичные фиксирующие средства (31а, b, 36а, b, 33, 34), предназначенные для крепления заданного количества тяговых тросов (40а, b, 41а, b), второй конец которых прикреплен к аэродинамическому элементу (11а, 12а, 21) в виде крыла; и механическую поддерживающую раму, соединяющую первичные фиксирующие средства с вторичными фиксирующими средствами для передачи силы тяги, отличающееся тем, что вторичные фиксирующие средства содержат:
по меньшей мере, одну верхнюю фиксированную точку (31а, b) крепления,
левую подвижную точку (36а) крепления,
правую подвижную точку (36b) крепления, и
исполнительные средства (33, 34, 120, 130, 140а-с) управления для изменения расстояния между верхней фиксированной точкой крепления и левой подвижной точкой крепления, а также для изменения расстояния между верхней фиксированной точкой крепления и правой подвижной точкой крепления.
2. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что исполнительные средства управления содержат исполнительный механизм (120, 34) для выборочного приведения в действие ремня (33) в альтернативных направлениях, при этом первый конец ремня формирует левую подвижную точку крепления, а второй конец ремня формирует правую подвижную точку крепления.
3. Устройство управления по п.2, отличающееся тем, что исполнительные средства управления содержат приводное колесо (34), которое установлено с возможностью вращения в механической поддерживающей раме, и ремень (33), который выполнен с возможностью наматывания, по меньшей мере частично, вокруг колеса, при этом первый конец ремня формирует левую подвижную точку крепления, а второй конец ремня формирует правую подвижную точку крепления.
4. Устройство управления по п.3, отличающееся тем, что приводное колесо выполнено в виде зубчатого колеса, а ремень выполнен в виде зубчатого ремня для формирования сопряженной зубчатой передачи.
5. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что исполнительные средства управления содержат первый исполнительный механизм, прикрепленный к поддерживающей раме и адаптированный к изменению расстояния между верхней фиксированной точкой крепления и левой подвижной точкой крепления, и второй исполнительный механизм, прикрепленный к поддерживающей раме и адаптированный к изменению расстояния между верхней фиксированной точкой крепления и правой подвижной точкой крепления.
6. Устройство управления по п.5, отличающееся тем, что первый и второй исполнительный механизм выполнены в виде пневматического или гидравлического цилиндра, первый конец которого прикреплен к поддерживающей раме, а второй конец формирует, соответственно, левую и правую подвижную точку крепления.
7. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что поддерживающая рама содержит, по меньшей мере, одну, предпочтительно две или большее количество поддерживающих пластин (100, 110).
8. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что поддерживающая рама содержит, по меньшей мере, две поддерживающие пластины (100, 110), расположенные на расстоянии одна от другой, и образующие слоеную структуру с, по меньшей мере, одной верхней фиксированной точкой крепления и средствами первичного крепления.
9. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что точки приложения нагрузки средств первичного фиксированного крепления и средства вторичного крепления соединены напряженными волоконными жгутами для передачи тяговых сил.
10. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что поддерживающая рама содержит, по меньшей мере, две поддерживающие пластины, расположенные на расстоянии одна от другой, а также средства первичного фиксированного крепления и средства вторичного фиксированного крепления, которые содержат жесткие стержни, проходящие из одной поддерживающей пластины к другой и соединенные напряженными волоконными жгутами для передачи тяговых сил.
11. Устройство управления по п.10, отличающееся тем, что напряженные волоконные жгуты содержат первый набор волоконных жгутов, смежный с первым набором поддерживающих пластин, и второй набор жгутов, смежный с другим набором поддерживающих пластин.
12. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что содержит левую (31а) и правую верхнюю фиксированную точку (31b) крепления, причем эти верхние фиксированные точки крепления и средства первичного крепления являются стержнями, проходящими из первой поддерживающей пластины ко второй поддерживающей пластине, которая расположена параллельно первой поддерживающей пластине, при этом цилиндрические стержни соединены напряженными волоконными жгутами, которые выполнены с возможностью наматывания, по меньшей мере частично, вокруг стержней, и которые содержат:
первый волоконный жгут, проходящий от стержня для левой второй фиксированной точки крепления к стержню средств первичного крепления;
второй волоконный жгут, проходящий от стержня для правой второй фиксированной точки крепления к стержню средств первичного крепления;
третий волоконный жгут, проходящий от точки приложения нагрузки для подвижных точек крепления к стержню средств первичного крепления для передачи тяговых сил.
13. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна из подвижных точек крепления и/или средства первичного крепления, присоединены к поддерживающей раме через датчик для измерения нагрузки.
14. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что содержит подвижные средства крепления для управления подъемной силой аэродинамического элемента в виде крыла, которые соединены, по меньшей мере, с одним тяговым тросом, прикрепленным к аэродинамическому элементу в виде крыла в зоне между передней кромкой крыла и задней кромкой крыла.
15. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что подвижные средства крепления для управления подъемной силой аэродинамического элемента в виде крыла содержат левые подвижные средства крепления и правые подвижные средства крепления, которые соединены так, что, по меньшей мере, один тяговый трос прикреплен к левой части и, соответственно, правой части аэродинамического элемента в виде крыла, в зоне между передней кромкой крыла и задней кромкой крыла.
16. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что устройство управления содержит накопитель энергии, датчик для определения ориентации и/или степени поворота устройства управления, положения устройства управления и/или, по меньшей мере, один полетный параметр устройства управления, и контроллер для управления направлением полета аэродинамического элемента в виде крыла, прикрепленный к устройству управления, при этом контроллер соединен с датчиками и накопителем энергии, и выполнен с возможностью управления исполнительным механизмом для изменения направления полета аэродинамического элемента в виде крыла, базирующуюся на сигналах датчиков.
17. Устройство управления по п.16, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью управления исполнительным механизмом для изменения направления полета аэродинамического элемента в виде крыла без ввода в устройство управления с наружной стороны.
18. Устройство управления по п.17, отличающееся тем, что контроллер содержит логический модуль, запрограммированный для управления исполнительным механизмом, при этом аэродинамический элемент в виде крыла поддерживает высоту полета выше минимального значения.
19. Устройство управления по п.16 или 18, отличающееся тем, что накопитель энергии содержит электрическую, предпочтительно перезаряжаемую батарею, конденсатор и/или воздушный аккумулятор.
20. Устройство управления по п.16, отличающееся тем, что логический модуль, программируется:
для сохранения аэродинамического элемента в виде крыла на фиксированной высоте или внутри фиксированного диапазона высот;
для направления аэродинамического элемента в виде крыла вдоль заданной замкнутой полетной траектории, и/или
для сохранения аэродинамического элемента в виде крыла на траектории прямолинейного полета, распространяющейся в горизонтальной плоскости.
21. Устройство управления по п.16, отличающееся тем, что контроллер соединен, по меньшей мере, с одним датчиком, определяющим угловую позицию устройства управления относительно направления гравитации и запрограммирован для поддержания фиксированной угловой ориентации или диапазона угловой ориентации, или запрограммированной последовательности угловых ориентаций в, по меньшей мере, одной плоскости, предпочтительно в большем количестве плоскостей, и, в частности, трех плоскостях, ориентированных перпендикулярно друг другу и относительно направления гравитации.
22. Устройство управления по п.16, отличающееся тем, что контроллер соединен с тремя гироскопическими датчиками, расположенными в трех направлениях, перпендикулярных друг другу, и тремя датчиками линейного ускорения, расположенными в трех направлениях, перпендикулярных друг другу, при этом контроллер запрограммирован для оценки направления гравитации, с помощью сигналов от этих датчиков.
23. Устройство управления по п.16, отличающееся тем, что вторичные средства крепления содержат, по меньшей мере, одну верхнюю фиксированную точку, левую подвижную точку крепления, а также правую подвижную точку крепления, и средства исполнительной части устройства управления, предназначенные для изменения расстояния между верхней фиксированной точкой крепления и левой подвижной точкой крепления, а также для изменения расстояния между правой фиксированной точкой крепления и правой подвижной точкой крепления, отличающееся тем, что контроллер соединен с датчиком для измерения нагрузки, связывающим поддерживающую раму и средства первичного крепления, и предназначенным для измерения силы тяги аэродинамического элемента в виде крыла, а также с датчиком для измерения нагрузки, связывающим поддерживающую раму и левые подвижные точки крепления, для измерения левой управляющей силы, и с датчиком для измерения нагрузки, связывающим поддерживающую раму и правые подвижные точки крепления, для измерения правой управляющей силы, и с GPS навигатором, и/или анемометром.
24. Аэродинамическая ветровая движительная система, содержащая аэродинамический элемент в виде крыла, соединенный посредством заданного количества тяговых тросов, прикрепленных к крылу через множество точек крепления, которые расположены на расстоянии одна от другой по ширине крыла, с устройством управления, по любому из пп.1-23, отличающаяся тем, что:
заданное количество левых тяговых тросов объединены и присоединены к левой подвижной точке крепления;
заданное количество центральных левых тяговых тросов объединены и присоединены к левой фиксированной точке крепления;
заданное количество центральных правых тяговых тросов объединены и присоединены к правой фиксированной точке крепления; и
заданное количество правых тяговых тросов объединены и присоединены к правой подвижной точке крепления.
25. Система по п.24, отличающаяся тем, что устройство управления содержит дополнительные подвижные средства крепления для управления подъемной силой аэродинамического элемента в виде крыла, которое соединено, по меньшей мере, с одним, предпочтительно с заданным количеством тросов, для управления подъемной силой, прикрепленных к аэродинамическому элементу в виде крыла, в зоне между передней кромкой крыла и задней кромкой крыла.
26. Система п.24, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из тросов для управления подъемной силой прикреплен к аэродинамическому элементу в виде крыла на расстоянии в одну четверть от длины аэродинамического элемента в виде крыла за передней кромкой крыла.
27. Система по п.24, отличающаяся тем, что заданное количество тросов для управления подъемной силой прикреплено к аэродинамическому элементу в виде крыла вдоль направления по ширине центральной зоны.
28. Система по п.25, отличающаяся тем, что дополнительные подвижные средства крепления для управления подъемной силой аэродинамического элемента в виде крыла содержат левые подвижные средства крепления и правые подвижные средства крепления, которые соединены, по меньшей мере, с одним тяговым тросом, прикрепленным, соответственно, к левой зоне и правой зоне аэродинамического элемента в виде крыла, на участке между передней и задней кромкой крыла.
29. Судно, соединенное через тяговый трос со средствами первичного крепления устройства управления ветровой движительной системой по п.24.
30. Способ управления аэродинамической ветровой движительной системой, в котором сигналы управления передают от базового модуля управления, расположенного на первом нижнем конце тягового троса, к дистанционному пульту управления, установленному в устройстве управления и прикрепленному к верхнему второму концу тягового троса и прикрепленному к аэродинамическому элементу в виде крыла, для управления направлением полета аэродинамического элемента в виде крыла и устройство управления, отличающийся тем, что направлением полета управляют с помощью дистанционного модуля управления в том случае, если дистанционный модуль управления не получает сигналы управления в течение заданного периода времени.
31. Способ по п.30, отличающийся тем, что с помощью дистанционного модуля управления удерживают устройство управления в состоянии определенной угловой ориентации или диапазоне угловой ориентации относительно направления гравитации, по меньшей мере, в одной плоскости, предпочтительно, в большем количестве плоскостей, и, в частности в трех плоскостях, ориентированных перпендикулярно друг другу.
32. Способ по п.30, отличающийся тем, что с помощью дистанционного модуля управления последовательно направляют устройство управления согласно последовательности замкнутого контура определенных угловых ориентаций, относительно направления гравитации, по меньшей мере, в одной плоскости, предпочтительно, в большем количестве плоскостей, и, в частности в трех плоскостях, ориентированных перпендикулярно друг другу.
33. Способ по п.30, отличающийся тем, что в случае прерывания передачи сигналов управления дистанционный модуль управления выполняет экстраполяцию последовательности последних сигналов управления, полученных от базового модуля управления и рассчитывает последовательность будущих сигналов управления, исходя из этой экстраполяции.