СИСТЕМА УПРАВЛЯЕМОЙ ПЛАВУЧЕСТИ И СПОСОБ ЕЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Управляемая плавучая система (10), содержащая:
несущую конструкцию (11), имеющую герметичную полую оболочку (12) для содержания первого газа, имеющего зависимые от высоты свойства, который используется для изменения плавучести несущей конструкции, и окруженную вторым газом таким образом, что или первый газ, или второй газ легче окружающего воздуха, при этом указанная полая оболочка предварительно заполнена указанным первым газом через однопутевой пневмораспределитель, который предотвращает утечку первого газа из полой оболочки,
датчик (14) высоты для генерирования сигнала высоты, отображающего высоту несущей конструкции,
преобразователь (17, 21, 61, 66, 67, 68) высоты, реагирующий на сигнал высоты для изменения плавучести несущей конструкции посредством изменения переменных зависящих от высоты свойств первого газа внутри полой оболочки как функции измеренной высоты, и
контроллер (15), соединенный с датчиком высоты и с преобразователем высоты и реагирующий на указанный сигнал высоты и, по меньшей мере, один сигнал высоты отсчета для автоматического управления преобразователем высоты для поддержания плавучести несущей конструкции на заданной высоте;
отличающаяся тем, что:
датчик высоты способен измерять высоту до 50 м с ошибкой не более ±1 метра, и
контроллер приспособлен для управления системой (10) независимо от управления с обратной связью, обеспечиваемой датчиком высоты, в ходе фазы первичного позиционирования для обеспечения управления системой в рабочем диапазоне датчика высоты.
2. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, один сигнал высоты отсчета включает первый опорный сигнал, показательный для желательной заданной высоты.
3. Система по п.1 или 2, в которой, по меньшей мере, один сигнал высоты отсчета включает второй опорный сигнал, показательный для допустимой разности между мгновенной высотой и заданной высотой.
4. Система по п.1 или 2, в которой:
полая оболочка эластичная и расположена внутри внешней оболочки, содержащей указанный второй газ,
первый газ служит балластом, и
контроллер реагирует на сигнал высоты для регулирования массы первого газа в полой оболочке для поддержания плавучести несущей конструкции на указанной заданной высоте.
5. Система по п.1, в которой:
преобразователь высоты включает, по меньшей мере, один электрический нагревательный элемент (61) внутри полой оболочки, и
контроллер реагирует на спуск несущей конструкции ниже указанной заданной высоты для нагревания первого газа для увеличения плавучести полой оболочки и реагирует на подъем несущей конструкции выше указанной заданной высоты, выпуская первый газ для охлаждения для уменьшения плавучести полой оболочки.
6. Система по п.5, в которой:
контроллер приспособлен для охлаждения первого газа посредством выключения, по меньшей мере, одного электрического нагревательного элемента для пассивного охлаждения первого газа.
7. Система по п.5, также включающая:
охлаждающее устройство для активного охлаждения первого газа;
контроллер, приспособленный для охлаждения первого газа посредством включения охлаждающего устройства в дополнение к выключению, по меньшей мере, одного электрического нагревательного элемента.
8. Система по п.1, в которой:
полая оболочка по существу жесткая,
преобразователь высоты включает устройство (66) регулирования объема внутри полой оболочки для соединения стенки (67) полой оболочки с контроллером, и
контроллер реагирует на снижение несущей конструкции ниже указанной заданной высоты для регулирования устройства регулирования объема для увеличения объема газа внутри полой оболочки и, таким образом, увеличения плавучести полой оболочки, и реагирует на подъем несущей конструкции выше указанной заданной высоты для регулирования устройства регулирования объема таким образом, чтобы уменьшать объем газа внутри полой оболочки и, таким образом, уменьшать плавучесть полой оболочки.
9. Система по п.8, в которой:
устройство регулирования объема представляет собой шнур, первый конец которого прикреплен к внутренней стенке полой оболочки, и второй конец которого соединен с контроллером, и
контроллер приспособлен для изменения объема газа внутри полой оболочки посредством регулирования натяжения шнура.
10. Система по п.9, в которой шнур (61) соединен с контроллером (15) через электродвигатель (68), который приводится в действие контроллером для наматывания или сматывания шнура таким образом, чтобы увеличивать или уменьшать, соответственно, натяжение шнура.
11. Система по п.1, в которой:
полая оболочка эластичная,
насос (17) соединен с газовпускным патрубком полой оболочки через выпускной клапан (21), и
контроллер реагирует на сигнал высоты для накачивания второго газа в полую оболочку для надувания полой оболочки или для открытия выпускного клапана для сдувания полой оболочки.
12. Система по любому из пп.1, 2 и 5-11, автономно питающаяся батареей (25).
13. Система по любому из пп. 1, 2 и 5-11, питающаяся излучением, поступающим к электрическому устройству.
14. Система по п.13, питающаяся солнечными батареями.
15. Система по любому из пп. 1, 2, 5-11 и 14, в которой несущая конструкция служит платформой для удерживания прикрепленного объекта.
16. Система по любому из пп. 1, 2, 5-11 и 14, имеющая селектор, соединенный с контроллером для установки заданной высоты.
17. Система по любому из пп. 1, 2, 5-11 и 14, также включающая блок (28) дистанционного управления, соединенный с контроллером для дистанционного включения контроллера, причем указанный блок дистанционного управления приспособлен для стабилизации несущей конструкции (11) и любого прикрепленного к нему объекта на любой заданной высоте в пределах диапазона действия датчика высоты.
18. Система по п.17, в которой блок дистанционного управления является радиочастотным модулем (28).
19. Система по любому из пп.1, 2, 5-11, 14 и 18, в которой контроллер приспособлен для выполнения фазы первичного позиционирования, пока несущая конструкция не достигнет установившегося состояния, и затем выполнения фазы регулирования для поддержания желательной заданной высоты несущей конструкции.
20. Система по п.17, в которой несущая конструкция (11) идентифицируется по уникальному идентификатору, и контроллер реагирует на уникальный идентификатор для ассоциирования принятого сигнала высоты с несущей конструкцией и для посылки управляющих сигналов преобразователю высоты в несущей конструкции, таким образом, допуская дистанционное управление больше, чем одной несущей конструкцией, блоком (29) дистанционного управления.
21. Система по п.20, включающая множество несущих конструкций, каждая из которых содержит соответствующий контроллер, при этом все контроллеры взаимно синхронизированы.
22. Система по любому из пп. 1, 2, 5-11, 14, 18, 20 и 21, в которой датчик высоты приспособлен для измерения высоты от 0 до 6,45 м с разрешением меньше 100 мм.
23. Система по любому из пп. 1, 2, 5-11, 14, 18, 20 и 21, имеющая комбинированную массу меньше 5 кг.
24. Способ подъема системы по п.1 на указанную заданную высоту, содержащий:
определение базисной высоты, которая меньше, чем желательная заданная высота;
во время фазы первичного позиционирования использование базисной высоты как исходного значения для контроллера таким образом, что контроллер делает вывод, что устройство находится слишком высоко и активизирует преобразователь высоты для накачивания воздуха в полую оболочку (12); и
переключение на фазу регулирования, когда в полой оболочке находится достаточное количество воздуха.
25. Способ по п.24, в котором во время фазы первичного позиционирования предотвращается подъем несущей конструкции плавучестью заполненной гелием внешней оболочки.
26. Способ по п.24 или 25, включающий переключение от фазы первичного позиционирования к фазе регулирования с использованием дистанционного управления.