CN103118941B - 一种具有低流体动力阻力的高强度可卷绕机电系链及使用该系链的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种系链以及使用这种系链的系统，其适于提供机载飞行平台与地面的机电联接。系链具有中心结构核心，该结构核心具有在系链外径上或接近外径处的电导体。该系链采用适于降低阻力的外部构造。

Description

一种具有低流体动力阻力的高强度可卷绕机电系链及使用该系链的系统

相关申请的交叉参考

本申请要求Vander Lind等人于2010年7月19日递交的美国临时专利申请第61/365,655的优先权。本申请要求Vander Lind于2010年11月3日递交的美国临时专利申请第61/409,894的优先权。

技术领域

本申请涉及高强度低阻力系链以及使用该系链的系统。

背景技术

一些机载风能系统、动力风筝、系链系住的潮汐能系统(tethered tidalpower system)、停泊平台、系链系住的高空气球以及其它系链系住的装置要求高系链强度，有效的系链动力传输，并且对流体动力阻力效果敏感。

在一些机载发电系统情况中，例如机翼的空中作业台会支撑一批涡轮发电机。利用提供将系链系住的平台与地面的物理联接并且电联接的系链将平台连接至地面。在这种情况中，由涡轮发电机产生的电力可以沿着系链从空中平台传递至地面。在涡轮发电机也用作电动机驱动螺旋桨的情况中，例如当平台从地面升起时可以被用到，系链可以为空中平台提供电力。而且，系链可以为用作与平台上的控制功能相关的遥测技术的通道。

另外，系链提供平台至地面的机械连接。在侧风飞行情况中，例如当空中平台以平台中视风比名义实际风速高得多的模式飞行时，系链的拖拽在整个系统功能中可以扮演重要的角色。典型地，系链卷绕在一些类型的卷轴上作为空中平台的机械绞盘部分的存储。

被提及的是系链，以及使用系链的系统，其为空中平台提供从地面的高强度支撑。还被提及的是在阻力上很低以使其适于机载平台支撑的系链。

发明内容

一种系链，以及使用这种系链的系统，其适于提供机载飞行平台与地面的机械和电气联接。系链可以具有中心结构核心，该结构核心具有在系链外径上或接近外径处的电导体。该系链可以采用适于降低阻力的外部构造。

附图说明

图1为说明高抗拉强度机电系链的实施例的图解；

图2为说明具有束合电导体的机电系链的实施例的图解，其为螺旋槽创造空间。

图3为说明在系链中包括导体元件的次级应力消除的机电系链的实施例的图解。

图4为说明包括两个导体元件和一个作为低体积弹性模量材料的夹套的机电系链的特定示例的实施例的图解。

图5为说明包括交替横截面构造的强度构件和电导体的机电系链的实施例的图解。

图6为根据本发明一些实施例的系链性能的图表。

图7为根据本发明一些实施例的系链的横截面视图。

图8说明了根据本发明一些实施例的几种外部构造。

具体实施方式

本发明一个或多个实施例的详细描述附随说明了本发明原理的附图一起在下文中被提供。本发明结合这些实施例被描述，但是本发明不受到任何实施例的限制。本发明的范围仅受到权利要求书的限定，并且本发明范围包括各种替代、修改和等价物。各种具体细节在如下说明中被提出从而提供对本发明的彻底理解。这些细节被提供用于示例目的并且本发明可以不带有这些具体细节中一些或全部地根据权利要求书而被实施。为了简明的目的，在与本发明相关的技术领域中已知的技术材料没有详细描述，以使得本发明不会非必要的晦涩。

在本发明的一些实施例中，高强度低阻力机电系链适于在各种应用中使用，例如将机载发电平台联接至地面。在一些实施例中，系链包括以变化螺旋角的同轴层卷绕的单独复合杆体制造的高强度核心、围绕高强度核心同轴安装的低体积弹性模量材料以及围绕低体积弹性模量层螺旋卷绕或同轴安装的单独或同轴绝缘电导体。电导体可以承受导电时的热量，并且在系链外径上或靠近系链外径的电导体的布置可能在一些方面提高电导体冷却并降低高强度核心的温度。

在一些实施例中，核心高抗拉强度材料的螺旋卷绕允许相邻股之间的相对滑动，并因此降低了系链关于绳轮、滚筒或滑轮的最小卷绕半径，这对于系链存储来说是所期望的性能。在高强度核心内的连续层可以以相对螺旋卷绕从而降低或消除由沿着系链的拉力产生的围绕系链的扭矩。电导体易于遭受过量应变以及失效的影响，因为它们可以比高强度核心具有更低的强度。各种设计考虑会表明该忧虑。电导体可以以稍微陡角度的螺旋状卷绕，以使得螺旋状可以如同弹簧一样扩张，以取代使电导体自身发生的应变。而且，电导体和高强度核心之间的低体积弹性模量材料用于消除线材的应变，当系链受拉时允许电导体的螺旋直径的某些压缩和电流变窄。在电导体和高强度核心之间低体积弹性模量材料的使用允许最小线材螺旋角并因此最小化线材的自由长度、降低重量并热量消耗。

线材的外部位置另外用于降低由于线材中电阻损耗引起的温度增加，并且允许在系链表面中便于螺旋凹槽的放置从而降低系链阻力系数降低时的关键雷诺兹数值。在一些实施例中，沿着系链外部直径的电导体径向间隔经由相同的设计特征而允许增强冷却并降低阻力。

根据本发明的一些实施例，在机载风能系统、系链系住的潮汐能系统(tethered tidal power system)、动力风筝、停泊平台、或需要高强度、长寿命以及低流体动力阻力的其它应用中为必要的使用的机电系链可被设计为包括被动降低系链上流体动力阻力的元件，并且包括了降低导电元件中应变的元件。在这些应用中使用的系链另外要求卷绕在小直径的滚筒上或卷绕在小直径的滑车轮上。这种要求通过系链内股的螺旋卷绕而实现，使得每个股的平均直径接近弯曲中的系链中心轴的平均直径，使得每个股经历交替的压缩和拉伸载荷，该载荷通过相邻股之间的滑动而平衡。然后，连续层可以以相对方向卷绕以平衡加载状态下围绕系链轴线的可能合成扭矩。因为许多高强度材料在屈服或断裂时伸长其自由长度的1％，并且许多优良电导体在屈服或断裂时伸长小于0.4％，所以实质上有效的机电系链的导电元件可以被配置为在使用系链拴住机载系统，以及缠绕在滚筒期间，经受比高强度元件显著小的应变。通过以急剧的或原理系链轴的螺旋角度卷绕，可以消除导电元件应变。通过在导电元件的卷绕半径内的某处包含低体积弹性模量层可以另外地消除导电元件应变，使得低体积弹性模量层在导电元件拉力下压缩，允许导电元件一些向内的径向移动，并因此降低导电元件的所需自由长度。为了降低系链直径对流体动力阻力的影响，可以对系链的外表面交错或具有凹槽从而降低雷诺数，在该雷诺系数，系链的圆柱外形具有降低的阻力系数。在一些实施例中，阻力降低凹槽能够以引发系链直径最小增加的方式被设置在相邻电导体之间。在一些实施例中，在相似电压电平操作的电导体组可以允许降低相邻电导体之间所需的绝缘量。

在本发明的一些实施例中，低阻力轻量机电系链101包括高强度核心102，低体积弹性模量材料103，绝缘材料104，电导体105以及护套106。在各种实施例中，高强度核心102包括以变化和交替的螺旋角度层缠绕的多个复合棒或挤压元件。高强度核心102的复合棒包括纤维元件，例如聚酰胺纤维、碳纤维或玻璃纤维；以及约束基体元件，例如环氧树脂基体或乙烯基酯基体。高强度核心102的外层的螺旋卷绕允许在操作时整个系链101以某种方式被卷绕到滚筒上，该种方式降低相邻棒之间的有限滑动或剪切。在高强度核心102的各种实施例中，复合棒的连续共轴层以相对螺旋方向卷绕从而部分或完全平衡由系链在拉力下产生的扭矩，或者以相同螺旋方向卷绕。在各种实施例中，除了复合棒，高强度核心102由干纤维、金属丝或金属电缆组成。在各种实施例中，高强度核心102的中心层107由轴向复合棒、仍提供抗拉强度的低弹性模量材料、低载荷填充材料、通信线路，或任何其它何时填充物材料组成。在各种实施例中，高强度核心102由圆形、方形或梯形横截面棒组成，或者由任何其它合适横截面形状的棒组成，或者由不同横截面形状的棒组成。在一些实施例中，单个元件涂覆有适于便于元件之间滑动的涂层。该涂层可以是聚四氟乙烯涂层，PEEK涂层，或者任何其它合适的低摩擦涂层。在一些实施例中，所述层可以涂覆由适于便于层之间滑动的涂层或层。例如当系链卷绕在滚筒上时，当元件和/或层相对于彼此移动时，这些低摩擦涂层降低摩擦。在一些实施例中，低摩擦材料的径向缠绕被放置在高强度核心的每个连续螺旋层之间。

在一些实施例中，使用毂强度或周张力层108缠绕高强度核心102的每个螺旋卷绕层。尽管在图1中示出仅作为单一周张力层，但是存在多个不同直径的周张力层，其每一个在一些方面围绕单个层被卷绕。在各种实施例中，毂强度或周张力层108包括高强度刚性材料，或者拉力加载层，例如用来阻止高强度核心102层不圆或从核心打开的聚酯薄膜或高强度纤维缠绕。在一些实施例中，进一步使用周张力层108来降低高强度核心102的连续同中心层中复合棒之间的摩擦。在一些实施例中，高强度核心102不是由同中心层制造，而是相反地包括多个径向对称模式的元件，每一个元件通过周张力层108的元件约束或压缩，例如系链高强度核心102内的每个棒是由一捆较小棒组成。在一些实施例中，在核心102各种层内的每个元件，除了中心层107，具有相同直径和构造。在一些实施例中，核心102的所有层具有相同直径。在一些实施例中，从系链中心向外观察，每个连续层的螺旋卷绕角度是增加的。

在一些实施例中，系链101的高强度核心102包含在同中心的低体积弹性模量层103内，或者部分包含在低体积弹性模量层103内，具有位于低体积弹性模量层103内的高强度核心102的一些同中心螺旋向卷绕的外层110，以及位于低体积弹性模量层103内的高强度核心102的一些外层110。在一些实施例中，当高强度核心102伸展或当沿着电导体105施加应力时，低体积弹性模量层103用于允许电导体105位于系链101内的较小半径壳体上，从而当最大容许电导体应变明显低于最大允许核心材料应变时，限制电导体应变在允许界限内。在高强度核心102的外层110内同中心设置低体积弹性模量材料103的实施例中，高强度核心102的外层110有助于压缩层103，以高强度核心102的外层110卸载系链101上较小比例的总拉伸载荷为代价。在一些实施例中，作为应变降低机制，以螺旋角度或沿着系链101长度变化直径而缠绕电导体105。因此，除了考虑到电导体的一些应变消除的电导体105的螺旋角度(当核心102在载荷下应变时)，如轴向螺旋弹簧的线性延伸，体积弹性模量层103的相对柔软度考虑到了当在加载时电导体螺旋状直径的降低，从而考虑到了通过第二机制的应变消除。当在支撑机载飞行平台的载荷下或当围绕滚筒卷绕时，因此降低的电导体中的应变是伸展系链的结果。在一些实施例中，低体积弹性模量层103不包含在系链101中。在一些实施例中，其它元件可以存在于系链101中。例如，指令信号线路，无论是电传导或光线，可以位于系链101内。

在一些实施例中，绝缘材料104机电地绝缘电导体105的分离股。在一些实施例中，绝缘材料104的分离元件绝缘电导体105内的每个股或金属丝，使得当缠绕在滑车轮或滚筒上时每个被绝缘电导体可以相对于其相邻电导体滑动。在一些实施例中，电导体105的多个元件被嵌入在绝缘材料104的单个元件内，并且当系链101卷绕在滑车轮上时，绝缘材料104承担剪切应变。在各种实施例中，电导体105包括各种铝、铜或任何其它电导体材料的金属丝，其中的每一个包括单个或多个股。在各种实施例中，电导体105是由任何数量的单独金属丝组成或包括围绕高强度核心102缠绕的、通过绝缘分开的一个或多个同中心或共轴层。在一些实施例中，包括电导体105的每个元件包括围绕中空或低体积弹性模量材料缠绕的、用于增加沿着电导体105单独元件的应变的多个单独金属丝，在单独元件处，损伤积聚或者发生材料屈服。在一些实施例中，绝缘元件104和低体积弹性模量103是相同元件。

在各种实施例中，护套106包括金属、橡胶、塑料、纤维和基体的混合物、编线、或任何其它合适的材料或材料集合从而包含并保护系链101的其它元件。在一些实施例中，护套106是与绝缘材料104相同的元件。

在一些实施例中，护套106具有降低阻力的表面特征或形状。在一些实施例中，护套106具有例如机翼外形的用于降低阻力的航空动力学轮廓。在一些实施例中，护套106具有与电导体的螺旋盘绕分组之间的间隙一致的螺旋凹槽109。螺旋凹槽109会降低系链阻力，例如当在支撑机载飞行平台支撑中使用时。

图2是说明具有捆绑电导体的机电系链实施例的图解，为螺旋凹槽创造空间。在所显示的示例中，低阻力轻量机电系链结合电导体205束从而为护套206表面上的边界层脱扣元件209留下空间。在其它实施例中，脱扣元件可以包括铁箍、锯齿状的边缘凹槽、或者脱扣围绕系链的流体流动中的边界层的任何其它装置，从而在自然过渡之前湍动或引入流动漩涡，并因此增加系链表面上附着的流动区域，以及因此降低阻力系数。在一些实施例中，元件209包括在护套206表面上的单独的铁箍或凹口，例如高尔夫球中的凹口或齐平表面漩涡发生器，例如三角形凹口。在一个实施例中，元件209不与护套206表面齐平，而是在压力下与护套206表面按压齐平从而允许卷绕在滚筒上。在一些实施例中，根据系链201的操作雷诺数选择元件209的尺寸和间隔从而最小化在系链一种操作条件或操作条件范围时的阻力、噪音、不稳定的动力、或其一些组合。边界层脱扣元件209被放置在具有相对于外部流动已知方位的位置处。在一些实施例中，系链201表面是平滑的或具有一致粗糙度。在一些实施例中，在电导体组内的每个电导体在相同电压操作，从而最小化所需的绝缘厚度。

图3是说明了在系链中结合电导体元件辅助应变消除的低阻力轻量机电系链301实施例的图解。在所示的示例中，系链301包括高强度复合棒311，其被低体积弹性模量材料303，电导体305以及绝缘材料304同中心围绕。在一些实施例中，棒311与电导体305电绝缘。在一些实施例中，棒311不与电导体305绝缘，而是与系链终端内的其它电导体元件绝缘。在一些实施例中，电导体305包括多个围绕高强度复合棒311缠绕的单独绝缘金属丝。

图4是说明了低阻力轻量机电系链实施例的图解。在所示的示例中，系链401具有100米的长度，包括高强度核心402，该核心可以是编制的芳组聚酰胺纤维。该示例进一步包括电导体405，以及护套406。电导体405包括两个单独绝缘的编制16AWG铜金属丝。护套406包括压缩偏置的乙烯包皮层，其用于定位和压缩电导体405。当系链401不受拉力时，电导体405中的压缩荷载以及护套406中的顺应性的组合用作低体积弹性模量层102，103以及在其它实施例中可见的303的等价物，通过在一定拉力范围内高强度核心402的长度变化，降低电导体405层长度变化。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，显示了低阻力轻量机电系链501，其中层是矩形横截面。在该实施例中，具有500米长度的系链501，包括多层高强度核心502。每层高强度核心502，例如层510，可以包括多个方形或矩形横截面的单独碳纤维挤压成型，其被设计成使高强度核心502具有比圆柱棒构成的等价高强度核心更小的直径，因为与圆柱元件层相比，包装因数更高。在一些实施例中，在高强度核心502中的每个碳纤维挤压成型沿着螺旋路径伸出从而消除当组装成系链501时的潜应力。在一个示例中，每个挤压成型具有在3和5微米之间的主横截面尺寸。

因为层510的螺旋角度小，所以单独碳纤维挤压成型中因在长度上扭曲产生的应力小。在一些实施例中，高强度核心502中每个碳纤维挤压成型沿着螺旋路径伸出从而进一步降低系链501中的潜应力。在这个示例中，每个挤压成型具有在3和5微米之间的主横截面尺寸。系链501进一步包括周张力层508，其防止在处理、弯曲或低拉力中的高强度核心502内的单独挤压成型错位。系链501可以具有周张力层508，其可以是浸透在乙烯橡胶中的芳组聚酰胺编织物。利用低体积弹性模量层503缠绕周张力层508，其包括刚性结合到周张力层508和绝缘504上的低坚度泡沫橡胶。电导体505可以包括多个相同的方形横截面的实体铜金属丝，每一个与绝缘材料504单独绝缘。绝缘材料504可以包括围绕电导体505的每一个电导体元件的PVC挤压层。电导体505可以被分成两组，每一组具有5000伏的操作电压，并且另一组具有0伏的操作电压。电导体505被护套506约束，其可以包括螺旋凹槽509。护套506可以包括在芳组聚酰胺编织物上的挤压乙烯橡胶。在一些实施例中，螺旋凹槽509被切成护套506，并具有适合系链501典型操作雷诺数的几何尺寸。例如，螺旋凹槽509可以是1微米深和2微米宽的半圆形横截面，沿着系链501圆周每10微米间隔开。

在一些实施例中，系链适于利用涡轮发电机支撑机载动力生成系统。在强度和电传导性要求的限制内，相对于栓系的机载系统阻力，系链的阻力被最小化。参考机翼面积，系链的总阻力系数范围从约0.03至0.15。在这种情况中，系链作用如同机翼具有高的多的阻力系数。参考其自身的横截面，对于平滑圆柱体，系链具有约1.2的阻力系数，然而对于大范围的雷诺数，凹槽或者凹陷使该数降低至近似0.6，对于窄范围的雷诺数，降低至0.45。在一些方面，较大的凹槽会促使在较低雷诺数处的阻力降低，但是仅相对小的降低。较小的凹槽会促使在较高雷诺数处的阻力系数降低，并且可以引起更明显的降低。

图6是描述了各种系链实施例阻力系数的图解，在轴601上绘出，作为系链雷诺数的函数，其沿着轴602绘出。第一曲线603描绘具有相对大表面凹槽的系链实施例的阻力系数。第二曲线604描绘具有较小表面凹槽的系链实施例的阻力系数。第三曲线605描绘具有平滑表面的系链实施例的阻力系数。当本发明被用于停泊机载风力涡轮机时，机载风力涡轮机的速度必须保持低于狂风情况中的最大级别。例如在图1中护套106上描绘的螺旋凹槽的表面形状，该表面形状导致例如第一曲线603和第二曲线604的阻力曲线系数，增加在高速时的阻力系数并因此有助于维持机载风力涡轮机低于最大速度。如第一和第二曲线603，604所示，低系数阻力在较高的雷诺数(在该示例中其表示较高的速度)开始上升。因此，系链配备有表面，例如螺旋凹槽，在优选操作的表观风速时，其引起期望的阻力降低，但是在高于优选速度的表观风速时，其也会引起期望的阻力增加。通过在高于期望速度的表观风速时增加阻力，该效果适合本设计。

许多护套表面处理，再次例如在护套106中描绘的螺旋凹槽，在中速阻力下降之前也显示了在低速时增加阻力。在本发明的一些实施例中，护套106上的螺旋凹槽被间隔开并具有一定尺寸，使得在低速时阻力系数的增加低于机载风力涡轮机的最小优选操作表观飞行速度。在侧风飞行体制情况中，表观风速可以显著高于环境风速。在一些实施例中，在沿着系链长度的不同位置处使用不同的表面形状，例如接近底部和接近系链顶部的位置，从而在每个位置匹配表观风速。在一些实施例中，只有最接近空中平台的系链部分被成形未降低阻力。

在一些实施例中，螺旋凹槽不被切成系链表面，相反地利用螺旋铁箍、线形铁箍、凹陷或其它边界层脱扣机构来获取作业范围中的低阻力。

在本发明的一些实施例中，如图7所示，系链可以被用作400kW机载风涡轮机的系链。该系链701可以被设计成以安全系数2承受300kN的力。在交替螺旋角的层702内，系链701可以具有370股的碳纤维1mm挤压成型711。内股(第371)核心707具有2mm直径。在每个连续层上的螺旋角在离核心707最近的第一层以1度开始增加并在最外层上增加至5度。挤压成型是中等弹性模量碳纤维。在核心外存在10层702。所有层被涂覆聚四氟乙烯从而降低卷绕时的摩擦。最外层711具有1度的螺旋角，并且最外层710具有5度的螺旋角。中间层具有从最内层711粗略线形增加至最外层710的螺旋角，稍为调整该螺旋角从而最小化因拉力产生的围绕系链底部的扭矩。最外层710以大于零扭矩设计近似1度的螺旋角缠绕，从而当机载风力涡轮机以圆形飞行路径飞行时，允许系链底部的自由旋转。在系链底部的轴承阻力在轴承使用寿命期间并不一致，并具有对系链上载荷的非线形依赖，设置最外层710上增加的螺旋角从而匹配每拉伸载荷的平均扭矩，该拉伸载荷来自操作寿命期间的轴承。

在这些层外部有电导体705，其利用两层绝缘被绝缘：FEP的内绝缘层704，以及中等硬度PVC的外绝缘层703。在每个电导体部分是三根金属丝，每根利用FEP单独地绝缘。在一些实施例中，电导体部分利用最为层710的相对手征被螺旋缠绕。金属丝705可以包括铝电导体股并被转动成图所示的横截面形状，并在使用FEP绝缘704之前退火。在一些实施例中，FEP绝缘704近似是0.2mm厚，并被设计成为金属丝705提供主要的电屏障，该金属丝以近似5000伏传输DC电流。

通过冲模挤压硅树脂层，该冲模使边缘709倒角度，使得当所有金属丝围绕核心外部被结合在一起时，在表面上保留有螺旋凹槽。螺旋凹槽为粗略2mm深并围绕周长有16计数。尽管为了说明了目的在图7中仅显示了单个绝缘电导体，但是存在围绕系链外围的连续绝缘电导体层。因为相邻的倒角边缘709，边缘结合从而形成凹槽。该绝缘电导体围绕碳股以螺旋状卷绕，因此产生围绕系链的螺旋凹槽。在装配体中，所有16个护套16利用加热被熔融从而产生单个一致的实体护套。

图8说明了低阻力轻量机电系链的各种可能实施例的横截面形状，例如图1的系链101，图2的系链201，或者在图6中表示其被测量的阻力系数外形的系链。在各种实施例中，系链包括沿着其圆周具有多个半球形切口的表面横截面形状801，振荡半径的表面横截面形状802，具有表面缺点(例如通过喷沙处理引入的那些)的表面横截面形状803，或者任何其它合适的系链。在一些实施例中，系链是其它形状，其导致在截至雷诺数或速度之上增加阻力系数。在一些实施例中，系链在截至飞行速度或截至拉力之上变形，使得被改变的形状导致系链阻力系数增加。在较高风速和较高飞行速度中，侧风风筝系统的系链的较大部分经受高于任何给定截至速度的表观风速。在一些实施例中，系链包括表面横截面形状，该形状在高于某速度或雷诺数时显示阻力系数降低(见形状801或形状803)。在一些实施例中，系链仅在接近风筝形的系链部分包括这种横截面形状，使得当惯性风速或风筝风速(kite speed)增加时，在接近地面附着点处的系链上的增加的表观风不对系链阻力系数降低产生影响。

从上述说明显而易见，在此给出的本说明可以配置各种实施例，并且对于本领域技术人员来说另外的优点和修改是明显的。本发明在其广义上不限于在此显示和描述的具体细节和所示示例。因此，在不偏离申请人一般申请的精神或范围内可以偏离这种细节。

Claims (20)

1.一种用于电传导和拉伸载荷的高强度系链，所述系链包括：

中心核心，所述中心核心包括：

多个核心层，所述核心层包括多个单独的核心元件，其中所述核心层的核心元件沿着所述系链的长度被螺旋卷绕；

多个电导体，所述多个电导体沿着所述中心核心的外部定位；

外部护套，所述外部护套包括系链的外表面，所述外表面包括影响系链阻力的表面特征。

2.如权利要求1所述的高强度系链，其中，所述多个电导体沿着所述中心核心的外部被螺旋卷绕。

3.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述系链进一步包括位于所述中心核心和所述多个电导体之间的低体积弹性模量应变消除层。

4.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述多个电导体被分成一个或多个电导体的多个螺旋卷绕组，所述组在沿着所述中心核心的外表面的一个或多个电导体的所述螺旋卷绕组之间限定螺旋间隔；外部护套的所述表面特征包括对应于所述多个螺旋卷绕组之间的螺旋间隔的连续螺旋凹槽。

5.如权利要求1所述的高强度系链，其中，外部护套的所述表面特征包括一个或多个凹槽、凹口、铁箍或齐平表面漩涡发生器。

6.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述多个核心层中的第一组核心层以顺时针方向螺旋卷绕并且所述多个核心层中的第二组核心层以逆时针方向螺旋卷绕。

7.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述核心元件包括复合棒。

8.如权利要求4所述的高强度系链，其中，所述一个或多个电导体的所述多个螺旋卷绕组中的每一个组都围绕强度元件被卷绕。

9.如权利要求8所述的高强度系链，其中，所述强度元件是复合棒。

10.如权利要求3所述的高强度系链，进一步包括位于所述核心层之间的多个低体积弹性模量应变消除层。

11.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述多个单独的核心元件是圆柱横截面。

12.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述多个单独的核心元件是矩形横截面。

13.如权利要求2所述的高强度系链，其中，所述多个单独的核心元件是方形横截面。

14.一种用于电传导和拉伸载荷的高强度系链，所述系链包括：

中心核心；

多个电导体，所述多个电导体沿着所述中心核心的外部定位，其中所述多个电导体沿着所述中心核心的外部螺旋卷绕；以及

外部护套，所述外部护套包括系链的外表面，所述外表面包括影响系链阻力的表面特征。

15.如权利要求14所述的高强度系链，其中，所述系链进一步包括位于所述中心核心和所述多个电导体之间的低体积弹性模量应变消除层。

16.一种用系链系住的风筝发电的系统，所述系统包括：

地面站；

风筝，所述风筝包括：

主翼；和

多个涡轮驱动发动机；以及

系链，所述系链在第一端附接到所述地面站上并且在第二端附接到风筝上，所述系链包括：

中心核心，所述中心核心包括：

多个核心层，所述核心层包括多个单独的核心元件，其中所述核心层的核心元件沿着所述系链的长度被螺旋卷绕；

多个电导体，所述多个电导体沿着所述中心核心的外部定位；和

外部护套，所述外部护套包括系链的外表面，所述外表面包括影响系链阻力的表面特征。

17.如权利要求16所述的系统，其中，所述多个电导体沿着所述中心核心的外部被螺旋卷绕。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述系链进一步包括位于所述中心核心和所述多个电导体之间的低体积弹性模量应变消除层。

19.如权利要求17所述的系统，其中，所述多个电导体被分成一个或多个电导体的多个螺旋卷绕组，所述组在沿着所述中心核心的外表面的一个或多个电导体的所述螺旋卷绕组之间限定螺旋间隔；外部护套的所述表面特征包括对应于所述多个螺旋卷绕组之间的螺旋间隔的连续螺旋凹槽。

20.如权利要求17所述的系统，其中，外部护套的所述表面特征包括一个或多个凹槽、凹口、铁箍或齐平表面漩涡发生器。