KR102089564B1 - 테더 자이로글라이더 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더를 위한 비행 제어 시스템은 바람을 포함하는 적어도 네개의 엔벨로프 사이의 상호 작용을 관리하면서 바람 포트폴리오 내에서 자이로글라이더를 비행시키도록 구성되였다. 매 비행 미션은 적어도 하나의 제1값과 적어도 하나의 제2값을 포함하는 세트와 관련된 적어도 하나의 비행 경로에 대응된다. 제어 시스템에는 매 비행 경로에 대한 제1값 및 관련된 제2값의 내장된 세트를 갖고 있는 보관소를 포함하는 학습 및 라이브러리 관리자가 제공된다. 현재 미션과 관련된 현재 제1값은 예상된 또는 경험된 비행 경로와 측정 가능한 출력에 기초하여 바람직한 비행 경로를 얻을 수 있도록 수정된다. 수정되고 경험된 값들과 비행 경로, 측정 가능한 출력은 또한 추가적인 학습을 위해 보관소에 보관된다.

Description

테더 자이로글라이더 제어 시스템{TETHERED GYROGLIDER CONTROL SYSTEMS}

본 발명은 제어 시스템에 관한 것이며, 특히 테더 자이로글라이더에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어《비행 경로》는 비행 경로를 식별하는 밧줄의 각도, 장력과 회전 및 위치의 상태 벡터를 포함하는 밧줄의 각 가속도 등을 포함하는 특징들을 갖는 계산되거나 경험된 또는 모의된 설정 비행 경로를 의미하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용된 용어 《내장 비행 경로》는 본질상 실행 또는 이행되는 확정 비행 경로를 의미하지만 이에 한정이 있는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용된 용어 《비행 미션》은 측정 가능한 전력 생산량을 의미하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용된 용어《테더 자이로글라이더 상태》는 자이로글라이더와 그의 테더의 현재 가동 조건과 함께 비행 제어 시스템과 관련된 수단들의 운영 조건을 의미하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

삭제

본 명세서에서 사용된 용어《장애물》은 고정된 또는 공중 물체와 공역 제한을 의미하지만 이에 한정이 있는 것은 아니다.

본 명세서에서 제1 값, 비행 미션 등과 관련하여 사용된 용어 《현재》는 적어도 하나의 자이로글라이더의 선택된 미션에 대한 연관 값/상태를 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어《적어도 하나의 현재 미션과 실질적으로 연관되는 적어도 하나의 확정 비행경로》는 허용 공차 한계 내에서 선택된 비행 미션과 관련되는 확정 비행경로를 의미하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 선택된 비행미션이, 예를 들어, 1000w의 전력을 생산하는 경우를 들 수 있다. 확정 경로는 요구되는 1000w의 전력을 생산하거나 또는 예정 허용 오차가 10%인 경우 적어도 요구되는 전력의 예정 허용 오차의 한계 내에서 전력을, 예를 들어, 900w 생산할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 《동적 요소》는 적어도 하나의 근접 바람 벡터, 바람 예측, 기준 관측소의 위치, 장애물, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로글라이더와 테더의 지리 공간 위치, 지리 공간 속도, 테더의 장력, 테더의 연장 길이, 테더의 동작, 테더 헬스, 페이러드, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 상태, 온보드 전력 시스템 수단, 통신 수단, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치, 미션 상태, 부속 시장과 고객 환경, 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 측정 출력을 의미하지만 이에 한정이 있는 것은 아니다.

이들 정의는 현존기술에서 사용되는 용어들에 추가된다.

바람은 가치를 창조하기 위한 기회의 포트폴리오의 면에서 설명될 수 있는 생산 수단이다. 마찬가지로, 장치와 제어, 방법, 위치, 부속 시장, 임무 정보는 바람에서 가치를 실현하기 위한 기회의 또 다른 포트폴리오를 나타낸다. 테더 자이로글라이더 제어 시스템은 가동 확실성과 가치 창조를 개선하기 위해 이들 두 동적 포트폴리오와 함께 테더 자체의 물리적 존재, 제약, 무결 성, 충분한 양, 생명 주기와 수명 비용, 실행 및 안전상태와 테더에 대한 의존 상태 또는 그로부터의 독립 상태에 대한 제3의 상황을 통합하여 고려할 것을 요구한다.

지구 풍력 발전 시스템은 5가지 일반 관측으로 특징지어지는 경력상 상위를 가지고 있다:

첫째로, 바람에 포함된 에너지를 다른 형태의 유용한 전력으로 전환하는데 사용된 장치는 전형적으로 고정된 위치에 존재하며 피벗에 장착되거나 또는 장치의 방향을 변경하기 위한 다른 메커니즘과 우세적인 간헐 지구 바람을 가장 효과적으로 찾기 위한 연관 기능들을 제공될 수 있지만 일반적으로 지구의 냅 위에 고정된 위치와 높이의 컨텍스트 내에서 제공된다.

둘째로, 바람에 대한 이해는 대체적으로 간헐바람에 관하여 서술되며, 이의 속도, 시간, 계절적 변동, 평균값 등은, 제어 시스템이 일반적으로 기구와 이의 제어장치들을 현재 바람에 대하여 맞추기 위해 노력하면서 현재 바람에 반응하고 전력 전환을 최적화하기 위한 기타 수정과 함께 하면서, 비용과 기구 자체에 또는 이러한 기구의 인접에 있는 재산 또는 사람에 대해 위험을 조성할 수 있는 조건들을 포함하는 위험을 줄인다.

세 번째로, 현존 기술에서 공지된 지구 풍력 발전 기구의 성능 특성은 전력이 상대풍속이 증가하는데 따라 증가하지만, 기구 또는 기구 시스템에 위험을 조성할 수 있는 과잉 풍력 에너지는 지나 보내거나 피한다는 것을 보여주고 있다. 이는 풍속을 증가시키는 요인에는 관계없이, 상대적으로 느린 풍속에서 실현 전력이 감소하는 정체상태에 도달하게 되는 전력 발생을 초래한다. 또한 전력 발생 자체가 상당한 정도로 간헐적이며, 오직 가동을 지속시키는 인접의 이용 가능한 바람에만 의존한다는 것이 관측되었다.

네 번째로, 지구 풍력 터빈들은 부분적으로는 필요한 높이에 도달하기 위해 또한 이용 가능한 풍력 에너지를 잡기 위한 대형 날개를 배치하기 위해 전형적으로 대략 200 내지 500 피트의 높이를 갖는 튼튼하게 고정된 대형 구조물이다. 이들의 디자인은 수백 톤의 강철과 기타 재료들, 그리고 튼튼한 영구 기초와 지지 기반을 필요로 하며 많은 사람들이 이들을 그렇지 않다면 탁 트였을 자연 풍경, 바다 경치, 수평선에 흠으로 된다고 간주하지만 일반대중은 이들을 깨끗하고 재생 가능한 에너지 정책과 법들을 만족시키기 위한 필수 인공구조물로 예상하고 있다. 이들의 디자인과 운영은 또한 평방-입방 규정의 세금이 부과되는 것으로 하여 견고구조물의 규모, 중량 또는 크기 증가로부터 최종적인 성능 결과가 감소되는 문제를 가지고 있다.

다섯 번째로, 지구 풍력 터빈들은 일반적으로 싱글 - 유닛 자율 시스템으로 운영되며, 각기 독립적으로 - 가동효율이 높거나 보다 낮은 간헐 전력 발생 원천으로 운영되며 집단 성능을 집합하여 입력으로 되여 집합 출력을 구성한다. 일반적으로, 단일 지구 풍력 터빈의 전기적, 기계적, 구조적 또는 기타 물리적 고장은 그룹이나 클라스터, 또는《풍력 단지》로 된 고정 근접 위치 내에 배치된 다른 지구 풍력 터빈들과 관계가 없다.

정치 지구 풍력 발전 시스템은 바람이 고정된 장소에 도착하기를 기다렸다가 도착한 다음 상기 서술된 상당한 한계 내에서 이 바람에 맞게 조종된다. 이는 거의 모든 고도, 위치 및 지리 공간 차원에서 발생할 수 있는 바람 포트폴리오 중에서 유리한 바람을 효과적으로 찾고 다음 장치, 내비게이션, 제어 및 운영 전략으로 이루어 진 어레이를 채용하여 매우 다양한 공기 밀도와 지구 바람의 약 50배 에너지 함량을 포함하는 특징을 갖는 이용가능하고 예상되는 상기 바람 포트폴리오의 바람으로부터 전력 발생을 최대화 하는 신속한 테더 자이로글라이더의 새로운 역학과는 대조되는 것이다. 정치 지구 풍력 발전 시스템은 본질적으로 고정된 생산 수준을 갖는(비탈진 초기 전력 곡선과 오랜 정체 상태) 또한 고정된 위치에서의 바람의 유무에 의해 제한되는 간헐적인 전력 발생을 위해 설계되었다. 이들의 성능은 일반적으로 두 가지 상태: A) 가동 및 전력 발생 B) 비 가동 및 전력을 발생하지 않는 상태를 포함하며, 매 상태에서 모두 한번에 여러 시간 또는 많은 시간 동안 유지된다.

제어 시스템에 의해 예상되는 테더 자이로글라이더에 의해 생산되는 전력은 정치 식 지구 풍력 터빈과는 차이 나는 다른 상태를 도입하며 다음의 내용을 포함한다. 1.) 일반적으로 충분한 바람 속에서 제어 내비게이션에 의해 제한되는, 이용 가능한 바람으로부터 운동 에너지를 이용하는 별도의 주기적인 동력 행정과 차후 동력 행정을 위해 자이로글라이더를 재배치하는 회복행정을 포함하는 전력 발생 사이클. 이는 왕복 엔진 안에서의 피스톤의 주기적인 펌프 식 동작을 모방한 것이다. 2.) 동력 행정에 의해 생성되는 나가는 방향에서 힘이 보다 큰 비대칭 작동을 위한 성능과, 회수를 위해 시스템이 요구하는 보다 적은 양의 힘(동력, 에너지)을 필요로 하는 동력 하에서 회수 작업에 의해 구동되는 회복 행정3.) 차량에서 모터와 변속기 사이에서 작동하는 클러치의 사용과 유사한 고정된 지리 공간 위치에서 배회함과 일치하는 정적 상태를 위한 기능. 4.) 한 지리 공간 위치로부터 다른 지리 공간 위치에로 항행하는 기능. 5.) 호상 결합에 의해 일관한 성능을 제공하는 다중-실린더 엔진과 유사한 방식으로, 하나이상의 자이로글라이더의 주기적인 동력 및 회복 행정을 조정하여 이들의 집단 생산을 조화시키는 기능. 6.) 이와 같은 자이로글라이더들의 필드 또는 군 또는 집단과 이들의 밧줄을 안전하게, 개별적으로 일치하게 조정하여 매 개별적인 자이로글라이더와 그의 부속 시스템, 밧줄의 독점적인 지리 공간 요구 조건을 인접의 다른것 들과 별도로 유지하여 충돌, 얽힘 또는 기타 잠재적인 또는 실제적인 위험 상황을 방지하기 위한 기능. 그리고 7.) 지상국과 그의 부속 시스템을 포함하는, 배치, 지리 공간 위치, 내비게이션, 부속 시스템과 또한 인접의 하나 이상의 자이로글라이더, 밧줄, 지상국 또는 기타 자산, 재산, 또는 사람을 포함하거나 포함할 수 있는 에러 조건 또는 다른 일이 발생할 경우 매우 중요한 테더의 일관성과 충분함, 실행을 조정하는 기능.

따라서, 테더 자이로글라이더는 이와 같은 새로운 역학의 장점들을 채용하는 근본적으로 다른 제어 시스템을 요구한다. 이 역학은 실시간 또는 이전, 이후 분석이나 기존의 실행 또는 경험에 대한 분석에 의해 관찰 및 확정, 계산될 수 있고 시뮬레이션에서 사용될 수 있으며, 또한 제어 시스템 기구와 방법, 제어 전략, 여기에는 로그와 알고리즘, 맞춤형 계산 기계, 소정의 비행 제어 라이브러리, 독특한 식별 성, 구조적 또는 기능적, 제어, 작동 부품의 추상화된 또는 합성된 특성, 테더에 또는 테더의 길이를 따라 배치된 스마트 감지기와 스마트 감지 네트워크를 포함하는 스마트 감지기와 스마트 감지 네트워크가 포함되며, 부속 통신 또는 신호, 전송기구에 합성될 수 있으며, 또한 지구의 냅의 또는 그 이상의 높이에서 자이로글라이더를 관측하고 제어 및 조종하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 관측, 결정, 계산, 시뮬레이션, 분석, 종합은 인접 바람의 포트폴리오와 인접할수 있는 거의 모든 고도, 지리 공간 위치, 지리 공간 차원 또는 지속 시간을 포함하며, 자이로글라이더의 임의의 방향에서의 신속한 내비게이션 또는 지구 바람이나 하늘 위의 바람, 자이로글라이더의 기준 관측소, 단지에 관하여 그리고 인접의 다른 자이러글라이더들과 함께 조종된 경로를 포함한다.

터빈이 고정된 위치에서 발생하는 바람을 제외하고 다른 바람을 탐색하거나 그에 접근할 수 없는 지구 풍력 터빈과는 달리, 테더 자이로글라이더와 지상국, 바람 및 기후 예보, 제어 시스템의 배합 특성은 이러한 전력 발생 시스템의 운전이나 테더 자이로글라이더의 기타 애플리케이션에 유리한, 현재 또는 예상되는 바람 포트폴리오의 탐색 전망과 가능한 경우 그에 대한 식별 및 이용을 가능하게 한다. 이는 또한 전형적으로 고정된 위치에 있지 않는 현존 지구 바람 대 바람 포트폴리오를 이용하여 작업을 유지할 수 있는 가능성을 포함하지만; 그러나 충분한 바람이 모든 선행기술 자이로글라이더 비행 제어와 여기서 설명 및 지적된 제어 시스템을 포함하는 테더 자이로글라이더의 기준관측소와 관측소주위의 현존, 가능한 또는 예상되는 지리 공간 위치 내에 합리적으로 위치하게 된다는 담보는 없다.

일반적으로, 테더 자이로글라이더는 다양한 크기, 지리 공간 배향, 내비게이션 조작으로, 그룹이나 클라스터 또는 군의 형태로, 지어 자이로글라이더의 정적 지리 위치로 구성된것으로 보일수 있는 형태를 포함한 이들의 임의의 배합 형태로, 개별적으로 또는 동시에, 내비게이션이 가능하고 동력을 발생시킬수 있는 신속하고 강력한 항공기이다.테더 자이로글라이더 제어 시스템은 제한된 항공, 공력 탄성 작용을 포함하는 이러한 밧줄 매기로부터 초래되는 역학의 결과로 밧줄을 매지 않은 항공기 제어 시스템과도 다르다. 테더 자이로글라들은 또한 전형적으로 복잡한 인장 구조물이다. 일반적으로, 테더 항공기 특히 자이로글라이더들은 기준 관측소 앵커와 회전날개의 가장 끝부분의 두 지점 사이에서 작용하는 인장력을 갖는 것으로 설명될 수 있으며, 이러한 인장력은 테더를 통해, 회전 허브를 통해, 회전 날개자체에 그를 다른 종점 앵커로 하여 안내된다. 자이로글라이의 동체와 제어 장치, 지상국의 구성요소들은 다른 전형적인 대부분 인장 구조를 갖는 디자인에 대한 현저한 예외들 중의 하나이며, 이들은 시스템에 의해 경험되는 상당한 힘에 대한 견딜성과 제어에 영향을 주기 위한 대상으로 되며, 이에 관련되며, 이를 목적으로 한다. 만일 자이로글라이더의 설계가 카이트의 구조와 보다 유사한 경우, 자이로글라이더는 지상국 앵커 지점과, 밧줄을 거쳐, 카이트의 구조물 사이에서 그리고 종점 앵커로써 그의 표면 위로 작용하는, 복잡한 설명을 필요로 하는, 인장력을 경험하게 된다. 따라서, 상대적인 상하, 좌우, 컴퍼스 방위 또는 지점 대 지점 식 지상위치 참조 내비게이션 제어와 벡터의 개념으로는 현존하는, 경험된, 결정된, 제어 시스템에 의해 계산된, 내비게이션 및 시스템 조종장치와 밧줄, 기준 관측소 조종장치, 단지 조종장치, 물리적인 전기적인 그리고 사이버상의 보안 및 안전 시스템, 부속 기구 또는 시스템의 기타 조종장치들로 이루어진 네트워크에 전송된, 동시 선형 및 비선형 현상과 힘을 다 설명할 수 없다. 이는 《최적》이라는 용어의 경우에도 동일한 사실로 되며 이 용어는 근사 개념으로써, 시간이 지나면, 제어 시스템의 모의, 합성, 예상, 실천 및 경험 획득 능력과 함께, 제어 시스템의 배우는 그리고/또는 거의 《최적의》 성능으로 자신을 적응시키는 능력에 의해 《최적의》 성능에 보다 가깝게 접근하려는 지속적인 시도를 통해 정제될 수 있으며, 여기서 《최적의》 성능은 성능 목표와 불확실성, 선형 및 비선형 복잡성의 범위 중에서 가장 높은 성능이나 최소 성능으로 혹은 임의의 성능으로 될 수 있을 것이다. 테더 자이로글라이더와 제어 시스템의 다양한 동적 형태들을 종합하면 테더 자이로글라이더의 성능 엔벨로프를 이루게 된다.

본 발명에 따라, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더를 위한 제어 시스템이 적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 따라 제공된다.

적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더를 위한 제어 시스템에 있어서, 상기 제어 시스템은, 보관소를 지니는 학습 및 라이브러리 관리자; - 라이브러리 관리자는 상기 보관소 내에, 적어도 하나의 비행미션과 관련된 바람 벡터, 기준 관측소의 위치, 장애물의 위치, 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로글라이더와 밧줄의 지리 공간 위치, 지리 공간 속도, 밧줄의 장력, 밧줄의 연장 길이, 밧줄의 동작, 밧줄의 수명, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치의 출력 중 적어도 하나를 포함하는 동적 요소와 관련된 제1 값; 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 고정 값, 범위, 어레이 또는 수학함수 중 적어도 하나인 제2값; 및 적어도 하나의 제1값과 적어도 하나의 제2 값을 포함하는 내장 세트에 기초하여 상기 적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로;를 접수하고 보관함- 적어도 하나의 동적 요소의 현재 상태에 대응되는 현재 제1 값을 수신하기 위해 적응된 입력 매니저; 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 제2 값을 수신하기 위해 적응된 설정 매니저; 하기를 포함하는 비행 경로 제어 장치; 적어도 하나의 현재 제1 값 및 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 적어도 하나의 제2값과, 이와 함께 현재 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 포함하는 현재 세트를 수신하기 위해 적응된 비행 경로 발생기; -상기 비행 경로 발생기는 상기 보관소로부터 수신한 적어도 하나의 내장된 제1값과 수신된 적어도 하나의 현재 제1 값을 비교하여 현재 비행 미션과 관련된 제2 값과 협력하기 위한 적어도 하나의 수정된 제1 값을 계산하고, 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련되는 적어도 하나의 결정된 비행 경로를 발생시키도록 적응됨-; 및 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션을 위한 상기의 수정된 제1 값과 상기의 현재 비행 미션과 관련된 제2값, 상기의 결정된 비행 경로를 포함하는 상기의 현재 세트를 상기의 내장 세트에 첨부하도록 적응된 편집기-, 수정된 제1값을 수신 및 모니터 하고결정 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치를 유지 및 달성하도록 적응된 활동 프로세서;를 포함한다.
상기 비행 경로 제어 장치는, 다수의 기준 관측소 엔벨로프에 대한 가변되는 지리적 공간 차원 및 지속시간의 바람 엔벨로프, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치에 대응되는 비행 엔벨로프 및 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 성능 엔벨로프를 예측 또는 결정하도록 적응된 예측 수단; 적어도 하나의 현재 비행 미션에 기초하여 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 각각의 성능의 안전성을 결정하고 또한 즉시 대책이나 또 다른 비행 미션을 정하도록 적응된 이벤트 매니저; 또는 바람, 대기, 항공 데이터를 포함하는 제1값과 관련되는 데이터를 보고하도록 적응된 보고 수단; 중 적어도 하나를 포함한다.
상기의 현재 비행 미션은 하늘을 나는 시간, 기후 데이터, 전력 생산 중 적어도 하나를 포함하는 측정 가능한 출력과 관련되는 것을 특징으로 한다.
상기의 현재 비행 미션은 감시와 통신, 비행체의 포지셔닝 또는 전력 생산 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 기준 관측소의 제어 장치들은 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 측정 가능한 출력을 비교하도록 적응되었으며 또한 비교결과를 상기 설정 매니저에 전달하도록 적응된 것을 특징으로 한다.
적어도 한가지 비행 미션과 부합되는 한가지 비행경로를 따라 테더 자이로글라이더를 제어하는 방법에 있어서, 하기의 단계들: 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 바람 벡터, 기준 관측소의 위치, 장애물의 위치, 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로글라이더와 밧줄의 지리 공간 위치, 지리 공간 속도, 밧줄의 장력, 밧줄의 연장 길이, 밧줄의 동작, 밧줄의 수명, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치의 출력 중 적어도 하나를 포함하는 동적 요소와 관련된 제1 값 중 하나를 보관소에 수신 및 저장하는 단계; 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 고정 값, 범위, 어레이 또는 수학함수 중 적어도 하나인 제2 값을 보관소에 수신 및 저장하는 단계; 적어도 하나의 제1값과 적어도 하나의 제2 값을 포함하는 내장 세트에 기초하여 상기 적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 수신 및 저장하는 단계; 적어도 하나의 동적 요소의 현재 상태에 대응하는 현재 제1 값을 수신하는 단계; 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 제2 값을 수신하는 단계; 적어도 하나의 내장 비행 경로를 적어도 하나의 현재 비행 미션에 대응되는 관련된 적어도 하나의 내장 세트와 함께 수신하는 단계; 수신한 적어도 하나의 내장 제1 값을 참조로 하여 수신한 적어도 하나의 현재 제1 값에 대하여 비교를 진행하는 단계; 적어도 하나의 보정된 제1값을 계산하여 수신된 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 제2 값과 협력하는 단계; 실질적으로 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련되는 적어도 하나의 확정 비행 경로를 산출하는 단계; 상기의 적어도 하나의 비행임무를 위한 상기의 보정된 제1 값, 관련된 제2 값, 상기 확정 비행경로를 포함하는 상기의 현재 세트를 상기 저장 세트에 추가하는 단계; 상기의 보정된 제1 값을 수신 및 모니터링 하는 단계; 및 보정된 제1 값을 수신 및 모니터링하고 확정 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치를 유지 및 달성하는 단계;를 포함한다.
적어도 하나의 확정 비행 경로를 산출하는 단계는 또한 하기의 단계들: 다수의 기준 관측소 엔벨로프에 대한 가변되는 지리적 공간 차원 및 지속시간의 바람 엔벨로프, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치에 대응되는 비행 엔벨로프 및 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 성능 엔벨로프를 예측 또는 결정하는 단계; 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션에 기초하여 상기 자이로글라이더의 각각의 성능의 안전성을 결정하고 또한 즉시 대책이나 또 다른 비행 미션을 지시하는 단계; 또는 바람, 대기, 항공 데이터를 포함하는 제1값과 관련되는 데이터를 보고하는 단계; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 보정된 제1 값을 수신 및 모니터링하는 단계는 또한 다음의 단계들: 추력, 피칭, 롤, 침로 이탈, 전력 생산, 테더 기능, 페이러드 기능, 보고 기능, 타이밍 및 동기화 기능의 제어를 포함하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 행동을 제어하기 위한 수단과 방법 어레이를 제어하는 단계; 상기의 보정된 제1 값을 수신하는 단계; 밧줄 장력, 밧줄을 풀어 내는 속도와 감는 속도, 밧줄 연장 길이를 모니터링하고 제어하는 단계; 및 관련 데이터를 입력 매니저에 전송하는 단계; 상기의 보정된 제1 값을 수신하고 모니터링 하는 단계; 및 밧줄을 풀어내는 과정에서 전력-발생 브레이크로 작용하는 모터 발전기를 제어하는 단계; 또는 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 측정 가능한 출력을 비교하고 비교결과를 설정 매니저에 전달하는 단계; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서 내에 포함되어 있음.

본 발명의 특징들은 첨부된 도면들을 참조로 하기의 설명에서 명백해 질것이다. 이들 도면은 오직 본 발명의 전형적인 실시 예들을 보여주는 것으로 이해하여야 하며, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 말아야 하며, 본 발명은 첨부된 도면의 사용을 통해 추가적인 특정성과 세부와 함께 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더에 대한 제어 시스템의 흐름도를 도시한다;
도2는 도1의 제어 시스템에 대한 블록 도를 도시한다;
도3은 도1의 제어 시스템에서 바람 예측에 관계되는 요소들의 개략 도를 도시한다;
도4는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더에 의한 반복적인 전환 조작을 도시한다.
도5는 본 발명에 따르는 제어 시스템의 일반적인 목적을 나타내는 개략 도를 도시하며 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 매개의 목적들의 특성을 보여준다.
도6은 도5의 일반적인 목적과 비즈니스 목표를 다같이 나타내는 개략 도이다.

본 발명의 부품들은 도면에서 일반적으로 설명되고 도시된 바와 같이 매우 다양한 서로 다른 구성으로 배열되어 설계 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 도면에 도시된 본 발명의 시스템의 실시 예에 대한 하기의 보다 상세한 설명은 주장 범위에서와 같이 본 발명의 범위를 제한하려고 하는 것이 아니며 단지 본 발명의 다양한 실시 예를 나타낸다. 본 발명의 도시된 실시 예들은 도면을 참조로 가장 정확히 이해 될 것이며, 여기서 같은 부품들은 전기간 같은 부호를 이용하여 도시되었다.

바람에 의해 작동하는 테더 자이로글라이더의 출현은 지표 고도로부터 한대 및 아열대 제트 류 바람 높이까지로의 그리고 그 속에서의 몇 주 또는 몇 달 기간 동안의 지속적인 높은 고도 제어 비행을 실제로 가능하게 한다. 이 기능에서 얻을 수 있는 1차적인 상업 또는 실용 가치의 범위는, 단독으로 또는 협조 군(swarm)의 형식으로 높은 고도와 제트 류 바람 속에서 비행하는, 이러한 수 만개의 자이로글라이들이, 동시에 허용되는(제로 타임 지연) 광범위한 지리 영역에 걸쳐 집단적으로, 온-보드 감지기와 장치에 의해 직접 바람, 대기, 항공 및 기타 측정수단들의 전례 없는 이차 값을 만들어 낼 수 있는 잠재력을 제시한다. 테더 자이로글라이더와 초래되는 대기, 바람 및 항공 정보는 상호의존적이로고 할 수 있을 것이다.

본 발명에 의해 예상되는 제어 시스템은 지속되는 또는 예상되는 바람의 포트폴리오 내에서 작동하는, 적어도 하나의 비행 임무와 일치되는 측정 가능한 출력을 생성하기 위해 바람, 자이로글라이더의 성능, 비행, 기준 관측소 엔벨로프를 포함하는 적어도 네 개의 엔벨로프의 포트폴리오 사이의 호상 작용을 관리하는, 측정 가능한 출력을 향상 또는 감소시키는 기능 또는 동작 요소를 다루는, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더를 비행시키도록 구성되었다.

개시된 제어 시스템을 갖는 테더 자이로글라이더의 비행미션은 전형적으로 미션들 사이의 감시, 통신, 지구 공학(항공기용 재료, 토목 공학, 기후 데이터 수집을 포함하는), 항공 자산의 위치 선정, 전력 발생, 추진 및 배회를 포함한다. 따라서, 측정 가능한 출력은 선정된 비행미션에 대응되는 하늘을 나는 시간, 수집된 토목 공학 및 기후 데이터, 조망된 지역, 식별되고 모니터 된 이익 항목과 가능하게 된 차후 행동, 가능하게 된 통신, 달성된 지구공학기술, 발생된 전력, 선택된 비행 임무에 대응되는 시장의 수요와 가격, 협상들에 관하여 생산된 전력의 타이밍과 수량, 품질 중 적어도 한가지를 포함한다. 자이로글라이더는 기준 관측소에 밧줄로 매여진다. 기준 관측소는, 선택적으로, 에너지를 생산할수 있도록 구성된 서브 시스템을 포함한다. 테더 자이로글라이더의 비행경로는 공기의 밀도와 속도, 현재 또는 예상되는 바람 엔벨로프와 같은 기타 특성들을 포함하는, 바람 조건과 일치되는, 비행 목적과 기준 관측소에 의한 테더 자이로글라이더의 제어에 기여하는 파라 미터에 기초하여 계산된 비행 엔벨로프내에 포함된다. 이러한 파라 미터들은 테더 자이로글라이더의 성능 특성, 동시 또는 예상되는 바람과 바람 엔벨로프의 특성, 기준 관측소의 지리 공간 위치, 가능한 경우의 페이러드 특성, 운전 부품, 비즈니스 목적, 경제 및 작동 요소의 성능 특성을 포함한다.

선택적으로, 비행 경로는 현재 또는 예상되는 바람 혹은 바람 엔벨로프, 테더 자이로글라이더 성능 특성 및 그의 운전 부품들의 성능 특성, 고정장치들과 기능 부품들의 유일 일련 번호 및 기타 식별 코드, 이들의 사양과 재료, 중량, 그리고 임무 목적과 비즈니스 목적, 경제적 및 운영 요소에 기초하여 예정된 비행 경로들의 라이브러리 속에서 선택된다.

그룹이나 클라스터 또는 군의 형태로 집합적으로 작동되거나 또는 독립적으로 작동되는 단일 자이로글라이더 또는 다수의 테더 자이로글라이더와 이들의 페이로드(있는 경우), 유일 일련 번호와 고정장치와 기능 부품들의 기타 식별번호는 단일 또는 다수의 자이로글라이더의 비행을 협력 방식으로 제어하는 경우 계산 지원 및 기능적 상호운영성과 성능의 확실성을 보장하기 위해 제어 시스템에 의하여 이용된다. 유일 ID와 코드는 또한 품질 관리와 라이센스 및 인증, 산지, 명칭, 완성된 이익 결정을 지키고 재정 및 관리 요구사항을 충족시키기 위한 목적으로 이용될 수 있다.

일반적으로, 테더 자이로글라이더의 운영 원리와 이들의 제어는 Grant Calverley의 미국 특허 출원 US20110266809에서 서술되었다. 또한 Grant Calverley와 Scott Webster의 미국 출원 제13/709,201에서는 밧줄의 인장력을 효과적으로 이용하기 위한 수단을 개시하고 있다. 여러 다른 특허 출원에서는 카이트에 대한 제어에 의하여 전력을 생산하기 위한 노력들에 대해 개시하였다. 미국 특허 7656053은 전력 발생을 위한 회복 단계에서 카이트 상의 힘에 대한 견인 단계에서 카이트 상의 힘의 비율을 이용하는데 기초하고 있다. 미국 특허 출원20080210826 은 제어된 카이트 움직임을 위한 늘어나거나/줄어드는 연결 케이블에 의존하는 카이트 제어에 대해 개시하였다. 또한 미국 특허 출원 20110025061은 카이트를 공중에 유지하기 위한 다수의 밀 로우터가 제공되는 테더 플랫폼을 개시하고 있다. 선행기술에서 공지된 테더 자이로글라이더는 오직 컴퓨터화된 시뮬레이션에만 의존하며 단일 자이로글라이더 또는 테더 자이로글라이더 군의 제어를 보장할 수 있는 포괄적이고 최적화된 방안은 제공하지 않는다. 시간당 필요한 것은 임무 과정에서 자이로글라이더가 이용할 수 있는 데이터를 저장하는 학습형 라이브러리 매니저이며 그것은 매 계산과 비행 경로가 주변 기기나 계산에 대한 필요가 제기됨이 없이 실시간으로 복제될 수 있으며 따라서 운영 탄력성을 증가시키고 비용을 상당히 절감시키기 때문이다.

하나의 테더 자이로글라이더 또는 그의 군을 위한 본 발명의 제어 시스템은 선택된 비행 미션과 일치되는 바람직한 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더를 달성하고 일반 유지하기 위한 것이다. 매 비행 미션은 또한 측정 가능한 출력과 관련되어 있다.

도1을 참조로 하여, 적어도 하나의 비행 미션이 먼저 확정된다. 매 비행 미션은 근접 바람 벡터, 바람 예측, 기준 관측소의 위치, 장애물, 선택된 임무에 관련된 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로글라이더와 밧줄의 지리 공간 위치, 지리 공간 속도, 밧줄의 장력, 밧줄의 연장 길이, 밧줄의 동작, 밧줄의 수명, 페이러드, 온보드 전력 시스템 수단, 보고 수단, 통신 수단, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치, 미션 상태, 부속 시장과 고객 환경, 비행 임무와 관련된 측정 출력 중 적어도 하나를 포함하는 동적 요소를 포함한다. 적어도 하나의 이들 동적 요소와 관련된 제1 값이 측정, 모의, 계산된다.

다음 단계는 선택된 비행 미션과 부합되는 예정된 고정 제2 값을 미리 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 제2 값은 고정 값과 범위, 어레이, 수학함수 중 적어도 한가지가 되며 그것을 이용하면 장치, 시스템 제어 또는 논리 파라 미터를 나타내는 고정 값과 값들의 범위, 어레이를 구해내는데, 임계 값, 범위, 한계, 가동 목적, 적어도 하나의 비행 임무의 사양, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더와 연관 부품의 사양, 부품이나 밧줄의 계열 또는 등록 번호, 사양, 재료와 질량을 포함한다.

매 비행 미션은 적어도 하나의 제1 값과 적어도 하나의 제2값을 포함하는 세트와 관련된 적어도 하나의 비행 경로에 대응된다. 본 발명의 제어 시스템에는 비행 미션과 부합되는 매 비행 경로에 대한 제1값과 제2 값의 내장된 세트를 갖고 있는 보관소를 포함하는 학습 및 라이브러리 관리자가 제공된다.

현재 비행 미션을 위한 제2 값이 결정되면, 내장된 제1값을 포함하는 내장 세트를 참조로 하여, 측정, 계산 또는 모의된 현재 제1 값의 반복 비교와 분석, 모의, 최적화, 테스트, 순위 평가, 등급 평가, 필터링 중 적어도 하나를 수행하여, 제2 값과 협력하기 위한 수정된 제1 값을 계산하고 바람직한 비행 미션에 대응하는 적어도 하나의 수정된 비행 경로를 산출한다.

수정된 제1값, 관련된 제2값, 수정된 비행 경로의 현재 세트가 결정되면, 현재 세트는 비행 제어 시스템의 추가적인 학습을 가능하게 하기 위해 내장 세트의 형식으로 학습 및 라이브러리 매니저의 보관소에 첨부된다.

그 후, 수정된 제1값은 비행 제어 장치, 발전기 제어 장치, 장력 관리 수단, 기준 관측소 제어 장치 중 적어도 하나에 할당, 분할, 번역, 또는 이동되어 확정 비행 경로를 따르는 테더 자이로글라이더의 위치 및 상태를 대체적으로 유지 및 달성한다. 실행된 수정 비행 경로는 이제 학습 및 라이브러리 매니저의 보관소에 다시 저장되는 경험된 비행 경로로 된다.

본 발명의 비행 제어 시스템에 의한 비행 경로의 확정은 제1값과 제2값을 나타내는 측정 출력을 생산하기 위한 바람직한 비행 미션을 위한 비행 경로와 관련된 값들을 나타내는 변수들을 포함하는 오직 가상적인 비행 경로 계산 방법을 나타내는 것을 목적으로 하는 예시적인 방정식과 함께 하기에서 설명되었다. 제1 값은 한가지 선택된 미션에 대한 변수이며 한편 제2값은 미션들 전체에 걸치는 변수이며 한가지 선택된 미션에 대해 고정된다.

가상적으로, 설명을 쉽게 하기 위해, 학습 및 라이브러리 매니저의 보관소에 내장된 비행 경로는 하기와 같이 나타낼 수 있다.

------>방정식1

여기서,

A, B, C, D,...는 선택된 비행 임무에 부합되는 비행 경로의 예정되고 고정된 제2값을 나타낸다;

변수x, y, z, t, u, Φ, β, δ는 제1값을 나타낸다;

m,n,o,...공력 특성에 기초한 지수이다.

ψ는 비행 경로를 나타내며 비행 경로를 식별하는 밧줄의 각도, 장력과 회전 및 위치의 상태, 벡터 등을 포함하는 밧줄의 각 가속도 등을 나타낸다.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 비행 제어 시스템은 상기 지적된 동적 요소의 적어도 일부에 대응되는 현재 제1값x1, y1, z1, t1, u1, Φ1, β1, δ1... 을 수신한다. 제2 값A, B, C, D,...은 선택된 비행 임무에 대해 미리 결정된다. 비교와 분석, 최적화 등 반복 작업들은 비행 경로를 달성 및 대체적으로 유지하기 위한 허용 가능한 편차 내에서 방정식1을 만족시키는 또는 만족시키려는 수정된 제1값 x2, y2, z2, t2, u2, Φ2, β2, δ2의 세트가 얻어 질 때까지 현재 제 1값x1, y1, z1, t1, u1, Φ1, β1, δ1...으로 수행된다. 수정된 제1값의 세트로부터, 바람직한 비행 미션에 적어도 가깝게 대응되는 비행 경로를 결정하기 위한 하나 이상의 세트가 선택된다. 비행 경로 ψ 가 달성되면, 수정된 제1값 x2, y2, z2, t2, u2, Φ2, β2, δ2...은 제2값A, B, C, D,...와 함께 비행 경로에 대응되는 추가적인 내장 세트로써 보관소에 저장된다. 또한, 수정된 제1값 x2, y2, z2, t2, u2, Φ2, β2, δ2...은 그 다음 적어도 하나의 부속 제어 시스템에 적합하게 할당, 분할, 번역 또는 이동된다.

도1에서 도시된 전형적인 흐름도의 분류 내에서 진행되는 결정은, 모두 근접 바람 벡터, 자이로글라이더와 그의 비행 요소, 밧줄과 부속 시스템 동작과 관련된 고유 동태 변수의 형식으로 련관된, 제1 값, 제2값을 포함하는 하나 이상의 값-함수로부터 비행 경로를 발생시키기 위해 내려지며, 한편 제1값과 제2값은 임무에 긍정적이거나, 반대되거나 또는 영향을 주지 않는 명시적인 또는 암시적인 예상된 측정 값을 갖는 제약을 지키거나 지키지 않을 수 있다.

임무 목적이 매 동작 전력 사이클 당 얻어지는 《순 평균 전력》(NAP)을 찾기 위한 경우. NAP의 최적화는, 예를 들어 《지정된 광범위한 테더 힘의 값을 초과하지 말아야 한다.》와 같은 실질적인 비행 제약을 충분히 고려하여 달성되어야 한다. 이 조건 세트는 사이클 상에서 수확된 순 에너지를 동일한 사이클을 완료하는데 필요되는 시간으로 나누어 분석적으로 표현될 수 있을 것이다.

여기서,

NAP는 매 전력 사이클 당 순 평균 전력이며, 비행경로, 최적 방안을 얻을수 있는 임무 값-함수이다;

NE는 매 전력 사이클 당 수확되는 순 에너지이다;

Tstart는 자이로글라이더 전력 사이클의 시작 시간이다; 그리고

Tend는 자이로글라이더 전력 사이클의 종료시간이다.

수확된 순 에너지(NE)는 이제 기준 관측소의 윈치 전력-캡스턴 수단에 의해 수행된 작업(경험된 에너지 - 풀어내는 과정에 발생되고 감는 과정에 필요 되는)의 수학적 적분으로 표현될 수 있으며,

여기서,

s는 적어도 하나의 제1값에 기초한 변위 성분을 나타내고;

Tw는 윈치에서의 밧줄 인장력이며, 측정 가능한 값이며;

dφ는 윈치 전력 캡스턴 회선에서 차동 변화이고;

Tstart는 자이로글라이더 전력 사이클의 시작 시간이고;

Tend는 자이로글라이더 전력 사이클의 종료 시간이다.

일반적으로, 파라미터 NE와 NAP, Tw, dφ는 모두 명시적 또는 암시적으로 본 발명의 제1값과 제2값, 측정 값에 의존하며, 함수 서술의 형식으로 하기에서 분석적으로 나타냈다.

NE = fNE (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...)

NAP = fNAP (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...)

Tw = fTw (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...)

dφ = fdφ (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...)

여기서,

x1, y1, z1...은 제1값 세트를 나타내고;

x2, y2, z2...은 고정된 제2 값 세트를 나타내며;

m1, m2, m3...은 측정 값 세트를 나타내고;

fXXX...는 변수 세트에 대한 함수 의존을 나타낸다.

NAP 최대화는, 실제적인 상업적 고려 사항으로써, 마모를 초래하는 밧줄 동작에 과도-스트레스를 가해 밧줄을 끊어지게 하거나 남용하는 것과 관련되는 임무 제약에 따라야 한다. 이와 같은 바람직한 조건은 하기의 부등식에서와 같이 표현된 보조 제약 방정식으로 표현될 수 있다.

Tw(x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...) < y1

여기서,

y1은 제2 값이며, 임무가 초과해서는 안 되는 값보다 큰 밧줄 인장력 값을 나타낸다.

상기 명시된 제약 이외에도, 자이로글라이더의 운전 자체가 비행 경로의 매 지점과 일치되는 최대 양력(밧줄에 작용하는 효과적인 광범위한 추력)을 생성하기 위해 수행 될 수 있으며; 이러한 자이로글라이더 구성은 매 비행 상태에서 최대 예상 리프트 범위를 생성하는 자이로글라이더 회전 날개/블레이드 설정을 도표화한 제1 값 세트로 도시되었다. 예를 들어, 주어진 고도와 공기 밀도, 상대적인 바람 벡터 크기, 로터-디스크 영 각에는 대응되는 최대 양력을 생성하는 《집단》 회전 블레이드의 값이 있다. 따라서 비행 제어 시스템의 학습 및 라이브러리 수단과 방법은 공기 역학적 조건에 대응되는 제1값과 인수의 도표화를 포함하며 이로부터 제2 값으로써 최적 로터 블레이드 집단 설정이 결정되게 된다. 집단 설정은 다음과 같이 표현될 수 있다.

COL = fCOL (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...)

이 집단 설정은, 현존 비행 동작과 결합되어 《회전자의 회전 속도》의 측정된 제1 값을 생성한다. 동적 바람 벡터와 기타 비행 조건으로 인해, RPM 제1값은 바람직하지 않은 것으로 간주되며 대응되는 제2 값의 범위를 벗어나는 조건에 대응할 수 있다. 이와 같이, 과도하게 높은 RPM은 회전 자 또는 다른 시스템의 구조적 일체성에 위험을 조성하거나 또는 과도하게 낮은 RPM은 계속되는 자동회전에 위험을 조성할 수 있다. 상기 조건은 이제 비행 경로 계산과 최적화에 대한 또 다른 세트의 제약으로 되며 하기의 두 개의 부등식 방정식에 의해 표현된다.

RPM (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...) > RPMmin

RPM (x1, y1, z1...; x2, y2, z2...; m1, m2, m3...) < RPMmax

상기 내용은 이제 현대 다변 량, 비선형 제어 최적화 이론의 다양한 기술에 의한 수치 해결방안을 목적으로 하는 결합된, 비선형, 연립 방정식의 세트를 제기한다. 이 방안으로부터, 공간을 통과하는 비행 경로와 비행 경로를 달성하기 위한 1차적 제어 실행기 모두를 특성화하는 제1값의 세트가 나온다.

이는 단순한 일례이며, 모의, 테스트, 최적화와 같은 본 발명의 방법의 실제 응용에서는, 단순히 밧줄, 로터 허브와 블레이드, 부속 시스템의 수명을 보호하는 것이외에 제약 조건을 반영하도록 광범위하게 확장될 수 있다는 것을 유의하여야 한다.

실제적인 제약과 절충은 전력에 대한 낮은 시장 구매 가격에 직면하여, 밧줄 인장력을 최대 값보다 적게 제한하여 예비 밧줄의 수명을 보존하는 균형을 반영하는 것으로 하여; 선택적으로 전력에 대한 높은 시장 구매가격으로는 최대값으로 또는 그보다 낮은 운전이 실현 가능할 것이다.

본 발명의 비행 제어 시스템은 또한 2차 임무를 기회주의적, 선택적 또는 위임 기준으로 고려한다. 예를 들어 2차 위임된 임무는 최소 시간과 지리 공간 위치, 특정 바람과 기후 데이터 수집, 그리고 바람 벡터를 알아내고 보다 높은 생산성 가져올 수 있는 엔벨로프를 결정하는 것일 수 있다.

도2를 참조로, 본 발명에서 예상되는 적어도 하나의 자이로글라이더에 대한 제어 시스템의 주 부품과 이들의 목적 기능들은 하기에서 기술되었다..

입력 매니저(10): 입력 매니저(10)는 비행 제어 시스템 운전과 관련된 현재 상태를 설명하거나 나타내는 적어도 하나의 측정, 모의, 또는 계산된 값을 수신하며, 근접 바람 벡터, 바람 예측, 기준 관측소의 위치, 장애물, 선택된 임무에 포함된 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로 글라이더와 밧줄의 지리공간 위치, 지리 공간 속도, 밧줄의 장력, 밧줄의 동작, 밧줄 헬스, 페이러드, 테더 자이로글라이더의 상태, 온보드 전력 시스템, 통신수단, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치, 임무의 상태, 부속 시장과 고객 환경, 제1 값을 구성하는 비행 임무와 관련된 측정 출력 중 적어도 한가지를 포함한다.

세팅 매니저(12): 세팅 매니저(12)는 적어도 고정 값과 범위, 어레이, 그리고 고정 값과 범위, 값들의 어레이를 구하는 수학함수를 수신하는데, 이들은 장치, 시스템 제어 또는 논리적 파라미터를 나타내며, 임계 값, 범위, 한계, 가동 목적, 선택된 비행 임무의 사양, 테더 자이로글라이더와 연관 부품의 사양, 부품이나 밧줄의 계열 또는 등록 번호, 사양, 재료와 질량을 포함한다. 이들 제2값은 미션에 따라 다양할 수 있지만 선택된 미션에 대하여 상대적으로 고정적으로 남아있게 된다.

학습 및 라이브러리 매니저(40): 본 발명의 비행 제어 시스템의 학습 및 라이브러리 매니저(40)는 필요 되는 동시, 비선형, 다변 수, 상호 의존 및 선택 성-포함 계산을 위한 값 세트를 시딩, 부트-스트래핑 또는 달리는 착수함으로써, 예를 들어, 바람, 비행, 테더 자이로글라이더 성능, 기준 관측소 엔벨로프 중 적어도 두 가지와 비행 장치, 테더, 테더 장력 수단, 전력 발생, 기준 관측소 제어 수단, 부속 비즈니스, 미션 제어기 수단의 제어 장치 및 세팅을 합체하는 적어도 하나의 비행경로의 상호 협력에 의해 기술되는 잠재력들 중에서 미션 자격을 갖춘 측정 가능한 값 기회-탐색 및 최적화 방법을 가능하게 하여 최적의 출력을 용이하게 하는데 기여한다. 내장 세트 보관소는 비행 제어시스템이 비행 경로를 결정할 수 있는 가이드라인으로 되는 값 세트를 제공하는데 그것은 현재 비행 미션의 최적 값에 접근한다.

비행 경로 제어기(50): - 비행 경로 제어기(50)는 입력 매니저(10)로부터 제1값을 수신하며 세팅 매니저로부터 제2값을 수신한다. 비행 경로 제어기(50)는 또한 비행 경로 발생기(16)과 편집기(20)을 포함한다. 비행 경로 발생기(16)는 내장된 제1값을 포함하는 내장 세트를 참조로 하여, 현재 미션과 관련하여 수신한, 현재 제1 값의 반복 비교와 분석, 모의, 최적화, 테스트, 순위 평가, 등급 평가, 필터링 중 적어도 하나를 수행하여, 현재 제2 값과 협력하기 위한 수정된 제1 값을 계산하고 바람직한 비행 미션에 대응하는 적어도 하나의 수정된 비행 경로를 산출한다. 편집기(20)는 내장 세트에 수정된 현재 제1값, 관련된 현재 제2값, 수정된 비행 경로를 포함하는 현재 세트를 첨부한다. 또한, 자이로글라이더의 블레이드는 다수의 요소들에 의해 특징지어지며 이들 요소는 테더 자이로글라이더의 미션과 제어에 기여하는 본질적 특성들을 포함한다.

비행 경로 제어기(50)는 예측 수단(14), 이벤트 매니저(18), 보고 수단(22) 중 적어도 하나를 포함한다.

예측 수단(14): 예측 수단(14)은 단지의 적어도 일부와 부합되는 다수의 기준 관측소 엔벨로프에 관한 다양한 지리 공간 크기와 지속 시간에 대한 바람 엔벨로프(정확하게 알려지거나 확정되었거나 그렇게 되지 않은 바람 에너지의 한정 양에 의해 특징지어지는)와 자이로글라이더의 모든 가능한 위치에 대응하는 비행 엔벨로프와 자이로 글라이더 성능 엔벨로프를 결정한다. 선택적으로, 현재 바람 조건과 바람 엔벨로프가 결정되며 가변적인 바람 에너지 콘텐츠를 포함하는 바람 조건과 바람 엔벨로프는 테더 자이로글라이더의 가능한 모든 위치에 의해 정의된 예정된 비행 엔벨로프에서 예정된 비행 지속 시간 동안 예측된다. 예측 수단(14)는 전형적으로 테더 자이로글라이더 제어 시스템의 현지에 또는 멀리 떨어진 곳에 위치한 계산 수단이며, 부속 시스템과 통합하여, 자립적으로 또는 조화롭게 협력하여 실행하고 달리는 협동하기 위한 자료와 계산, 전달 수단을 제공하는 자율 능력을 포함한다.

이벤트 매니저(18): 이벤트 매니저(18)는 선택된 비행 임무에 기초하여 테더 자이로글라이더의 각각의 성능의 안전성과 확실성을 결정하고 또한 즉시 대책이나 또 다른 비행 미션을 정한다. 이벤트 매니저(18)는, 따라서, 목적 부합 성 / 무결 성 / 유지 / 수정 / 예방 문제를 감지하고 적합한 대응을 발생시키도록 구성되었다. 미션의 안전성은 적어도 네 가지 차원에서: 1)충돌들에서의 작동 2) 테더 끊어짐 또는 기타 고장, 3)고장을 예상하고 따라서 예방하면서도 또 생명 주기와 수명 비용을 최적화하기 위한 자이로글라이더와 테더, 기준 관측소, 부속 시스템의 모니터링 헬스 및 4) 미션의 능력 또는 확실성 또는 미션 대 실제 성능을 감소시키는 기타 요인, 에서 특징 지어진다.

보고 수단(22): 보고 수단(22)은 바람, 대기, 항공 또는 기계 공학 데이터를 포함하는 제1값 중 적어도 하나와 관련되는 데이터를 보고한다.

활동 프로세서(24): 활동 프로세서(24)는 수정된 현재 제1값을 수신 및 모니터 하며 수정된 제1값을 비행 제어 장치(26), 발전기 제어 장치(28), 장력 관리 수단(36), 기준 관측소 제어 장치(30)중 적어도 하나에 할당, 분할, 번역, 이동하는 작업 중 적어도 하나를 수행하여 결정 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치를 대체적으로 달성 및 유지한다. 활동 프로세서(24)는 선택적으로 수정된 제1값 그리고 연관된 제2값의 형태로 바람직한 비행 경로를 달성하기 위한 조언을 제공함으로써 적어도 하나의 자동 조정에 대한 가이드라인을 제공할수 있다.

비행 제어 장치(26) - 비행 제어장치는 활동 프로세서(24)로부터 하기의 내용을 포함하는 자이로글라이더와 부속 시스템의 동작을 제어하기 위한 수단 및 방법 어레이를 제어하기 위한 수정된 현재 제1값을 수신한다:

추력 증가 또는 감소 - 자이로글라이더의 회전 블레이드에 대한, 들어오는 바람 벡터 대 블레이드 요소 배향, 이들의 공기 역학 및 물리적 특성, 동체에 관한 이들의 배향을 변경시키고, 달리는 추력을 증가 또는 감소시키는 항공, 공력 탁성, 자이로 스코프, 구심 성 및 기타 힘을 변경시키며, 추력을 하나 이상의 자이로글라이더의 제어 축에 대해 대칭 또는 비대칭으로 증가 또는 감소시키는 수단 및 방법 어레이, 주로 추력 시스템의 수단 및 방법 어레이.

피칭- 예를 들어, 상대적인 동체의 기수를 올리거나 내리는 동체의 가로 축의 배향을 변경하기 위한 수단 및 방법 어레이.

롤- 동체의 세로 축의 배향을 변경하기 위한 방법 및 수단 어레이.

침로 이탈- 동체의 수직 축의 배향을 변경하기 위한 방법 및 수단 어레이.

온보드 전력 발생을 증가 및 감소- 자이로글라이더 또는 그의 테더에 작용하는 증가된 또는 감소된 항력을 포함하는 로터에 작용하는 토크, 또는 에너지를 전환시키는 수단에 의한 기타 대응 동작을 증가 또는 감소시키는 수단 및 방법 어레이

테더 기능- 테더 장력을 모니터하고 제어하기 위한 자이로글라이더 제어 수단 및 방법을 포함하는, 자이로글라이더의 추력 또는 양력 중심에 관한 설치 점과 기하학적 구조를 부착, 이동, 또는 조종하기 위한 수단 및 방법 어레이와 자이로글라이더로부터 테더를 분리시키는 능력을 포함하는 안전 장치

페이러드 기능- 자이로글라이더에 또는 그의 테더에 부착된 페이로드를 제어 또는 작동시키기 위한, 또는 자이러글라이더와 그의 부속 수단들이 페이로드에 의해 안내되거나 또는 제어되도록 하기 위한, 설치 및 전력, 통신, 입력 또는 세팅 형식의 정보, 그리고 기타 서비스를 제공하는 수단 및 방법 어레이.

타이밍 및 동기화 기능- 자이로글라이더 또는 다수의 자이로글라이더와 부속 장치, 감지기, 스마트-감지기 네트워크, 맞춤형 계산 기계, 제어 시스템의 시간-기준 파라 미터를 결정, 유지, 동기화하기 위한 수단 및 방법 어레이.

발전기 제어 장치(28): 발전기 제어 장치(28)는 활동 프로세서(24)로부터 수정된 현재 제1값을 수신하고 모니터 하여 테더를 풀어내는 과정에서 전력-발생 브레이크로 작용하며 테더의 되감기 사이클 과정에서 윈치의 역할을 하는 모터 발전기를 제어한다.

장력 관리 수단(36): 장력 관리 수단(36)은 활동 프로세서(24)로부터 수정된 현재 제1값을 수신하여 테더 장력을 유지, 증가 또는 감소시키며; 풀어 내는 또는 되감는 테더 속도와 테더 연장 길이를 정지, 증가 또는 감소시키며; 테더 장력과 모션을 검출 및 모니터하며, 결과 데이터를 입력 매니저(10)에 전송한다.

기준 관측소 제어 장치(30): 기준 관측소 제어 장치(30)는 측정 가능한 출력을, 시뮬레이션과 예측, 예상, 관련 상업 독립체들의 근접 시설들이 참여되는 품질과 수량, 가격, 선택 성, 가격 제시, 비용을 포함하는 시장 - 기준 세팅, 부속 제어 시스템, 네트워크에 기초하여, 비교하고 또한 비교결과를 세팅 매니저에 전달하기 위해 비즈니스 및 임무 조종 장치들과 협력한다.

비즈니스 및 미션 제어 장치(32): 비즈니스 및 미션 제어장치(32)는 측정 가능한 출력을, 시뮬레이션과 예측, 예상, 관련 상업 독립체들의 근접 시설들이 참여되는 품질과 수량, 가격, 선택성, 가격 제시, 비용을 포함하는 시장 - 기준 세팅, 부속 제어 시스템, 네트워크에 기초하여, 비교하며 또한 비교결과를 세팅 매니저에 전달한다.

테더 헬스 모니터 수단(34): 테더 헬스 및 모니터링 수단(34)은 테더의 헬스를 a) 감기와 되감기 작업, 연장된 또는 회수된 테더 길이, 경험된 스트레스, 관련 이벤트(사고)를 포함하는 테더 활동 기록에 의해 b) 검사 레이저, x-선, 초음파, 열 또는 광학적 방법을 포함하는 재료 특성화에 의해 c) 크기의 결정, 표면 특성(마모 또는 손상), 모래, 유체 또는 기타 부착된 또는 포함된 재료에 의한 오염에 의해 그리고 d) 탈색되거나 달리는 강도, 탄성, 가소성, 또는 경험된 기타 다른 특성에서의 변화를 나타내는 코팅, 표기 염료, 내장 마커와 같은 지표에 의해 확정한다.

측정 가능한 출력(38): 측정 가능한 출력(38)은 하늘을 나는 시간, 조망된 지역, 식별되고 모니터 된 이익 항목과 가능하게 된 차후 행동, 가능하게 된 통신, 달성된 지구공학기술, 수집된 토목 공학 데이터, 수집된 기후 데이터, 발생된 전력, 시장의 수요와 가격, 협상들에 관하여 생산된 전력의 타이밍과 수량, 품질 중 적어도 한가지를 포함한다.

자이로글라이더의 위치는 그의 테더, 기준 관측소의 앵커 지점, 테더 자이로글라이더가 기준 관측소 앵커 지점에 부착되어 날수 있는 모든 지리 공간 위치를 포함하는 기준 관측소 엔벨로프, 동일한 또는 다른 미션에 참가하는 다른 테더 자이로글라이더와 이들의 테더의 위치, 인접의 다른 자이로글라이더의 위치, 비행 또는 미션에 영향을 줄 수 있는 지리적 특성 또는 구조, 제한된 공간의 위치에 의해 제한된다.

도3 은 도1의 제어 시스템에서 바람 예측에 관계되는 요소들의 개략 도를 도시한다.

오른쪽 방향 화살표로 나타낸 바람 벡터 T-4는 제트 류 바람을 포함하여 여러 고도에서의 역학 바람의 동작을 보여준다. 바람 벡터는, 예를 들어, 최근 바람 움직임이 지속되거나 변화될 것이라는 추측에서와 같이, 실제적이거나, 측정 또는 모의될 수 있다.

특정 고도에서 타원으로 나타난 글로벌 예보 시스템(GSF) 예보T-3 바람은 임의의 비교 소스에서 모의된 자료이며, 일반적으로 밀리바(1밀리바= 대기 압력의 매 평방미터 당 100뉴턴)로 설명되는 특정 고도에서 존재하는 바람을 나타내며, 실지 바람 벡터, 직접-측정된 바람 벡터 또는 기타 특정 시간과 지리 공간 위치에 존재하는 정보를 나타내지 않는다. 이 모의된 데이터는 일반적으로 기상 벌른이나 상업 및 군용기(각각 직접 관찰과 직접-계산된 방법으로)를 이용한 일시적인 관측에 의한 상대적으로 희박한 입력으로부터 얻은 기상 모델에 의해, 그리고 지상 또는 위성 시스템과, 예를 들어, 수증기, 구름 또는 기타 간접적 관측 방법을 추적하는 감지기에 의해 계산된다.

지속적인 테더 자이로글라이더와 테더 상에 배치된, 고도와 지리 공간 위치와 시간 어레이에서 하늘을 나는, 그리고 호상 데이터를 전송 및 수신할수 있는, 중앙 시설을 갖춘 자이로글라이더-배치된 감지기T-2 군.

윈드 섀도T-1는 공중 자이로글라이더에 의하여 초래되는 다른 자유로운 바람 벡터에 대한 움직임 변화 또는 바람이 불어오는 방향과 바람이 불어가는 방향의 바람 벡터의 도움으로 또는 그 비교에 의해 직접 또는 간접적으로 관측되고 해석될 수 있는 바람 벡터를 차단, 전용 또는 방해하는 것을 나타낸다.

국부 바람 벡터와 감지기T-0는 개별적인 자이로글라이더에 또는 이들의 테더를 따라 배치된, 매개가 자이로글라이더의 데이터를 입력 매니저(10)에 전송할 수 있는 자이로글라이더와 감지기 인접의 바람 벡터이다.

기준 관측소A는 지구의 냅 위의 한정된 위치에서 지구에 부착되거나, 또는 가변적인 위치에 있거나 있지 않는 차량에 부착되어 있다. 기준 관측소 A는 시스템 운영에 필요한 그리고 한 기준 관측소와 다른 관측소 사이에서 데이터를 전송 및 수신할 수 있는, 그리고 중앙 시설을 갖는 장력 관리 수단(36)과 부속 장치, 그리고 중앙 시설을 포함한다.

기준 관측소 엔벨로프 B는 기준 관측소 A의 지구의 냅 위의 인접 지리 공간 영역을 설명하며 여기서 테더 자이로글라이더 비행은 실제적인 것으로 확정되며, 유리한 바람 벡터T0와 바람 엔벨로프 C, 비행 엔벨로프 D, 비행 경로 E를 탐색하며, 측정 가능한 출력(38)을 발생하도록 확정된다. 이 지리 공간 영역에서는 P-M이 반전되고 경사진 원뿔모양의 입체 형상의 정점으로서 형상의 경계선을 포함하는 실제 표면에 가까운 것으로 설명되며, 이의 반전된 정점은 기준관측소A에, 내부 용적은 최소 서비스 표고 L-R 위의 원뿔모양 형상 내에 포함되고, 반전된 원뿔의 기부 아래 그리고 최대 서비스 표고 P-M은 기준 관측소 B를 포함하며, 이의 크기와 경사는 인접 바람 벡터와 자이로글라이더 비행 성능 엔벨로프 F, 테더, 미션에 관하여 다양한것으로 설명된다.

점선 A-L-M은 일 단부에서 기준 관측소 A에 앵커된 테더와 테더의 다른 단부에 근접하여 부착된 비행 자이로글라이더를 나타낸다. 테더는 테더 자이로글라이더의 안전과 충분한 작동을 위한 최소 서비스 표고인 점선 분 L-R를 거쳐 위쪽으로 대응하는 안전과 충분한 작동을 위한 최대 서비스 표고인 점선 분 M-P를 향해 확장된다.

바람 엔벨로프 C는 실지의, 측정된, 모의된 또는 예측된 특정한 바람 벡터를 나타내는 가변적인 크기와 지속 시간의 다중크기 지리 공간 용적이다. 바람 엔벨로프는 임의의 크기, 지리 공간 위치로 될수 있으며 다른 바람 엔벨로프와 통합될수 있다.

비행 엔벨로프 D는 가변 크기와 지리 공간 위치, 지속시간의 다차원 지리공간 용적으로서 이를 이용하여 구체적으로는 실제의, 모의된 또는 예측된 자이로글라이더의 모든 가능한 지리 공간 위치를 설명하고 제한한다. 비행 엔벨로프는 임의의 크기로 될수 있으며 다른 비행 엔벨로프와 통합될수 있지만, 그러나, 실제적으로, 두개 이상의 자이로글라이더는, 만약의 경우, 시간적으로 동일한 순간에 매 자이로글라이더와 그의 테더를 둘러싼 최소 한계 주변 지리 공간 안전 지역을 포함하는, 동일한 지리 공간 위치를 차지할 수 없다.

비행 경로 E는 실제의, 모의된 또는 예측된 테더 자이로글라이더에 대한 지리 공간 위치와 상태의 다차원 라인이다. 도시되지 않은 것은 비행하는 자이로글라이더로부터 아래의 그의 기준 관측소 A로 연장되는 테더 자이로글라이더의 테더의 모든 지리 공간 위치와 상태에 대응하는 비행 경로이다.

자이로글라이더 성능 엔벨로프 F는 자이로글라이더와 그의 테더, 다른 자이로글라이더의 인접에서 비행하는 자이로글라이더의 비행 동작이 a)안전하고, b)제어 가능하고 또는 c) 불안전하고; d) 제어할 수 없고; e) 안전하고 제어된 비행으로 돌아오도록 된 모든 가능한 지리 공간 위치와 상태를 설명하는 다차원의 지리 공간이다.

비행 경로 시작 점T0는 현재 자이로글라이더 상태와 위치를 설명하는; 또는, 일련의 상태와 지점에서 일련의 예측된 또는 실지 지리 공간 지점들 중 제1지점을 설명하는 지리공간 지점과 시간이다.

기준 관측소 A와 수직을 이루는 자이로글라이더의 테더와 벡터를 나타내는 점선 A-M사이의 최소 바람이 불어오는 방향의 테더 각도 G, 여기서 이보다 작은 각도에서의 테더 비행은 비현실적인 것으로 된다.

점선 A-R-S는 일 단부는 기준 관측소 A에, 그리고 테더의 다른 단부의 인접에 부착된 비행하는 자이로글라이더에 앵커 되여 있는 테더를 나타낸다. 테더는 테더 자이로글라이더의 안전하고 충분한 작동을 위한 최소 서비스 표고인 점선 분L-R를 거쳐 위쪽으로 확장된다.

기준 관측소 A와 수직을 이루는 자이로글라이더의 테더와 벡터를 나타내는 점선A-S사이의 최대 바람이 불어가는 방향의 테더 각 H, 여기서 보다 큰 각도에서의 테더 비행은 비현실적인 것으로 된다.

지구 풍력 터빈 K는 지구의 냅에 또는 바다 또는 수로 높이에 부착된, 오직 인접 바람 벡터에만 대응할 수 있는, 다른 바람을 탐색하고 정확한 위치를 찾거나 다른 바람 벡터를 채용하기 위해 새로운 지리 공간 위치에 동시적으로 자체로 장소를 옮길 수 없는 견고한 구조물이다.

장애물 X는 기준 관측소 엔벨로프 B, 바람 엔벨로프 C, 비행 엔벨로프D, 비행 경로 E를 교차하는 대상물이며, 윈드 섀도T-1를 발생시키거나 또는 기준 관측소 A나 임의의 시스템 요소, 제어 또는 시스템의 결점이 없었던 가동에 위험을 조성하거나 방해할 수 있다.

도4는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더에 의한 반복적인 전환 조작을 도시한다. 매 자이로글라이더는 전형적으로 자이로글라이더의 비행 성능 엔벨로프 내에서, 하나이상의 바람 엔벨로프 내에서, 테더 항력과 중량을 증가하면서, 고도를 유지하면서, 그리고 과도 장력으로 인해 테더를 제압하거나 끊지 않도록 하는 다수의 비행경로를 갖는다.

도5는 본 발명에 따르는 제어 시스템의 일반적인 목적과 적어도 하나의 테더 자이로글라이더에 대한 매 목적의 특징을 도식적으로 나타낸다. 본 발명에 따르는 제어 시스템은 테더 자이로글라이더에 관한 8가지의 일반화된 목적:1.)비행 시도, 2.) 비행하지 않음, 3.)비행 유지, 4.)비행 개선, 5.)위임 비행(무조건 비행해야 함) 도시 않됨 6.) 위험을 피하기 위한 비행 및7.) 기준 관측소에로 귀환비행 및8.) 기준 관측소 시스템 관리 중 적어도 하나와 관련되는 적어도 하나의 자이로글라이더의 최적 비행 경로를 확정하는 것을 목적으로 한다.

테더 자이로글라이더의 비행 목적은 다른 테더 자이로글라이더들이 비행하고 있거나, 또는 조작자의 경험이 유리한 현재 바람 조건이나 예상된 조건이나, 시장 조건과 예측보다는 외인 성 요인에 의존할 수 있다는 관측에 기초하여, 또는 바람 조건 및/또는 전력 시장에서의 일부 긍정적인 일반적 경향, 또는 동일한 특성과 요구사항을 갖는 미션에 유리한 것으로 인정된 것으로 하여, 또는 테더 글라이더의 한가지 미션 비행이 지시되거나 또는 달리 요구되는 것으로 인해 임의로 결정될 수 있을 것이다. 이러한 목적과 비행을 시도하려는 결정은 사람의 개입이나, 특별한 단계나 그 자체가 충분히 자동화 된 장치 또는 시설을 요구할 수도 있고 않을 수도 있으며, 또는 사람의 개입을 통하여 가동될 수 있을 것이다.

테더 자이로글라이더를 비행시키지 않기 위한 목적은 오직 불리한 조건 및/또는 하나 이상의 예보로부터 불리할 것으로 예상된 조건, 또는 동일한 특성과 요구 조건을 갖는 미션에 불리한, 또는 테더 자이로글라이더의 비행 미션이 금지 또는 제한되거나 또는 미션 비행이 위임되지 않은 것으로 인해 임의로 결정될 수 있을 것이다. 비행시키지 않기 위한 목적은 테더 자이로글라이더를 회수하기 위한 결정이나 또는 지구의 냅 위의 고도로부터 테더 자이로글라이더의 기준 관측소에 착륙시키기 위한 결정으로부터 달성될 수 있다. 비행시키지 않기 위한 이러한 목표와 결정은 사람의 개입을 필요로 하거나 필요로 하지 않을 수 있으며, 특수한 단계 또는 장치 또는 시설들은 충분히 자동화되거나, 또는 사람의 개입을 통해 가동될 수 있다.

테더 자이로글라이더를 비행시키지 않기 위한 목적은, 다른 테더 자이로글라이더들의 비행이 아마도 원만하지 못하다는 관측에 기초하여, 또는 조작자의 경험은 불리한 현재 바람 조건이나 예상 조건 외에 불리한 시장 조건과 예보와 같은 외인 성 요인에 의존하여, 또는 바람 조건 및/또는 전력 시장에서의 일부 부정적인 일반 경향에 대한 인식으로 인해, 또는 테더 글라이더의 미션의 비행이 금지되거나 또는 제한되는 것으로 인해, 또는 미션 비행을 하지 않도록 위임되거나 당시의 현재 비행의 종료가 요구되는 것으로 인해 임의로 결정될 수 있을 것이다. 비행시키지 않기 위한 이러한 목표와 결정은 사람의 개입을 필요로 하거나 필요로 하지 않을 수 있으며, 특수한 단계 또는 장치 또는 시설들은 충분히 자동화되거나, 또는 사람의 개입을 통해 가동될 수 있다.

테더 자이로글라이더를 향상된 측정 가능한 가치 또는 미션 결과의 목표를 가지고 비행시키기 위한 목적은, 다른 테더 자이로글라이더들의 비행이 아마도 원만하지 못하다는 관측에 기초하여, 또는 조작자의 경험은 유리한 또는 불리한 현재 바람 조건이나 예상 조건 외에 유리한 또는 불리한 시장 조건과 예보, 또는 동일한 특성과 요구조건의 미션에 대해 유리한 또는 불리한 외인 성 요인에 의존하여, 또는 바람 조건 및/또는 전력 시장에서의 일부 긍정적인 또는 부정적인 일반 경향에 대한 인식으로 인해, 또는 테더 글라이더의 미션의 비행이 위임되거나 또는 필요 되는 것으로 인해, 또는 선택적으로 금지되거나 제한되는 것으로 인해 미션 비행을 하지 않도록 위임되거나 당시의 현재 비행의 종료가 요구되는 것으로 인해 임의로 결정 될 수 있으며, 상기의 모두와 일치되는 제어 시스템은 측정 가능한 양의 생산을 최적화하고 동시에 측정 가능한 양을 감소시킬 수 있는 비용과 위험을 줄이는 것을 목적으로 한다. 향상된 결과를 가지고 비행하기 위한 이러한 목표와 결정은 사람의 개입을 필요로 하거나 필요로 하지 않을 수 있으며, 특수한 단계 또는 장치 또는 시설들은 충분히 자동화되거나, 또는 사람의 개입을 통해 가동될 수 있다.

향상된 결과를 목표로 테더 자이로글라이더 비행시키기 위한 목적은 또한, 유리한 또는 불리한 조건과/또는 하나 이상의 예보에 의해 유리할 것으로 또는 불리할 것으로 예상되는 조건에만 기초하여, 또는 테더 글라이더의 미션의 비행이 위임되거나 또는 필요 되는 것으로 인해, 또는 선택적으로 금지되거나 제한되는 것으로 인해 임의로 결정될 수 있으며, 제어 시스템은 측정 가능한 양의 생산을 최적화하고 동시에 측정 가능한 양을 감소시킬 수 있는 비용과 위험을 줄이는 것을 목적으로 한다. 향상된 결과를 가지고 비행하기 위한 이러한 목표와 결정은 사람의 개입을 필요로 하거나 필요로 하지 않을 수 있으며, 특수한 단계 또는 장치 또는 시설들은 충분히 자동화되거나, 또는 사람의 개입을 통해 가동될 수 있다.

비행시키기 위한 목적은 위임 또는 요구된 것으로 하여, 비즈니스 계약의 형식으로, 또는 이와 같은 요구를 실현하기 위해 권한을 부여 받은 당국에 의해, 임의로 결정될 수 있을 것이며, 비행시키기 위한 이러한 목적은 현재 또는 예상되는 조건에 의해 영향을 받거나 받지 않을 것이다. 이러한 목적은 테더 자이로글라이더의 비행을 제안하거나 또는 이미 비행하고 있는 테더 자이로글라이더의 현재 비행을 유지하기 위한 것으로 될 수 있다. 이러한 목표와 결정은 사람의 개입을 필요로 하거나 필요로 하지 않을 수 있으며, 특수한 단계 또는 장치 또는 시설들은 충분히 자동화되거나, 또는 사람의 개입을 통해 가동될 수 있다.

손상 방지 목적은 간단한 현재 또는 예상되는 조건의 관찰에 기초하여, 또는 테더 자이로글라이더에 손상을 초래하고 있는, 또는 초래한 이벤트를 나타내는 경보나 신호의 일부 형태를 수신한 결과로, 임의로 결정될 수 있다.

손상 방지 목적은 테더 자이로글라이더와/또는 테더를 이용하여 인접에서 비행하는 다른 테더 자이로글라이더들의 안전 담보를 돕기 위한 가장 중요한 자동 기능으로 될수 있을 것이다. 손상을 방지하기 위한 이러한 비행 목적은 사람의 개입을 필요로 하거나 필요로 하지 않을 수 있으며, 특수한 단계 또는 장치 또는 시설들은 충분히 자동화되거나, 또는 사람의 개입을 통해 가동될 수 있다.

도6은 도5의 일반 목적들과 통합된 비즈니스 목적을 나타내는 개략도 이며 여기서 공정들은 행들에서 H와 F로 나타냈으며 여기서 H는 선행 값들에 대응되며 F는 예상된 값에 대응된다. 0은 제로 시간을 나타내며, 1과1'은 자이로글라이더의 배치 공정을 나타내며, 10은 바람을 확정하는 공정을 나타내며 10'은 3행에서와 같은 확정을 이용한 공정의 완료를 나타낸다.

본 발명의 일 양태에 따라, 상기 설명된 테더 자이로글라이더의 비행 경로 제어기는, 유일 ID와 추상화된 또는 합성된 특징 또는 산지, 명칭, 완성된 이익, 구조적인, 기능적인, 또는 작동하는 부품의 《DNA》를 포함하는, 다수의 자이로글라이더, 가능한 경우 이들의 페이러드, 이들의 고정 장치, 기능적 및 구조적 부품, 테더, 기준 관측소, 단지, 기타 부속 시스템의 유일 일련 번호 및 기타 식별 코드를 확정, 인식, 인증하도록 구성되었으며, 그것은 유일 일련 번호와 코드, 또는 이들의 거부 및 반증할 수 없는 유효성, 위조, 불순 품, 목적 부합 성, 결함 있는 상태 또는 계산에서의 이들의 결석을 포함한다.

발명의 경제적 효과성에 추가되는 본 발명에 의해 제공된 기술적 진보는 하기에서와 같이 테더 자이로글라이더 제어 시스템의 실현을 포함한다.

예정된 측정 가능한 파라 미터를 생성하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템

전력을 생산하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템.

성능의 안전성을 보장하고 바람직한 측정 가능한 파라 미터의 값을 감소시킬 수 있는 요소를 최소화하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템.

작동하는 테더 자이로글라이더에 의해 산출되는 측정 가능한 가치와 동일하게 측정 가능한 양의 가치 투자, 이들의 존재 및 작동을 허용하기 위한 노력과 비용, 가능한 경우 이들의 페이러드, 관련 테더, 기준 관측소, 단지, 관련 시스템, 또는 이의 포트폴리오 사이의 관계가 제어 시스템과 부속 비즈니스 및 미션 제어 시스템에 의해 모든 경우 확정 및 계산될 수 있는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템.

작동하는 테더 자이로글라이더에 의해 산출되는 측정 가능한 파라미터는 현재 또는 예상되는 바람 포트폴리오와 바람 엔벨로프에 의해 가능하게 되는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템. 지리 공간 바람 엔벨러프 내의 이러한 바람은 다양한 속도과 방향, 기타 특성의 바람을 나타내는 서브 부품과 함께 직접적으로 또는 간접적으로 확정된다. 현지 또는 수천 마일 떨어진 임의의 장소 내에 있는, 그리고 임의의 고도에서, 임의의 방향으로 움직이는, 테더 자이로글라이더의 기준 관측소 인접 내에 있는 바람의 특성은 지리 공간 바람 엔벨로프의 확정에 기여한다. 다른 양태에 따르면, 지리 공간 바람 엔벨로프는 동일한 또는 서로 다른 지리 공간 기술을 갖는 여러 지리 공간 바람 엔벨로프로 분할되며, 이는 특정 미션의 목적을 위해 이러한 바람을 고려하고, 테더 자이로글라이더의 비행 경로 계산을 포함하고, 미션을 만족시키기 위해 시도하고, 미션 포트폴리오를 관리하고, 그에 따르는 측정 가능한 값을 생성하기 위한 목적에 유용하게 이용될 수 있다. 바람 엔벨로프들과 거기에 포함된 바람을 식별하는 계산에 의해, 일부 바람은 다른 바람에 비해 보다 많은 가치를 창조할 수 있는, 테더 자이로글라이더의 성능 특성, 가능한 경우 그의 페이러드, 그의 기준 관측소의 지리 공간 위치와 부합되는 잠재력을 가질 수 있다.

성능과 실행 확신성을 모두 최적화하고, 예정된 측정 가능한 파라 미터의 산출과 가치를 창조할 가능성이 높은 바람 엔벨로프의 포트폴리오와 가치를 창조할 가능성이 적은 포트폴리오사이의 차이를 감소시키는 요인을 최소화하려고 시도하는, 그리고, 자이로글라이더를 바람 엔벨로프의 인접에서, 같은 또는 같지 않은 종류의 다른 자이로글라이더의 인접에서의 비행을 포함한 이러한 비행 상의 제한과 지리 공간 위치와 자이로글라이더의 내비게이션에 부합되게 조종하여 제한된 또는 금지된 지리 공간 위치나, 또는 임의의 자이로글라이더와 그의 테더, 기준 관측소와 그의 작동 부품, 단지, 제어 시스템 또는 부속 시스템에 대한 위험 또는 증가된 리스크를 나타내는 요인들을 피하도록 하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템,

테더 자이로글라이더의 내비게이션의 계산은, 이러한 자이로글라이더와, 가능한 경우, 그의 관련 페이러드, 그의 테더, 기준 관측소의 성능 특성과 비행 제어 그리고 그의 작동 부품, 단지, 제어 시스템, 관련 또는 부속 시스템의 성능 특성에 의해 제한되는, 바람 엔벨로프 내에서의 테더 자이로글라이더의 동시적인 지리 공간 및 운항 위치를 설명하는 비행 엔벨로프에 의해, 그리고 기준 관측소의 지리 공간 위치와 부속 특성에 의해, 임의의 지리 공간 정의와 시간 주기의 하나 이상의 바람 엔벨로프 내에 포함되는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템.

다른 기술들 중에서 시뮬레이션, 분석, 연속 계산, 최적화, 학습 공정에 의해 제어 시스템은 문제의 다수의 동시 선형 및 비선형 현상과 선형 및 비선형 역학을 보다 원만히 해결할 수 있게 되여 성능을 향상시키고, 실행 확실성을 담보하며, 가치를 감소시킬 수 있는 비용과 리스크를 최소화하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 제어 시스템.

고정되었거나 지상에서 작동할 수 없거나 항상 다른 방법으로 작동하는 테더 자이로글라이더와 가능한 경우 그의 페이러드의 작동과 내비게이션을 제어하는데 필요한 제공되는 모든 수단을 포함하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템

고정되었거나 지상에서 작동할 수 없거나 항상 다른 방법으로 작동하는 가능한 경우 그의 페이러드를 위한, 테더 자이로글라이더의 작동과 내비게이션을 제어하는데 필요한 제공되는 모든 수단을 합치하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템

고정되었거나 지상에서 작동할 수 없거나 항상 다른 방법으로 작동하는 가능한 경우 그의 페이러드를 위한, 테더 자이로글라이더의 작동과 내비게이션을 제어하는데 필요한 제공되는 모든 수단을 합치하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템

성능을 최적화하고, 실행 확실성을 담보하고 가치 창조를 감소시킬수 있는 비용과 리스크를 최소화하는데 매우 필요한 모든 시스템의 운영을 제어하는데 제공되는 필요한 모든 수단을 합체하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더 제어 시스템

여기서 상기 서술된 테더 자이로글라이더 작동으로부터 비행 제어 시스템에 의해 얻을수 있게 된 1차적인 측정 값(경제적 소득 또는 다른 특정 이익)이 없다면, 정부들이 상업 및 군용 항공을 위한 다른 자유 접근을 제외하는 이들의 작동을 위한 지속적인 영공 접근을 할당하기 힘들 것이다. 한편, 이 비행 제어 시스템에 의해 얻을 수 있게 되고 채용되는 결과적인 바람 및 대기 정보인 2차적인 값이 없다면, 테더 자이로글라이더의 작동으로부터 얻은 1차적인 측정 가능한 값은 폄하되거나 비실용적으로 될 수 있다.

본 발명에 의해 제공된 이들 및 기타 진보는 본 발명의 예시적인 실시 예들이 도시된 설명과 참조 도면에 의해 광범위하게 취급되었다.

여기서는 본 발명의 특정한 기능들에 대해 상당히 강조되었지만, 다양한 수정이 진행될 수 있으며 이 여러가지 변경들은 본 발명의 원리에서 벗어나지 않으면서 바람직한 실시 예들에서 진행될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 종류 또는 바람직한 실시 예들에서의 이들 및 기타 수정은 본 발명으로부터 당 업자들에게 자명할 것이며, 이로부터 상기의 설명은 본 발명에 대한 제한이 아닌 단지 예시적인 설명으로 해석되어야 한다는 것을 명백히 이해하여야 한다.

본 명세서에서 용어《포함하다(compromise)》, 또는 《포함한다(compromoses)》또는《포함하는(comprising)》과 같은 변형들은, 지적된 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소, 정수 또는 단계의 그룹의 포함을 나타내는 것으로 이해될 것이며 임의의 다른 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소, 정수 또는 단계의 그룹을 제외하는 것으로 이해되지 말아야 한다.

용어《적어도》 또는 《적어도 하나의》는 하나 이상의 요소 또는 성분 또는 수량의 사용을 제안하며, 사용은 하나이상의 바람직한 목적 또는 결과를 달성하기 위해 본 발명의 실시에서 진행될 수 있을 것이다.

다양한 물리적 파라 미터, 크기 또는 수량에 대해 언급된 수 값은 오직 근사치이며 파라 미터, 크기 또는 수량에 할당된 수 값보다 높은/낮은 값은 명세서에서 명확하게 달리 지적된 것이 없는 이상 본 발명의 범위 내에 포함된다는 것이 예상되어야 한다.

10: 입력 매니저
12: 세팅 매니저
14: 예측 수단
16: 비행 경로 발생기
18: 이벤트 매니저
20: 편집기
22: 보고 수단
24: 활동 프로세서
26: 비행 제어 장치
28: 발전기 제어 장치
30: 기준 관측소 제어 장치
32: 비지니스 및 미션 제어 장치
34: 테더 헬스 모니터 수단
36: 장력 관리 수단
38: 측정 가능한 출력
40: 학습 및 라이브러리 매니저
50: 비행 경로 제어기

Claims (14)

1. 적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더를 위한 제어 시스템에 있어서,
   상기 제어 시스템은,
   ● 보관소를 지니는 학습 및 라이브러리 관리자; ,
   - 라이브러리 관리자는 상기 보관소 내에,
   ○ 적어도 하나의 비행미션과 관련된 바람 벡터, 기준 관측소의 위치, 장애물의 위치, 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로글라이더와 밧줄의 지리 공간 위치, 지리 공간 속도, 밧줄의 장력, 밧줄의 연장 길이, 밧줄의 동작, 밧줄의 수명, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치의 출력 중 적어도 하나를 포함하는 동적 요소와 관련된 제1 값;
   ○ 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 고정 값, 범위, 어레이 또는 수학함수 중 적어도 하나인 제2값; 및
   ○ 적어도 하나의 제1값과 적어도 하나의 제2 값을 포함하는 내장 세트에 기초하여 상기 적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로;
   를 접수하고 보관함-
   ● 적어도 하나의 동적 요소의 현재 상태에 대응되는 현재 제1 값을 수신하기 위해 적응된 입력 매니저;
   ● 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 제2 값을 수신하기 위해 적응된 설정 매니저;
   ● 하기를 포함하는 비행 경로 제어 장치;
   ○ 적어도 하나의 현재 제1 값 및 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 적어도 하나의 제2값과, 이와 함께 현재 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 포함하는 현재 세트를 수신하기 위해 적응된 비행 경로 발생기; -상기 비행 경로 발생기는 상기 보관소로부터 수신한 적어도 하나의 내장된 제1값과 수신된 적어도 하나의 현재 제1 값을 비교하여 현재 비행 미션과 관련된 제2 값과 협력하기 위한 적어도 하나의 수정된 제1 값을 계산하고, 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련되는 적어도 하나의 결정된 비행 경로를 발생시키도록 적응됨-; 및
   ○ 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션을 위한 상기의 수정된 제1 값과 상기의 현재 비행 미션과 관련된 제2값, 상기의 결정된 비행 경로를 포함하는 상기의 현재 세트를 상기의 내장 세트에 첨부하도록 적응된 편집기,
   ● 수정된 제1값을 수신 및 모니터 하고결정 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치를 유지 및 달성하도록 적응된 활동 프로세서;
   를 포함하는 제어 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 비행 경로 제어 장치는:
   ● 다수의 기준 관측소 엔벨로프에 대한 가변되는 지리적 공간 차원 및 지속시간의 바람 엔벨로프, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치에 대응되는 비행 엔벨로프 및 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 성능 엔벨로프를 예측 또는 결정하도록 적응된 예측 수단;
   ● 적어도 하나의 현재 비행 미션에 기초하여 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 각각의 성능의 안전성을 결정하고 또한 즉시 대책이나 또 다른 비행 미션을 정하도록 적응된 이벤트 매니저; 또는
   ● 바람, 대기, 항공 데이터를 포함하는 제1값과 관련되는 데이터를 보고하도록 적응된 보고 수단;
   중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기의 현재 비행 미션은 하늘을 나는 시간, 기후 데이터, 전력 생산, 중 적어도 하나를 포함하는 측정 가능한 출력과 관련되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기의 현재 비행 미션은 감시와 통신, 비행체의 포지셔닝 또는 전력 생산 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 기준 관측소의 제어 장치들은 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 측정 가능한 출력을 비교하도록 적응되었으며 또한 비교결과를 상기 설정 매니저에 전달하도록 적응된 것을 특징으로 하는 제어 시스템.
   
8. 적어도 한가지 비행 미션과 부합되는 한가지 비행경로를 따라 테더 자이로글라이더를 제어하는 방법에 있어서,
   하기의 단계들:
   ● 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 바람 벡터, 기준 관측소의 위치, 장애물의 위치, 테더 자이로글라이더의 지리 공간 위치, 근접 자이로글라이더와 밧줄의 지리 공간 위치, 지리 공간 속도, 밧줄의 장력, 밧줄의 연장 길이, 밧줄의 동작, 밧줄의 수명, 기준 관측소의 기본 전원과 보조 전원 장치의 출력 중 적어도 하나를 포함하는 동적 요소와 관련된 제1 값 중 하나를 보관소에 수신 및 저장하는 단계;
   ● 적어도 하나의 비행 미션과 관련된 고정 값, 범위, 어레이 또는 수학함수 중 적어도 하나인 제2 값을 보관소에 수신 및 저장하는 단계;
   ● 적어도 하나의 제1값과 적어도 하나의 제2 값을 포함하는 내장 세트에 기초하여 상기 적어도 하나의 비행 미션과 부합되는 비행 경로를 수신 및 저장하는 단계;
   ● 적어도 하나의 동적 요소의 현재 상태에 대응하는 현재 제1 값을 수신하는 단계;
   ● 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 제2 값을 수신하는 단계;
   ● 적어도 하나의 내장 비행 경로를 적어도 하나의 현재 비행 미션에 대응되는 관련된 적어도 하나의 내장 세트와 함께 수신하는 단계;
   ● 수신한 적어도 하나의 내장 제1 값을 참조로 하여 수신한 적어도 하나의 현재 제1 값에 대하여 비교를 진행하는 단계;
   ● 적어도 하나의 보정된 제1값을 계산하여 수신된 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 제2 값과 협력하는 단계;
   ● 실질적으로 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련되는 적어도 하나의 확정 비행 경로를 산출하는 단계;
   ● 상기의 적어도 하나의 비행임무를 위한 상기의 보정된 제1 값, 관련된 제2 값, 상기 확정 비행경로를 포함하는 상기의 현재 세트를 상기 저장 세트에 추가하는 단계;
   ● 상기의 보정된 제1 값을 수신 및 모니터링 하는 단계; 및
   ● 보정된 제1 값을 수신 및 모니터링하고 확정 비행 경로를 따르는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치를 유지 및 달성하는 단계;
   를 포함하는 테더 자이로글라이더를 제어하기 위한 방법,
   
9. 제8항에 있어서,
   적어도 하나의 확정 비행 경로를 산출하는 단계는 또한 하기의 단계들:
   ● 다수의 기준 관측소 엔벨로프에 대한 가변되는 지리적 공간 차원 및 지속시간의 바람 엔벨로프, 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 위치에 대응되는 비행 엔벨로프 및 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 성능 엔벨로프를 예측 또는 결정하는 단계;
   ● 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션에 기초하여 상기 자이로글라이더의 각각의 성능의 안전성을 결정하고 또한 즉시 대책이나 또 다른 비행 미션을 지시하는 단계; 또는
   ● 바람, 대기, 항공 데이터를 포함하는 제1값과 관련되는 데이터를 보고하는 단계,
   중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기의 보정된 제1 값을 수신 및 모니터링하는 단계는 또한 다음의 단계들:
    ● 추력, 피칭, 롤, 침로 이탈, 전력 생산, 테더 기능, 페이러드 기능, 보고 기능, 타이밍 및 동기화 기능의 제어를 포함하는 적어도 하나의 테더 자이로글라이더의 행동을 제어하기 위한 수단과 방법 어레이를 제어하는 단계;
    ● 상기의 보정된 제1 값을 수신하는 단계; 밧줄 장력, 밧줄을 풀어 내는 속도와 감는 속도, 밧줄 연장 길이를 모니터링하고 제어하는 단계; 및 관련 데이터를 입력 매니저에 전송하는 단계;
    ● 상기의 보정된 제1 값을 수신하고 모니터링 하는 단계; 및 밧줄을 풀어내는 과정에서 전력-발생 브레이크로 작용하는 모터 발전기를 제어하는 단계; 또는
    ● 상기의 적어도 하나의 현재 비행 미션과 관련된 측정 가능한 출력을 비교하고 비교결과를 설정 매니저에 전달하는 단계,
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
    
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