[发明专利]带有柔性机翼的飞行器的自动起飞方法、帆和飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及包括至少一个帆（voile）的、带有柔性机翼的飞行器或无人机的自动起飞的管理方法，飞行器或无人机包括至少一个由吊件悬挂在至少所述帆上的小车（chariot）或背带装置（harnais）。

本发明还涉及用于实施该方法的帆。

本发明还涉及带柔性机翼的飞行器或无人机，其包括至少一个由吊件悬挂在至少一个所述帆上的小车或背带装置，所述小车或背带装置包括自动驾驶仪，其被设计为能够对所述无人机或飞行器所包括的致动器发出指令，以作用于所述吊件，或/和作用于驱动装置或/和作用于舵面。

本发明涉及带有柔性机翼的飞行器领域，所述飞行器包括背带装置或小车（以下称为小车），以承载负荷或/和人员，该小车悬挂在升力柔性机翼下，该升力柔性机翼与山崖跳伞的翼相似，以下称为帆，其优选地包括驱动装置。在驱动装置发生故障的情况下柔性机翼因此提供了高的安全性。

背景技术

由文档WO93/01087已知一种这样的飞行器。

尤其是机动化的、带有柔性机翼的飞行器或无人机能够执行不同性质的任务，如运输人员、材料，海上救援，观察和监测地面、火灾、边境、交通，航空摄影，采集样本，测量物理量，气象学，污染或传染区域的干预，空中作业，跳伞，空投，军事应用或类似的任务。这种可以在有驾驶员或者没有驾驶员的情况下使用的飞行器是很有利的，具有高度的独立性，运输每千克的成本很低，并且承载能力强。

没有驾驶员情况下的使用允许增加有效负荷。因此，飞行器具有非常特别的优点，特别地能够为前方救援站补给或类似目的运输危险材料，尤其是燃料。同样地，它还可以用于污染或辐射区域，例如用于采集样本、拍照、测量物理量或类似的用途。

然而，对于带柔性机翼的飞行器，就某些飞行阶段需要驾驶员的一定的技巧或在飞行器例如是无线电控制时需要远程驾驶员（télé –pilote）的一定的技巧而言，驾驶的人体工程舒适性一直是主要的困扰。事实上，对于该仪器的起飞，通常至少一个远程驾驶员是必不可少的，该仪器的起飞是需要很大的精确度和很多经验的棘手操作。对于起飞，希望在飞行器起飞的地面上有远程驾驶员。

带柔性机翼的、无驾驶员的飞行器或无人机的起飞、尤其是自动起飞是特别棘手的。事实上，帆被设计为能够被相对风所鼓起，相对风产生承载负荷所需的升力，负荷由借助吊件悬挂在所述帆下的小车所构成。该小车在地面上可以通过滚动或滑动或相似的方式来活动，其被设计为能够承载有效负荷，并且具有用于牵引或推进的装置，尤其是发动机,其允许产生保持飞行或/和起飞所需的能量。帆的鼓起可以通过例如鼓风机或斜面的附属装置来实现。然而，这种无人机或飞行器的真正独立性要求其包括机动化装置。

通常，为了使带柔性机翼的飞行器或无人机起飞，帆被置于小车后面的地面上，启动发动机并使其加速。这样产生的相对风使置于小车上的帆鼓起。在滑行数米之后，整体就可以起飞。在一个变型中，小车通过牵引或推进装置（例如：绞车或相似装置）来驱动，这允许展开帆并且将其在小车上方升起。

实际上，当小车加速时，不被控制的机翼表现混乱，并且遭受尤其是自我放大的晃动、闭合、方向改变等故障，这可能会引起小车的翻转，或者造成能够导致仪器毁坏的晃动运动。同样地，在强烈的侧向风的情况下，帆的鼓起被干扰，这体现在帆相对于小车偏离。滚动和俯仰现象使得飞行器难以控制，且会使起飞失败。如果起飞操作由远程控制来实现，相关的延迟和远程驾驶员的错误预判会放大晃动现象。

在更加先进的仪器版本中，为了允许自动化的工作，小车设有一个或多个高度感应器和传感器，例如磁力计、遥测计、动态和静态压力测量传感器、“GPS”或类似装置。这些感应器和传感器告知自动驾驶仪，该自动驾驶仪被设计为能够向致动器发出指令，这些致动器管理飞行控制，尤其是一方面的推进或牵引驱动装置的控制，和另一方面的作用于吊件（例如：千斤顶、卷绕机、机翼制动器或类似装置）的控制。在以下说明中，小车高度传感器指的是装载在小车中的高度传感器，其包括例如测斜计或类似装置的传感器，以测量在小车轴和绝对地面参考系之间的移动角度或/和速度。

已知的带柔性机翼的飞行器不可以使用小车的小车高度传感器来干预起飞参数。事实上，这种飞行器类型的困难在于，在鼓起帆、将帆升到小车之上、将帆竖直地置于小车上和滚动或滑动的整个阶段中，容纳有高度传感器的小车不飞行，而翼本身已经在飞行。因此，小车的高度传感器不能够描述帆的工作状态。

发明内容