本發(fā)明涉及一種風(fēng)箏。

背景技術(shù)：

人們已經(jīng)利用了風(fēng)能數(shù)千年。近來(lái)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量以及特定的電能的系統(tǒng)已經(jīng)變得越來(lái)越流行。已知使用風(fēng)力渦輪機(jī)來(lái)從風(fēng)中提取能量。還已知，風(fēng)箏也能從風(fēng)中提取能量。風(fēng)箏可以在風(fēng)速比風(fēng)力渦輪機(jī)的輪轂高度處的風(fēng)速更可靠的高度飛行。風(fēng)力渦輪機(jī)的輪轂高度可以為80m或100m，然而風(fēng)箏可以在400m到700m或甚至更高的高度處飛行。借助基于風(fēng)箏的發(fā)電系統(tǒng)，質(zhì)量的大部分保持接近地面或水平面，這使彎矩最小化，并顯著地減少設(shè)備的質(zhì)量。設(shè)備的維修和服務(wù)更容易，因?yàn)樗羞@些都在低水平高度。在海上，設(shè)備可以安裝在可牽引的駁船或浮標(biāo)上，以便允許被取回港口以進(jìn)行大修或維修。

從風(fēng)中提取能量的風(fēng)箏系統(tǒng)典型地包括使用栓繩連接到基座單元的風(fēng)箏。在一種類(lèi)型的系統(tǒng)中，栓繩纏繞在卷筒上。隨著栓繩被脫離，卷筒的旋轉(zhuǎn)被用來(lái)發(fā)電，且在動(dòng)力循環(huán)結(jié)束時(shí)，卷筒被翻轉(zhuǎn)以卷入栓繩。在另一類(lèi)型的系統(tǒng)中，螺旋槳或轉(zhuǎn)子設(shè)置在風(fēng)箏上，且當(dāng)風(fēng)通過(guò)螺旋槳或轉(zhuǎn)子時(shí)，螺旋槳或轉(zhuǎn)子用于產(chǎn)生電力，該電力沿著栓繩向下被傳送到基座單元。

為了有效地使用風(fēng)箏發(fā)電，希望風(fēng)箏能夠飛過(guò)空氣。栓繩的端部上的靜態(tài)風(fēng)箏只能相對(duì)于實(shí)際風(fēng)速產(chǎn)生升力；然而，當(dāng)風(fēng)箏被允許移動(dòng)時(shí)，由于由風(fēng)箏相對(duì)于真實(shí)風(fēng)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的明顯的風(fēng)，升力增加。

已栓繩的風(fēng)箏具有空間區(qū)域，其中其可以在栓繩中產(chǎn)生高張力。該區(qū)域的中心直接地位于基座單元的下風(fēng)向，且取決于例如風(fēng)箏的設(shè)計(jì)、發(fā)電設(shè)備和風(fēng)速的限制，位于與基座單元的一仰角處。其中可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)母邚埩Φ膮^(qū)域在下文中將通常被稱(chēng)為“風(fēng)的中心”。如果風(fēng)箏在方位角或仰角上移動(dòng)遠(yuǎn)離風(fēng)的中心，則栓繩中可以產(chǎn)生的張力的量可能小于從風(fēng)中提取能量的系統(tǒng)的最佳效果。因此，希望將風(fēng)箏保持在風(fēng)的中心附近，且還希望控制風(fēng)箏在風(fēng)中以高速移動(dòng)。已經(jīng)建議，當(dāng)風(fēng)箏被控制成飛行8字形或連續(xù)環(huán)形圖案時(shí)，獲得合適的飛行樣式。如果在發(fā)電階段電力產(chǎn)生在地面水平上而不是在翼上，則當(dāng)風(fēng)箏以環(huán)形或8字形圖案的樣式飛行時(shí)，線將連續(xù)地從旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的滾筒或產(chǎn)生動(dòng)力的泵脫離。

當(dāng)動(dòng)力行程結(jié)束時(shí)，線需要被收回。在收回階段，需要由風(fēng)箏產(chǎn)生的力，以減少能量需要并增加整體效率。這通常通過(guò)使風(fēng)箏遠(yuǎn)離風(fēng)的中心到發(fā)電區(qū)域的邊緣、特別是朝向頂點(diǎn)或窗口的邊緣來(lái)實(shí)現(xiàn)。位置越接近90°遠(yuǎn)離風(fēng)向，則風(fēng)箏被收回的阻力越小。已經(jīng)提出了一些系統(tǒng)，以某種方式對(duì)風(fēng)箏改型以減少收回期間的張力，但是這些傾向于復(fù)雜的布置，其顯著地增加成本或顯著地增加部件失效的可能性，或者既顯著地增加成本又顯著地增加部件失效的可能性。

附圖說(shuō)明

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的風(fēng)箏的等距視圖；

圖3是示出圖1和圖2實(shí)施例的栓繩從完全動(dòng)力位置到去除動(dòng)力位置的運(yùn)動(dòng)的視圖；

圖4示出了第二實(shí)施例，其具有由穩(wěn)定線支撐的單個(gè)桿(spar，圓桿)且并不直接附接到風(fēng)箏；

圖5示出了第三實(shí)施例，具有水平桿，該水平桿給出進(jìn)一步傾斜穩(wěn)定性；

圖6示出了第四實(shí)施例，其中主桿在橫梁下方延伸；以及

圖7示出了控制線如何經(jīng)由滑輪被引導(dǎo)以便阻止到栓繩的角度變得平直且增加致動(dòng)器上的力的細(xì)節(jié)。

具體實(shí)施方式

簡(jiǎn)言之，本發(fā)明涉及通過(guò)增加風(fēng)箏的可控性而提高使用風(fēng)箏產(chǎn)生的功率。這些實(shí)施例將剛性元件提供給柔性空氣動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)，以便為與傾斜(pitch，俯仰)和滾動(dòng)中立點(diǎn)(rollneutralpoint)有關(guān)而構(gòu)造的栓繩系統(tǒng)形成附接點(diǎn)，以便允許利用平衡的低能量系統(tǒng)產(chǎn)生風(fēng)箏的有效控制。

在下文中，所有涉及左、右、向前、向后、滾動(dòng)、傾斜等都是相對(duì)于風(fēng)箏飛行時(shí)其前進(jìn)的方向來(lái)說(shuō)的。

參照附圖，所有實(shí)施例提供了一種用于從風(fēng)中提取能量的系統(tǒng)的風(fēng)箏。該風(fēng)箏包括用于提供升力的翼1，在翼1下方連接的桿裝置2以及從桿連接到翼1的約束線或半剛性張力構(gòu)件3。栓繩4連接到栓繩附接點(diǎn)5。栓繩附接點(diǎn)5通過(guò)連接鏈(connectionlink)14(是栓繩4的延伸部)連接到桿裝置2上的主連接點(diǎn)8。栓繩附接點(diǎn)5也連接到至少一個(gè)副連接點(diǎn)，在該處，也安裝在桿裝置2下方的致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7能以?xún)A斜或以?xún)A斜與滾動(dòng)結(jié)合的方式影響風(fēng)箏。

這些實(shí)施例允許風(fēng)箏的栓繩附接點(diǎn)在由控制線之間的三角形(triangulation，三角測(cè)量)及控制線的長(zhǎng)度所限制的受控區(qū)域之內(nèi)移動(dòng)，且這通過(guò)使栓繩附接點(diǎn)5偏斜來(lái)促進(jìn)。這不需要相對(duì)于翼移動(dòng)任何單獨(dú)的約束線就可以實(shí)現(xiàn)。它涉及與栓繩4和連接鏈14中的張力相比相對(duì)較小的控制力。其他控制方法和設(shè)備可以與此(例如副翼或拖翼)結(jié)合使用，且這些其他控制方法和設(shè)備可減少致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7所需的力，以提供風(fēng)箏的栓繩附接點(diǎn)在受控區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。

首先參照?qǐng)D1和圖2，示出了用于從風(fēng)中提取能量的系統(tǒng)的風(fēng)箏的第一實(shí)施例。該風(fēng)箏包括用于提供升力的翼1，以及連接在翼1下方的剛性桿裝置2。約束線或半剛性張力構(gòu)件3從桿裝置2連接到翼1。栓繩4連接到桿裝置2并延伸到地面站(圖中未示出)。在圖1和圖2中，桿裝置2包括三角形或a形結(jié)構(gòu)的三個(gè)連接的桿。較長(zhǎng)的桿在主連接點(diǎn)處一起連接到翼1。較長(zhǎng)的桿是大體豎直的。較短的桿將較長(zhǎng)的桿的另一端連接在較低的桿角落處。較短的桿是交叉桿，且是大體水平的。

桿裝置2的更豎直的元件通過(guò)約束線的作用被保持在壓縮狀態(tài)，該約束線通過(guò)風(fēng)在翼1上的作用而被放置成是張緊的。

在桿裝置2與栓繩4之間有兩個(gè)附接點(diǎn)5、8，其中一個(gè)附接點(diǎn)包括可以調(diào)整桿裝置2與栓繩4之間的距離的致動(dòng)器系統(tǒng)或控制機(jī)構(gòu)6、7，以對(duì)風(fēng)箏產(chǎn)生控制。例如，如下所述，通過(guò)使用第一致動(dòng)器6調(diào)整桿裝置的一個(gè)下角部與栓繩4上的栓繩附接點(diǎn)5之間的距離，來(lái)縮短或延長(zhǎng)將桿裝置的角部連接到栓繩附接點(diǎn)5的第一繩索。通過(guò)使用第二致動(dòng)器7調(diào)整桿裝置的另一個(gè)下角部與栓繩附接點(diǎn)5之間的距離，來(lái)縮短或延長(zhǎng)將桿裝置的角部連接到栓繩附接點(diǎn)5的第二繩索。因此，通過(guò)控制致動(dòng)器6、7，可以調(diào)整交叉桿與栓繩4之間的距離，以調(diào)整翼1的斜度，如下所述。并且，如下所述，交叉桿相對(duì)于栓繩的橫向位置可以被調(diào)整以調(diào)整翼1的滾動(dòng)。

特別地，第一附接點(diǎn)8遠(yuǎn)離地面站，且靠近翼1；第二附接點(diǎn)遠(yuǎn)離翼1，且靠近地面站。具體地，第一附接點(diǎn)8在翼1的滾動(dòng)中立(neutral)點(diǎn)上方，第二附接點(diǎn)5在翼1的滾動(dòng)中立點(diǎn)下方。滾動(dòng)中立點(diǎn)是這樣一個(gè)位置，圍繞該位置，翼1(如果被約束)在被擾動(dòng)時(shí)，圍繞滾動(dòng)軸線中立地穩(wěn)定。滾動(dòng)中立點(diǎn)是升力面的空氣動(dòng)力特性，并不由約束物或約束物組的結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)限定。在實(shí)踐中，滾動(dòng)中立點(diǎn)根據(jù)翼1的飛行位置而改變。例如，當(dāng)翼1傾斜以給出不同的進(jìn)入風(fēng)中的攻角時(shí)該中立點(diǎn)改變，以及當(dāng)存在翼1的偏航運(yùn)動(dòng)時(shí)該中立點(diǎn)改變。滾動(dòng)中立點(diǎn)作為相對(duì)于飛行面向前方和后方的平面中的一點(diǎn)而存在?？梢悦枥L出，滾動(dòng)中立點(diǎn)可以位于垂直于該平面延伸的線上的任何位置。

滾動(dòng)中立點(diǎn)的可能的運(yùn)動(dòng)范圍限定了滾動(dòng)中立區(qū)域。當(dāng)翼1處于產(chǎn)生能夠?qū)⒈倔w保持在空氣中的升力的飛行狀態(tài)時(shí)，滾動(dòng)中立點(diǎn)將始終在滾動(dòng)中立區(qū)域內(nèi)。滾動(dòng)中立區(qū)域的極限由飛行狀態(tài)下翼1的滾動(dòng)中立點(diǎn)的可能移動(dòng)范圍限定。在下文中，部件相對(duì)于滾動(dòng)中立點(diǎn)的位置將被理解為指的是它們相對(duì)于滾動(dòng)中立區(qū)域的放置位置，其中當(dāng)風(fēng)箏處于飛行狀態(tài)時(shí)，滾動(dòng)中立點(diǎn)必須位于滾動(dòng)中立區(qū)域中。

在圖1和圖2的實(shí)施例中，第一附接點(diǎn)8在翼1的升力(標(biāo)記為n)的標(biāo)準(zhǔn)中心的前方(如圖3所示)。換言之，第一附接點(diǎn)8在翼的傾斜中立位置前方。這允許控制機(jī)構(gòu)6、7提供傾斜控制。提供傾斜控制，因?yàn)榇嬖谟糜诳刂茩C(jī)構(gòu)6、7的不平衡或力矩來(lái)拉動(dòng)。從圖3可以理解，當(dāng)升力發(fā)生在翼上時(shí)，整個(gè)裝置試圖向下傾斜翼1的前部(鼻部)。然而，這由致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的在附接點(diǎn)5處連接到栓繩4的線阻止。特別地，翼1試圖向下傾斜，也嘗試向前傾斜桿裝置2，但是控制機(jī)構(gòu)限制了桿裝置2的底部與栓繩4的第二附接點(diǎn)5分離。這使得致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的線被張緊地放置。張力的量取決于第一附接點(diǎn)8與傾斜中立點(diǎn)之間的弦向(前到后)距離以及由翼提供的升力。張力導(dǎo)致在第二附接點(diǎn)5的位置處在栓繩以及連接線14在布置中存在小的扭結(jié)(kink)。

應(yīng)理解，翼1的升力中心隨著翼1到風(fēng)中的攻角的改變而改變。這樣，傾斜中立位置也改變。這導(dǎo)致致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7中的張力即使在風(fēng)速?zèng)]有任何變化的情況下也變化。

傾斜控制是有用的，因?yàn)槠湓试S風(fēng)箏在高升起位置與低升起位置之間移動(dòng)。風(fēng)箏的高升起位置最佳地用于通過(guò)允許風(fēng)箏從地面站處的聯(lián)接發(fā)電機(jī)的滾筒放松繩(payout)來(lái)發(fā)電。低升起位置最佳地用于在另一個(gè)發(fā)電周期之前使風(fēng)箏能夠朝向地面站收回。在低升起位置時(shí)由風(fēng)箏產(chǎn)生的升力在圖3中用l表示?？梢钥闯?，升力較低，且還進(jìn)一步集中回到翼中。通過(guò)當(dāng)風(fēng)箏被收回時(shí)控制風(fēng)箏以提供低升力，收回風(fēng)箏所需的能量可以被減少。

連接線14/栓繩4在第一連接點(diǎn)8處附接并接合到桿裝置2。在第二附接點(diǎn)5處，連接線14/栓繩4不接合桿裝置2，但聯(lián)接在距離桿裝置2一定距離處，該距離可通過(guò)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的致動(dòng)器來(lái)控制。通過(guò)致動(dòng)器的適當(dāng)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)箏的傾斜或滾動(dòng)，或者傾斜和滾動(dòng)結(jié)合的控制。

第一致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6包括致動(dòng)器，其經(jīng)由第一張力鏈10在一端聯(lián)接到剛性地固定到第一桿角部的臂，并在另一端在第二附接點(diǎn)5處連接到栓繩4。第二致動(dòng)器機(jī)構(gòu)7包括致動(dòng)器，其通過(guò)第二張力鏈10在一端聯(lián)接到剛性地固定到第二桿角部的另一臂，并在另一端在第二附接點(diǎn)5處連接到栓繩4。通過(guò)適當(dāng)控制致動(dòng)器6來(lái)調(diào)整第一致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6(或形成其一部分的第一張力鏈10)的長(zhǎng)度，以及因此調(diào)整桿角部(和整個(gè)桿裝置2)與第二附接點(diǎn)之間的距離。這同樣應(yīng)用于第二致動(dòng)器機(jī)構(gòu)7和形成其一部分的第二張力鏈10。致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的致動(dòng)器在這里是伺服系統(tǒng)或伺服電機(jī)的形式，但是可采取一些其他形式，例如絞盤(pán)或撞錘(ram)。通常，致動(dòng)器可控制地調(diào)整致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的長(zhǎng)度。

通過(guò)在每個(gè)致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7上以相同的量調(diào)整致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的致動(dòng)器，栓繩附接點(diǎn)5的位置被直接地調(diào)整。這特別地通過(guò)改變翼1相對(duì)于栓繩的傾斜角來(lái)改變翼1的縱傾傾斜角(trimmedpitchangle)。

通過(guò)不同地調(diào)整致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的致動(dòng)器(即，使一個(gè)比另一個(gè)更長(zhǎng))，則相對(duì)于栓繩4調(diào)整翼1的滾動(dòng)。

上述兩種方法都可以用于使翼相對(duì)于栓繩進(jìn)行傾斜和滾動(dòng)結(jié)合的控制。風(fēng)箏的滾動(dòng)導(dǎo)致風(fēng)箏的轉(zhuǎn)向，即改變航向。

在圖1中，一個(gè)或多個(gè)桿2的頂部安裝到翼1上?？蛇x地，如圖4所示，其相對(duì)于翼的位置通過(guò)一系列由翼1的剛性和升力保持張緊的吊索線(riggingwire)或構(gòu)件而穩(wěn)定。

圖4的實(shí)施例類(lèi)似于圖1的實(shí)施例，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。主要差異在于，在桿裝置2的下端與栓繩4的連接點(diǎn)5之間僅存在一個(gè)張力鏈10。一個(gè)致動(dòng)器6構(gòu)造成可控制地改變第一張力鏈10的長(zhǎng)度。因此，圖4實(shí)施例的風(fēng)箏是可控制的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)改變張力鏈10的長(zhǎng)度來(lái)控制傾斜，但這不能用于產(chǎn)生滾動(dòng)控制。直接地使用用于滾動(dòng)的副翼、翼的變形，或者間接地經(jīng)由附接在桿2和翼1自身之間的線，使用對(duì)于翼1的空氣動(dòng)力學(xué)改變，可以產(chǎn)生滾動(dòng)。然而，可以通過(guò)致動(dòng)器裝置6的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)傾斜控制。桿裝置2包括豎直地布置的單個(gè)桿2。桿裝置是長(zhǎng)形的，但是由于不具有需要間隔開(kāi)的多個(gè)致動(dòng)器，所以不需要交叉桿，因此桿裝置不需要是三角形或a形的。

在圖4中，桿2的頂部通過(guò)由翼1的剛性和升力保持張緊的一系列的吊索線或構(gòu)件而穩(wěn)定。這說(shuō)明第一附接點(diǎn)8不需要直接在翼1上。用于將附接點(diǎn)8與翼1分開(kāi)的該技術(shù)也可應(yīng)用到其他實(shí)施例。在圖4中，附接點(diǎn)8可替代地直接設(shè)置在翼1上。

圖5示出了第三實(shí)施例，其具有給出進(jìn)一步的傾斜穩(wěn)定性的水平桿或橫撐桿(spreader)16。這里，水平桿16從前到后延伸。水平桿16的端部通過(guò)栓繩延伸部15附接到栓繩4。水平桿16的端部還通過(guò)另外的栓繩延伸部12附接到連接點(diǎn)8。這樣，栓繩4連接到連接點(diǎn)8。可以認(rèn)為，栓繩4分裂為被水平桿16保持分開(kāi)的裂縫的兩個(gè)分支。這可被稱(chēng)為分裂附接構(gòu)件(splitattachingmember)。由翼1提供的力通過(guò)栓繩延伸部12、15被提供到栓繩4。該力的一部分作為壓縮力被施加到水平桿16。

桿裝置2大致如圖1和圖2所示，除了它連接到水平桿16。桿裝置2通過(guò)前后張力鏈10a、10b、11a、11b連接到水平桿16。每個(gè)致動(dòng)器6、7由前后張力鏈10a、10b、11a、11b中的一個(gè)連接到水平桿的每一端。

借助圖5的實(shí)施例，傾斜中立點(diǎn)不需要在連接點(diǎn)8的前方。而是，正常飛行中的傾斜中立點(diǎn)可以與連接點(diǎn)8一致。這意味著只需要由致動(dòng)器6、7施加的更小的力，來(lái)實(shí)現(xiàn)傾斜控制。如果系統(tǒng)對(duì)于連接點(diǎn)8是中立的或不穩(wěn)定的，則這允許伺服電機(jī)或其他致動(dòng)器控制傾斜。這同樣應(yīng)用于滾動(dòng)控制。

借助圖6的實(shí)施例，主桿裝置2在橫梁的下方延伸。這允許在致動(dòng)器6、7和張力鏈10、11的位置下方的點(diǎn)(位置)，將約束線3連接到桿裝置。

在圖6中，翼1是剛性的，所以需要較少的約束線3。這種剛性翼1也可以用于其他實(shí)施例。

在翼1的作用力中心(centreofeffort)前方保持其位置(作用力中心被示出為圖3中的升力n的位置，但是在所有附圖的翼中都有作用力中心)，圖6的實(shí)施例的桿裝置2的底部在翼1的滾動(dòng)中立區(qū)域之下。栓繩4，特別是附接點(diǎn)5相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)桿2的相對(duì)位置由致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的致動(dòng)器控制。

在圖1-3、圖5和圖6的實(shí)施例中，連接點(diǎn)8可通過(guò)將桿裝置2附接到中心肋來(lái)提供，中心肋可以是翼上的剛性的或充氣的表面附接部，其附接到桿的頂端。除了圖4的實(shí)施例之外，連接點(diǎn)8的位置被翼沿弦向的傾斜中立點(diǎn)控制。由連接點(diǎn)8與傾斜中立點(diǎn)之間的弦向距離產(chǎn)生的傾斜力矩越大，裝置越穩(wěn)定，且致動(dòng)器6、7的力需求越大。

該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成使得翼具有升力(作用力)向量，當(dāng)風(fēng)箏處于飛行狀態(tài)時(shí)，在第二附接點(diǎn)5和致動(dòng)器機(jī)構(gòu)6、7的致動(dòng)器之間的張力鏈10、11中產(chǎn)生張力，這在大多數(shù)操作條件下，在傾斜和滾動(dòng)方面給予裝置自然穩(wěn)定性。陣風(fēng)或飛行操縱的極端條件可能導(dǎo)致在張力鏈10、11的一個(gè)中發(fā)生短暫松弛。

借助兩個(gè)張力鏈10、11和兩個(gè)致動(dòng)器6、7，風(fēng)箏可以被滾動(dòng)。當(dāng)桿裝置2的底部低于系統(tǒng)的滾動(dòng)中立點(diǎn)時(shí)，風(fēng)箏自然地是滾動(dòng)穩(wěn)定的。通過(guò)縮短張力鏈11到致動(dòng)器7的長(zhǎng)度并延長(zhǎng)從致動(dòng)器7到栓繩附接點(diǎn)5的張力鏈11，桿裝置2向左移動(dòng)。這引起向左的滾動(dòng)。當(dāng)使控制輸入反向時(shí)，桿裝置2向右移動(dòng)，引起向右側(cè)滾動(dòng)。

桿裝置2的一個(gè)或多個(gè)桿可以是單個(gè)物品或剛性構(gòu)件的任何裝置，這些剛性構(gòu)件給出一個(gè)或多個(gè)約束附接點(diǎn)與壓縮元件的頂部之間的壓縮元件。這應(yīng)用為直接附接到翼或被間接地支撐(如圖4所示)。

桿、橫支柱和橫撐桿可以由鋁、玻璃纖維、碳纖維或能夠形成輕質(zhì)壓縮支柱的任何材料制成。這些構(gòu)件的形狀應(yīng)設(shè)計(jì)成提供具有低重量和空氣動(dòng)力阻力的高抗壓強(qiáng)度。

在圖1和圖2中給出的示例中，桿在空氣動(dòng)力學(xué)方面形成有交叉橫支柱和吊索線，該裝置給出了非常輕的堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)。通過(guò)提供桿空氣動(dòng)力學(xué)形式，它們還具有前后深度，這有助于在該方向上的剛性?？捎糜跅U的形狀的其他示例是具有橫撐桿和空氣動(dòng)力學(xué)吊索的雙錐形桿或空氣動(dòng)力學(xué)桿。在圖6中，附接的橫撐桿被示出為具有金剛石吊索線。

在具有多個(gè)桿(例如參見(jiàn)圖1和圖2)或具有側(cè)向延伸的單個(gè)豎直桿(例如參見(jiàn)圖6)的裝置中，致動(dòng)器6、7能夠完全或部分地控制滾動(dòng)以及傾斜。

由于添加了一個(gè)或多個(gè)壓縮構(gòu)件，整個(gè)約束裝置保持穩(wěn)定并張緊。在約束系統(tǒng)之內(nèi)不需要滑輪，所以約束線可以具有低空氣動(dòng)力阻力的輪廓。

這里描述的系統(tǒng)比標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)箏系統(tǒng)穩(wěn)定得多，且更不容易疲勞。該系統(tǒng)不排除滑輪和移動(dòng)約束線，其可用于扭曲翼表面或翼上的控制表面。

致動(dòng)器可幾乎安裝在系統(tǒng)內(nèi)的任何地方，因?yàn)閮H需要將線附接到附接點(diǎn)5。

小直線絞盤(pán)可以適配為致動(dòng)器6、7，可選地，滑輪12可與通向主桿2內(nèi)的絞盤(pán)或線性致動(dòng)器或液壓油缸的線一起使用。這在圖7中示出。

桿裝置2可以用于照明設(shè)備的裝配。照明設(shè)備還可以被裝配，以便光學(xué)傳感可用于最終進(jìn)塢(docking)操作。桿內(nèi)的腔可以用于安裝航空電子設(shè)備和通信設(shè)備，例如包含gps、慣性測(cè)量設(shè)備、雷達(dá)、無(wú)線電三角測(cè)量應(yīng)答器、通信設(shè)備、電池、超級(jí)電容器和所有其他輔助設(shè)備的傳感平臺(tái)。

用于運(yùn)行航空電子設(shè)備和控制器的局部動(dòng)力可以通過(guò)將小型渦輪機(jī)固定在桿裝置2的下部或底部處而產(chǎn)生。這給出了局部發(fā)電裝置的穩(wěn)定性，這在沒(méi)有剛性桿裝置2的情況下難以獲得。渦輪機(jī)增加了阻力，這可有助于翼1的傾斜穩(wěn)定性。

約束線3可以以任何合適的方式布置。例如，它們可以從翼向下延續(xù)到桿裝置2的底部(如圖5所示)，被分組(如圖4所示)，或者如果翼具有高剛性，則可以裝配最小的約束(如圖6所示)。

在操作中，上述風(fēng)箏能夠在保持飛行穩(wěn)定性的同時(shí)快速改變攻角，允許風(fēng)箏在不發(fā)電時(shí)更直接地返回向基站，從而減少時(shí)間并因此減少系統(tǒng)中的損失。

如果圓形飛行樣式相對(duì)于8字形飛行樣式是優(yōu)選的，轉(zhuǎn)環(huán)13在栓繩4中的裝配避免了栓繩的過(guò)度扭轉(zhuǎn)。

桿裝置2可以存放能量存儲(chǔ)裝置、航空電子設(shè)備、傳感器、通信設(shè)備和/或天線(圖中未示出)。

桿裝置可容納照明設(shè)備。在進(jìn)塢和發(fā)射連續(xù)事件(sequence)期間，照明設(shè)備可用于幫助定位風(fēng)箏。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，各種替代和改型將是顯而易見(jiàn)的。保護(hù)范圍受所附權(quán)利要求限制但不受上述描述限制。