本發(fā)明涉及一種機(jī)載平臺(tái)，或者更廣泛地，涉及用于飛機(jī)的被拖曳設(shè)備，該設(shè)備由飛機(jī)通過拖曳線纜拉動(dòng)。

本發(fā)明更具體地涉及包括測(cè)量元件支承結(jié)構(gòu)的被拖曳設(shè)備，用于在勘探自然資源或甚至識(shí)別地下空洞的領(lǐng)域采集有價(jià)值的信息。

背景技術(shù)：

地球物理測(cè)繪領(lǐng)域目前迅速擴(kuò)大以便獲得對(duì)地下環(huán)境、特別是水文的演變的更好了解。在沙漠地區(qū)找水是尤其日益增長的關(guān)注問題。這樣的發(fā)現(xiàn)例如包括巖溶網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)或識(shí)別。

這對(duì)于尋找位于中等深度、即在小于300米的深度處的礦產(chǎn)資源或者甚至識(shí)別石油或天然氣礦層同樣正確。

其它要求最近變成測(cè)繪領(lǐng)域的研究主題。這些要求涉及例如檢測(cè)地下空洞以用于儲(chǔ)存資源或甚至廢棄物。

為了提供地球物理測(cè)繪數(shù)據(jù)，一種技術(shù)——根據(jù)一高度簡化的原理——是測(cè)量底土的電阻率的垂直和水平的變化。為此目的，使用空中發(fā)射天線例如環(huán)或線圈來朝向待研究的地面、更具體地底土發(fā)射電脈沖。因此，創(chuàng)建了主磁場(chǎng)。主磁場(chǎng)的突然中斷產(chǎn)生了強(qiáng)度隨存在于底土的地層的電導(dǎo)率增加而增大的渦流。進(jìn)而，這些感應(yīng)電流產(chǎn)生二次磁場(chǎng)。這個(gè)場(chǎng)由接收天線、諸如線圈或環(huán)進(jìn)行測(cè)量，然后被分析以確定該地層的電阻率。

為了現(xiàn)場(chǎng)輸送這樣的測(cè)量元件，某些建造商或運(yùn)營商已經(jīng)為飛機(jī)配備了環(huán)繞飛機(jī)的電磁天線。這種天線包括發(fā)射和/或接收電磁波的一個(gè)或多個(gè)環(huán)。天線構(gòu)造成將電導(dǎo)體從飛機(jī)的前部——通過使導(dǎo)體維持在與駕駛艙成一距離的延伸裝置，從而延長了天線的周長——延伸到機(jī)翼的尖端和到機(jī)身的后部。因此，天線有必要具有菱形/斜方形外觀，其對(duì)角線由機(jī)翼和飛機(jī)的機(jī)身限定。因此，有必要使用具有大翼展的飛機(jī)以便承載足夠大的天線來采集地形信息，例如龐巴迪Dash-7型的四引擎飛機(jī)。因?yàn)樘炀€的姿態(tài)大致是承載該天線的飛機(jī)的姿態(tài)，必要的是——除非使用復(fù)雜的計(jì)算以考慮天線相對(duì)于地面的迎角——采集數(shù)據(jù)時(shí)保持飛機(jī)完全水平。為了維持這種大致水平的姿態(tài)，飛機(jī)需要以相對(duì)高的速度行進(jìn)。低于該速度，飛機(jī)有陡峭的迎角，即如同在著陸狀態(tài)的“抬頭”飛行?，F(xiàn)在，高的速度對(duì)所取得的測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量有不利的影響。此外，形成環(huán)繞飛機(jī)的天線的一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體在飛行過程中變形，拍動(dòng)或甚至產(chǎn)生移動(dòng)和/或振動(dòng)使飛機(jī)的飛行不良或甚至危險(xiǎn)，到被迫進(jìn)行計(jì)劃外或緊急著陸的程度。此外，必須依靠大型飛機(jī)導(dǎo)致高的運(yùn)行和維護(hù)成本，該成本也通過環(huán)繞飛機(jī)的天線的復(fù)雜性和冗長的裝配過程而惡化。

在試圖克服這些缺點(diǎn)時(shí)，大致圓形、或至少分段圓形的天線已被設(shè)計(jì)成直升機(jī)承載，并且因此由直升機(jī)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送。這種天線的最終表面積可以比環(huán)繞飛機(jī)的天線的最終表面積明顯更大，因?yàn)樘炀€的尺寸不再直接依賴于飛機(jī)的尺寸。因此，能夠構(gòu)造一個(gè)或多個(gè)同心且共面的天線，其與長度大致相同的多個(gè)拉條的遠(yuǎn)端配合，其近端連結(jié)在一起并連接到直升機(jī)的絞車，然后承載這樣構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。一個(gè)或多個(gè)電纜將天線連接到飛機(jī)的機(jī)載計(jì)算機(jī)。因?yàn)樘炀€的周長更大，一個(gè)地點(diǎn)的掃描因而被優(yōu)化，需要比由天線環(huán)繞的飛機(jī)更少的次數(shù)。此外，該測(cè)量數(shù)據(jù)可以在低速下采集。然而，這樣的解決方案確實(shí)引起若干缺點(diǎn)，對(duì)所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，并且使運(yùn)行和維護(hù)成本居高。具體地，安裝這樣的結(jié)構(gòu)仍然是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要一個(gè)龐大的組裝區(qū)。與飛機(jī)相比，直升機(jī)還具有較低的范圍，同時(shí)具有高的燃料消耗。掃描大型地點(diǎn)因此仍然是艱苦和不完善的過程。此外，一個(gè)主要的缺點(diǎn)在于這樣的事實(shí)，該“具有拉條(多個(gè))的天線(多個(gè))”結(jié)構(gòu)趨于擺動(dòng)，其重復(fù)發(fā)生且不可預(yù)測(cè)的振蕩導(dǎo)致測(cè)量設(shè)備的姿態(tài)波動(dòng)。在試圖校正或減少所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)的處理中的必然擺動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，多個(gè)傳感器通常沿承載結(jié)構(gòu)的圓周定位。然而，盡管增加了處理的復(fù)雜性，處理所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)所得出的數(shù)據(jù)或地圖可能被證明是不可靠的和不可用的。

此外，被反射并由形式為盤旋飛機(jī)或直升機(jī)的飛機(jī)承載的接收天線拾取的電磁波被再次反射離開拉條或離開機(jī)身、離開機(jī)翼結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)動(dòng)葉片——取決于所使用的飛機(jī)。這些后續(xù)的反射對(duì)所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)的相關(guān)性具有強(qiáng)烈的負(fù)面影響。

目前并不存在有效和經(jīng)濟(jì)的解決方案，其允許以穩(wěn)定和確定的姿態(tài)空中運(yùn)送大圍天線、即表面積大于幾百甚至幾千平方米的天線。

本發(fā)明糾正了已知解決方案中存在的大部分缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

受到由小飛機(jī)——輕型且經(jīng)濟(jì)，尤其是與被電磁環(huán)圍繞的飛機(jī)相比——拖曳廣告橫幅的技術(shù)的啟發(fā)，本發(fā)明涉及一種被拖曳結(jié)構(gòu)，其包括飛機(jī)、拖曳線纜和被拖曳設(shè)備，所述飛機(jī)通過所述拖曳線纜拉動(dòng)所述設(shè)備。

完全掌握在輕型飛機(jī)起飛后連接廣告橫幅的技術(shù)。然而，廣告橫幅的通常幾十平方米的尺寸比用于采集地球物理數(shù)據(jù)的天線的支承結(jié)構(gòu)的尺寸小很多。此外，廣告橫幅在大致豎直的平面被拖曳，可能在飛行過程中發(fā)生波動(dòng)。到目前為止，這種技術(shù)教導(dǎo)從未考慮過在空中測(cè)量采集的領(lǐng)域使用。這一教導(dǎo)實(shí)際上不被認(rèn)可，或者甚至被認(rèn)為是不適合且不能用于拖曳大型天線，而且該天線要在測(cè)量活動(dòng)過程中維持穩(wěn)定的、特別是水平的姿態(tài)。本發(fā)明使得可以通過提供一種拖曳連接裝置來克服這些偏見，該拖曳連接裝置具有自動(dòng)姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)并具有特定且配合特別好的公空中連接件和母空中連接件。被拖曳的測(cè)量元件和飛機(jī)之間的電連接也可以通過空中連接件來實(shí)現(xiàn)。

在由本發(fā)明提供的許多優(yōu)點(diǎn)中，可以舉出以下：

-非常大尺寸的天線——例如測(cè)量數(shù)百或數(shù)千平方米——可以在輕型飛機(jī)起飛后連接到輕型飛機(jī)；

-被拖曳設(shè)備、天線或更廣泛地由被拖曳設(shè)備承載的任何測(cè)量傳感器可以在空中連接過程中自動(dòng)聯(lián)接到拖曳飛機(jī)的機(jī)載計(jì)算機(jī)；

-一個(gè)或多個(gè)測(cè)量傳感器可以很簡單地布置在支承結(jié)構(gòu)上，該支承結(jié)構(gòu)容易包裝和展開，從而大大限制了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的組裝和處理成本，即在所需硬件和人員方面比現(xiàn)有技術(shù)的過程便宜了十到二十倍；

-一個(gè)被拖曳設(shè)備，和因此可能由該設(shè)備承載的任何測(cè)量傳感器，可以在根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備連接到由飛行中的飛機(jī)拉動(dòng)的拖曳線纜時(shí)馬上電連接并自動(dòng)連接到飛機(jī)的機(jī)載計(jì)算機(jī)；

-具有大致豎直姿態(tài)的被拖曳設(shè)備，例如廣告橫幅，可以電連接到飛機(jī)以控制展示或用于采集由存在于被拖曳設(shè)備上的傳感器遞送的測(cè)量數(shù)據(jù)，特別是在水文勘探方面；

-輕型飛機(jī)是優(yōu)選的，其在能量消耗方面很經(jīng)濟(jì)并具有大的動(dòng)作半徑，以使掃描一個(gè)地點(diǎn)的時(shí)間最小化，而同時(shí)最小化這一任務(wù)的成本；

-例如進(jìn)行水文勘探時(shí)或甚至用于對(duì)巖崩建模時(shí)，寶貴的高精度測(cè)量數(shù)據(jù)可通過在懸崖附近維持豎直的電磁環(huán)網(wǎng)采集；

-例如勘探自然資源或甚至識(shí)別地下空洞時(shí)，寶貴的高精度測(cè)量數(shù)據(jù)可通過維持水平的電磁環(huán)采集；

-可以借助于根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)的作用來避免所采集的原始數(shù)據(jù)的任何改變或者用于校正現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量傳感器的波動(dòng)姿態(tài)的任何復(fù)雜計(jì)算；

-可借助于一個(gè)或多個(gè)測(cè)量傳感器、特別是發(fā)射和接收電磁波的天線遠(yuǎn)離飛機(jī)的事實(shí)避免飛機(jī)對(duì)根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)的任何負(fù)面影響，飛機(jī)在其后面幾十米拉動(dòng)被拖曳設(shè)備；

-已知方案的主要缺點(diǎn)之一(其中，運(yùn)輸機(jī)與空中天線相互作用或相互干擾，因此對(duì)飛機(jī)的多個(gè)測(cè)量的能力產(chǎn)生不利影響并因此導(dǎo)致配備有不同傳感器的飛機(jī)需要多次飛過)可以如下來避免：通過允許被拖曳設(shè)備同時(shí)承載多個(gè)傳感器，由此增加單次飛行過程中采集的測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量、數(shù)量和種類，從而縮減拖曳飛機(jī)的行程，并因此降低涉及掃描關(guān)注地點(diǎn)的任務(wù)的時(shí)間和成本。

為此，本發(fā)明涉及一種被拖曳設(shè)備，包括：

-母連接件，其設(shè)計(jì)成與用于飛機(jī)的拖曳線纜的遠(yuǎn)端的公連接件配合，

-牽引桿，其連結(jié)到母連接件，

-柔性支承結(jié)構(gòu)，其在展開時(shí)是大致平面的，所述支承結(jié)構(gòu)包括與牽引桿配合的緊固元件。

為了進(jìn)行地球物理測(cè)量活動(dòng)，特別是或者更一般地自動(dòng)控制被拖曳支承結(jié)構(gòu)的姿態(tài)，這種被拖曳設(shè)備還包括定位在母連接件與牽引桿之間的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)，當(dāng)被拖曳設(shè)備正在被飛機(jī)拖曳時(shí)，所述姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)自動(dòng)地使支承結(jié)構(gòu)保持在確定的姿態(tài)。

當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備用于沿巖石表面進(jìn)行地球物理測(cè)量或甚至用于進(jìn)行廣告活動(dòng)時(shí)，確定的姿態(tài)可以是大致豎直的。在這種情況下，姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)可以包括校正桿，其通過多個(gè)共面的牽引拉條連結(jié)到牽引桿，所述牽引拉條的各近端連接到校正桿并且各遠(yuǎn)端連接到牽引桿，牽引拉條的各長度及其到所述桿的各連接點(diǎn)關(guān)于所述桿共同的中線軸向?qū)ΨQ。

作為替代，特別是用于承載水平測(cè)量傳感器，所述支承結(jié)構(gòu)的確定的姿態(tài)可以是大致水平的。然后姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)可以有利地包括校正桿，其每一端：

-通過具有相同的第一長度的第一牽引拉條與牽引桿的兩端配合，

-通過具有相同的第二長度的第二牽引拉條與牽引桿的中間部分配合。

無論確定的姿態(tài)如何，該姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)可以布置成使得校正桿通過具有聯(lián)接到校正桿的遠(yuǎn)端的連接拉條連結(jié)到母連接件，拉條的近端聯(lián)結(jié)在一起并一起連接到連接線纜的遠(yuǎn)端，該連接線纜的近端連結(jié)至母連接件。

根據(jù)本發(fā)明的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)還允許調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)相對(duì)于拖曳線纜的相對(duì)高度。例如，連接拉條的各個(gè)長度可相互確定以使得在飛機(jī)拖曳被拖曳設(shè)備時(shí)校正桿自動(dòng)地豎直定位，并隨后保持豎直。此外，連接拉條的各個(gè)長度可以進(jìn)一步被確定以限定支承結(jié)構(gòu)的縱向軸線相對(duì)于連接線纜的遠(yuǎn)端的縱向軸線的相對(duì)高度。

為了使根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的組裝和維護(hù)輕松，校正桿可以包括具有開口的中空管狀結(jié)構(gòu)。連接拉條也可以包括相同的線，該線經(jīng)所述開口連結(jié)到校正桿，以這種方式形成的連接拉條的各個(gè)長度通過使線打結(jié)或通過行程限制元件來確定。牽引桿也可以包括具有開口的中空管狀結(jié)構(gòu)。因此牽引拉條可包括相同的線，該線經(jīng)所述開口連接到桿上，以這種方式形成的牽引拉條的各個(gè)長度通過使線打結(jié)或通過行程限制元件來確定。

為了在飛行過程中有利于平坦的姿態(tài)和抑制支承結(jié)構(gòu)的拍動(dòng)，支承結(jié)構(gòu)可以由微穿孔氣動(dòng)緩沖織物構(gòu)成。支承結(jié)構(gòu)還可包括定位在牽引桿的對(duì)面的緩沖元件，該緩沖元件具有微穿孔結(jié)構(gòu)。

為了進(jìn)行測(cè)量活動(dòng)，例如地球物理測(cè)量活動(dòng)，所述支承結(jié)構(gòu)可承載測(cè)量元件，該測(cè)量元件包括設(shè)計(jì)成用于發(fā)射電磁信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)的形式的天線。所述支承結(jié)構(gòu)還可承載包括一個(gè)或多個(gè)傳感器或探針的測(cè)量元件。

為了提供拖曳飛機(jī)和由被拖曳設(shè)備承載的測(cè)量元件之間的有線電通信，測(cè)量元件可以被連接到有線通信總線，該總線的近端與一個(gè)或多個(gè)電接頭形式的母連接件配合。

為了通過被拖曳設(shè)備采集測(cè)量數(shù)據(jù)，支承結(jié)構(gòu)可承載用于接收電磁信號(hào)的天線。替代地或附加地，姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)可以承載用于接收電磁信號(hào)的天線。

為了提供飛機(jī)和由被拖曳設(shè)備承載的用于接收電磁信號(hào)的天線之間的電通信，天線可連接到有線通信總線，該總線的近端包括一個(gè)或多個(gè)電接頭并與母連接件配合。

為了承載這樣的有線通信總線，連接線纜可環(huán)繞所述通信總線的近端。作為替代，連接線纜可以由纖維結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通信總線的近端與線纜的纖維一起編織。

為了將被拖曳設(shè)備與拖曳線纜的鉤部連接，母連接件可以具有中空錐形結(jié)構(gòu)。母連接件的錐形結(jié)構(gòu)的外壁還可包括設(shè)計(jì)成接受連接線纜的近端的端部或頭部的套筒，所述近端布置成封閉的環(huán)的形式。

作為替代，母連接件可包括具有兩個(gè)板的V形構(gòu)件和設(shè)計(jì)成接受連接線纜的近端的端部或頭部的套筒，所述近端布置成封閉的環(huán)的形式，并且所述板被連接到套筒。

為了提供電連接，電接頭可從V形構(gòu)件的板的內(nèi)壁伸出，該內(nèi)壁是電介質(zhì)/介電的(dielectric)。

此外，母連接件還可以包括用于連接張緊線纜的元件。

替代地或附加地，母連接件可以包括從錐形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁伸出的電接頭，該內(nèi)壁是電介質(zhì)。

為了使用根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備，本文提供了用于飛機(jī)的拖曳線纜，其具有包括公連接件的遠(yuǎn)端，公連接件具有設(shè)計(jì)成與被拖曳設(shè)備的母連接件配合的支柱。

為了確保飛機(jī)和根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備之間的電通信，支柱可以是錐形的，包括從錐體的介電外壁伸出的電接頭，其中所述電接頭包括由拖曳線纜承載的通信總線的遠(yuǎn)端。電接頭可以包括分開的同心的環(huán)。

根據(jù)第二實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的公拖曳線纜連接件還可包括活動(dòng)地安裝在拖曳線纜的遠(yuǎn)端的鉤部。踵部可以固定地安裝在拖曳線纜的遠(yuǎn)端。通過這樣的布置，支柱可以是包括兩個(gè)板的V形構(gòu)件，V形構(gòu)件的頂點(diǎn)連接到鉤部使得踵部在拖曳線纜的牽引下能在構(gòu)件內(nèi)滑動(dòng)，直到其抵靠所述構(gòu)件的內(nèi)部頂點(diǎn)。

根據(jù)第三實(shí)施例，公連接件可以包括活動(dòng)地安裝在拖曳線纜的遠(yuǎn)端上的鉤部和固定地安裝在拖曳線纜的遠(yuǎn)端的踵部。支柱可以由包括兩個(gè)板的V形構(gòu)件構(gòu)成，所述V形構(gòu)件的外部頂點(diǎn)形成鉤部，使踵部能在拖曳線纜的牽引下在構(gòu)件內(nèi)滑動(dòng)，直到其抵靠構(gòu)件的內(nèi)部頂點(diǎn)。

根據(jù)這最后兩個(gè)實(shí)施例，為了實(shí)現(xiàn)電連接，所述構(gòu)件可包括從構(gòu)件的板的介電外壁伸出的電接頭，其中電接頭包括由拖曳線纜承載的通信總線的遠(yuǎn)端。

為了在將被拖曳設(shè)備連接到飛機(jī)的階段期間防止機(jī)械故障或電子故障的任何風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)本發(fā)明的拖曳線纜的公連接件可以包括連接緩沖器。當(dāng)被拖曳設(shè)備和拖曳線纜的配合的連接件相互接合時(shí)，該元件吸收拖曳線纜的一部分牽引力。

根據(jù)第二和第三實(shí)施例，這樣的連接緩沖器可以包括具有固定地安裝在公連接件的踵部上的缸的氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器?；钊麆t可固定地安裝在公連接件的鉤部上。

為了控制和/或調(diào)節(jié)致動(dòng)器的吸震能力并減小飛行中的被拖曳設(shè)備的重量，致動(dòng)器的缸可以用流體預(yù)先填充。缸體還可以包括一個(gè)或多個(gè)開口，壓縮流體在活塞的作用下經(jīng)該開口排出。

本發(fā)明還涉及任何被拖曳結(jié)構(gòu)，其包括飛機(jī)、拖曳線纜和被拖曳設(shè)備，其中所述飛機(jī)通過拖曳線纜拉動(dòng)所述被拖曳設(shè)備，所述拖曳線纜的公連接件與所述被拖曳設(shè)備的母連接件配合，并且公和母連接件是根據(jù)本發(fā)明的公和母連接件。

飛機(jī)還可包括用于產(chǎn)生和解釋/翻譯電磁信號(hào)的計(jì)算機(jī)，所述信號(hào)通過通信總線傳送并通過由被拖曳設(shè)備承載的測(cè)量元件發(fā)射和接收。

最后，本發(fā)明涉及特定連接區(qū)域，其允許根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備在飛行中連接到飛機(jī)。當(dāng)被拖曳設(shè)備的連接線纜的近端形成封閉的環(huán)、該環(huán)的頭部連接到被拖曳設(shè)備的母連接件時(shí)，這種連接區(qū)域包括定位成三角形的三個(gè)柱。形成三角形的底邊的兩個(gè)柱包括用于接收連接線纜的近側(cè)部分的各個(gè)繩股的連接部或引導(dǎo)部。在三角形的頂點(diǎn)處的柱則接收牽引線纜的近端。

附圖說明

其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀以下涉及通過非限制性說明的方式給出的示例性實(shí)施例以及通過學(xué)習(xí)附圖而更加顯而易見，在附圖中：

-圖1a和1b示出了根據(jù)本發(fā)明的使用拖曳線纜拉動(dòng)分別處于水平和豎直姿態(tài)的被拖曳設(shè)備的飛機(jī)；

-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備，其設(shè)計(jì)成具有在飛行期間大致水平的穩(wěn)定的姿態(tài)；

-圖3a和3b分別示出了在起飛階段和隨后在飛行階段中根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)，該姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成在測(cè)量活動(dòng)期間維持大致水平的姿態(tài)；

-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備在水平姿態(tài)的簡化側(cè)視圖；

-圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備，其包含姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)以使設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)保持豎直；

-圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的連接區(qū)域；

-圖6a和6b分別以俯視圖和仰視圖示出根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的母連接件的第一實(shí)施例；

-圖7a和7b示出了根據(jù)本發(fā)明的拖曳線纜的公連接件的第一實(shí)施例；

-圖7c和7d示出了根據(jù)本發(fā)明的拖曳線纜的公連接件的第一實(shí)施例的替代形式，該公連接件包括連接緩沖器并設(shè)計(jì)成與圖6a和6b中示例性地示出的母連接件配合；

-圖6c示出根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的母連接件的第二實(shí)施例；

-圖7e示出了根據(jù)本發(fā)明的拖曳線纜的公連接件的第二實(shí)施例，該公連接件包括連接緩沖器并設(shè)計(jì)成與圖6c中示例性地示出的母連接件配合；

-圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的在被拖曳設(shè)備已經(jīng)聯(lián)接到拖曳線纜之后公連接件和母連接件之間的配合。

具體實(shí)施方式

圖1a簡化示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳結(jié)構(gòu)，其中飛機(jī)P——例如設(shè)置成拖曳廣告橫幅的飛機(jī)——通過幾十米長的拖曳線纜60拉動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的被拖曳設(shè)備1。這種設(shè)備主要包括支承結(jié)構(gòu)30，該支承結(jié)構(gòu)在展開后是大致平坦的，承載著測(cè)量傳感器31，例如發(fā)射電磁波的天線。為了采集相關(guān)地球物理測(cè)量數(shù)據(jù)，這樣的被拖曳設(shè)備1包括設(shè)計(jì)成使支承結(jié)構(gòu)30保持大致恒定和水平的姿態(tài)的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10。這樣的結(jié)構(gòu)10將根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合圖3a至3c更詳細(xì)地說明。

同樣，圖1b簡化示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳結(jié)構(gòu)，其中飛機(jī)P——例如設(shè)置成拖曳廣告橫幅的飛機(jī)——通過幾十米長的拖曳線纜60拉動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的被拖曳設(shè)備1。與前一被拖曳設(shè)備相似，根據(jù)圖1b的設(shè)備主要包括支承結(jié)構(gòu)30，該支承結(jié)構(gòu)在展開后是大致平坦的，承載著測(cè)量傳感器31，例如發(fā)射電磁波的天線。例如為了沿著懸崖采集相關(guān)的地球物理測(cè)量數(shù)據(jù)，這樣的被拖曳設(shè)備1包括設(shè)計(jì)成使支承結(jié)構(gòu)30保持大致恒定和豎直的姿態(tài)的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10。這樣的結(jié)構(gòu)10將根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合圖4更詳細(xì)地說明。

根據(jù)本發(fā)明的被拖曳結(jié)構(gòu)的這兩個(gè)實(shí)施例避免了飛機(jī)P對(duì)通過存在于支承結(jié)構(gòu)30上的測(cè)量元件31所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生任何相互作用或影響，因?yàn)樵撝С薪Y(jié)構(gòu)被拖曳在飛機(jī)后面幾十米遠(yuǎn)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備1的更詳細(xì)的視圖。

被拖曳設(shè)備包括設(shè)計(jì)成與用于飛機(jī)的拖曳線纜的遠(yuǎn)端的公連接件(或鉤子)配合的母連接件40，公連接件在圖2中未示出。

這種被拖曳設(shè)備1包括展開時(shí)大致平坦的柔性支承結(jié)構(gòu)30。結(jié)構(gòu)30可以包括織物，或甚至織物的組件，該織物可以是微穿孔的。這種類型的材料特別用來形成特定被拖曳廣告橫幅的主體?？紤]到被拖曳的支承結(jié)構(gòu)30的表面面積可能高達(dá)幾百平方米，這樣的織物可以被選擇成具有特定數(shù)量的特征，其中非詳盡地包括高度防撕裂和配置成在飛行過程中抑制支承結(jié)構(gòu)30振蕩/拍動(dòng)的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，可以使用具有空氣動(dòng)力緩沖功能的織物。下面描述的支承結(jié)構(gòu)30的構(gòu)型是大致四邊形、具體是矩形。然而，該結(jié)構(gòu)30同樣可以具有其它平坦幾何形狀，例如圓盤、三角形等。

參照?qǐng)D2，支承結(jié)構(gòu)30形成平坦的矩形，長度為40至60米和寬度為15至25米，其近側(cè)部分30p附接到牽引桿20。牽引桿的長度大致是支承結(jié)構(gòu)30的近側(cè)部分30p的前緣的寬度。例如，所述近側(cè)部分可包括一系列開口，該開口優(yōu)選地例如通過金屬孔眼加強(qiáng)。牽引桿20可以是中空的圓柱形結(jié)構(gòu)，優(yōu)選具有卵形的橫截面，該橫截面雙凸且對(duì)稱以便顯示出錐形的尾緣。尾緣可以包括與支承結(jié)構(gòu)30c的近側(cè)部分中的開口對(duì)齊的開口。緊固件21，例如繩索或線纜，將牽引桿錨定到支承結(jié)構(gòu)30的近側(cè)部分30p。作為替代，牽引桿可以是實(shí)心的，并包括伸出的環(huán)，緊固件接合到所述環(huán)中。連接件21也可以包括相同的線，將牽引桿中的開口束緊到支承結(jié)構(gòu)的近側(cè)部分30p的開口。根據(jù)第三實(shí)施例，支承結(jié)構(gòu)的近側(cè)部分30p包括設(shè)計(jì)成容納牽引桿20的套筒。可以設(shè)想牽引桿與支承結(jié)構(gòu)30的近側(cè)部分之間的任何其它連結(jié)方式。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備被存儲(chǔ)或打包時(shí)，支承結(jié)構(gòu)30可以被卷起、折疊、收攏以減小體積。在支承結(jié)構(gòu)30的近側(cè)部分30p具有彎曲的或V形的前緣的情況下，牽引桿20可同樣具有彎曲的或V形的形狀。作為替代，所述牽引桿可以大致維持直線圓柱體的形式。在這種情況下，緊固件21提供支承結(jié)構(gòu)30與牽引桿20之間的連接，使得支承結(jié)構(gòu)30的縱向軸線與牽引桿20的中線重合。

為了使根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備1在該被拖曳設(shè)備已經(jīng)通過設(shè)置有對(duì)應(yīng)于公連接件的鉤子的連接線纜連接到飛機(jī)之后保持在穩(wěn)定的和預(yù)定的姿態(tài)，該被拖曳設(shè)備可包括連結(jié)到牽引桿20并插入母連接件40的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10。將具體結(jié)合圖3a至3c和圖4更詳細(xì)地討論這種姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。校正結(jié)構(gòu)10可包括大致圓柱形的校正桿11，其結(jié)構(gòu)可以與牽引桿的結(jié)構(gòu)相同或相似。姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10借助于多個(gè)牽引拉條12a、12b通過線纜連接方式被連結(jié)到牽引桿20。校正桿11自身可以由一個(gè)或多個(gè)連接拉條13a的線纜連接部被連結(jié)到母連接件40。根據(jù)結(jié)合圖2所述的示例，接收電磁波的天線可被定位在牽引拉條12a和12b的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。該天線也可以通過任何其它方式附接到校正結(jié)構(gòu)10。作為替代，其可以如天線31一樣由支承結(jié)構(gòu)30承載。支承結(jié)構(gòu)可以另外承載多個(gè)發(fā)射和/或接收天線31a、31b或者甚至其它測(cè)量傳感器32諸如高度計(jì)或無線電高度計(jì)以完成測(cè)量活動(dòng)。傳感器31、32可以通過任何方式例如通過縫合、粘接、壓接等固定到支承結(jié)構(gòu)30的上表面和下表面。天線31也可以是在形成支承結(jié)構(gòu)30的非導(dǎo)電纖維之間編織導(dǎo)電纖維的結(jié)果?？商娲?，天線可以由導(dǎo)電金屬例如鋁的一個(gè)或多個(gè)條帶粘結(jié)到支承結(jié)構(gòu)30而形成。這樣的條帶——優(yōu)選地厚度小——降低了該結(jié)構(gòu)的重量。

根據(jù)圖2，支承結(jié)構(gòu)30、更具體地其遠(yuǎn)端30d可承載例如形式為一個(gè)或多個(gè)三角形的一個(gè)或多個(gè)尾部30a。這些尾部30a可以通過任何方式如縫合或緊固件被固定到遠(yuǎn)端30d。作為替代，支承結(jié)構(gòu)30的遠(yuǎn)端和尾部可以由單一元件構(gòu)成。優(yōu)選地，尾部30a可以包括或由一個(gè)或多個(gè)微穿孔織物或具有空氣動(dòng)力緩沖特性的任何其它材料構(gòu)成。被拖曳設(shè)備在尾部30a的作用下擺動(dòng)較少。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，由其制成支承結(jié)構(gòu)30的主要織物是特別輕的。該織物的單位表面面積的質(zhì)量可以為大約50g/m²至80g/m²。該織物還可以是微穿孔的，穿孔大約為0.20mm至0.40mm。類似的織物構(gòu)造可以用于尾部30a。其單位表面面積的質(zhì)量可以類似于主要織物的單位表面面積的質(zhì)量。該織物可以是微穿孔的，穿孔例如大約為0.30mm至0.50mm。被拖曳設(shè)備的重量相對(duì)于它的尺寸特別小。這尤其在飛越人口密集區(qū)域時(shí)提供了安全邊際/裕度(margin of safety)，并且不以任何方式損害飛機(jī)的飛行能力。

圖3a、3b和3c更詳細(xì)地示出了根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10的優(yōu)選實(shí)施例。圖3a示出了當(dāng)被拖曳設(shè)備在地面上、等待被附接到飛機(jī)P時(shí)的結(jié)構(gòu)。圖3b和3c——分別是透視圖和縱向剖面圖——示出了被拖曳設(shè)備1正在被飛機(jī)P拖曳時(shí)的同一結(jié)構(gòu)。通過這些圖3a至3c示出的布置使得支承結(jié)構(gòu)30以及因此被承載的一個(gè)或多個(gè)傳感器(在這些圖中未示出)采取穩(wěn)定和水平的姿態(tài)。

根據(jù)本實(shí)施例，支承結(jié)構(gòu)為大致矩形，其近側(cè)部分30p具有大致直線的前緣。這個(gè)前緣被連接到大致圓柱形的牽引桿20，牽引桿的長度大致等于前緣的長度。根據(jù)圖3a，將牽引桿錨定到支承結(jié)構(gòu)30的緊固件21有利地由將兩個(gè)結(jié)構(gòu)20和30束緊在一起的單個(gè)線構(gòu)成，線的端部被分別系緊到牽引桿20的兩個(gè)端部20i。牽引桿可以成形為例如具有卵形的橫截面以允許其在空氣中更容易地移動(dòng)。姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10可包括配置成類似于牽引桿的配置的校正桿11。這種校正桿11可以是圓柱形的，并且其橫截面可以成形為允許其在空氣中更容易地移動(dòng)。每個(gè)端部11i通過具有相同的第一長度L12a的第一牽引拉條12a連接到牽引桿20的兩個(gè)端部20i。校正桿11的每個(gè)端部11i還通過具有相同的第二長度L12b的第二牽引拉條12b連接到牽引桿20的中間部分20c。第一長度L12a由標(biāo)記在拉條12a上的符號(hào)“/”示意性地指出。同樣地，第二長度L12b由標(biāo)記在拉條12b上的符號(hào)“//”示意性地指出。

校正桿11通過多個(gè)連接拉條被連結(jié)到母連接件(在圖3a、3b和3c中未示出)。例如，結(jié)合圖3a至3c，提供了五個(gè)連接拉條13a、13b、13c、13d和13e，具有各自的遠(yuǎn)端13ad、13bd、13cd、13dd和13ed，所述遠(yuǎn)端連接到校正桿11；在本示例中，所述遠(yuǎn)端沿著桿、即從其端部11i向其中間部分11c分布。連接拉條的近端13ap、13bp、13cp、13dp和13ep自身優(yōu)選地在點(diǎn)14d聯(lián)結(jié)在一起并一起連接到連接線纜14的遠(yuǎn)端14d，其近端14p承載母連接件。連接拉條13a、13b、13c、13d和13e的各自的長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e相互確定，使得所述校正桿11被自動(dòng)地垂直定位，當(dāng)被拖曳設(shè)備在被飛機(jī)拖曳時(shí)則保持豎直，如圖3b和3c所示。為了有利于校正桿的豎直定位，校正桿可包括配重。因此，端部11i中的一個(gè)可以比第二端部更重。如果校正桿11是中空的，配重也可以被可移動(dòng)地安裝在所述桿內(nèi)部，以便它在下端11i附近自動(dòng)地定位自身。根據(jù)本發(fā)明布置的連接拉條允許顯著減少配重。

此外，連接拉條的各個(gè)長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e被確定成提供支承結(jié)構(gòu)30的縱向軸線相對(duì)于連接線纜14的遠(yuǎn)端14d的給定的相對(duì)高度A30，如圖3c中的側(cè)視圖所示。因此，可以將支承結(jié)構(gòu)30保持在由通過被拖曳設(shè)備的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相關(guān)的風(fēng)形成的翼面中。因此，支承結(jié)構(gòu)的高度被良好地穩(wěn)定住。

具體地，如果連接拉條的長度使得拉條關(guān)于桿11的中線對(duì)稱，則高度A30是零。相反，如圖3c所示，如果長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e使得拉條13a最短且拉條13b、13c、13d和13e長度逐漸增大，那么結(jié)構(gòu)30的高度比連接線纜14的高度低。支承結(jié)構(gòu)30的縱向軸線的相對(duì)高度可以因此被相對(duì)于連接線纜14的遠(yuǎn)端14d調(diào)節(jié)，而桿11保持大致豎直。

考慮到連接拉條的相應(yīng)長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e以及牽引拉條的那些長度L12a和L12b，在飛機(jī)P的牽引下，校正桿11自動(dòng)地立起來成豎直位置，并且牽引桿也自動(dòng)地將其自身定位成水平位置，相對(duì)于連接線纜、因此相對(duì)于拖曳線纜、并最終相對(duì)于飛機(jī)P具有給定的相對(duì)高度A30的姿態(tài)。

類似緊固件21，連接拉條和/或牽引拉條可以包括不同的線或線纜。它們還可包括單個(gè)連接線13和/或單個(gè)牽引線12，這些線通過桿中制成的開口連結(jié)到校正桿和/或牽引桿20，所述桿具有中空的管狀結(jié)構(gòu)或甚至包含伸出的緊固點(diǎn)(或環(huán))。連接拉條13a、13b、13c、13d、13e的各個(gè)長度L13a、L13b、L13c、L13d、L13e和/或牽引拉條12a和12b的長度L12a和L12b可通過使線13和12打結(jié)或通過使用定位在線上的行程限制元件而被精確地確定。根據(jù)結(jié)合圖3a至3c所述的示例，牽引桿的長度在二十米的數(shù)量級(jí)。校正桿可以較短，例如為大約四至六米。所有其它尺寸可根據(jù)待拖曳的支承結(jié)構(gòu)30的大小進(jìn)行調(diào)整。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于校正被拖曳設(shè)備的姿態(tài)的結(jié)構(gòu)10的第二優(yōu)選實(shí)施例。圖4示出被拖曳結(jié)構(gòu)，其中支承結(jié)構(gòu)30以及因而被承載的一個(gè)或多個(gè)傳感器(圖4中未示出)具有穩(wěn)定和豎直的姿態(tài)。根據(jù)本實(shí)施例，支承結(jié)構(gòu)30是大致矩形并且其近側(cè)部分30p具有大致直線的前緣。這個(gè)前緣包括其中插入一大致圓柱形的牽引桿20的橫套筒，該橫套筒的長度大致等于所述前緣的長度。作為替代，如結(jié)合圖3a所描述的示例中，牽引桿20可以通過緊固件21連接到前緣30p，有利地包括使兩個(gè)元件20和30“束緊”到一起的單個(gè)線。線的端部被分別系緊到牽引桿20的端部20i。牽引桿可以成形為、即可具有卵形橫截面，改善其空氣動(dòng)力特性。

姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)10包括校正桿11，其構(gòu)造類似于牽引桿20的構(gòu)造。該結(jié)構(gòu)可以是圓柱形并且其橫截面可以成形為用于改善空氣動(dòng)力特性。校正桿11借助于多個(gè)共面的牽引拉條12a、12b、12c、12d、12e、12e'、12d'、12c、12b'、12a'經(jīng)套筒30p中形成的適合的開口連結(jié)到牽引桿20。拉條的各自的遠(yuǎn)端連接到校正桿11并且各自的近端連接到牽引桿20。牽引拉條的各個(gè)長度以及它們連接在桿11和20上的相應(yīng)的點(diǎn)關(guān)于各桿共用的中線M軸向?qū)ΨQ。因此，牽引拉條12a、12b、12c、12d和12e的長度L12a、L12b、L12c、L12d和L12e分別等于牽引拉條12a'、12b'、12c'、12d'和12e'的長度L12a'、L12b'、L12c'、L12d'和L12e'。根據(jù)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示例，牽引桿20和校正桿11各自長度為二十米和五米。因此桿20和11被對(duì)齊并且平行。

類似于結(jié)合圖3a、3b和3c所述的實(shí)施例，校正桿11通過多個(gè)連接拉條連結(jié)到母連接件(圖4中未示出)。例如，結(jié)合圖4，提供了五個(gè)連接拉條13a、13b、13c、13d和13e，其遠(yuǎn)端13ad、13bd、13cd、13dd和13ed沿校正桿11連接在其端部11i之間。連接拉條的近端13ap、13bp、13cp、13dp和13ep優(yōu)選在點(diǎn)14d聯(lián)結(jié)在一起并一起連接到連接線纜14的遠(yuǎn)端14d，其近端14p承載母連接件。連接拉條13a、13b、13c、13d和13e的各個(gè)長度L13a、L13b、L13c、L13d、L13e相互確定，使得當(dāng)被拖曳設(shè)備被飛機(jī)P拉動(dòng)時(shí)校正桿11自動(dòng)地豎直定位并且然后保持豎直，如圖4所示。另外，連接拉條的各個(gè)長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e被確定成用于限定支承結(jié)構(gòu)30的縱向軸線、即中線M相對(duì)于連接線纜14的遠(yuǎn)端14d的給定的相對(duì)高度A30，如圖4的側(cè)視圖所示。

具體地，如果連接拉條的長度被確定用于實(shí)現(xiàn)關(guān)于桿11的中線M的對(duì)稱，則高度A30將為零。相反，如圖4所示，如果長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e使得拉條13a為最短并且拉條13b、13c、13d和13e的長度逐漸增大，那么支承結(jié)構(gòu)30的平均高度、即中線M的高度比連接線纜14的高度低?？梢虼诉@樣調(diào)整支承結(jié)構(gòu)30的縱向軸線相對(duì)于連接線纜14的遠(yuǎn)端14d的相對(duì)高度，同時(shí)保持所述桿11大致豎直。

考慮到連接拉條的各個(gè)長度L13a、L13b、L13c、L13d和L13e以及牽引拉條的那些長度L12a、L12b、L12c、L12d、L12e、L12e'、L12d'、L12c、L12b'、L12a'，在飛機(jī)P的牽引下，校正桿11自動(dòng)地立起來成豎直位置。牽引桿也自動(dòng)地將其自身定位成豎直位置，相對(duì)于連接線纜、因此相對(duì)于拖曳線纜、并最終相對(duì)于飛機(jī)P具有給定的相對(duì)高度A30的姿態(tài)。如圖4中示例性示出，天線34或更一般地測(cè)量傳感器可被附接到牽引拉條。

圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的用于被拖曳設(shè)備1的特定連接區(qū)域。為了簡單起見，僅示出連接線纜14的近端14p。該近端包括從點(diǎn)14f延伸的閉環(huán)。環(huán)路14p的端部或頭部承載連接件40。如以舉例的方式并在圖6a中詳細(xì)示出，這些元件可以有利地包括中空的錐形結(jié)構(gòu)43，其外壁43e包括套筒44，設(shè)計(jì)成接受連接線纜14的近端14p的端部或頭部。作為替代，此母連接件可以根據(jù)圖6c所示的第二示例配置，由此套筒44接收具有優(yōu)選梯形的兩個(gè)側(cè)板43a和43b的V形構(gòu)件43。這樣的母連接件40被設(shè)計(jì)成容納一鉤子，例如結(jié)合圖7e所示的公連接件50的鉤部或刺58a，或者更一般地，被飛機(jī)拉動(dòng)的拖曳線纜的公連接件。這樣的配合將在后面結(jié)合圖8詳細(xì)說明。連接方向D在圖5中由箭頭指示。為了執(zhí)行連接階段，本發(fā)明提供了連接區(qū)域，三個(gè)柱71、72和73以三角形定位在連接區(qū)域中。因此前兩個(gè)柱形成虛擬三角形的底邊。它們用于在連接線纜14的近端展開閉環(huán)的繩股14p。柱71和72因此包括可去除的導(dǎo)向件或緊固件以保持所述繩股14p。柱73，在三角形的頂點(diǎn)，接收張緊線纜73a，其遠(yuǎn)端連結(jié)到連接件40。在虛擬三角形的底邊后面，連接電纜14被攤開在地面上，可以盤繞。支承結(jié)構(gòu)30(在圖5中未示出)可以收攏以減小體積。校正桿和牽引桿擱置在地面上。在連接時(shí)，繩股14p自身與柱71和72自動(dòng)分離。優(yōu)選地至少在其端部之一裝配有可移除的緊固件，張緊線纜73a與柱73分離和/或與母連接件40分離。作為替代，柱73可以包括可移除的緊固件，使其自身與張緊線纜73a分離。被拖曳設(shè)備1因而起飛，由拖曳線纜拉動(dòng)。姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)采用其工作配置，被拖曳設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)被展開。

根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備可在許多應(yīng)用中使用。例如，出于廣告目的或展示對(duì)象，可能有必要以穩(wěn)定和確定的姿態(tài)拖曳被動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)。對(duì)于這些相同的應(yīng)用，尤其是對(duì)于采集地球物理測(cè)量數(shù)據(jù)，有源元件、即需要電源和通信通道的元件可以通過支承結(jié)構(gòu)或者甚至由姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)承載，如圖2所示。活動(dòng)和通信的元件，例如顯示器、揚(yáng)聲器或傳感器，可以設(shè)置有其自己的電源。作為替代，它們可以與遠(yuǎn)程源例如光伏電池配合，同樣由支承結(jié)構(gòu)30承載。有源元件可以使用無線協(xié)議彼此通信或與飛機(jī)通信。考慮到可通過由支承結(jié)構(gòu)承載的天線31發(fā)射任何電磁輻射，可能的是，這樣的無線協(xié)議可以是無關(guān)緊要的?？梢蕴峁┮粋€(gè)或多個(gè)通信和電源總線以承載功率、從飛機(jī)向被拖曳設(shè)備傳遞訊息和測(cè)量數(shù)據(jù)，反之亦然。因此，可以從飛機(jī)P機(jī)載計(jì)算機(jī)向由支承結(jié)構(gòu)30承載的有源元件31、32發(fā)送請(qǐng)求。相反，這種總線允許所述計(jì)算機(jī)采集并隨后處理由有源元件取得的測(cè)量數(shù)據(jù)。沿支承結(jié)構(gòu)延伸或甚至沿著一部分拉條延伸的總線沒有技術(shù)困難。電線或?qū)w可通過任何元件固定：縫合、粘接、編結(jié)等。另一方面，考慮到來自將被拖曳設(shè)備通過拖曳線纜連接到飛行中的飛機(jī)上的階段的應(yīng)力和機(jī)械力的幅值，建立飛機(jī)和被拖曳設(shè)備之間的電連接是一件復(fù)雜的事情。本發(fā)明克服了這些技術(shù)困難。

在這方面，圖6a、6b或6c示出了母連接件40，其提供與公連接件的例如后面參照?qǐng)D7a至7e以示例方式示出的物理和機(jī)械兩種連接，以及電連接。在這方面，并根據(jù)結(jié)合圖6a和6b所述的第一實(shí)施例，連接件40的中空錐形結(jié)構(gòu)43的內(nèi)壁43i由一種或多種介電材料制成。它包括多個(gè)伸出的電接頭41、42。這些接頭可以優(yōu)選地沿著從錐形結(jié)構(gòu)43的基底朝向頂點(diǎn)的列定位。如圖6b所示，該圖是元件40的從下方觀察的視圖(和/或剖視圖)，每一個(gè)接頭41、42被連接到電接頭或電線33、35的遠(yuǎn)端，該組電線形成電通信總線。電線33、35隨后被連接線纜14引導(dǎo)。線纜可環(huán)繞所述通信總線33、35。作為替代，連接線纜14可以包括纖維結(jié)構(gòu)。通信總線33、35的近端因此可以與線纜14的纖維交織?？梢岳鐚⑴c接頭41關(guān)聯(lián)的第一組導(dǎo)體33設(shè)置到下行線路，即從飛機(jī)機(jī)載計(jì)算機(jī)到發(fā)射天線通信。這則被稱為下行總線。同樣，與接頭42關(guān)聯(lián)的第二組導(dǎo)體35專用于上行線路，即從由被拖曳設(shè)備承載的接收天線到飛機(jī)的機(jī)載計(jì)算機(jī)的通信。這則被稱為上行總線或上行通信總線。

圖7a和7b示出了用于飛機(jī)的由拖曳線纜60承載的公連接件50的第一實(shí)施例。該公連接件50被設(shè)計(jì)成與根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備1的母連接件40相配合，如圖8中以示例方式示出。公連接件50可包括優(yōu)選具有錐形的支柱50h，其連接到拖曳線纜60的遠(yuǎn)端60d。優(yōu)選地，線纜60的遠(yuǎn)端60d連接到錐體的基底。這兩個(gè)元件可通過任何方式被壓接或固定到一起，使得錐體50h被牢固地安裝在線纜60的遠(yuǎn)端60d上，并能承受在拉動(dòng)被拖曳設(shè)備時(shí)涉及的牽引力之后的連接力。在被拖曳設(shè)備包括與飛機(jī)通信的有源元件的情況下，拖曳線纜60、因此支柱50h被設(shè)計(jì)成承載一個(gè)或多個(gè)通信總線53和/或54。這種總線包括容納在元件60和50中的一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體。作為替代，導(dǎo)體53和/或54可以由線纜60引導(dǎo)，導(dǎo)體簡單地沿線纜附接。優(yōu)選地，拖曳線纜包括直線形式的芯，其目的是承受牽引的張力，還包括圍繞所述芯和電導(dǎo)體的護(hù)套。上行總線53和/或下行總線因此可以可靠地承載。所述總線53和54通過母連接件40和公連接件50分別連接到如結(jié)合圖6b所述的通信總線33和35。為此，支柱50h包括從支柱50h的介電外壁伸出的電接頭51和/或52。電接頭體現(xiàn)由拖曳線纜承載的通信總線或多個(gè)總線的遠(yuǎn)端。優(yōu)選地，電接頭51和52由分開的同心環(huán)構(gòu)成。無論錐形支柱50h在被插入母連接件40時(shí)的取向如何，這樣的布置保證了母連接件的接頭41和42與支柱50h的接頭51和52之間的可靠的配合，如圖8所示。

考慮一個(gè)被拖曳結(jié)構(gòu)，類似結(jié)合圖1a或1b描述的那個(gè)。如圖5以示例方式示出，在將被拖曳設(shè)備1連接到飛機(jī)P的階段過程中，飛機(jī)P的地面速度接近150km/h。雖然通常飛機(jī)P急劇拉起以降低地面速度，但該地面速度仍然超過100km/h。當(dāng)連接線纜14在屬于拖曳線纜60的公連接件50后收緊、進(jìn)入屬于被拖曳設(shè)備1的母連接件40時(shí)，機(jī)械應(yīng)力非常強(qiáng)并且被傳遞到整個(gè)被拖曳結(jié)構(gòu)，這具有引起機(jī)械故障的風(fēng)險(xiǎn)。特別設(shè)計(jì)成用于采集地球物理測(cè)量數(shù)據(jù)的被拖曳設(shè)備的異常尺寸加劇了這一現(xiàn)象，這種尺寸達(dá)到幾百或甚至幾千平方米。

因此本發(fā)明提供了包括連接緩沖器的公連接件，其目的是伴隨連接運(yùn)動(dòng)同時(shí)對(duì)其進(jìn)行緩沖。被拖曳結(jié)構(gòu)的機(jī)械部件或零件，即，非詳盡地，線纜、拉條、桿因此免于故障。作為替代或附加地，被拖曳設(shè)備的連接線纜14包括連接緩沖器。

圖7c和7d描述了公連接件的第一示例性實(shí)施例，與先前結(jié)合圖7a和7b所述實(shí)施例相似。公連接件50的形式可以為錐形支柱50h。錐體包括縱向內(nèi)部通道，該通道在錐體50h的頂點(diǎn)和基底具有開口。錐體因此可以安裝成能夠沿拖曳線纜60移動(dòng)。拖曳線纜的遠(yuǎn)端60d可通過軸向螺旋彈簧55或執(zhí)行同等功能的任何其他元件連結(jié)到錐體50h的基底。彈簧55被約束在加寬或具有端部止擋部的線纜60的遠(yuǎn)端和定位成抵靠錐形基底的環(huán)56之間。連接之后，當(dāng)錐體50h配合被拖曳設(shè)備的母連接件40時(shí)，彈簧55壓縮，從而吸收連接負(fù)載或拉動(dòng)被拖曳設(shè)備的拉力的一部分。在被拖曳設(shè)備包括與拖曳飛機(jī)通信的有源元件的情況下，拖曳線纜60和因此支柱50h設(shè)計(jì)成承載連接到同心導(dǎo)電接頭51和52的一個(gè)或多個(gè)通信總線53、54，如先前結(jié)合圖7a和7b所述。

本文提供第二示例性實(shí)施例用于由拖曳線纜的遠(yuǎn)端60d承載的公連接件50，其包含連接緩沖器。

這種布置結(jié)合圖7e進(jìn)行描述。公連接件50包括鉤部或刺58a，其安裝成能夠沿著拖曳線纜60的遠(yuǎn)側(cè)部分移動(dòng)。線纜60的遠(yuǎn)端60d被固定到或內(nèi)置到踵部58b。鉤部58a被連接到或包括具有優(yōu)選為梯形的兩個(gè)板50a和50b的支柱50h，其形成V形件，該V形件的頂點(diǎn)背離線纜60的遠(yuǎn)端60d并連結(jié)到鉤部58a或形成鉤部的一部分。包括板50a和50b的支柱50h因此是中空的，允許踵部58b在拖曳線纜60的牽引下在其中滑動(dòng)，直到踵部58b接觸支柱50h的內(nèi)部頂點(diǎn)。為了當(dāng)公連接件50配合被拖曳設(shè)備的連接件40時(shí)減慢踵部58b的行進(jìn)并因此吸收被拖曳設(shè)備的連接力，鉤部58a通過氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器連結(jié)到踵部58b。其缸55a優(yōu)選連接到踵部58b。然后致動(dòng)器的活塞55b連接到鉤部58a。當(dāng)踵部58b朝向鉤部58a移動(dòng)時(shí)，活塞壓縮容納在缸55a中的氣體或流體。在一個(gè)實(shí)施例中，該缸被充填有水，足以提供所需的吸收作用。致動(dòng)器的缸可包含一個(gè)或多個(gè)小的開口或閥，使得在活塞55b在缸55a中行進(jìn)期間排出被壓縮的水。水可用任何其它流體來替代。但是，水確實(shí)具有被排出時(shí)不出現(xiàn)任何污染風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn)。在行程的結(jié)尾，缸55a的腔室是空的，因而降低了連接件50的重量。缸55a將被重新填充以用于下次連接被拖曳設(shè)備。

類似于先前結(jié)合圖6a至6d所述的連接件50，結(jié)合圖7e所述的元件50還可以包括電接頭51和52，形成穿過拖曳線纜延伸的通信總線的遠(yuǎn)端。這些接頭可定位在板50a和50b的外壁50e上。在這種情況下，外壁50e優(yōu)選是電介質(zhì)/介電的。

為了與這種結(jié)合圖7e所述的公連接件50配合，本發(fā)明提供了母連接件40的第二實(shí)施例，例如結(jié)合圖6c所述的元件40。母連接件40總的與結(jié)合圖6a和6b所述的那些相似。但是，它們?cè)跇?gòu)件43的構(gòu)造上不同。該構(gòu)件構(gòu)造成大致類似于圖7e所述的包括元件50的板50a和50b的構(gòu)件。兩個(gè)板43a和43b，或至少其外壁43e連接到套筒44。所述套筒連接到牽引線纜14的近端14p。因此通過板43a和43b形成V形件，其頂點(diǎn)也可以連接到套筒44，該V形件設(shè)計(jì)成接收鉤部58a，隨后接收公連接件50的板50a和50b。套筒44和構(gòu)件43可以是整體的，或者作為替代，它們可以通過任何方法，例如通過縫合、粘接、焊接被連接。如果連接件40和50也應(yīng)確保電連接，板43a和43b的內(nèi)壁43i可包括具有用于接觸先前所述連接件50的接頭51、52的相應(yīng)觸片的電接頭。踵部58b在板50a和50b內(nèi)的動(dòng)作引起所述板的遠(yuǎn)側(cè)部分分開，進(jìn)而產(chǎn)生抵靠母連接件40的電接頭42、42的接觸力。連接線纜14——其近端14p連接至套筒44——進(jìn)而施加一導(dǎo)致板43a和43b的遠(yuǎn)端更靠近彼此移動(dòng)的力。這則確保了元件40和50的電接頭之間的電連接。

通過飛機(jī)經(jīng)拖曳線纜對(duì)被拖曳設(shè)備的牽引因此使連接件50牢固地保持在母連接件40內(nèi)。此外，連接件40和50可設(shè)置有用于在被拖曳設(shè)備已連接之后鎖定它們的相互配合的裝置。

此外，如結(jié)合圖6a、6b、6c、7a和7b例舉的母連接件40和公連接件50的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和/或電連接的能力可以甚至當(dāng)被拖曳設(shè)備不具有姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)時(shí)使用以用于通過飛機(jī)拖曳被拖曳設(shè)備。這對(duì)于結(jié)合圖7c、7d和7e例舉的用于拖曳無源的被拖曳設(shè)備、即不要求電連接和/或不具有姿態(tài)校正結(jié)構(gòu)的拖曳線纜的公連接件的連接緩沖能力同樣正確。

根據(jù)本發(fā)明的被拖曳結(jié)構(gòu)因而包括飛機(jī)P、拖曳線纜60和被拖曳設(shè)備1，飛機(jī)通過拖曳線纜拉動(dòng)被拖曳設(shè)備。這種被拖曳結(jié)構(gòu)已通過與地球物理測(cè)繪領(lǐng)域相關(guān)的優(yōu)選應(yīng)用進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備的支承結(jié)構(gòu)的尺寸達(dá)到一迄今為止無以倫比的空中表面積以用于承載傳感器，該傳感器在一個(gè)、同一個(gè)采集飛行期間使得可以通過測(cè)量感應(yīng)電磁場(chǎng)的振幅和相位(使用FDEM或頻域電磁感應(yīng))以及通過測(cè)量感應(yīng)電磁脈沖的衰減時(shí)間(使用TDEM或時(shí)域電磁感應(yīng))在頻域取得底土電磁讀數(shù)。被檢測(cè)的底土地層的深度被關(guān)聯(lián)到所承載的發(fā)射及接收天線的尺寸。因而本發(fā)明使得可以對(duì)例如山區(qū)中的極扭曲地形進(jìn)行準(zhǔn)確且實(shí)用的勘探。

然而，根據(jù)本發(fā)明的被拖曳設(shè)備可以是完全無源的，即在拖曳飛機(jī)P與被拖曳設(shè)備1之間不需要任何電連接。在有源配置中，即被拖曳設(shè)備1需要與飛機(jī)P上機(jī)載的計(jì)算機(jī)進(jìn)行電氣通信的配置中，根據(jù)本發(fā)明的被拖曳結(jié)構(gòu)可以在所有其它的應(yīng)用，例如在地理信息、空中廣告或空中監(jiān)視中使用。

所述飛機(jī)可以是輕型飛機(jī)。

所述被拖曳結(jié)構(gòu)可替代地包括直升機(jī)或能夠拉動(dòng)被拖曳設(shè)備的任何其它飛行實(shí)體。