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ES2589581T3 - Vehículo aéreo no tripulado que recupera energía de corrientes ascendentes de aire - Google Patents

Vehículo aéreo no tripulado que recupera energía de corrientes ascendentes de aire Download PDF

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Publication number
ES2589581T3
ES2589581T3 ES12382052.4T ES12382052T ES2589581T3 ES 2589581 T3 ES2589581 T3 ES 2589581T3 ES 12382052 T ES12382052 T ES 12382052T ES 2589581 T3 ES2589581 T3 ES 2589581T3
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ES
Spain
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unmanned aerial
aerial vehicle
generator
rotor
uav
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Alfredo Criado
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Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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Abstract

Un método para operar un vehículo aéreo no tripulado (10) que tiene una capacidad de planeo dentro de una región geográfica, comprendiendo el vehículo aéreo no tripulado (10) un generador (140) dispuesto para ser accionado por un rotor (190), comprendiendo el método las etapas de: indicar la ubicación de al menos una corriente ascendente de aire dentro del área geográfica; y maniobrar el vehículo aéreo no tripulado (10) dentro de la corriente ascendente de aire identificada; el método caracterizado por: definir un umbral máximo de altitud para una región geográfica, por encima del que no se permite el vuelo del vehículo aéreo no tripulado (10); y mantener una altura igual o inferior al umbral máximo de altitud obteniendo energía a partir del movimiento del vehículo aéreo no tripulado (10) dentro de la corriente ascendente de aire por el frenado regenerativo del rotor; donde la cantidad de frenado regenerativo del rotor (190) se controla para controlar de ese modo la altitud del vehículo aéreo no tripulado (10).

Description

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DESCRIPCION
Vetnculo aereo no tripulado que recupera ene^a de corrientes ascendentes de aire
La presente descripcion se refiere a un vetnculo aereo no tripulado (UAV) capaz de recuperar energfa de corrientes ascendentes de aire y a un metodo para operar un vetnculo aereo no tripulado.
Los pilotos de planeadores son conscientes del potencial de aumentar el alcance y/o tiempo de planeo (autonoirna) mediante la utilizacion de corrientes ascendentes de aire causadas por el calentamiento de la superficie de la Tierra. Estos flujos ascendentes de aire de origen natural, a menudo referidos como termicos, se forman en columnas y se pueden utilizar para elevar o reducir la cafda de un planeador que pasa a traves de los mismos. Los planeadores pueden incluso moverse en cfrculo dentro de una corriente ascendente de aire para ganar una altitud deseada hasta una altitud maxima teorica.
Los vetnculos aereos no tripulados pueden aprovechar las corrientes ascendentes de aire de la misma manera que los planeadores. Sin embargo, en muchos pafses se protnbe que los UAV vuelen en el espacio aereo controlado y por lo tanto pueden estar sujetos a un techo artificial que es mas bajo que la verdadera altitud maxima teorica. Como tal, no siempre es posible que un UAV consiga las mejoras de altura teoricamente disponibles de las corrientes ascendentes de aire.
El documento DE102009050522 divulga un vetnculo aereo no tripulado.
El documento DE19828720 divulga un planeador con un dispositivo de generacion de energfa.
Por lo tanto un objeto de la descripcion es proporcionar un UAV que pueda obtener beneficios de una corriente ascendente de aire cuando se le protnbe subir por encima de una altitud umbral.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente descripcion, se proporciona un metodo definido por la reivindicacion 1. En las realizaciones preferidas de un metodo de este tipo un vetnculo aereo no tripulado con una capacidad de planeo se opera dentro de una region geografica.
El vetnculo aereo no tripulado comprende un generador dispuesto para ser accionado por un rotor.
El metodo comprende las etapas de: definir un umbral maximo de altitud para una region geografica, por encima del que no se permite el vuelo del UAV; identificar la ubicacion de al menos una corriente ascendente de aire en el area geografica; maniobrar el vetnculo aereo no tripulado dentro de la corriente ascendente de aire identificada; y recuperar energfa a partir del movimiento del vetnculo aereo no tripulado dentro de la corriente ascendente de aire por el frenado regenerativo del rotor para mantener de ese modo una altura igual o inferior al umbral maximo de altitud.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente descripcion, se proporciona un vetnculo aereo no tripulado definido en la reivindicacion 7. Las realizaciones preferidas de un vetnculo aereo no tripulado de este tipo tienen una capacidad de planeo y comprenden un generador dispuesto para ser accionado por un rotor, y una batena.
El vetnculo aereo no tripulado puede operar en un modo de recuperacion de energfa en el que el movimiento del vetnculo aereo no tripulado acciona el rotor para girar, el rotor acciona el generador, y el generador carga la batena.
En el modo de recuperacion de energfa, el frenado regenerativo del generador reduce la velocidad de avance del vetnculo aereo no tripulado para generar electricidad y evitar que el vetnculo aereo no tripulado vuele por encima de una altura predeterminada. Opcionalmente, el vetnculo aereo no tripulado se dispone para almacenar la energfa recuperada en una batena.
Para una mejor comprension de la descripcion y para mostrar como la misma se puede realizar, se hace ahora referencia, a modo de ejemplo solamente, a los dibujos adjuntos en los que:
la Figura 1 muestra una representacion de un UAV de planeo que utiliza corrientes ascendentes de aire; la Figura 2 muestra una representacion de un umbral de altitud superior;
la Figura 3 muestra una representacion esquematica de una primera realizacion de un sistema para controlar un UAV;
la Figura 4 muestra una representacion esquematica de una segunda realizacion de un sistema para controlar un UAV; y
la Figura 5 muestra una representacion esquematica de un UAV.
Como se puede observar en la Figura 1, un UAV 10 se puede deslizar en una trayectoria circular dentro de una corriente ascendente de aire para ascender a una altitud teorica mas alta alcanzable dentro de esa corriente ascendente de aire. El UAV 10 puede entonces descender a medida que planea a una corriente ascendente de aire
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vecina, en la que puede iniciar un movimiento circular adicional para ascender de nuevo a la altitud teorica mas alta disponible para la nueva corriente ascendente de aire.
Cuando planea en una corriente ascendente de aire, el UAV 10 esta sujeto a un equilibrio de fuerzas en la direccion vertical. Espedficamente, el peso del UAV 10 se ve equilibrado por la suma de la fuerza aplicada por la corriente ascendente de aire, con la elevacion proporcionada por el movimiento hacia delante de las superficies aerodinamicas 185 del UAV 10 a traves del aire a una velocidad particular.
Cualquier superficie aerodinamica movil y la velocidad del UAV 10 definen los parametros controlables del equilibrio de fuerzas. Para un determinado angulo de ataque, a altas velocidades, las superficies aerodinamicas 185 del UAV 10 daran como resultado una mayor fuerza de elevacion y el UAV 10 ascendera. A bajas velocidades, las superficies aerodinamicas 185 del UAV 10 daran como resultado una fuerza de elevacion inferior y el UAV 10 descendera. La altitud de un UAV 10 que se mueve en una corriente ascendente de aire se puede controlar, de este modo, mediante la modulacion de su velocidad de avance y/o el angulo de ataque de sus superficies aerodinamicas 185.
La Figura 2 muestra el espacio aereo controlado superpuesto sobre las corrientes ascendentes de aire de la Figura 1. El espacio aereo controlado se define por encima de un umbral de altitud. No se permiten vefnculos aereos no tripulados en el espacio aereo controlado y, por lo tanto, la altitud umbral define una limitacion artificial de la altitud de los UAV.
En una realizacion ilustrativa de la invencion, un UAV 10 es capaz de planear y recuperar energfa a partir del movimiento hacia delante del UAV 10.
El UAV 10 se configura y dispone para buscar automaticamente las corrientes ascendentes de aire y mantener una trayectoria (es decir, una trayectoria definida en dos dimensiones laterales en un plano horizontal), tal como una trayectoria circular (por ejemplo, una trayectoria helicoidal aproximada en tres dimensiones), dentro de la corriente ascendente de aire para ganar altura hasta, pero no por encima de, una altitud umbral predeterminada correspondiente al lfmite inferior del espacio aereo controlado. Cuando se encuentra dentro de la corriente ascendente de aire, el UAV 10 evita que su altitud aumente por encima de la altitud umbral recuperando energfa de movimiento de avance utilizando las tecnicas descritas a continuacion.
Como se muestra en la Figura 5, el UAV 10 tiene preferentemente un rotor 190. El rotor 190 puede actuar como una turbina, es decir, el rotor 190 se puede accionar para girar por el flujo relativo del aire que ha pasado el UAV 10. Un motor/generador 140 se acopla al rotor 190 para ser accionado de esta manera para generar electricidad. La electricidad se puede utilizar para cargar una batena 200.
En realizaciones ilustrativas, el UAV 10 se dispone para controlar la velocidad a la que el rotor 190 es accionado para girar por el flujo de aire para controlar la velocidad a la que se recupera energfa del movimiento hacia adelante del UAV, controlando de este modo la friccion en el UAV 10 y por lo tanto su velocidad de avance y elevacion. Por este mecanismo, el movimiento hacia arriba del UAV 10 dentro de la corriente ascendente de aire se puede controlar de tal manera que no supere la altura de umbral.
En otras realizaciones ilustrativas, el UAV 10 puede controlar la velocidad a la que el rotor 190 gira cuando vuela en una trayectoria en bucle o generalmente circular (una trayectoria circular o helicoidal en tres dimensiones) mediante el control del angulo de inclinacion del UAV 10 y de ese modo controlar el radio de la trayectoria seguida por el UAV 10 y por lo tanto su velocidad de avance y elevacion. En otras palabras, la cantidad de energfa extrafda del movimiento hacia delante del UAV 10 se puede modular variando el angulo de inclinacion del UAV 10 para controlar de este modo la velocidad de cambio en altitud.
Es posible que el UAV 10 tenga un medio de propulsion separado. En ese caso, el motor/generador 140 puede ser un simple generador 140, es decir, no se configura para accionar el rotor 190. Sin embargo, es preferible que el motor/generador 140 actue tambien como un motor dispuesto para accionar el rotor 190 en giro. Por lo tanto, el rotor 190 puede actuar como una helice, es decir, el rotor 190 y el generador/motor 140 pueden ser tanto un medio de recuperacion de energfa como un medio de propulsion para proporcionar empuje. En un UAV 10 de este tipo es, por tanto, posible que un solo motor/generador 140 proporcionar ambos del empuje y la recuperacion de energfa. Preferentemente, el motor/generador 140 sera un motor sin escobillas.
Preferentemente, el UAV 10 comprendera superficies de control 185 como flaps o listones en las alas, y los elevadores o timones en el plano de cola.
Un sistema de gestion de vuelo 210 controla el UAV 10. La Figura 3 muestra una representacion esquematica de los componentes del sistema de gestion de vuelo 210 y de como se puede controlar el motor/generador 140 y la batena 200.
El sistema de gestion de vuelo 210 comprende: un modulo de navegacion y orientacion 100; un controlador de velocidad 120; sensores de aeronaves 160; y un modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180.
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El motor/generador 140 se acopla a y se dispone para accionar o accionarse por el rotor 190. En un modo de alimentacion, el motor/generador 140 actua como un motor para accionar el rotor 190 en giro. En un modo de generador, se recupera energfa a partir del movimiento hacia delante del UAV 10 por el motor/generador 140 que actua como un generador de manera que el giro del rotor 190 acciona el generador para generar electricidad.
En el modo de generador, el motor/generador 140 proporciona potencia a la batena 200 para cargar la batena 200. En el modo de alimentacion, el motor/generador 140 recibe energfa de la batena 200 con lo que se agota la carga almacenada por la batena 200.
El modulo de navegacion y orientacion 100 controla como el UAV 10 maniobra para volar el UAV 10 de un lugar a otro. Por ejemplo, el modulo de navegacion y orientacion 100 puede controlar las superficies de control 185 del UAV 10 (por ejemplo, flaps o listones). El modulo de navegacion y orientacion 100 monitoriza la ubicacion lateral (latitud y longitud) del UAV 10 (por ejemplo, utilizando un receptor GPS), y controla la altitud del UAV 10 utilizando las senales de los sensores de aeronaves 160. El modulo de navegacion y orientacion 100 puede determinar el umbral de altitud actual para evitar que el UAV 10 entre en el espacio aereo controlado. El modulo de navegacion y orientacion 100 puede incluir una memoria en la que se almacena el umbral de altitud en un lugar determinado, o puede comunicarse con un dispositivo externo, tal como una estacion de control de trafico aereo para recibir datos de transmision que indica la ubicacion del espacio aereo controlado.
El modulo de navegacion y orientacion 100 puede proporcionar senales al controlador de velocidad 120 para determinar la velocidad de giro del rotor 190. Las senales se transmiten a traves de un medio de comunicacion, tales como buses 50. El controlador de velocidad 120 controla la velocidad de revolucion del motor/generador 140. Esto se explica en mas detalle a continuacion.
Por otra parte, el controlador de velocidad 120 puede emitir una senal indicativa de la velocidad del motor/generador 140 indicando de este modo la cantidad de energfa recuperada por o utilizada por el motor/generador 140.
Los sensores de aeronaves 160 pueden comprender un sensor de velocidad del aire 160a para determinar la velocidad relativa entre el UAV 10 y la masa de aire a traves de la que se esta desplazando.
Los sensores de aeronaves 160 tambien pueden incluir un sensor de altitud 160b, que proporciona una senal indicativa de la altitud del UAV 10. Por ejemplo, el sensor de altitud 160b puede comprender un receptor GPS, un altimetro barometrico, etc. La senal se envfa a traves del bus 50 al modulo de navegacion y orientacion 100.
Los sensores de aeronaves 160 incluyen preferentemente un sensor pitot que comprende los dos sensores de presion estatica y dinamica.
Por lo tanto, los sensores de aeronaves 160 se pueden disponer para medir la energfa total, es decir la suma de la energfa potencial y cinetica.
El modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180 utiliza los datos de los sensores de aeronaves 160 para identificar la ubicacion y el tamano de las corrientes ascendentes de aire. El proceso por el que esta identificacion se realiza se describe a continuacion. El modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180 proporciona una senal al modulo de navegacion y orientacion 100 a traves del bus 50 para indicar la ubicacion y el tamano de las corrientes ascendentes de aire que tienen suficiente velocidad hacia arriba para elevar el UAV 10 cuando planea.
El modulo de navegacion y orientacion 100 puede utilizar esta senal para controlar el UAV 10 para maniobrar dentro de una corriente ascendente de aire con el fin de ganar altura y/u recuperar energfa.
La Figura 4 muestra un sistema de gestion de vuelo alternativo 210, que es igual al de la Figura 3, excepto que el modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180 se puede sustituir por o incluir un dispositivo de comunicacion 184. El dispositivo de comunicacion 184 se comunica con un sistema externo, tal como una estacion en tierra 182 u otro UAV 10 o aeronave. La estacion en tierra 182 puede comprender sensores para identificar la ubicacion y el tamano de las corrientes ascendentes de aire, y un transmisor para transmitir datos que indican la ubicacion y el tamano de las corrientes ascendentes de aire al dispositivo de comunicacion 184 del UAV 10. Otro UAV 10 puede detectar una corriente ascendente de aire durante el vuelo a traves del mismo (como se describe a continuacion), y transmitir la ubicacion y el tamano de la corriente ascendente de aire al dispositivo de comunicaciones 184.
En otras palabras, el modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180 de la Figura 3 y el dispositivo de comunicacion 184 de la Figura 4 son ambos medios para proporcionar senales representativas del tamano y la ubicacion de las corrientes ascendentes de aire, y se pueden utilizar para identificar la ubicacion de una o mas corrientes ascendentes de aire que tienen una velocidad ascendente superior a un valor umbral.
En realizaciones ilustrativas, el modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180 identifica el tamano y
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la ubicacion de las corrientes ascendentes de aire de la siguiente manera:
durante el vuelo del UAV 10, los datos indicativos de la altura y velocidad para cada lugar son capturados periodicamente por los sensores de aeronaves 160. Los datos capturados por los sensores de aeronaves 160 se utilizan para determinar la energfa total (es decir, la suma de la energfa potencial y la energfa cinetica) del UAV 10.
El modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180 puede utilizar la senal del controlador de velocidad 120 indica la velocidad del motor/generador 140 para determinar el efecto del motor/generador 140 en la energfa total. Por lo tanto, este efecto se puede filtrar por el modulo de identificacion de corrientes ascendentes de aire 180.
Una cola de lecturas de ubicacion del UAV 10 junto con la tasa de cambio de la energfa total medida (corregida para eliminar el efecto del motor/generador 140) se almacena.
"Guidance and Control of an Autonomous Soaring UAV ", de Michael J. Allen, del Centro de Investigacion de Vuelo de NASA Drysden, Febrero 2007 (NASA/TM-2007-214611), cuyo contenido mtegro se incorpora aqu por referencia, sivulgas los metodos matematicos para determinar la forma de corrientes ascendentes de aire/termicas a partir de tales lecturas.
Las lecturas almacenadas se pueden procesar por estos metodos conocidos para determinar la ubicacion del centro de la corriente ascendente de aire y una distancia que indica el tamano de la region de la corriente ascendente de aire que es suficiente para proporcionar elevacion al UAV 10.
Esto se puede hacer mediante la definicion de una funcion que representa la velocidad de la corriente ascendente de aire como una funcion de la distancia desde el centro de la corriente ascendente de aire, convirtiendo esto en lecturas de energfa total equivalentes, y ajustando despues la curva a los datos almacenados para determinar la ubicacion del centro de la corriente ascendente de aire (en el plano horizontal, por ejemplo, en terminos de longitud y latitud).
Al utilizar la tecnica descrita anteriormente, es posible que el UAV 10 tome mediciones periodicas de la energfa total y determine a partir de una secuencia de esas mediciones el tamano y ubicacion de una corriente ascendente de aire.
El controlador de velocidad 120 se puede utilizar para determinar la velocidad del motor/generador 140 cuando se alimenta por la batena 200. Cuando el motor/generador 140 se utiliza como un generador para cargar la batena 200, el controlador de velocidad 120 se puede utilizar para controlar la cantidad en que el motor/generador se resiste al giro del rotor 190. En esta forma, el controlador de velocidad puede utilizar el generador para realizar el frenado regenerativo del rotor 190. El controlador de velocidad 120 reduce la velocidad de giro del rotor 190 consumiendo mas potencia utilizando el generador, lo que aumenta la velocidad a la que se carga la batena 200. Esto aumenta la resistencia del UAV 10, frenando asf el uAv 10 y reduciendo la elevacion.
Por el contrario, el regulador de velocidad 120 puede permitir que el rotor 190 gire mas rapido, reduciendo la friccion y aumentando la elevacion. Esto da lugar a una menor potencia proporcionada por el generador a la batena 200.
Preferentemente, el motor/generador 140 es un motor sin escobillas.
El sistema de gestion de vuelo descrito anteriormente se puede utilizar para controlar el UAV 10 para operar en un numero de modos.
El UAV 10 puede operar en uno o mas modos de alimentacion. En los modos de alimentacion, la energfa almacenada en la batena 200 se puede utilizar para la propulsion del UAV 10. En el caso del UAV 10 descrito anteriormente, esto significana que la batena 200 puede ser llamada a proporcionar potencia al motor/generador 140 para accionar el rotor 190 en giro.
En los modos de alimentacion, el UAV 10 se controla por el modulo de navegacion y orientacion 100 del sistema de gestion de vuelo para planear a lo largo de una trayectoria. Opcionalmente en un modo de este tipo, el modulo de navegacion y orientacion 100 puede controlar el uAv 10 para navegar hacia una corriente ascendente de aire. Por ejemplo, una corriente ascendente de aire identificada por el dispositivo de comunicaciones 184 de la Figura 4.
El UAV 10 puede operar en uno o mas modos de planeo en los que no es impulsado. En el caso del UAV 10 descrito anteriormente, esto significana que la batena 200 no proporciona potencia al motor/generador 140 para accionar el rotor 190 en girar. En su lugar, el motor/generador 140 se acciona para girar por el rotor 190 para recuperar energfa a medida que pasa a traves de una masa de aire. El controlador de velocidad 120 se puede utilizar para controlar si el rotor 190 gira libremente (obstaculizado solamente por la friccion) o esta restringido de girar por la accion del motor/generador 140, a medida que genera electricidad. El controlador de velocidad 120 se puede utilizar tambien para controlar el grado en que el controlador de velocidad 120 restringe el giro del rotor 190 controlando de esta
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manera la velocidad a la que el motor/generador 140 genera electricidad.
En los modos de planeo, el modulo de navegacion y orientacion 100 puede accionar las superficies de control 185 del UAV 10 para maniobrar el UAV 10.
Uno de los modos de deslizamiento puede ser un primer modo de planeo en el que el UAV 10 se controla por el modulo de navegacion y orientacion 100 del sistema de gestion de vuelo para planear a lo largo de una trayectoria.
Opcionalmente, en un modo tal, el modulo de navegacion y orientacion 100 puede controlar el UAV 10 para navegar hacia una corriente ascendente de aire identificada por el dispositivo de comunicaciones 184 de la Figura 4.
En un segundo modo de planeo, el UAV 10 es instruido para mantener su posicion lateral dentro del area de una corriente ascendente de aire para aprovechar el aumento de la altura alcanzada. Esto se puede lograr mediante la maniobra del UAV 10 en una trayectoria en bucle (por ejemplo, manteniendo una trayectoria circular). En este segundo modo de planeo, se permite que la altitud del UAV 10 aumente mediante el flujo ascendente de aire dentro de la corriente ascendente de aire. Cuando la altitud llega a la altura de umbral, el modulo de navegacion y orientacion 100 puede indicar al controlador de velocidad 120 reducir la velocidad de giro del rotor 190 consumiendo mas potencia del motor/generador 140. Esto a su vez aumentara la resistencia del UAV de planeo, reduciendo su velocidad de avance y por lo tanto su elevacion, evitando con ello un aumento en altitud. Preferentemente, la cantidad de potencia consumida por el motor/generador 140 se modula para mantener una altitud en o ligeramente por debajo de la altitud maxima permitida. Por consiguiente, el motor/generador 140 puede recuperar la energfa de la corriente ascendente de aire una vez que el UAV 10 llega a la altitud umbral.
No siempre puede ser deseable aumentar la altitud del UAV 10. En un tercer modo de planeo, el UAV 10 tambien es instruido para mantener su posicion lateral dentro del area de la corriente ascendente de aire. Sin embargo, la velocidad de giro del rotor 190 se puede modular para mantener una altura constante del UAV 10 dentro de la corriente ascendente de aire mediante el control de la resistencia del UAV de plano para controlar de ese modo su velocidad de avance y elevacion. Por consiguiente, el motor/generador 140 puede recuperar energfa de la corriente ascendente de aire sin una altitud cada vez mayor del UAV 10.
Por ultimo, se puede proporcionar opcionalmente un cuarto modo de planeo (ademas de o en lugar del segundo modo) donde el motor/generador 140 extrae energfa del movimiento hacia delante del UAV 10 a una velocidad que vana en funcion del angulo de inclinacion del UAV 10, mientras que vuela en una trayectoria en bucle. Espedficamente, el angulo de inclinacion se puede modular para controlar el radio del bucle seguido por el UAV 10. Un bucle con un angulo de inclinacion mas grande resultara en un bucle con un radio mas pequeno donde la velocidad de avance del UAV 10 es mayor y por lo tanto el rotor recupera mas potencia. A la inversa, un bucle con un angulo de inclinacion mas pequeno dara lugar a un bucle con un radio mayor en el que la velocidad de avance del UAV 10 es mas baja y por lo tanto se el rotor 190 recupera menos potencia. En este cuarto modo de planeo, se permite que la altitud del UAV 10 aumente mediante el flujo ascendente de aire dentro de la corriente ascendente de aire hasta que se alcanza la altura maxima permitida, y a continuacion, se mantiene la altura del UAV 10 volando el UAV 10 en una trayectoria en bucle (preferentemente, una trayectoria generalmente circular) y modulando el angulo de inclinacion del UAV 10.
Un quinto modo de planeo se puede proporcionar donde no esta permitido que la altitud del UAV 10 aumente por el flujo ascendente de aire dentro de la corriente ascendente de aire, sino que simplemente se mantiene a una altura deseada volando el UAV 10 en una trayectoria en bucle (preferentemente, una trayectoria generalmente circular) y modulando el angulo de inclinacion del UAV 10.
Del segundo al quinto modos de planeo, es posible que la ubicacion de la corriente ascendente de aire pueda causar deriva (tal vez debido a los vientos dominantes). Por lo tanto, puesto que el UAV 10 mantiene su posicion en la corriente ascendente de aire, se ira a la deriva con la corriente ascendente de aire mientras vuele en la trayectoria en bucle. En otras palabras, la trayectoria en bucle seguida por el UAV 10 se movera con la corriente ascendente de aire.
Preferentemente, del segundo al quinto modos de planeo, el UAV 10 volara en una trayectoria circular alrededor del centro aproximado de la corriente ascendente de aire identificada, dentro de la corriente ascendente de aire a una distancia del 65 % de la anchura de la corriente ascendente de aire.

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
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    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para operar un vehnculo aereo no tripulado (10) que tiene una capacidad de planeo dentro de una region geografica, comprendiendo el vehnculo aereo no tripulado (10) un generador (140) dispuesto para ser accionado por un rotor (190), comprendiendo el metodo las etapas de:
    indicar la ubicacion de al menos una corriente ascendente de aire dentro del area geografica; y maniobrar el vehnculo aereo no tripulado (10) dentro de la corriente ascendente de aire identificada;
    el metodo caracterizado por:
    definir un umbral maximo de altitud para una region geografica, por encima del que no se permite el vuelo del vehnculo aereo no tripulado (10); y
    mantener una altura igual o inferior al umbral maximo de altitud obteniendo energfa a partir del movimiento del vehnculo aereo no tripulado (10) dentro de la corriente ascendente de aire por el frenado regenerativo del rotor; donde la cantidad de frenado regenerativo del rotor (190) se controla para controlar de ese modo la altitud del vehnculo aereo no tripulado (10).
  2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende ademas la etapa de maniobrar el vehfculo aereo no tripulado (10) en una de las corrientes ascendentes de aire identificadas.
  3. 3. El metodo de la reivindicacion 2, donde el generador (140) es un motor dispuesto para accionar el rotor (190), y la etapa de maniobrar el vehfculo aereo no tripulado (10) en una de las corrientes ascendentes de aire identificadas comprende accionar el rotor (190) con el motor para propulsar el vehfculo aereo no tripulado (190).
  4. 4. El metodo de cualquier reivindicacion anterior, que comprende ademas la etapa de maniobrar el vehfculo aereo no tripulado (10) a lo largo de una trayectoria en bucle para mantener la posicion del vehfculo aereo no tripulado (10) dentro de la corriente ascendente de aire identificada.
  5. 5. El metodo de la reivindicacion 1, donde el vehfculo aereo no tripulado (10) se maniobra dentro de la corriente ascendente de aire identificada con un angulo de inclinacion que se controla para controlar de ese modo la altitud del vehfculo aereo no tripulado (10).
  6. 6. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas almacenar la energfa obtenida en una batena (200).
  7. 7. Un vehfculo aereo no tripulado con una capacidad de planeo que comprende:
    un generador (140) dispuesto para ser accionado por un rotor (190); y una batena (200), caracterizado por que:
    el vehfculo aereo no tripulado puede operar en un modo de recuperacion de energfa en el que el movimiento del vehfculo aereo no tripulado acciona el rotor (190) para que gire, el rotor (190) acciona el generador (140), y el generador (140) carga la batena (200); y
    en el modo de recuperacion de energfa, el frenado regenerativo del generador (140) reduce la velocidad de avance del vehfculo aereo no tripulado para generar electricidad y evitar que el vehfculo aereo no tripulado vuele por encima de una altura predeterminada;
    donde en el modo de recuperacion de energfa la cantidad de frenado regenerativo del generador (140) se controla para controlar de ese modo la altitud del vehfculo aereo no tripulado.
  8. 8. El vehfculo aereo no tripulado de acuerdo con la reivindicacion 7 o la reivindicacion 8, que comprende un medio de propulsion, donde el vehfculo aereo no tripulado puede operar en un modo de alimentacion, en el modo de alimentacion la batena (200) alimenta los medios de propulsion para propulsar el vehfculo aereo no tripulado.
  9. 9. El vehfculo aereo no tripulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, que comprende ademas medios para identificar la ubicacion de una o mas corrientes ascendentes de aire con velocidades ascendentes superiores a un valor umbral (180; 184).
  10. 10. El vehfculo aereo no tripulado de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde el generador (140) es un motor dispuesto para accionar el rotor (190) en giro para propulsar el vehfculo aereo no tripulado en el modo de alimentacion.
  11. 11. El vehfculo aereo no tripulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, donde el generador (140) es un motor sin escobillas.
  12. 12. El vehnculo aereo no tripulado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, donde el medio para identificar la ubicacion de una o mas corrientes ascendentes de aire (180; 184) comprende un dispositivo de comunicacion (184) dispuesto para recibir datos de flujo de aire indicativos de la ubicacion de la una o mas corrientes ascendentes de aire y datos de salida que identifican la ubicacion de la corriente ascendente de aire.
    5
  13. 13. El vehnculo aereo no tripulado de acuerdo con la reivindicacion 7, donde en el modo de recuperacion de energfa se maniobra el vehfculo aereo no tripulado con un angulo de inclinacion que se controla para controlar de ese modo la altitud del vehfculo aereo no tripulado.
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