AUTOMÁTICO E MANUAL

CAMPO DA INVENÇÃO

[1] A invenção está destinada a área de aviação, mais especificadamente a área de aeronaves e dispositivos para voo pessoal ou (individual).

ESTADO DA TÉCNICA

[2] Dirigíveis são um tipo de aeronaves utilizados na maioria dos países do mundo, principalmente nas economias avançadas. Eles são empregados para trabalhos de vigilância, turismo, controle de fronteiras, pesquisas geográficas, transporte de carga e até mesmo com fins publicitários. Ainda assim, pode-se dizer que sua utilização está longe de sua real capacidade e abrangência de mercado.

[3] Como a grande maioria dos dispositivos para aviação, o alto custo e tamanho das aeronaves disponíveis no estado da técnica constituem grande impeditivo para a utilização individual e pessoal dessa importante modalidade de transporte.

[4] Há uma grande variedade de dirigíveis pertencentes ao estado da técnica, a grande maioria deles:

[5] O PCT WO2017136906 (Dl) descreve uma mochila com extensão vertical de tecidos resistentes e flexíveis aeronáuticos, amplamente utilizados no setor aeronáutico, que possui um balão envelopado com asas, e utiliza propulsão via motor para a locomoção do ocupante. Dl pode ser considerado o pedido mais próximo da presente invenção pela utilização do balão dirigível aplicada a ideia de dispositivo de locomoção individual e econômica. [6] No entanto, a presente invenção representa uma modernização e aprimoramento significativo dos dispositivos encontrados no estado da técnica.

[7] Este pedido de invenção compreende um inovador tipo de drone planador com balão dirigível, elétrico e(ou) híbrido, digital para voo pessoal, no automático ou manual. O controle pode ser feito de forma particular (manual) ou através da solicitação (automática) da rota no mapa pelo aplicativo do dispositivo, em seguida, aprovado pela torre de controle de aviação civil regional em tempo real, onde o dispositivo, utilizando seus sensores, calcula programa e executa o voo até o destino desejado. O projeto apresenta um conceito diferente e singular de voo, calmo, seguro, simples e de baixo custo para as pessoas.

[8] Este dispositivo individual pode ser amplamente utilizado na mobilidade urbana, em pontos turísticos, parques nacionais, hotéis fazenda, pousadas de praias, praças e estacionamentos abertos. Também é uma excelente opção para expedições científicas em áreas isoladas, montanhas, cachoeiras e nascentes ou vigilância de fronteiras e outros. Ele permite uma visão superior do ambiente e chega a locais que não é possível chegar de barco ou carro. Como por exemplo onde não existem estradas e onde helicópteros e drones não podem chegar por seus limites de autonomia, sendo o voo mais seguro, de melhor custo benefício, sem agredir o meio ambiente. Tudo isso de forma muito mais simples e econômica do que todas as aeronaves do estado da técnica.

[9] Dl possui uma aerodinâmica completamente distinta, ao invés de asas infláveis ligadas ao próprio balão de gás, há a utilização de asas rígidas que são alocadas no contêiner (fuselagem). Dessa forma, a aerodinâmica da presente invenção é mais adequada para o uso em ambiente urbano, possui menor arrasto, alcança maiores velocidades e utiliza uma menor quantidade de gás hélio e espaço de estacionamento.

[10] Pode-se dizer que a presente invenção constitui uma amálgama apurada entre um drone/asa planadora e um balão dirigível (airship), enquanto Dl está limitado a configuração de dirigível.

[11] A utilização das asas rígidas ao invés de infláveis, faz com que o haja um equilíbrio inédito entre as três funções supracitadas e permite a realização de voo na modalidade vertical (e-VTOL), ou seja de decolagem e pouso vertical saindo de velocidade zero (0). O que dispensa pistas de decolagem e garante a mobilidade plena da invenção mesmo em ambientes urbanos, verticalizados e de pequeno espaço.

[12] Dl possui múltiplas camadas, no entanto, o a presente invenção utiliza de 2 ou 3 camadas (película ou filme de nanocompósitos), que promovem a estanqueidade de até 99,9% do gás hélio. Sendo a 1° camada interna de nano-TPU e a camada externa revestida de nano-filme (OPV) orgânico de placas solares, que podem recarregar as baterias elétricas no container através dos nano sensores solares (OPV) em tempo real.

[13] Diferentemente de Dl, há utilização de uma dupla de motores com hélices independentes e que são responsáveis pela movimentação mais versátil e completa do equipamento. Estes motores podem ser elétricos e de energia híbrida, proveniente de células de hidrogênio e(ou) etanol.

[14] Dl é descrito como uma mochila presa as costas do piloto e que o mantém em posição horizontal. A presente invenção possui uma poltrona ergonômica que pode manter seu ocupante em posição de assento ou debruçado de peito em posição delta.

[15] Essa poltrona é ejetável e possui um paraquedas reserva que abre automaticamente. Além disso, há um airbag com sensores de velocidade e altitude acoplados ao descanso de peito do piloto que o protegem de possível colisão com o solo e obstáculos durante uma queda ou pouso forçado.

[16] Dl também possui uma estrutura externa rígida na parte frontal do balão, um bico de fibra de carbono e uma haste de fixação, que inexistem na presente invenção, o que trás economia de matéria prima e redução do peso.

[17] As asas rígidas possuem movimentação de 90° para sustentação e equilíbrio do voo vertical e permitem a mudança do ângulo dos motores para propelir o voo horizontal.

[18] Os motores acoplados nas asas, por serem independentes, possuem controles diferenciais que podem variar a potência e ângulo de forma distinta. São dois controles, um para cada motor, e duas funções em cada. Adicionalmente, é possível realizar o controle semiautomático via aplicativo através de rotas pré-programadas.

[19] O balão possui válvulas elétricas que podem ser utilizadas para remover o gás de forma autónoma (automática) no caso de enjete (SOS), para que o dispositivo volte ao solo com segurança. O gás pode ser retirado e armazenado caso o balão não esteja em uso, ou até mesmo ser transferido para outro balão.

[20] Um dos grandes diferenciais da presente invenção em relação aos demais dispositivos de balão dirigível (airship) encontrados no estado da técnica, é que este tipo de equipamento se enquadra na categoria de voo simplificado pelos órgãos de aviação, o chamado voo pessoal aerodesportivo com peso menor de 200 kg.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[21] Resumidamente falando, a presente invenção consiste em um balão elipsoidal compacto com drone autonivelante de asas rígidas no centro do container, dois motores- hélices de rotação 90 graus e uma poltrona para o piloto com controles do dispositivo.

[22] O balão dirigível tem formato elipsoidal de duas a três camadas estanques, sendo a camada interna de nanocompósitos de TPU e a externa é constituída de uma nano película ou (filme) de placa solar orgânica sensorial que carrega as baterias em tempo real de voo para utilização.

[23] A poltrona do piloto é ergonômica e pode sustentar seu ocupante em duas posições, sentado ou deitado com o peito na posição horizontal como os pássaros.

[24] O cinto de segurança é cuidadosamente projetado para se adequar a mudança de posição do piloto e resguarda seu ocupante durante a transição de posição.

[25] A poltrona também é ejetável através de uma alavanca manual, em casos de problemas no balão, seu acionamento garante a fuga do piloto enquanto um paraquedas de reserva é acionado automaticamente para o pouso. Há também um AIR-BAG frontal posicionado no peitoral de apoio ajustável, um sensor de aproximação (X) velocidade que garante a abertura do AIR-BAG com precisão para o impacto com solo ou outros obstáculos.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS:

Figura 1.

[26] Descreve o projeto na visão (frontal), onde as indicações (1, 2 e 3) representam as principais partes que separam o conjunto, (1) Sendo o balão dirigível com o envelope de proteção do gás hélio.

(2) O container central, que compreende a fuselagem que encaixa no balão, sustentando as asas, motores, sistemas e a bateria do projeto.

(3) apresenta poltrona e controles do piloto, onde contém o chassi da poltrona com encaixe no container acima e um sistema ejetável manual com paraquedas reserva e AIRBAG automáticos.

Figura 2.

[27] Representa o projeto na visão (lateral), onde as indicações (1, 2 e 3) representam as principais partes que separam o conjunto conforme explicado acima na descrição da [Fig.l], As numerações (1.1 - 1.2 - 1.3) dizem respeito as quilhas móveis de encaixe para o balão dirigível.

Figura 3.

[28] Representa o projeto na posição (superior) com transparência, onde o número (4) representa a bateria interna do container (Fig.l item 2), a indicação (5) representa a asa rígida, (6) representa os freios na asa, (7) indica os servos atuadores de movimento (e- VTOL) dos motores e hélices com proteção sendo representados pelo número (8).

Figura 4.

[29] Mostra o projeto na perspectiva transparente, indicando o item (Fig.3 item 7) de um ponto de vista diferente para melhor entendimento.

(9) que representa o chassi da poltrona e encaixe, com eixo de movimento para posição do peitoral e descanso de perna.

(10) indica a localização do sistema com sensores (11) externos e internos de medição da bateria e motores, assim como a medição da altitude, velocidade, temperaturas e pressão.

Figura 5.

[30] Descreve o projeto na posição (frontal) montado, sendo os faróis frontais (12) indicado no desenho. (13) indica a alavanca de EJETE da poltrona (Figura 2. item 3), onde ela se desacopla do container (Figura 1. Item 2) e aciona automaticamente o paraquedas-reserva (16) pelo peso do deslocamento de caimento do piloto com a poltrona. A numeração (14) indica o peitoral com o AIR-BAG guardado para o momento de impacto com o solo ou obstáculos, acionado por um sensor de movimento e velocidade embutido.

A numeração (15) indica a âncora de estacionamento do projeto e pedido de patente, com tipos ou opção de ancoramento para situações diferentes de ambiente, como solos de dunas, águas ou montanhas com árvores.

Figura 6.

[31] Indica a poltrona separada (Figura 2. item 3), na visão de (frente) com modelo piloto, para demonstração dos controles de voo sendo o número (18) o controle da aceleração, curvas e freio dos motores e(ou) asas, combinando com o número (19) sendo a mudança de ângulo dos motores-hélices com proteção. O número (20) representa o apoio de braços onde ficam os controles de voo (18 e 19).

Figura 7.

[32] Representa em (perspectiva-lateral) a poltrona (Figura 2, item 3) acionado o sistema de emergência, com o número (16) que representa o paraquedas-reserva acionado e o AIRBAG (17) acionado antes do impacto com o solo.