用于飞机的包括姿态校正装置的机载平台和相关联的拖曳挂接组件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种牵引挂接组件，其包括飞机(P)、牵引线缆(60)和牵引设备(1)，飞机通过牵引线缆拉动牵引设备。本发明专利技术可用于连接和牵引用来进行测量的大型天线(31)，使用自动姿态校正装置(10)以及特别巧妙的公和母连接装置(40，50)维持稳定的水平或甚至竖直的姿态。此外，可以在被牵引的测量装置(31)和飞机(P)之间提供电连接。这样的牵引挂接组件特别适合用于获取自然资源勘探中宝贵的参数或用于识别地下空洞。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201480076488.4的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2014年2月28日，专利技术名称为“用于飞机的包括姿态校正装置的机载平台和相关联的拖曳挂接组件”。
本专利技术涉及一种机载平台，或者更广泛地，涉及用于飞机的被拖曳设备，该设备由飞机通过拖曳线缆拉动。本专利技术更具体地涉及包括测量元件支承结构的被拖曳设备，用于在勘探自然资源或甚至识别地下空洞的领域采集有价值的信息。
技术介绍
地球物理测绘领域目前迅速扩大以便获得对地下环境、特别是水文的演变的更好了解。在沙漠地区找水是尤其日益增长的关注问题。这样的发现例如包括岩溶网络的检测或识别。这对于寻找位于中等深度、即在小于300米的深度处的矿产资源或者甚至识别石油或天然气矿层同样正确。其它要求最近变成测绘领域的研究主题。这些要求涉及例如检测地下空洞以用于储存资源或甚至废弃物。为了提供地球物理测绘数据，一种技术——根据一高度简化的原理——是测量底土的电阻率的垂直和水平的变化。为此目的，使用空中发射天线例如环或线圈来朝向待研究的地面、更具体地底土发射电脉冲。因此，创建了主磁场。主磁场的突然中断产生了强度随存在于底土的地层的电导率增加而增大的涡流。进而，这些感应电流产生二次磁场。这个场由接收天线、诸如线圈或环进行测量，然后被分析以确定该地层的电阻率。为了现场输送这样的测量元件，某些建造商或运营商已经为飞机配备了环绕飞机的电磁天线。这种天线包括发射和/或接收电磁波的一个或多个环。天线构造成将电导体从飞机的前部——通过使导体维持在与驾驶舱成一距离的延伸装置，从而延长了天线的周长——延伸到机翼的尖端和到机身的后部。因此，天线有必要具有菱形/斜方形外观，其对角线由机翼和飞机的机身限定。因此，有必要使用具有大翼展的飞机以便承载足够大的天线来采集地形信息，例如庞巴迪Dash-7型的四引擎飞机。因为天线的姿态大致是承载该天线的飞机的姿态，必要的是——除非使用复杂的计算以考虑天线相对于地面的迎角——采集数据时保持飞机完全水平。为了维持这种大致水平的姿态，飞机需要以相对高的速度行进。低于该速度，飞机有陡峭的迎角，即如同在着陆状态的“抬头”飞行。现在，高的速度对所取得的测量数据的质量有不利的影响。此外，形成环绕飞机的天线的一个或多个电导体在飞行过程中变形，拍动或甚至产生移动和/或振动使飞机的飞行不良或甚至危险，到被迫进行计划外或紧急着陆的程度。此外，必须依靠大型飞机导致高的运行和维护成本，该成本也通过环绕飞机的天线的复杂性和冗长的装配过程而恶化。在试图克服这些缺点时，大致圆形、或至少分段圆形的天线已被设计成直升机承载，并且因此由直升机现场运送。这种天线的最终表面积可以比环绕飞机的天线的最终表面积明显更大，因为天线的尺寸不再直接依赖于飞机的尺寸。因此，能够构造一个或多个同心且共面的天线，其与长度大致相同的多个拉条的远端配合，其近端连结在一起并连接到直升机的绞车，然后承载这样构成的结构。一个或多个电缆将天线连接到飞机的机载计算机。因为天线的周长更大，一个地点的扫描因而被优化，需要比由天线环绕的飞机更少的次数。此外，该测量数据可以在低速下采集。然而，这样的解决方案确实引起若干缺点，对所采集的测量数据进行处理的质量产生不利的影响，并且使运行和维护成本居高。具体地，安装这样的结构仍然是一个复杂的过程，需要一个庞大的组装区。与飞机相比，直升机还具有较低的范围，同时具有高的燃料消耗。扫描大型地点因此仍然是艰苦和不完善的过程。此外，一个主要的缺点在于这样的事实，该“具有拉条(多个)的天线(多个)”结构趋于摆动，其重复发生且不可预测的振荡导致测量设备的姿态波动。在试图校正或减少所采集的测量数据的处理中的必然摆动现象时，多个传感器通常沿承载结构的圆周定位。然而，尽管增加了处理的复杂性，处理所采集的测量数据所得出的数据或地图可能被证明是不可靠的和不可用的。此外，被反射并由形式为盘旋飞机或直升机的飞机承载的接收天线拾取的电磁波被再次反射离开拉条或离开机身、离开机翼结构或转动叶片——取决于所使用的飞机。这些后续的反射对所采集的测量数据的相关性具有强烈的负面影响。目前并不存在有效和经济的解决方案，其允许以稳定和确定的姿态空中运送大围天线、即表面积大于几百甚至几千平方米的天线。本专利技术纠正了已知解决方案中存在的大部分缺点。
技术实现思路
受到由小飞机——轻型且经济，尤其是与被电磁环围绕的飞机相比——拖曳广告横幅的技术的启发，本专利技术涉及一种被拖曳结构，其包括飞机、拖曳线缆和被拖曳设备，所述飞机通过所述拖曳线缆拉动所述设备。完全掌握在轻型飞机起飞后连接广告横幅的技术。然而，广告横幅的通常几十平方米的尺寸比用于采集地球物理数据的天线的支承结构的尺寸小很多。此外，广告横幅在大致竖直的平面被拖曳，可能在飞行过程中发生波动。到目前为止，这种技术教导从未考虑过在空中测量采集的领域使用。这一教导实际上不被认可，或者甚至被认为是不适合且不能用于拖曳大型天线，而且该天线要在测量活动过程中维持稳定的、特别是水平的姿态。本专利技术使得可以通过提供一种拖曳连接装置来克服这些偏见，该拖曳连接装置具有自动姿态校正结构并具有特定且配合特别好的公空中连接件和母空中连接件。被拖曳的测量元件和飞机之间的电连接也可以通过空中连接件来实现。在由本专利技术提供的许多优点中，可以举出以下：-非常大尺寸的天线——例如测量数百或数千平方米——可以在轻型飞机起飞后连接到轻型飞机；-被拖曳设备、天线或更广泛地由被拖曳设备承载的任何测量传感器可以在空中连接过程中自动联接到拖曳飞机的机载计算机；-一个或多个测量传感器可以很简单地布置在支承结构上，该支承结构容易包装和展开，从而大大限制了根据本专利技术的被拖曳设备的组装和处理成本，即在所需硬件和人员方面比现有技术的过程便宜了十到二十倍；-一个被拖曳设备，和因此可能由该设备承载的任何测量传感器，可以在根据本专利技术的被拖曳设备连接到由飞行中的飞机拉动的拖曳线缆时马上电连接并自动连接到飞机的机载计算机；-具有大致竖直姿态的被拖曳设备，例如广告横幅，可以电连接到飞机以控制展示或用于采集由存在于被拖曳设备上的传感器递送的测量数据，特别是在水文勘探方面；-轻型飞机是优选的，其在能量消耗方面很经济并具有大的动作半径，以使扫描一个地点的时间最小化，而同时最小化这一任务的成本；-例如进行水文勘探时或甚至用于对岩崩建模时，宝贵的高精度测量数据可通过在悬崖附近维持竖直的电磁环网采集；-例如勘探自然资源或甚至识别地下空洞时，宝贵的高精度测量数据可通过维持水平的电磁环采集；-可以借助于根据本专利技术的被拖曳设备的姿态校正结构的作用来避免所采集的原始数据的任何改变或者用于校正现有技术测量传感器的波动姿态的任何复杂计算；-可借助于一个或多个测量传感器、特别是发射和接收电磁波的天线远离飞机的事实避免飞机对根据本专利技术的被拖曳设备所采集的数据的任何负面影响，飞机在其后面几十米拉动被拖曳设备；-已知方案的主要缺点之一(其中，运输机与空中天线相互作用或相互干扰，因此对飞机的多个测量的能力产生不利影响并因此导致配备有不同传感器的飞机需要多次飞过)可以如下来避免：通过允许被拖曳设备同时承载多个传感器，由此增加单次飞行过程中采集的测量数据的质量、数量和种类，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载地球物理勘探设备，包括具有几百平方米的表面面积的电磁天线，所述电磁天线包括由具有几百平方米的表面面积的支承结构承载的一个或多个环，并且被构造成通过拖曳线缆在飞机后面被拖曳，其中，所述支承结构是柔性的并且在被牵引时可展开，并且在展开后大致是平的。

【技术特征摘要】
1.一种机载地球物理勘探设备，包括具有几百平方米的表面面积的电磁天线，所述电磁天线包括由具有几百平方米的表面面积的支承结构承载的一个或多个环，并且被构造成通过拖曳线缆在飞机后面被拖曳，其中，所述支承结构是柔性的并且在被牵引时可展开，并且在展开后大致是平的。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支承结构的长度介于40米和60米之间并且/或者宽度介于15米和25米之间。3.根据权利要求1或2所述的设备，包括：-牵引杆，-用于将支承结构紧固到牵引杆上的装置，-用于连接到拖曳线缆的连接元件，和-姿态校正结构，其包括连接到所述连接元件的姿态校正杆和将姿态校正杆连接到牵引杆的牵引拉条。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述姿态校正结构被构造为赋予所述牵引杆和所述支承结构水平姿态，并且包括分别将姿态校正杆的第一端连接到牵引杆的两个相对端并将姿态校正杆的第二端连接到牵引杆的两个相对端的牵引拉条。5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述姿态校正结构还包括分别将姿态校正杆的第一端连接到牵引杆的中间部分并将姿态校正杆的第二端连接到牵引杆的中间部分的牵引拉条。6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，包括将姿态校正杆连接到所述连接元件的连接拉条。7.根据权利要求6所述的设备，其中，连接拉条相对于姿态校正杆的中线各自具有不同的长度，使得当所述设备被拉动时姿态校正杆自动地竖直定位并且在该中线的高度处保持竖直，该高度低于连接元件的高度。8.根据权利要求3-7中任一项所述的设备，其中，姿态校正杆包括配重以确保或有利于姿态校正杆的竖直定位。9.根据权利要求3-8中任一项所述的设备，包括在连接元件内的电接头。10.根据权利要求1-9中任一项所述的设备，其中，所述支承结构包括微穿孔气动缓冲织物。11.根据权利要求1-10中任一项所述的设备，其中，所述支承结构包括具有微穿孔结构的尾部缓冲元件。12.根据权利要求1-11中任一项所述的设备，其中，所述支承结构承载一个或多个传感器或探测器。13.根据权利要求1-12中任一项所述的设备，其中，所述支承结构承载用于接收电磁信号的天线。14.一种利用具有几百平方米的表面面积的电磁天线进行机载地球物理勘探的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·乔达纳，
申请(专利权)人：艾克讯通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR