ES3047989T3

ES3047989T3 - Seals for aerial vehicles

Info

Publication number: ES3047989T3
Application number: ES20855065T
Authority: ES
Inventors: Kevin Roach; Chaokun Gong; Chase Haegele
Original assignee: Aerostar Int Inc; Aerostar International LLC
Current assignee: Aerostar Int Inc; Aerostar International LLC
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2025-12-05
Anticipated expiration: 2040-08-18
Also published as: IL290746A; AU2020333741A1; PL4017801T3; US20220184877A1; EP4017801A1; IL290746B1; WO2021034835A1; US11230049B2; PT4017801T; AU2020333741B2; US12036724B2; US20210053274A1; EP4017801A4; EP4017801B1

Abstract

Aspectos de la divulgación se refieren a envolventes para vehículos aéreos. El vehículo aéreo 200 puede incluir una envolvente 210 con varios gajos 210A y 210B. El vehículo aéreo también puede incluir un sello 230 y 232 dispuesto entre un par de gajos. Este sello incluye seis capas de material de envolvente 310, 320, 330, 340, 350 y 360, selladas mediante calor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Sellos para vehículos aéreos

[0005] Antecedentes

[0007] Los dispositivos informáticos tales como ordenadores personales, ordenadores portátiles, tabletas, teléfonos celulares e innumerables tipos de dispositivos con capacidad para Internet son cada vez más frecuentes en numerosos aspectos de la vida moderna. Como tal, la demanda de conectividad de datos a través de Internet, redes de datos celulares y otras redes similares está creciendo. Sin embargo, hay muchas zonas del mundo donde la conectividad de datos aún no está disponible o, si lo está, es poco fiable y/o costosa. Por consiguiente, es deseable una infraestructura de red adicional.

[0009] Algunos sistemas pueden proporcionar acceso de red a través de una red de vehículos aéreos que operan en la estratosfera. Debido a las diversas fuerzas experimentadas por estos vehículos aéreos durante el despliegue y la operación, existe un equilibrio de necesidades entre la flexibilidad y la estabilidad de los materiales de envoltura. En algunos casos, las envolturas de estos vehículos aéreos pueden estar fabricadas de materiales de envoltura configurados en secciones o lóbulos para crear una "calabaza" o un globo lobulado. Los lóbulos están soportados por una pluralidad de tendones. El documento US4877205A divulga una tecnología de técnica anterior.

[0011] Breve sumario

[0013] La presente invención está definida por las reivindicaciones independientes. Se exponen mejoras particulares en las reivindicaciones dependientes y en la siguiente descripción.

[0015] Un aspecto de la divulgación proporciona un vehículo aéreo que incluye una envoltura que incluye una pluralidad de segmentos y un sello dispuesto entre un par de la pluralidad de segmentos, incluyendo el sello seis capas de material de envoltura selladas térmicamente entre sí. Además, una primera capa del material de envoltura es una primera tira de material de envoltura, adyacente a la primera capa del material de envoltura hay una segunda capa del material de envoltura que es una segunda tira de material de envoltura, adyacente a la segunda capa de material de envoltura hay una tercera capa de material de envoltura que es un primer segmento del par, adyacente a la tercera capa de material de envoltura hay una cuarta capa del material de envoltura que es un segundo segmento del par, adyacente a la cuarta capa de material de envoltura hay una quinta capa de material de envoltura, y adyacente a la quinta capa del material de envoltura hay una sexta capa del material de envoltura correspondiente a una porción plegada de la quinta capa del material de envoltura.

[0017] Además, el vehículo aéreo también incluye un tendón dispuesto entre la quinta capa del material de envoltura y la sexta capa del material. En un ejemplo, la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta capa de material de envoltura son cada una películas de polietileno orientadas biaxialmente.

[0019] Otro aspecto de la divulgación proporciona un método de formación de un sello entre dos secciones de una envoltura para un vehículo aéreo. El método incluye disponer una segunda capa de material de envoltura sobre una primera capa de material de envoltura, en donde la primera capa de material de envoltura es una primera tira de material de envoltura y la segunda capa de material de envoltura es una segunda tira de material de envoltura; disponer una tercera capa de material de envoltura sobre la segunda capa de material de envoltura, correspondiendo la tercera capa de material de envoltura a uno primero de los dos segmentos; disponer una cuarta capa de material de envoltura sobre la tercera capa de material de envoltura, correspondiendo la tercera capa de material de envoltura a uno segundo de los dos segmentos; disponer una quinta capa de material de envoltura sobre la cuarta capa de material de envoltura de tal manera que adyacente a la quinta capa del material de envoltura haya una sexta capa del material de envoltura correspondiente a una porción plegada de la quinta capa del material de envoltura; y sellar térmicamente la primera, segunda, tercera, cuarta y quinta capa de material de envoltura entre sí para crear un sello único.

[0021] En un ejemplo, el sellado térmico implica calentar la primera, segunda, tercera, cuarta y quinta capa de material de envoltura, tanto de la primera capa de material de envoltura como de la sexta capa de material de envoltura, al mismo tiempo. En este ejemplo, calentar la primera, segunda, tercera, cuarta y quinta capa de material de envoltura, tanto de la primera capa de material de envoltura como de la sexta capa de material de envoltura al mismo tiempo reduce una probabilidad de sobrecalentamiento de la tercera y de la cuarta capa. El método también incluye colocar un tendón entre la quinta y sexta capa de material de envoltura de tal manera que después del sellado térmico, el tendón esté dispuesto entre la quinta y sexta capa de material de envoltura. En otro ejemplo, la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y sexta capa de material de envoltura son cada una películas de polietileno orientadas biaxialmente. En otro ejemplo, el método también incluye proporcionar tensión a la primera, segunda, tercera, cuarta y quinta capa de material de envoltura durante el sellado térmico usando uno o más pares de rodillos de presión. En este ejemplo, el método también incluye el uso de rodillos de presión para proporcionar tensión mientras se permite que el sello único se enfríe después del sellado térmico. Además, o, como alternativa, el método también incluye usar barras de enfriamiento para permitir que el sello único se enfríe después del sellado térmico. En este ejemplo, el enfriamiento incluye permitir que el sello único se enfríe sin el uso de barras de enfriamiento. En otro ejemplo, el método también incluye usar uno o más pares de rodillos de presión para proporcionar tensión durante el enfriamiento del sello único. En este ejemplo, el enfriamiento incluye permitir que el sello único se enfríe sin el uso de barras de enfriamiento. Como alternativa, el método incluye usar barras de enfriamiento para permitir que el sello único se enfríe después del sellado térmico.

[0023] Breve descripción de los dibujos

[0025] La FIGURA 1 es un diagrama funcional de un sistema de acuerdo con aspectos de la presente divulgación.

[0026] La FIGURA 2 es un ejemplo de un vehículo aéreo de acuerdo con aspectos de la presente divulgación.

[0028] La FIGURA 3 es una disposición de ejemplo de material de envoltura de acuerdo con aspectos de la divulgación.

[0029] La FIGURA 4 es un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de la divulgación.

[0031] La FIGURA 5 es un ejemplo de material de sellado de acuerdo con aspectos de la divulgación.

[0033] La FIGURA 6 es un ejemplo de material de sellado mientras se tensa el material de acuerdo con aspectos de la divulgación.

[0035] Descripción detallada

[0037] La presente divulgación se refiere en general a la fabricación de material de envoltura para vehículos aéreos tales como globos de gran altitud. A modo de ejemplo, un globo con forma de segmentos puede tener 48 segmentos o más o menos que están sellados térmicamente en sus bordes comunes para unirlos entre sí. Los materiales seleccionados para los segmentos pueden ser plásticos altamente orientados que requieren un enfoque más robusto y riguroso para modificar el proceso de sellado para garantizar sellos de calidad con defectos y retrabajos mínimos. Además, mejorar la calidad del sellado es crucial para ampliar la vida útil (es decir, el tiempo de vuelo) del vehículo aéreo para satisfacer las necesidades de mantenimiento y otras necesidades.

[0039] El material de envoltura descrito en el presente documento puede formarse a partir de películas de polietileno orientadas biaxialmente. Por ejemplo, una película orientada puede ser una que ha sido estirada mientras estaba en un estado ablandado a una temperatura inferior a la cual la capa de película fue extruida inicialmente mediante una técnica de burbuja fundida o soplada. Además, "biaxialmente" puede referirse al hecho de que la película de burbujas fundida o soplada se ha estirado en direcciones opuestas, tal como tanto una dirección de máquina como una dirección transversal a la dirección de máquina.

[0041] Las películas de polietileno típicas pueden ser relativamente fáciles de sellar, ya que generalmente están compuestas de polímero termoplástico con una temperatura de fusión de aproximadamente 120 °C. Una vez superada la temperatura de fusión, el polímero se funde y las cadenas de polímero en dos capas de película se difunden y se interpenetran para formar una unión inter-capa. Tras el enfriamiento, las redes de polímero interpenetradas se solidificarán y se formará una estructura cristalina durante el enfriamiento. Por lo tanto, se formará fácilmente un sello tan fuerte como cada una de las películas de polietileno originales.

[0043] Sin embargo, es significativamente más difícil lograr un sellado tan fuerte como el sellado de película original para películas de polietileno orientadas biaxialmente. De hecho, cuando se usan enfoques típicos de sellado térmico, las películas de polietileno orientadas biaxialmente no conservarán su orientación y microestructura a nivel de cadena de polímero altamente estirada. Como tal, el sello entre dos capas de esta película no puede ser tan fuerte como el de las capas de la película original.

[0045] Para mejorar la calidad del sellado, se pueden disponer juntas un número de capas de material de envoltura y a continuación sellarlas térmicamente. Por ejemplo, se puede disponer una segunda capa de material de envoltura sobre una primera capa de material de envoltura. Se puede colocar una tercera capa de material de envoltura, que se convertirá en el primer segmento, sobre la segunda capa de material de envoltura. Posteriormente, se puede colocar una cuarta capa de material de envoltura, que se convertirá en un segundo segmento, en la parte superior de la tercera capa de material de envoltura. Se puede colocar una quinta y una sexta capa de material de envoltura en la parte superior de la segunda capa de material de envoltura. Las capas de material de envoltura pueden sellarse térmicamente desde ambas superficies externas.

[0047] Para facilitar el sellado térmico, se puede aplicar tensión a las seis capas de material de envoltura. A medida que las capas selladas térmicamente de material de envoltura se enfrían después del sellado térmico, el polietileno orientado biaxial tiene una tendencia a contraerse, lo que da como resultado sellos más gruesos. Para solucionar esto, el enfriamiento de las seis capas de material de envoltura selladas térmicamente puede ocurrir bajo tensión. Enfriar las seis capas selladas térmicamente del material de envolvente puede reducir la probabilidad de contracción durante el proceso de enfriamiento y, por lo tanto, puede dar como resultado un sellado térmico más consistente y más fuerte para el material de envoltura. En algunos ejemplos, las seis capas de material de envoltura selladas térmicamente se pueden enfriar usando barras de enfriamiento. Como alternativa, puede que no se usen las barras de enfriamiento. En lugar de ello, las seis capas de material de envoltura selladas con calor pueden simplemente "enfriarse con aire" o dejarse que vuelvan a la temperatura ambiente de manera natural mientras están bajo tensión.

[0049] Las características descritas en el presente documento permiten la fabricación de vehículos aéreos que incluyen envolturas con segmentos fabricados a partir de película altamente orientada. Además, las características descritas en el presente documento proporcionan una calidad de sellado mejorada y, por lo tanto, un tiempo de vuelo mejorado. Además, la configuración de seis capas descrita en el presente documento puede proporcionar un sello de aleta sencillo que evita las complejidades de organizar y asegurar los materiales necesarios para un sello solapado.

[0050] Los aspectos, características y ventajas de la divulgación se apreciarán cuando se consideren con referencia a la siguiente descripción de realizaciones y figuras adjuntas. Los mismos números de referencia en diferentes dibujos pueden identificar los mismos elementos o elementos similares. Además, la siguiente descripción no es limitativa; el alcance de la presente tecnología está definido por las reivindicaciones adjuntas y equivalentes. Si bien en las figuras se muestra que ciertos procesos de acuerdo con las realizaciones de ejemplo ocurren de manera lineal, esto no es un requisito a menos que se indique expresamente en el presente documento. Se pueden realizar diferentes procesos en un orden distinto o simultáneamente. También se pueden añadir u omitir etapas a menos que se indique lo contrario.

[0052] SISTEMA DE EJEMPLO

[0054] La FIGURA 1 representa un sistema 100 de ejemplo en el que se puede usar un vehículo aéreo como el descrito anteriormente. Este ejemplo no debe considerarse como limitante del alcance de la divulgación o de la utilidad de las características de la presente divulgación. Por ejemplo, las técnicas descritas en el presente documento se pueden emplear en varios tipos de vehículos aéreos autónomos con envolturas tales como globos o envolturas usadas con otros tipos de sistemas. En este ejemplo, el sistema 100 puede considerarse una "red de vehículos aéreos". El sistema 100 incluye una pluralidad de dispositivos, tales como los vehículos aéreos 102A-F, las estaciones base terrestres 106 y 112 y los enlaces 104, 108, 110 y 114 que se usan para facilitar las comunicaciones intra-globo, así como las comunicaciones entre las estaciones base y los vehículos aéreos. A continuación se analiza con mayor detalle un ejemplo de vehículo aéreo con referencia a la FIGURA 2.

[0056] VEHÍCULO AÉREO DE EJEMPLO

[0058] La FIGURA 2 es un vehículo aéreo 200 de ejemplo, que puede representar cualquiera de los vehículos aéreos del sistema 100. Como se muestra, el vehículo aéreo 200 incluye una envoltura 210, una carga útil 220 y una pluralidad de tendones 230, 240 y 250 unidos a la envoltura 210.

[0060] La envoltura 210 puede adoptar diversas formas. En un caso, la envoltura 210 puede construirse a partir de materiales tales como polietileno, que no soportan mucha carga mientras el vehículo aéreo 200 está flotando en el aire durante el vuelo. Adicionalmente, o como alternativa, parte o toda la envoltura 210 puede construirse a partir de un material de látex altamente flexible o de un material de caucho tal como cloropreno. También se pueden emplear otros materiales o combinaciones de los mismos. Además, la forma y el tamaño de la envoltura 210 pueden variar dependiendo de la implementación particular. Adicionalmente, la envoltura 210 puede llenarse con diversos gases o mezclas de los mismos, tales como helio, hidrógeno o cualquier otro gas más ligero que el aire. La envoltura 210 está así dispuesta para tener una fuerza de flotabilidad ascendente asociada durante el despliegue de la carga útil 220.

[0061] La carga útil 220 del vehículo aéreo 200 puede estar fijada a la envoltura mediante una conexión 260 tal como un cable. La carga útil 220 puede incluir un sistema informático (no mostrado), que tiene uno o más procesadores y almacenamiento de datos integrado. La carga útil 220 también puede incluir diversos otros tipos de equipos y sistemas (no mostrados) para proporcionar un número de funciones diferentes. Por ejemplo, la carga útil 220 puede incluir un sistema de comunicación óptica, un sistema de navegación, un sistema de posicionamiento, un sistema de iluminación, un sistema de control de altitud y una fuente de alimentación para suministrar alimentación a diversos componentes del vehículo aéreo 200

[0063] En vista del objetivo de hacer que la envoltura 210 sea lo más ligera posible, puede estar comprendida de una pluralidad de lóbulos o segmentos de envoltura que tienen una película delgada, tal como polietileno o tereftalato de polietileno, que es ligero, pero tiene propiedades de resistencia adecuadas para su uso como envoltura. En este ejemplo, la envoltura 210 está compuesta por los segmentos de envoltura 210A - 210D.

[0065] El gas de elevación presurizado dentro de la envoltura 210 puede provocar que se aplique una fuerza o carga al vehículo aéreo 200. En ese sentido, los tendones 230 - 250 proporcionan resistencia al vehículo aéreo 200 para transportar la carga creada por el gas presurizado dentro de la envoltura 210. En algunos ejemplos, se puede crear una jaula de tendones (no mostrada) usando múltiples tendones unidos vertical y horizontalmente. Cada tendón puede formarse como una cinta de carga de fibra que se adhiere a un segmento respectivo. Como alternativa, se puede adherir una funda tubular a las respectivas envolturas con el tendón posicionado dentro de la funda tubular.

[0067] Los extremos superiores de los tendones 230, 240 y 250 pueden acoplarse entre sí usando un aparato, tal como la placa superior 201 colocada en el vértice de la envoltura 210. Los extremos inferiores de los tendones 230, 240 y 250 también pueden estar conectados entre sí. Por ejemplo, un aparato correspondiente, por ejemplo, una placa base 202, puede estar dispuesto en una base o parte inferior de la envoltura 210. La placa superior 201 en el vértice puede tener el mismo tamaño y forma que la placa de base 202 en la parte inferior de la envoltura. Ambas placas pueden incluir componentes correspondientes para fijar los tendones 230, 240 y 250 a la envoltura 210.

[0069] MATERIAL DE ENVOLTURA DE EJEMPLO

[0071] El material de envoltura descrito en el presente documento puede ser polietileno orientado biaxialmente fdms. Por ejemplo, una película orientada puede ser una que ha sido estirada mientras estaba en un estado ablandado a una temperatura inferior a la cual la capa de película fue extruida inicialmente mediante una técnica de burbuja fundida o soplada. Por ejemplo, el polímero de polietileno del material de envoltura se puede estirar hasta un estado ablandado con una línea de película soplada de doble burbuja. Antes del estiramiento, el polímero de polietileno se trata bajo irradiación con haz de electrones para permitir que se forme una estructura de reticulación para mejorar la resistencia del polímero en estado fundido. Por lo tanto, el proceso de estiramiento se puede realizar con éxito sobre el polímero de polietileno en estado fundido sin que se rompan o colapsen las burbujas.

[0073] Además, "biaxialmente" puede referirse al hecho de que la película de burbujas fundida o soplada se ha estirado en direcciones opuestas, tal como tanto una dirección de máquina como una dirección transversal a la dirección de máquina. Por ejemplo, la película de polímero de polietileno del material de envoltura se puede estirar biaxialmente en una línea de película soplada de doble burbuja. La dirección de la máquina se puede estirar para que sea 4 o más o menos veces las dimensiones originales, y la dirección transversal se puede estirar hasta que sea 4,8 o más o menos veces las dimensiones originales. En comparación con los procesos típicos de película soplada de polietileno, la dirección de la máquina se puede estirar menos de 3 veces la dimensión original, mientras que la dirección transversal es entre 2 y 3 veces la dimensión original, lo que significa que el material de envoltura descrito puede tener una microestructura diferente a las películas de polietileno típicas y, por lo tanto, propiedades únicas cuando se sella térmicamente a sí mismo.

[0075] Las películas de polietileno orientadas biaxialmente son fuertes debido a su naturaleza orientada biaxialmente. Además, el uso de películas de polietileno orientadas biaxialmente puede proporcionar mejor claridad óptica, resistencia a la caída de dardo mejorada, se contraerían al calentarse, tienen una menor resistencia al desgarro, una resistencia a la perforación mejorada, así como mayor rigidez en comparación con otros tipos de películas de polietileno. De hecho, debido a que la relación de estiramiento (4,0 en la dirección de la máquina y 4,8 en la dirección transversal) es mucho mayor que la de las películas de polietileno típicas, las películas de polietileno orientadas biaxialmente tienen una tendencia a querer contraerse.

[0077] Las películas de polietileno típicas pueden ser relativamente fáciles de sellar, ya que generalmente están compuestas de polímero termoplástico con una temperatura de fusión de aproximadamente 120 °C. Una vez superada la temperatura de fusión, el polímero se funde y las cadenas de polímero en dos capas de película se difunden y se interpenetran para formar una unión inter-capa. Tras el enfriamiento, las redes de polímero interpenetradas se solidificarán y se formará una estructura cristalina durante el enfriamiento. Por lo tanto, se formará fácilmente un sello tan fuerte como cada una de las películas de polietileno originales.

[0079] Sin embargo, puede ser significativamente más difícil lograr un sellado tan fuerte como el sellado de película original para películas de polietileno orientadas biaxialmente. De hecho, cuando se usan enfoques típicos de sellado térmico, las películas de polietileno orientadas biaxialmente no conservarán su orientación y microestructura a nivel de cadena de polímero altamente estirada. Como tal, el sello entre dos capas de esta película no puede ser tan fuerte como el de las capas de la película original.

[0081] SELLO Y MÉTODO DE EJEMPLO

[0083] Para mejorar la calidad del sellado, se pueden disponer juntas un número de capas de material de envoltura y a continuación sellarlas térmicamente. La FIGURA 3 es una disposición de ejemplo de material de envoltura de acuerdo con aspectos de la divulgación. En este ejemplo, el grosor de las capas se exagera para facilitar la comprensión. Por ejemplo, el espesor de cada capa puede ser del orden de 0,038 mm (1,5 mil). El material se muestra dispuesto en una configuración de seis capas antes del sellado y, en estos ejemplos, cada capa es polietileno orientado biaxialmente, como se ha descrito anteriormente. Por ejemplo, la primera capa 310 de material de envoltura puede ser, por ejemplo, una tira de 2,54 centímetros (1 pulgada) de anchura de polietileno orientado biaxial. La segunda capa 320 de material de envoltura puede ser, por ejemplo, una tira de 2,54 centímetros (1 pulgada) de anchura de polietileno orientado biaxial. La tercera capa 330 de material de envoltura puede ser parte de un segmento de la envoltura y también puede ser polietileno orientado biaxialmente. La cuarta capa 340 de material de envoltura puede ser parte de un segmento de la envoltura y también puede ser polietileno orientado biaxialmente. La quinta capa 350 de material de envoltura y la sexta capa 360 de material de envoltura pueden formarse a partir de una tira de 10,16 centímetros (4 pulgadas) de anchura de polietileno orientado biaxial plegada en forma de C o pliegue en C, de modo que cada una de estas capas tenga aproximadamente 5,08 centímetros (2 pulgadas) de anchura. Estas seis capas pueden disponerse sobre una mesa y/o mantenerse en su lugar una con respecto entre sí usando abrazaderas, bolsas de arena u otros dispositivos similares.

[0085] La FIGURA 4 es un diagrama de flujo de ejemplo de acuerdo con aspectos de la divulgación. En este ejemplo, una segunda capa de material de envoltura está dispuesta sobre una primera capa de material de envoltura como se muestra en el bloque 410. Cada una de las primeras y segundas capas de material de envoltura son tiras de material de envoltura. Se puede colocar una tercera capa de material de envoltura sobre la segunda capa de material de envoltura como se muestra en el bloque 420. Esta tercera capa de material de envoltura puede corresponder al primero de dos segmentos. Posteriormente, se puede colocar una cuarta capa de material de envoltura, que se convertirá en un segundo segmento, en la parte superior de la tercera capa de material de envoltura como se muestra en el bloque 430. Esta tercera capa de material de envoltura puede corresponder a una segunda de los dos segmentos. Se puede colocar una quinta y una sexta capa de material de envoltura en la parte superior de la segunda capa de material de envoltura como se muestra en el bloque 440. En el bloque 450, la primera, segunda, tercera, cuarta y quinta capa de material de envoltura se sellan térmicamente entre sí para crear un sello único. Por ejemplo, volviendo a la FIGURA 3, la primera, la segunda, la tercera, la cuarta y la quinta capas pueden sellarse térmicamente entre sí en la ubicación del área de sellado 370. Este proceso se puede repetir con capas adicionales de materiales de envoltura y segmentos hasta que se logre un número deseado de segmentos.

[0087] Aumentar el número de capas puede evitar el sobrecalentamiento de la tercera y de la cuarta capa (que se convertirán en los segmentos) y también puede mejorar el efecto de reparto de carga para los diferentes lados de los sellos y, en algunos casos, puede mejorar la resistencia del sello único cuando se aplica una fuerza de desprendimiento (es decir, cuando dos piezas selladas del material de envoltura, tal como el primer y segundo segmentos, se separan una de la otra) hasta en un 30 %.

[0089] Un material altamente reticulado y orientado, tal como el polietileno orientado biaxial descrito anteriormente, puede ser difícil de sellar con éxito debido a que el índice de flujo de fusión es bajo. Por lo tanto, dado el número de capas del material de envoltura (en este punto seis), el calentamiento desde únicamente una superficie exterior puede causar un sobrecalentamiento en esa superficie para generar suficiente calor en la otra superficie exterior. Esto también puede crear áreas de tensión y debilidades en los sellos. Para solucionar esto, la capa se puede sellar térmicamente desde ambas de las superficies externas (es decir, desde la parte superior y la parte inferior). Por ejemplo, volviendo a la FIGURA 5, la configuración de seis capas de material de envoltura se puede sellar térmicamente mediante sellado térmico en la primera capa 310 y la sexta capa 360 al mismo tiempo usando un par de barras de sellado térmico 510, 520 que están dispuestas una sobre otra, por ejemplo, y movidas en las direcciones de las flechas 512 y 522 una hacia la otra, respectivamente. Si bien las barras de sellado térmico pueden entrar en contacto con la primera capa y/o la sexta capa, en realidad no necesitan aplicar una fuerza de compresión mientras realizan el sellado térmico. De nuevo, en el ejemplo de la FIGURA 5, el espesor de las capas está exagerado para facilitar la comprensión.

[0091] Las barras de sellado térmico se pueden configurar para calentar las seis capas de material de envoltura a una temperatura de 163 a 246 grados Celsius (325 a 475 grados Fahrenheit), por ejemplo, dependiendo del espesor del material de envoltura y de la temperatura de las barras de sellado térmico. Las barras de sellado térmico también pueden dimensionarse para crear un sello de una anchura particular. Por ejemplo, la anchura de un sello único puede ser de entre 0,159 cm y 1,27 cm (1/16 y A pulgada). De esta manera, las seis capas de material de envoltura formarán un sello único que incluye todas las seis capas del material de polietileno orientado biaxialmente. Esto puede permitir el uso de temperaturas de sellado más bajas que las que normalmente se requerirían si las seis capas se sellaran térmicamente desde un único lado (es decir, únicamente la primera capa 310 o la sexta capa 360). Cuando se ha completado el sellado térmico, las barras de sellado térmico 510, 520 se pueden separar una de otra.

[0093] En algunos casos, también puede incluirse un tendón en las capas. En un ejemplo, como se muestra en las FIGURAS 3 y 5, se puede colocar un tendón 380 dentro del pliegue en C de la quinta capa y la sexta capa del material. El tendón puede estar dispuesto en lo que se convertirá en un lado externo de la envoltura para reducir la tensión sobre la envoltura causada por el tendón.

[0095] Para mejorar la facilidad del sellado térmico, así como la resistencia y el rendimiento de sellado, se puede aplicar tensión a las seis capas de material de envoltura en el área de sellado 370. En este sentido, no es necesario aplicar la tensión a otras áreas de las capas de material. La tensión se puede aplicar de diversas maneras, incluyendo, por ejemplo, mediante rodillos de presión, abrazaderas, barras de tensión, etc. La FIGURA 6 es un ejemplo de material de sellado mientras se tensa el material de acuerdo con aspectos de la divulgación. En este ejemplo, el espesor de las capas está exagerado para facilitar la comprensión y, aunque el tendón es visible, no está dispuesto entre los rodillos de presión o las barras de sellado térmico, sino detrás de ellos con respecto a la página. En este ejemplo, se pueden utilizar dos pares de rodillos de presión, 610, 620 y 612, 622 para aplicar tensión al material. Los rodillos de presión pueden proporcionar tensión y también pueden permitir que las seis capas de material de envoltura se deslicen entre los pares de rodillos de presión que pueden girar en diferentes direcciones para mover las seis capas de material de envolvente hacia la izquierda o la derecha con respecto a la página según sea necesario.

[0097] Para proporcionar tensión, uno o ambos rodillos de presión 610, 620 pueden ser forzados contra las seis capas de material de envoltura en la dirección de las flechas 640, 642, respectivamente. De manera similar, para proporcionar tensión, uno o ambos rodillos de presión 612, 622 pueden ser forzados contra las seis capas de material de envoltura en la dirección de las flechas 640, 642, respectivamente. En otras palabras, cada par de rodillos de presión puede aplicar una fuerza relativa en la dirección de la máquina entre los dos para que se produzca tensión. Se puede aplicar tensión mediante rodillos de presión delanteros (antes de calentar), por ejemplo los rodillos de presión 610, 620, sujetando las seis capas de material de envoltura y manteniendo una velocidad de alimentación específica. Los rodillos de presión traseros, por ejemplo los rodillos de presión 612, 622, pueden tensar la película usando un control de torsión o una velocidad de alimentación más alta que los rodillos de presión delanteros.

[0099] A medida que las capas selladas térmicamente de material de envoltura se enfrían después del sellado térmico, el polietileno orientado biaxial tiene una tendencia a contraerse, lo que da como resultado sellos más gruesos. Para solucionar esto, el enfriamiento de las seis capas de material de envoltura selladas térmicamente puede ocurrir bajo tensión. El enfriamiento mientras las seis capas selladas térmicamente del material de envoltura están bajo tensión puede reducir la probabilidad de contracción durante el proceso de enfriamiento y, por lo tanto, puede dar como resultado un sellado térmico más consistente y más fuerte para el material de envolvente. Además, cuando cada una de las seis capas de material de envoltura se disponen en la dirección de la máquina una con respecto a la otra antes del sellado térmico, como se muestra en la FIGURA 5 (en la página de la FIGURA 3), se pueden sellar a lo largo de la dirección de la máquina. Durante el enfriamiento, cuando están bajo tensión en la dirección de la máquina, las seis capas de material de envoltura selladas térmicamente únicamente pueden contraerse en una única dirección que puede corresponder a la dirección transversal a la dirección de la máquina. Por ejemplo, los rodillos de presión 610, 620, 640, 650 (u otros rodillos de presión) se pueden usar para proporcionar tensión durante el proceso de enfriamiento.

[0101] En algunos ejemplos, las seis capas de material de envoltura selladas térmicamente se pueden enfriar, por ejemplo, a la temperatura ambiental (por ejemplo, temperatura ambiente) o más fría, usando barras de enfriamiento 650, 660, configuradas de manera similar a las barras de sellado térmico de la FIGURA 5. En algunos casos, las barras de enfriamiento 650, 660 pueden ser más anchas o más estrechas que las barras de sellado térmico 610, 620. Por ejemplo, si las barras de sellado térmico son de 1,27 centímetros ( ^ pulgada) de anchura, las barras de enfriamiento pueden ser únicamente de 0,159 centímetros (1/16 de pulgada) de anchura. Si bien las barras de enfriamiento pueden entrar en contacto con el sello único, en realidad no necesitan aplicar una fuerza de compresión mientras se enfrían bajo tensión y, de hecho, el espacio entre las barras de enfriamiento se puede usar para controlar el espesor del sello único. Por ejemplo, el material de envoltura, incluyendo el sello, puede contraerse en la dirección Z (arriba/abajo) debido al calentamiento y, cuando se enfría, el material de envoltura, incluyendo el sello, puede expandirse en la dirección Z. Cuando el material de envoltura o el sello toca las barras de enfriamiento, el sello se enfría y mantiene ese espesor (entre las barras de enfriamiento), o algo cercano a ese espesor.

[0103] Como alternativa, puede que no se usen las barras de enfriamiento. En su lugar, las seis capas de material de envoltura selladas térmicamente pueden simplemente "enfriarse con aire" usando un chorro de aire frío para enfriarse o puede se puede permitir que el material de envoltura vuelva a la temperatura ambiental (por ejemplo, temperatura ambiente) de manera natural mientras está bajo tensión. A modo de ejemplo, se puede generar un chorro de aire frío usando un enfriador de tubo de vórtice u otros métodos de enfriamiento de aire. El uso de un chorro de aire frío o temperatura ambiente para enfriar puede evitar el contacto físico con el material de envoltura y, por lo tanto, también puede evitar cualquier compresión que pueda ocurrir durante el enfriamiento con el uso de barras de enfriamiento.

[0105] En cualquier caso (con o sin barras de enfriamiento), como se ha indicado anteriormente, es posible que sea necesario tensar las seis capas del material de envoltura a lo largo del sello único (o dirección de la máquina) durante el proceso de enfriamiento para evitar o reducir la contracción del sello en la dirección de la máquina. Si este enfriamiento se realiza sin tensión, puede permitir el libre movimiento de las cadenas de polímero del material de envoltura tanto en la dirección de la máquina como en la transversal y puede reducir la acumulación de tensión durante el sellado térmico. Sin embargo, esto puede generar tiempos de fabricación más lentos, mayor contracción y desafíos de alineación.

[0106] Las características descritas en el presente documento permiten la fabricación de vehículos aéreos que incluyen envolturas con segmentos fabricados a partir de los altamente orientados. Además, las características descritas en el presente documento proporcionan una calidad de sellado mejorada y, por lo tanto, un tiempo de vuelo mejorado. Además, la configuración de seis capas descrita en el presente documento puede proporcionar un sello de aleta sencillo que evita las complejidades de organizar y asegurar los materiales necesarios para un sello solapado.

[0107] La mayoría de los ejemplos alternativos anteriores no son mutuamente excluyentes, sino que pueden implementarse en diversas combinaciones para lograr ventajas únicas. Ya que estas y otras variaciones y combinaciones de las características analizadas anteriormente se pueden utilizar sin alejarse de la materia objeto definida por las reivindicaciones, la descripción anterior de las realizaciones debe tomarse a modo de ilustración en lugar de limitación de la materia objeto definida por las reivindicaciones. A modo de ejemplo, las operaciones anteriores no tienen que realizarse en el orden preciso descrito anteriormente. En su lugar, se pueden realizar distintas etapas en un orden diferente o simultáneamente. También se pueden omitir algunas etapas a menos que se indique lo contrario. Además, la provisión de los ejemplos descritos en el presente documento, así como cláusulas expresadas como "tales como", "incluyendo" y similares, no deben interpretarse como que limitan la materia objeto de las reivindicaciones a los ejemplos específicos; más bien, los ejemplos pretenden ilustrar únicamente una de las muchas realizaciones posibles. Además, los mismos números de referencia en diferentes dibujos pueden identificar elementos iguales o similares.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un vehículo aéreo (200) que comprende:

una envoltura (210) que incluye una pluralidad de segmentos (210A-210D); y

un sello dispuesto entre un par de la pluralidad de segmentos (210A-210D), incluyendo el sello seis capas de material de envoltura selladas térmicamente juntas, en donde,

una primera capa (310) del material de envoltura es una primera tira de material de envoltura,

adyacente a la primera capa (310) del material de envoltura hay una segunda capa (320) del material de envoltura que es una segunda tira de material de envoltura,

adyacente a la segunda capa (320) de material de envoltura hay una tercera capa (330) de material de envoltura que es un primer segmento del par,

adyacente a la tercera capa (330) de material de envoltura hay una cuarta capa (340) de la envoltura que es un segundo segmento del par,

adyacente a la cuarta capa (340) de material de envoltura hay una quinta capa (350) del material de envoltura, adyacente a la quinta capa (350) del material de envoltura hay una sexta capa (360) del material de envoltura correspondiente a una porción plegada de la quinta capa (350) del material de envoltura, y

un tendón (380) dispuesto entre la quinta capa (350) del material de envoltura y la sexta capa (360) del material.

2. Vehículo aéreo (200) de la reivindicación 1, en donde la primera, la segunda, la tercera, la cuarta, la quinta y la sexta capas (310, 320, 330, 340, 350, 360) de material de envoltura son cada una, una película de polietileno orientada biaxialmente.

3. Un método para formar un sello entre dos segmentos de una envoltura (210) para un vehículo aéreo (200), comprendiendo el método:

disponer una segunda capa (320) del material de envoltura sobre una primera capa (310) de material de envoltura, en donde la primera capa (310) de material de envoltura es una primera tira de material de envoltura y la segunda capa (320) de material de envoltura es una segunda tira de material de envoltura;

disponer una tercera capa (330) de material de envoltura sobre la segunda capa (320) de material de envoltura, correspondiendo la tercera capa (330) de material de envoltura a uno primer de los dos segmentos; disponer una cuarta capa (340) de material de envoltura sobre la tercera capa (330) de material de envoltura, correspondiendo la cuarta capa (340) de material de envoltura a uno segundo de los dos segmentos;

una quinta capa (350) de material de envoltura sobre la cuarta capa (340) de material de envoltura de manera que, adyacente a la quinta capa (350) del material de envoltura hay una sexta capa (360) del material de envoltura correspondiente a una porción plegada de la quinta capa (350) del material de envoltura;

sellar térmicamente la primera, la segunda, la tercera, la cuarta y la quinta capas (310, 320, 330, 340, 350) de material de envoltura entre sí para crear un sello único; y colocar un tendón (380) entre la quinta y la sexta capas (350, 360) de material de envoltura de tal manera que después del sellado térmico, el tendón (380) está dispuesto entre la quinta y la sexta capas (350, 360) de material de envoltura.

4. El método de la reivindicación 3, en donde el sellado térmico incluye calentar la primera, la segunda, la tercera, la cuarta y la quinta capas (310, 320, 330, 340, 350) de material de envoltura tanto de la primera capa (310) de material de envoltura como de la sexta capa (360) de material de envoltura al mismo tiempo.

5. El método de la reivindicación 4, en donde calentar la primera, la segunda, la tercera, la cuarta y la quinta capas (310, 320, 330, 340, 350) de material de envoltura tanto de la primera capa (310) de material de envoltura como de la sexta capa (360) de material de envoltura al mismo tiempo reduce la probabilidad de sobrecalentamiento de la tercera y de la cuarta capas (330, 340).

6. El método de la reivindicación 3, en donde la primera, la segunda, la tercera, la cuarta, la quinta y la sexta capas (310, 320, 330, 340, 350, 360) de material de envoltura son cada una película de polietileno orientada biaxialmente.

7. El método de la reivindicación 3, que comprende además proporcionar tensión a la primera, a la segunda, a la tercera, a la cuarta y a la quinta capas (310, 320, 330, 340, 350) de material de envoltura durante el sellado térmico usando uno o más pares de rodillos de presión (610, 620; 612, 622).

8. El método de la reivindicación 7, que usa los rodillos de presión (610, 620; 612, 622) para proporcionar tensión mientras se permite que el sello único se enfríe después del sellado térmico.

9. El método de la reivindicación 7, que usa barras de enfriamiento (650, 660) para permitir que el sello único se enfríe después del sellado térmico.

10. El método de la reivindicación 9, en donde el enfriamiento incluye permitir que el sello único se enfríe sin el uso de barras de enfriamiento (650, 660).

11. El método de la reivindicación 3, que usa uno o más pares de rodillos de presión (610, 620; 612, 622) para proporcionar tensión durante el enfriamiento del sello único.

12. El método de la reivindicación 11, en donde el enfriamiento incluye permitir que el sello único se enfríe sin el uso de barras de enfriamiento (650, 660).

13. El método de la reivindicación 11, que usa barras de enfriamiento (650, 660) para permitir que el sello único se enfríe después del sellado térmico.