用于能夠飛行的翼構造的發射和降落的系統的制作方法

本發明涉及可再生能源的領域。具體地，本發明涉及借助于由風力驅動的能夠飛行的翼構造（wing construction）的來自風力的能量的生成。

背景技術：

在可再生能源的領域中，借助于聯接到發電機的能夠飛行的翼構造將風能轉化成電能的設施是已知的。然而，在這種設施的操作期間，在翼構造的發射和降落期間迄今存在未解決的挑戰。

技術實現要素：

本發明公開了能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造，和用于跟蹤用于該能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造的纜線棘輪致動裝置的系統，其促進該能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造的安全發射和降落。本發明進一步公開了包括這些裝置的風力設施。

根據本發明的翼構造包括牽繩（tether line），其被設計為在操作期間將翼構造連接于地面站，其中，牽繩的一端附接于翼構造。出于本發明的目的，術語“牽繩”旨在涵蓋被設計為在操作期間將翼構造連接于地面站的總體上任何類型的纜線。“在操作期間”在此具體地意味著，翼構造在空中運動或通過牽繩被保持在空中，其中，空氣朝向翼構造流動，且牽繩至少部分地確定或限制翼構造在空中的運動。

被設計為在操作期間將翼構造連接于地面站的纜線具體地是具有預定的彈性和斷裂強度的那些纜線。出于本發明的目的，術語“牽繩”額外地旨在不僅涵蓋將翼構造連接于地面站的連續的、即單件式纜線，而且還涵蓋由連接于彼此（例如經由連接元件）的多個纜線區段構成的牽繩。這種連接元件可包括纜線區段附接于其的結構。結構可摩擦地接合和實質上一體（諸如鑄造），或者摩擦地和形狀地接合（諸如絞接、壓縮、楔或螺紋連接）。

根據本發明的翼構造進一步包括系繩（bridle line）系統。系繩系統包括多個系繩，其中，至少兩個系繩具有連接于翼構造的端部，且至少一個系繩具有連接于牽繩的端部。出于本發明的目的，借助于連接元件連接的、具有預定的彈性和斷裂強度的任意纜線或纜線區段均可被考慮作為“系繩”，如已經關于牽繩陳述的那樣。通過分配牽繩在翼構造上的牽曳力，系繩減少了對翼構造的穩定性的需求。

根據本發明的翼構造的特征在于系繩系統在操作期間可脫離地聯接到牽繩。出于本發明的目的，“可脫離地”具體地意味著，連接于牽繩的系繩系統的至少一個端部被連接于牽繩，使得這種連接能夠由預定機構以計劃的方式斷開。如果連接于牽繩的系繩系統的至少一個端部從牽繩脫離，即分離，則不再由系繩系統將力引入牽繩內，且能夠使系繩系統的至少一個分離的端部相對于其連接到的牽繩的區段運動。

這是有利的，具體地，原因在于其使翼構造能夠在降落時通過收繞牽繩而被牽拉至捕捉裝置內，而不必考慮系繩系統。如果系繩系統未與牽繩分離，則如下問題將出現：將只可能將牽繩纏繞于卷筒上直到在牽繩和系繩之間的連接點，因為否則，在系繩上的張力將變得過大。另一方面，在牽繩和系繩系統之間的連接點接近卷筒時已經捕捉翼構造的捕捉裝置將必須對應地長以便橋接在連接點和翼構造之間的距離，或者對應地大以便提供用于系繩系統的空間，這與相當大的額外設計復雜度相關聯。這些缺點通過本發明克服，其中，牽繩和系繩系統之間的連接被設計為可脫離的，使得下文中被稱為“捕捉纜線”的位于連接點和翼構造之間的牽繩的區段能夠被纏繞于卷筒上。

牽繩優選地具有附接于牽繩的第一套筒。此外，系繩系統優選地具有第二套筒，至少一個系繩連接于該第二套筒。在操作中，捕捉纜線穿過第二套筒，且第一套筒和第二套筒被設計為形成可脫離的形狀配合或傳力配合。在第一套筒和第二套筒已經形成形狀配合或傳力配合時，系繩系統被牢固地連接于牽繩，使得牽引力能夠經由系繩系統被引入牽繩內。如果第一套筒和第二套筒已經彼此分離，則捕捉纜線能夠延伸通過第二套筒，使得系繩系統在牽繩的纏緊期間不必須被纏繞于卷筒上。套筒彼此的分離是可逆的，即，分離的套筒被設計為借助于預定機構再次彼此形成形狀配合或傳力配合。

第二套筒優選地具有至少一個夾持本體。當其處于第一位置時，夾持本體接合于第一套筒的凹部內。第二套筒優選地額外地包括可釋放的鎖定系統，其被設計為在第一狀態中將至少一個夾持本體固定在第一位置中，且在第二狀態中，促進至少一個夾持本體運動至第二位置內，其中，至少一個夾持本體不接合于第一套筒的凹部內。

至少一個系繩優選地連接于鏈接于第二套筒的元件。鏈接的元件使系繩在翼構造的捕捉期間能夠遠離捕捉纜線通過其延伸的區域傾斜，使得捕捉纜線的進一步卷繞不受負面影響。

根據本發明的風力設施包括上文描述的能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造和由牽繩將翼構造連接于其的地面站。風力設施還具有纜線棘輪致動裝置，牽繩在操作期間穿過該裝置，并且其被設計為當第二套筒采取相對于纜線棘輪致動裝置的預定位置時釋放所述第二套筒的鎖定。

如果牽繩穿過纜線棘輪致動裝置，則第二套筒被牽拉到纜線棘輪致動裝置內，其中，纜線棘輪致動裝置被設計成使得當第二套筒被牽拉到纜線棘輪致動裝置內時釋放第二套筒的鎖定。鎖定的釋放引起第二套筒保持在纜線棘輪致動裝置中，同時第一套筒被拉出第二套筒，從而使捕捉纜線能夠被拉入。

當第二套筒被拉入纜線棘輪致動裝置內時，優選地使在第一狀態中將至少一個夾持本體固定在第一位置中的第二套筒的鎖定元件從第一位置運動到第二位置，優選地對抗彈性元件的力，從而使至少一個夾持本體能夠運動至第二位置內。如果夾持本體處于第二位置中，則第一套筒和第二套筒彼此分離，從而使第一套筒能夠被拉出第二套筒，同時第二套筒保持處于纜線棘輪致動裝置中。

纜線棘輪致動裝置優選地被整合于捕捉裝置內，其具有至少一個捕捉棘輪，其被安裝成使得其能夠旋轉。翼構造優選地具有帶有至少一個凹部的捕捉元件，且該至少一個捕捉棘輪和至少一個凹部被成形為使得當至少一個捕捉棘輪的突出部接合于至少一個凹部內時，翼構造可脫離地附接于捕捉裝置。捕捉纜線優選地附接于捕捉元件，使得當捕捉纜線被拉入時，捕捉元件被推至捕捉裝置上直到至少一個捕捉棘輪。

至少一個捕捉棘輪的突出部接合于其內的捕捉元件中的凹部優選地由附接于捕捉漏斗（funnel）的捕捉環形成。捕捉漏斗優選地具有圓錐形凹部，其面向捕捉環的開口大于捕捉環的內徑。因此，捕捉環的內部邊緣連同捕捉漏斗（其在環側上具有大于捕捉環的內徑）在捕捉元件中形成凹部，突出部能夠接合于其內，即，至少一個捕捉棘輪的突出部在接合狀態中與捕捉環接觸。

捕捉環的區域優選地延伸到圓錐形凹部內，且接合于凹部內的至少一個捕捉棘輪的突出部被成形為使得如果翼構造可脫離地附接于捕捉裝置，則其具有面向捕捉環的表面，其平行于延伸至圓錐形凹部內的捕捉環的區域延伸。連同至少一個捕捉棘輪的對應地選定的安裝軸線，在來自表面的任意期望點的包括垂直力和切向力（來自摩擦）的合力指向安裝軸線上或者向內，即沿捕捉裝置的中心的方向，經過后者的情形中，捕捉裝置和捕捉元件之間的連接是自維持的。

圓錐形凹部優選地具有內部區域，其在圓錐形凹部沿牽繩方向運動時，迫使至少一個捕捉棘輪的突出部徑向向內或沿圓錐形凹部的中心的方向運動。通過拉出捕捉元件，能夠因此使至少一個捕捉棘輪脫離其于至少一個凹部內的接合。這是有利的，具體地，原因在于因此不必須通過連接于至少一個捕捉棘輪的致動器按壓捕捉棘輪，而是代替地，致動器僅額外地必須被設計為將至少一個捕捉棘輪保持在其打開位置中，從而使對致動器的需求能夠減少。

在另一有利實施例中，纜線棘輪致動裝置被整合于捕捉裝置內，其代替接合于翼構造上的凹部內的捕捉棘輪，具有一個或多個爪，其形狀和大小適合于從外側沿高度方向或長度方向環繞翼的全部或部分。優選地，這些爪中的每一個均具有至少兩個臂，所述臂以活節連接方式彼此相對地安裝。爪被設計成使得當其遭遇翼構造時自動環繞該翼構造。為此目的，可在每個爪上設置一個或多個捕捉帶，借助于該捕捉帶，到來的翼構造的力被引導向爪的臂內，從而引起后者關閉，且因此將翼構造以可脫離方式附接于捕捉裝置上。可借助于沿開口方向作用的彈簧張緊爪的臂，這確保當翼構造離開爪時，爪由于捕捉帶中力的缺乏再次打開。替代借助于彈簧和帶致動或額外地，也可以通過一個或多個驅動件打開和關閉爪。

優選地，多個爪中的每一個均具有鏈接到爪的基底的至少兩個臂。在每種情形中，爪的至少兩個臂優選地在其自由端部處連接于捕捉帶，其被設計為由到來的翼構造張緊，以及使臂的自由端部朝向彼此運動。優選地，一個或多個爪中的每一個均具有一個或多個有恢復力的彈性元件，其被設計為向至少一個臂提供扭矩。

優選地，一個或多個爪中的每一個均具有至少一個驅動件，其被設計向至少一個臂提供扭矩。優選地，至少一個爪的至少一個臂具有至少一個突出部，且翼構造具有至少一個對應凹部，并且當翼構造由爪保持時，該突出部接合于該凹部內。優選地，一個或多個爪中的每一個均在至少一個臂的表面區域上具有彈性、柔性材料。

爪的臂優選地在內側上具有元件，在關閉狀態中，所述元件在大面積上觸碰被（部分）環繞的翼。出于該目的，元件可在翼形狀上緊密地塑造（model），和/或由軟的、柔韌材料構成。

除下文所描述的捕捉元件的跟蹤系統（tracking system）之外，可以使一個或多個爪優選地額外地以被驅動方式圍繞不平行于第一軸線或第二軸線的第三軸線旋轉。以這種方式，其能夠與進入的翼甚至更好地對齊。

在又一有利實施例中，捕捉裝置包括支撐元件，其具有塑性支撐區（在下文中被稱為捕捉墊），其由柔性包絡件和可澆注的或可流動的填料構成。填料可由流體（例如，空氣、水、油）或粒狀材料（例如，粉末、砂、顆粒、EPS珠）或者這種物質的混合物構成。

這使得能夠由到來的翼構造使捕捉墊塑性地變形，使得翼和捕捉元件形成可脫離的、基本上形狀配合。通過牽拉牽繩，翼構造能夠被拉入捕捉墊內且因此在捕捉墊處被停止。

在有利實施例中，牽拉纜線穿過捕捉墊中的開口。

在有利實施例中，捕捉墊設有通向周圍環境的一個或多個開口，環境空氣能夠通過該開口，但是例如其它填充材料/流體不能夠通過該開口。應當以數量和大小選擇這個開口或這些開口，使得僅用期望的阻尼（damping）促進捕捉墊的變形。這使得能夠從翼與捕捉墊接觸的時間開始調整翼的制動行為，且因此控制翼構造上的加速力。在另一有利實施例中，在捕捉墊中提供彈性元件，其在沒有翼構造時增大墊體積，且針對下一降落操作再次吸入環境空氣。

在又一有利實施例中，出于控制翼構造上的加速力的目的，捕捉墊被分成多個腔室，其借助于連接孔或通道連接，所述連接孔或通道被設計成使得墊填料能夠在腔室之間以節流方式流動。應當以大小并可選地以長度選擇腔室之間的開口/通道，使得僅用期望的阻尼促進捕捉墊的變形。在又一有利實施例中，腔室中的至少一個由容器形成，所述容器不位于捕捉墊中，但經由通道或管線（line）連接于捕捉墊，并且其中，阻尼元件（例如，摩擦本體、流體阻尼器）確保捕捉墊的期望的阻尼行為，和/或彈簧元件（例如，金屬彈簧、氣體體積）確保取決于瞬時捕捉墊體積的反壓力（counterpressure）。除阻尼性質之外，彈簧元件也使得墊能夠具有彈性性質。因此，對接的翼和捕捉墊之間的連接設有彈性，其能夠例如減少翼結構上的力。

在又一有利實施例中，出于相同的目的，通過彈性材料和/或填料的使用，例如通過彈性填充材料的混合物的使用，包絡件設有彈性性質。

在又一有利實施例中，捕捉墊置放在過壓下以便因此增大變形剛度，且因此減少到來的翼構造由于相同的沖擊力沉陷的深度。

在又一有利實施例中，捕捉墊置放在減少的壓力下以便因此增大其塑性，且因此改善翼構造和捕捉墊之間的形狀配合。

風力設施優選地具有桅桿。桅桿具有：第一端部，其連接于地面站；和第二端部，纜線棘輪致動裝置連接于該第二端部。桅桿優選地可伸縮，使得其能夠在翼構造的發射和降落期間以延伸狀態操作，且在發射和降落之間以收縮狀態操作。

桅桿優選地具有跟蹤系統，纜線棘輪致動裝置布置于其上。跟蹤系統優選地將纜線棘輪致動裝置連接至桅桿，使得其能夠以被驅動方式圍繞兩個軸線樞轉。出于本發明的目的，特征“能夠以被驅動方式樞轉”旨在具體地涵蓋能夠樞轉的安裝，其中，能夠借助于驅動件使安裝的部件在各種位置之間運動。例如，跟蹤系統的第一元件能夠被安裝成使得其能夠圍繞桅桿的縱軸線旋轉，其中，跟蹤系統具有第一驅動件，其被設計為使第一元件相對于桅桿圍繞桅桿的縱軸線旋轉。進一步地，跟蹤系統的第二元件的一個端部能夠被安裝在第一元件上，使得其能夠旋轉，例如圍繞與桅桿的縱軸線成直角的軸線。跟蹤系統可具有第二驅動件，其被設計為使第二元件相對于第一元件對齊。第二元件可在其另一端部處具有纜線棘輪致動裝置，使得纜線棘輪致動裝置在驅動件的對應觸發的情形中跟蹤（track）牽繩的運動，且能夠與纜線對齊。

跟蹤系統優選地包括一個或多個傳感器，其中，每個傳感器均被設計為確定牽繩距傳感器的距離和/或牽繩在傳感器前方的側向位置。傳感器可以進一步被設計為確定牽繩與參考平面的交叉點的位置。參考平面能夠例如平行于穿過纜線棘輪致動裝置的平面，纜線棘輪致動裝置的縱軸線垂直于所述平面。傳感器能夠例如是聲學或光學傳感器，具體地是超聲傳感器。

跟蹤系統優選地包括控制裝置，其被設計為基于來自傳感器的信息控制跟蹤系統的驅動件，使得纜線棘輪致動裝置跟蹤牽繩的運動。

桅桿優選地連接于地面站，使得其能夠圍繞至少一個軸線，優選地圍繞兩個軸線樞轉。例如，桅桿的一個端部能夠安裝在地面站上，使得其能夠旋轉，優選地圍繞水平軸線和豎直軸線旋轉。能夠提供兩個驅動件以使桅桿的第二端部對齊。

根據本發明的用于跟蹤用于能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造的纜線棘輪致動裝置的系統包括：第一裝置，其能夠圍繞第一軸線以被驅動方式樞轉；和第二裝置，其布置在第一可樞轉裝置上。能夠使第二裝置相對于第一裝置圍繞第二軸線以被驅動方式樞轉，其中，第一軸線和第二軸線不相同。進一步地，根據本發明的系統包括纜線棘輪致動裝置，其布置在第二裝置上，且牽繩穿過該纜線棘輪致動裝置。進一步地，根據本發明的系統包括傳感器裝置，其布置在第二裝置上，且其被設計為確定關于牽繩的位置的信息，具體地關于牽繩與參考平面的交叉點的信息。根據本發明的系統進一步包括控制裝置，其被設計為基于來自傳感器裝置的信息控制第一裝置和第二裝置的驅動件，使得纜線棘輪致動裝置運動以跟蹤牽繩的運動。

第一裝置或第二裝置優選地具有偏轉輥，牽繩在其上通過。傳感器裝置優選地包括一個或多個光學和/或聲學傳感器，諸如例如，激光測量儀器、攝像機或超聲傳感器。

如上所述，用于跟蹤用于能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造的纜線棘輪致動裝置的系統可以是風力設施的一部分，其包括具有牽繩的能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造，其中，牽繩被設計為在操作期間將翼構造連接于地面站，并且其中，牽繩的一個端部附接于翼構造。

如上所述，風力設施優選地具有地面站和桅桿，其中，桅桿的第一端部連接于地面站，并且用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統連接于桅桿的第二端部。桅桿優選地連接于地面站，使得其能夠圍繞至少一個軸線以被驅動方式樞轉。桅桿進一步優選地是可伸縮桅桿。

如上所述，纜線棘輪致動裝置優選地整合于捕捉裝置內，牽繩穿過所述捕捉裝置，且其優選地具有至少一個捕捉棘輪，其被安裝使得其能夠旋轉。此外，翼構造優選地具有帶有至少一個凹部的捕捉裝置，且至少一個捕捉棘輪和至少一個凹部被成形為使得當至少一個捕捉棘輪的突出部接合于至少一個凹部內時，翼構造以可脫離方式附接于捕捉裝置。

附圖說明

圖1示出風力設施的優選實施例的示意性、說明性表示。

圖2示出用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統的優選實施例的元件的示意性橫截面視圖。

圖3示出用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統的優選實施例的元件的示意性透視圖。

圖4到6示出纜線棘輪的分離過程和翼構造的聯接過程的示意性局部剖視圖。

圖7示出纜線棘輪致動裝置的優選實施例中的纜線棘輪的優選實施例的示意性透視剖視圖。

圖8示出捕捉裝置和捕捉元件的優選實施例的元件的示意性透視剖視圖。

圖9示出捕捉裝置的優選實施例的元件的示意性透視剖視圖。

圖10示出用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統的優選實施例的元件的示意性透視圖。

圖11示出捕捉系統的示意性透視圖。

圖12和13示出捕捉系統的爪的示意性橫截面視圖。

圖14示出在翼構造到達之前和之后的狀態中帶有捕捉墊的捕捉裝置的優選實施例的示意性橫截面視圖。

具體實施方式

圖1示出風力設施的優選實施例的示意性、說明性表示。在圖1中示出的風力設施包括：地面站10；桅桿20，其鏈接到地面站且被安裝成使得其能夠旋轉；能夠飛行的、能夠由風驅動的翼構造30；牽繩40，其經由桅桿20將翼構造30連接于地面站10；和兩個控制纜線50，其從地面站10直接延伸至翼構造30并附接于翼構造30。

在發射操作的開端（飛行路徑60的開端），翼構造30對接在桅桿20上，且使桅桿20圍繞豎直軸線樞轉。一旦翼構造30已充分升高以能夠以穩定方式飛行，就使其從桅桿20斷開對接。在斷開對接之后，桅桿20的旋轉繼續，且牽繩40被進一步放出直到系繩71、72繃緊為止。

繃緊的系繩71、72借助于下文所描述的具有纜線棘輪70的纜線棘輪致動裝置（未在圖1中示出）聯接到牽繩40。當翼構造30具有充分的高度和纜線長度時，使其進入8字形飛行，即，翼構造30的飛行路徑描繪水平的“8”字。當翼構造30處于8字形飛行時，使桅桿20的旋轉停止，且使桅桿20進入固定的角度位置。

降落操作類似地以相對方式發生。翼構造30借助于牽繩40被拉入，且最終離開8字形飛行進入圍繞地面站10的飛行路徑，并且其中，桅桿20連同翼構造30一起旋轉。在桅桿20的旋轉期間進一步牽拉牽繩40。當纜線棘輪70到達纜線棘輪致動裝置時，使系繩71、72從牽繩40分離，使得能夠在沒有被系繩71、72干擾的情況下進一步拉入牽繩40。

參考圖2更詳細地解釋跟蹤系統的結構和功能，圖2示出用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統的優選實施例的元件的示意性橫截面視圖。出于磨損的原因和為了確保纜線棘輪70的無摩擦聯接和分離操作，為了避免延伸和張緊的牽繩40與靜止部件的接觸，安裝在桅桿20上的跟蹤系統能夠以無接觸方式使纜線棘輪致動裝置運動，以跟隨牽繩40或捕捉纜線73（牽繩在纜線棘輪70和翼構造30之間的區段）的運動，且使纜線棘輪致動裝置相對于牽繩40對齊。

跟蹤系統包括杠桿80，其能夠以被驅動方式樞轉，其具有平行于桅桿20的縱軸線布置的第一區段。如圖2中所示，杠桿80的第一區段安裝在桅桿20上，使得其能夠圍繞其縱軸線旋轉。牽繩40穿過杠桿80的第一區段。杠桿80進一步包括第二區段，其相對于第一區段傾斜，且能夠圍繞第一區段的縱軸線樞轉。杠桿80的第二區段具有端部，偏轉輥81安裝在其上。偏轉輥旋轉軸線82延伸通過第一杠桿80的第二區段的端部區域，且相對于第二區段的縱軸線成直角地對齊。

能夠以被驅動方式樞轉的又一杠桿83鏈接于杠桿80的第二區段。杠桿83包括：第一區段，其鏈接到杠桿80；和第二區段，其相對于第一區段的縱軸線傾斜。牽繩40穿過第二區段。在第二區段的端部處，其中，牽繩40離開杠桿83，布置纜線棘輪致動裝置84。如圖2中所示，離開杠桿83的牽繩40穿過纜線棘輪致動裝置84。

結合圖3更詳細地解釋纜線棘輪致動裝置84的跟蹤和對齊的控制，圖3示出用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統的優選實施例的元件的示意性透視圖。圖3中所示的跟蹤系統包括五個傳感器90，例如超聲傳感器，其被布置成圍繞捕捉纜線73。傳感器90整合于圖2中示出的可樞轉杠桿83內，其未在圖3中示出以便簡化傳感器90的布置的描繪。傳感器90圍繞捕捉纜線73沿周向方向以等距離布置，且生成指示捕捉纜線73和相應的傳感器之間的分開的信號。根據這些信號，能夠計算跟蹤系統的實際位置或實際對齊與期望位置或期望對齊之間的偏離，且將其用于使跟蹤系統的杠桿80、83樞轉，使得跟蹤系統將采取其期望位置和期望對齊。在期望位置和期望對齊中，牽繩40居中地穿過纜線棘輪致動裝置140。

圖3進一步示出捕捉裝置，其具有捕捉錐體（cone）100，翼構造30與其對接。捕捉錐體100在一側上具有狹槽101。承載偏轉輥111的中間載體110從狹槽101突伸出。在操作期間，系繩71、72（未示出）連接到彼此，且在偏轉輥111上通過。

結合圖4到6更詳細地解釋對接操作的原理和中間載體110和偏轉輥111的使用，圖4到6示出纜線棘輪的分離過程的示意性局部剖視圖。如圖4中所示，偏轉輥111經由中間載體110連接于載體套筒120。載體套筒120形狀配合于纜線套筒130，其布置在載體套筒120中且附接于牽繩40。載體套筒120包括用于分離和聯接纜線套筒130的機構，其由纜線棘輪致動裝置84（下文中也被稱為纜線棘輪對接件140）致動。如果如圖5中所示，載體套筒120被拉入纜線棘輪對接件140內，則纜線棘輪對接件140使纜線套筒130與載體套筒120分離，使得中間載體110從牽繩40分離。作為分離的結果，系繩喪失張力，且中間載體110向下傾斜遠離。

通過進一步拉入捕捉纜線，翼構造30的捕捉元件被拉至捕捉錐體100上直到捕捉棘輪150為止，其中捕捉棘輪150安裝在捕捉錐體100上，使得其能夠旋轉，且如圖6中所示，接合于捕捉元件中的凹部160內，且翼構造30被固定到捕捉裝置。盡管圖4到6中僅示出一個捕捉棘輪150，但是顯然如圖3中所示，能夠使用多個捕捉棘輪。

結合圖7更詳細地描述用于分離和聯接纜線套筒130的機構，圖7示出在纜線棘輪對接件140的優選實施例中的纜線棘輪的優選實施例的示意性透視剖視圖。圖7中示出的纜線棘輪由帶有連接點170的載體套筒120和主要夾持本體171組成，其中系繩直接地或借助于一個或多個其它力傳輸部件連接于連接點170，其中力傳輸部件諸如例如中間載體110，主要夾持本體171，例如球分布在載體套筒120的周邊上，且安裝在載體套筒120中，使得能夠使其沿徑向方向運動。取決于軸向位置，限制或釋放主要夾持本體171向外徑向運動范圍的外部套筒172以能夠軸向運動的方式安置在載體套筒120上。

進一步地，取決于軸向位置，限制或釋放主要夾持本體171向內徑向運動范圍的內部套筒173安置在載體套筒120中。

外部套筒172的限制內側表面和內部套筒173的限制外側表面的簡單徑向分隔小于主要夾持本體171的徑向尺寸，即小于例如球直徑，使得外部套筒172和內部套筒173不能夠同時在主要夾持本體171的運動區域前方滑動。

纜線套筒130牢固地沿軸向纜線方向安置在連續牽繩40上。其在外側設有一個或多個凹部174，使得當主要夾持本體171處于外部套筒122內側的徑向位置（位置A，在圖7中示出）時，主要夾持本體171能夠接合在纜線套筒130中，且因此防止其沿軸向方向離開載體套筒120，且當其處于內部套筒173外側的徑向位置（位置B，未在圖7中示出）時，使用于載體套筒120的纜線套筒130的軸向路徑暢通。

在位置A中，主要夾持本體171保持帶有主要纜線40的纜線套筒130處于帶有系繩纜線的載體套筒120中。系繩因此聯接到牽繩40。所述凹部174有利地是周向凹槽。這導致纜線套筒130的旋轉位置對于主要夾持本體171在載體套筒120的周邊上的位置不起作用。

纜線棘輪對接件140具有貫通開口，其足夠大以允許牽繩40、纜線套筒130和可選地載體套筒120的一部分通過，但是在其形成到外部套筒152的形狀配合或傳力配合，從而確保當纜線棘輪被牽拉通過外部套筒172時外部套筒172被推壓的同時，纜線棘輪對接件140位于將發生分離的位置處。主要夾持本體171在載體套筒120中的徑向路徑因此暢通地通向外側。

纜線棘輪對接件140設有凹部175，使得當主要夾持本體171處于內部套筒173外側的徑向位置（位置B，未在圖7中示出）時，其能夠接合于纜線棘輪對接件140內，且因此防止載體套筒120沿軸向方向離開纜線棘輪對接件140，且如果其處于外部套筒172內側的徑向位置（位置A，在圖7中示出），則使用于纜線棘輪對接件140的載體套筒120的軸向路徑暢通。所述凹部175有利地是周向凹槽。這導致纜線棘輪對接件140的旋轉位置對于主要夾持本體171在載體套筒120的周邊上的位置不起作用。在位置B中，主要夾持本體171保持帶有系繩纜線的載體套筒120處于纜線棘輪對接件140中。系繩因此聯接到纜線棘輪對接件140。相比之下，纜線套筒130相對纜線棘輪對接件140和載體套筒120被軸向地釋放。

在有利實施例中，為了保持內部套筒123和外部套筒172兩者可靠地處于主要夾持本體171的運動區域前方，在每種情形中提供一個或多個彈簧176和177，其在每種情形中在主要夾持本體171的運動區域前方推動/牽拉或保持內部套筒173和外部套筒172。

當纜線棘輪栓鎖于纜線棘輪對接件140內時，如果系繩處于載荷下，則存在纜線套筒130在內部套筒173尚未到達一定軸向位置的情況下離開載體套筒120的風險，所述軸向位置阻塞了主要夾持本體171向內側的運動范圍。因此，主要夾持本體171將不被迫進入位置B，且載體套筒120將因此也不鎖定在纜線棘輪對接件140中。在該情形中，牽繩40的牽引力已經從系繩分離，使得由外部套筒172上的彈簧176支撐的系繩能夠再次將纜線棘輪的其余部分拉出纜線棘輪對接件140。為了對抗該作用，提供一個或多個次級夾持本體176，例如分布在內部套筒173的周邊上且安裝在內部套筒173中使得其能夠沿徑向方向運動的球。次級夾持本體178的徑向大小，即例如，球直徑大于內部套筒173的簡單的壁厚度。次級夾持本體178的運動范圍由載體套筒120的內部局限于外側。載體套筒120在內側上設有一個或多個凹部179，使得當內部套筒173處于其中主要夾持本體171的運動范圍關于內側被阻塞的軸向位置中時，一個或多個凹部179僅在一定程度上使次級夾持本體178的運動范圍關于外側暢通。所述凹部179有利地是周向凹槽。這導致載體套筒120的旋轉位置對于次級夾持本體178在內部套筒173的周邊上的位置不起作用。

纜線套筒130進一步設有凹部180，使得當次級夾持本體178處于載體套筒120內側遠離其（多個）凹部的徑向位置時，次級夾持本體178能夠接合于纜線套筒130內且防止其沿軸向方向離開內部套筒173，且當次級夾持本體178處于載體套筒120中的凹部179內側的徑向位置中時，使纜線套筒130相對內部套筒173的軸向路徑暢通。纜線套筒130中的所述凹部180有利地是周向凹槽。這導致纜線套筒130的旋轉位置對于次級夾持本體178在內部套筒173的周邊上的位置不起作用。

該布置防止纜線套筒130離開內部套筒173且因此纜線棘輪的其余部分直到內部套筒173已到達抵靠載體套筒120的軸向位置為止，在該位置中，限制主要夾持本體171向內側的運動范圍。牽繩40從系繩纜線的分開因此不可避免地僅當系繩附接于纜線棘輪對接件140時發生。

當纜線棘輪從纜線棘輪對接件140解除栓鎖時，如果系繩處于載荷下，則存在纜線棘輪在外部套筒172尚未到達一定軸向位置的情況下離開纜線棘輪對接件140的風險，其中所述位置阻塞主要夾持本體171向外側的運動范圍。因此，主要夾持本體171將不被迫進入位置A，且纜線套筒130也將因此不被鎖定在載體套筒120中。在該情形中，纜線棘輪甚至可以在牽繩40已聯接于系繩之前從纜線棘輪對接件140分離，使得系繩可在離開纜線棘輪對接件140之后再次從牽繩40脫離。為了對抗該作用，提供一個或多個次級夾持本體181，例如分布在外部套筒172的周邊上，且安裝在外部套筒172中使得其能夠沿徑向方向運動的球。次級夾持本體181的徑向大小，即例如，球直徑大于外部套筒172的簡單的壁厚度。次級夾持本體181的運動范圍由纜線棘輪對接件140的內側限制于外側。載體套筒120在外側上設有一個或多個凹部182，使得在其中主要夾持本體171的運動范圍關于外側阻塞的外部套筒172的軸向位置中，次級夾持本體181的運動范圍僅在一定程度上關于內側暢通。所述凹部182有利地是周向凹槽。這導致載體套筒120的旋轉位置對于次級夾持本體在外部套筒172的周邊上的位置不起作用。

纜線棘輪對接件140進一步設有凹部183，使得當次級夾持本體181處于載體套筒120外側遠離（多個）凹部的徑向位置時，次級夾持本體181能夠接合于纜線棘輪對接件140內，且因此防止外部套筒172沿軸向方向離開纜線棘輪對接件140，且如果次級夾持本體181處于載體套筒120中的凹部182內側的徑向位置時，使外部套筒172相對纜線棘輪對接件140的軸向路徑暢通。纜線棘輪對接件140中的所述凹部183有利地是周向凹槽。這導致纜線棘輪對接件140的旋轉位置對于次級夾持本體在外部套筒172的周邊上的位置不起作用。

這種布置防止外部套筒172且因此纜線棘輪的其余部分離開纜線棘輪對接件140直到外部套筒172已經到達抵靠載體套筒120的軸向位置為止，其中，在該位置中，限制主要夾持本體171向外側的運動范圍。因此，僅當牽繩40附接于系繩時不可避免地發生系繩從纜線棘輪對接件140的分開。

因為，在翼構造30的斷開對接期間，捕捉纜線73中的力從系繩承擔翼的力的時刻開始同時下降，問題在于，纜線套筒130可以不進一步被拉入纜線棘輪內，并且代替地，系繩將力引入纜線棘輪對接件140內。為了對抗該作用，將可能通過將捕捉纜線73在左手系繩和右手系繩之間附接于連接繩，以確保系繩和捕捉纜線73同時保持處于張力下，而不論翼構造30的瞬時迎角如何。然而，取決于翼的設計和形狀，例如如果在翼構造30的中心中左手系繩和右手系繩之間的連接繩不位于足夠堅固的結構中，則這會是不可能的。另一解決方案將在纜線棘輪斷開對接的時刻，使翼構造30進入保持捕捉纜線73處于張力下的迎角。然而，在翼構造30帶有系繩的情形中，翼結構不足夠堅固以能夠僅僅經由中央捕捉纜線73來耗散全部載荷。在大的載荷下，即，在發電模式中，因此必須防止捕捉纜線73中的載荷超過某一比例的總纜線載荷。這意味著，在操作中使用的翼構造30的每個迎角下，捕捉纜線73均必須大致無載荷，然而，在該問題解決方案中，在纜線棘輪斷開對接的時刻，不應當將其置放在載荷下。在該解決方案中，必須因此在該時刻采取所有操作迎角之外的迎角，這可在關鍵的發射操作期間導致不穩定性或喪失控制。

為了克服這一點，捕捉纜線73或其一部分可以是彈性的。彈性恢復力應當被選定為足夠小，使得其在操作中使用的翼構造30的任意期望的迎角下不將任何不許可地大的載荷引入捕捉纜線73在翼構造30處的連結部內，即，捕捉纜線伸展，即，不從系繩帶走不許可地大的比例的載荷且經由捕捉纜線73傳遞，但是彈性恢復力被選定為足夠大，使得其在所有迎角下在斷開對接操作期間能夠可靠地將纜線套筒130拉入纜線棘輪內且對抗其彈簧力將纜線棘輪的內部套筒173帶至使主要夾持本體171的運動范圍關于內側暢通的位置，且在該過程中發生對應捕捉纜線伸展。在下文中，該力將被稱為力S。

在有利實施例中，在某一捕捉纜線載荷之上限制（block）捕捉纜線73的彈性。該載荷水平高于力S，但是低于貫穿發射或降落操作翼構造30施加在捕捉纜線73上的載荷。以此方式，在發射/降落操作期間，翼構造30不在彈性捕捉纜線73上操作（除了纜線中固有的自然的、輕微的彈性），這能夠導致不期望的振動和喪失可控性。在發射期間，僅當已經將足夠的載荷從捕捉纜線73傳遞到相對地無彈性的系繩時，彈性才以這種方式作用，或者在降落期間，直到已將足夠的載荷從系繩傳遞到捕捉纜線73為止，彈性才以這種方式起作用。限制應當僅在捕捉纜線73的長度的這種伸長的情形中出現，使得捕捉纜線73的限制不貫穿在操作中所利用的翼構造30的迎角的范圍出現。

在有利實施例中，彈性由一個或多個橡膠纜線或其它彈性元件實現，其嵌入捕捉纜線73內或者平行地附接于捕捉纜線73，且在未張緊狀態中短于其在捕捉纜線73中的連接區域。如果帶有嵌入/附接的彈性元件的區域通過其延伸被張緊，則捕捉纜線73本身能夠用于限制彈性。

圖8示出捕捉裝置和捕捉元件的優選實施例的元件的示意性透視剖視圖。捕捉裝置被成形為圓錐形，以沿翼構造30的方向形成捕捉錐體100。翼構造30具有捕捉元件，其包括捕捉漏斗189和捕捉環190。后者形成周向凹部160，捕捉棘輪150的突出部接合于其內。除了圓錐形表面之外，一方面捕捉錐體100且另一方面捕捉漏斗189和捕捉環190也具有圓筒形表面191，其在不增加或減少游隙的情況下，或在不減少系統適應圍繞橫向于捕捉錐體100的主軸線的軸線的力矩的能力的情況下，促進翼構造30在捕捉錐體100上的軸向運動。

此外，固定的或壓力可調整的摩擦表面和/或彈性元件一方面可設在捕捉錐體100的圓錐形、圓筒形或面表面之間，且另一方面可設在捕捉漏斗189和捕捉環190之間，從而確保翼構造30抵靠捕捉錐體100的固定的或可調整的旋轉阻尼/彈性。替代性地或額外地，翼構造30至捕捉裝置的旋轉地固定聯接可以通過沿圍繞一方面捕捉錐體100和另一方面捕捉漏斗189和捕捉環190之間的主軸線的旋轉方向的形狀配合或傳力配合提供。這通過捕捉錐體100相對地面站的旋轉阻尼、彈性或驅動允許翼構造30在聯接狀態中的旋轉阻尼、彈性或驅動。

在對接狀態中，被驅動的、阻尼的或彈性的元件能夠直接地或經由力傳輸部件間接地同樣地接合在捕捉漏斗189和捕捉環190或連接于翼構造30的其它部分中，以便促進翼構造30在對接狀態中的旋轉阻尼、彈性或驅動。

捕捉纜線73穿過捕捉錐體100且附接在捕捉漏斗189中。每一個均包括捕捉棘輪150、固持磁體192、吸引板193、吸引板杠桿194、主要復位彈簧195和吸引板復位彈簧196的一個或多個棘輪機構以環形方式圍繞捕捉錐體100布置。

捕捉棘輪150安裝在位置197處，使得其能夠旋轉。此外，其具有自維持的形狀，即，由翼構造30沿脫離方向施加的力被轉換成沿閉合方向，即向外的圍繞棘輪安裝軸線的力矩。出于該目的，捕捉棘輪150的有效表面成角度，使得包括來自表面的任何期望位置的垂直力和切向力（來自摩擦）的合力被引導至棘輪安裝位置197上，或者在內側上經過其。在有利實施例中，具體地如果摩擦力是未知的，則棘輪表面成角度，使得即使來自表面的任意期望位置的僅垂直力也被引導至棘輪安裝位置197上或在內側上經過其。

代替在解除栓鎖操作期間借助于局部安置的致動器（例如，提升磁體）對抗大的閉合力矩按壓捕捉棘輪150，其和由捕捉漏斗189和捕捉環190形成的凹部160被成形為使得捕捉棘輪150首先通過借助于捕捉纜線73進一步牽拉翼構造30而被按壓，即，在捕捉錐體100中被徑向向內按壓。在該位置中，其能夠由固持磁體192保持，直到翼構造30已經離開捕捉棘輪150的接合區域為止。在固持磁體192已經關斷之后，由主要復位彈簧195使捕捉棘輪150返回其開始位置。

為了使固持磁體192不過早地限制捕捉棘輪150關于內側的運動范圍，或者固持磁體192在捕捉棘輪150到達其提議的運動范圍的內部限制之前變得完全有效（即，被其吸引板193觸碰），提供吸引板杠桿194，其連接于吸引板193且將磁體的固持力傳遞到捕捉棘輪150，但是允許捕捉棘輪150抵靠主要復位彈簧195且額外地抵靠吸引板復位彈簧196進一步按壓（在捕捉錐體中徑向向內）。因此，能夠通過捕捉漏斗189的進一步牽拉執行的捕捉棘輪150的運動的限制，與吸引板193精確地到達固持磁體192的位置處無關。這是重要的，因為通過翼構造30與其捕捉環190精確定位捕捉棘輪150極其困難，且將需要緊密的制造容差以及還有緊密的控制容差兩者。上文所描述的解決方案使翼構造30能夠被牽拉遠至停止，但是在該點之前固持磁體192已經由吸引板193觸碰，且因此完全有效，且因此確保了捕捉棘輪150在分離操作期間可靠地保持打開。既不存在固持磁體192不由吸引板193完全地到達且因此僅能夠應用其固持力的一部分的風險，也不存在由固持磁體192使捕捉棘輪150停止其運動或者捕捉棘輪150或固持磁體192被加載到不許可地大的程度的風險。

圖9示出捕捉裝置的優選實施例的元件的示意性透視剖視圖。由于系繩不在捕捉漏斗189內側連接于翼構造30，因此如上所述，這些不直接附接于載體套筒120，而是代替地經由窄中間載體110和可樞轉單軸連結件200（其樞轉安裝點在翼構造30的對接操作之前放置到捕捉錐體100內側）附接。一旦系繩和因此連結件200變得沒有力，中間載體110連同系繩一起就能夠通過捕捉錐體100中的徑向狹槽101傾斜到一側。

為了中間載體110和狹槽101彼此相對地放置，必須正確地限定連結件200相對于捕捉錐體100的旋轉位置。為此，在捕捉錐體100內側設置兩個螺旋地延伸的邊緣201，且在連結件200上設置推桿202，其在插入捕捉錐體100的期間沿邊緣滑動，并使連結件200旋轉到正確位置內。為了實現中間載體110從捕捉錐體100可靠地傾斜離開，可彈簧加載連結件200。這有利地通過彈簧力實現，其中彈簧力足夠小，使得在操作期間出現的系繩中的載荷下，中間載體110不傾斜離開纜線軸線。因此，在連結件200中避免了由于不同的纜線載荷水平引起的傾斜離開/進入振動。替代性地或額外地，能夠使捕捉纜線73穿過連結件200，使得一旦捕捉纜線73處于張力下且系繩中的張力足夠小，其就能夠使連結件200傾斜至少一定距離。

圖10示出用于跟蹤纜線棘輪致動裝置的系統的元件的示意性透視圖。圖10中示出的測量裝置包括五個超聲傳感器90，其中的每一個測量其距牽繩40的分隔。根據這些信號，能夠在由傳感器90限制的范圍內確定牽繩40的位置。連同跟蹤系統的兩個驅動件的換能器（transducer），能夠從桅桿以無接觸方式測量相對桅桿的纜線角度。進一步地，該測量能夠被用于調節跟蹤系統的位置。傳感器90的空間測量范圍由虛線示出，且能夠通過對齊設在每個傳感器90上的反射體210來調整。代替超聲，也能夠使用其它測量方法。這些可以測量牽繩40從傳感器90的分隔，或者其在傳感器90前方的左/右位置，或者兩者，諸如例如一排激光器或攝像機。替代性地，能夠采用機械的、非無接觸掃描，例如通過能夠使其在有或沒有輥的情況下在牽繩40上延伸，并以線性方式運動或傾斜的多個杠桿。

圖11示出捕捉系統的示意性、透視圖，該捕捉系統連接于桅桿20，且具有被設計為保持翼構造30的兩個爪300。

圖12和13示出捕捉系統的爪300的示意性橫截面視圖。爪300包括連結件303、臂301（其包括柔性元件304）和捕捉帶302。如圖12和13中所示，爪300被設計為捕捉和保持到來的翼構造30。如圖12和13中所示，到來的翼構造30張緊捕捉帶302，從而引起它們朝向彼此牽拉臂301，且包繞翼構造30并因此將其捕獲。在關閉狀態中，如圖13中所示，臂301部分地環繞翼構造30的輪廓，從而引起翼構造30由爪301保持。元件304具有類似于翼外形的形狀，從而引起其與翼構造30緊密接觸。額外地或替代性地，其可由彈性和/或非滑動材料構成，或者在翼側上用其涂覆。臂301和元件304可被一件式地形成。

圖14示出在翼構造到達之前（上）和之后（下）帶有捕捉墊400的捕捉裝置的實施例的示意性橫截面視圖。翼構造借助于牽繩40（圖1）聯接于地面站10，且因此被拉入捕捉裝置400內，其由于可流動的填料和柔性包絡件而變形。