根據(jù)U.S.C§119第35條，本公開要求2014年6月13日提交且名稱為“Airships for Weather Manipulation”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/011,731的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及飛艇，且更具體涉及用于天氣操縱的飛艇。

背景技術(shù)：

全球變暖導(dǎo)致了全球天氣的劇烈變化，許多區(qū)域經(jīng)歷了異常的天氣模式。比如，一些傳統(tǒng)上干旱的區(qū)域遭受了異常大量的降雨，引發(fā)意外的洪災(zāi)。另一方面，一些傳統(tǒng)上降水豐沛的區(qū)域經(jīng)歷了歷史性的干旱，摧毀了高度依賴于天氣的農(nóng)業(yè)。至少部分地歸因于由增長(zhǎng)的工業(yè)活動(dòng)所引發(fā)的全球變暖，全球天氣已經(jīng)變得越來(lái)越不可預(yù)測(cè)并且失控。

已經(jīng)開發(fā)了大量的技術(shù)來(lái)影響或操縱天氣。這些技術(shù)之一被稱為云種散播(cloud seeding)，其已經(jīng)在干旱區(qū)域?qū)嵤┮孕纬苫蛟黾咏邓?。為了散播云種而使得云為形成降水做好準(zhǔn)備，云種散播材料——比如碘化銀(AgI)、氧化鋁和鋇劑被注入到云中，以幫助云內(nèi)部懸浮的小水滴形成雨或雪花。這些云種散播材料可以采用多種方式注入到云中。傳統(tǒng)地，它們通過飛機(jī)、火箭或大炮注入到云中。云種散播材料也可以通過由地面基的云種散播發(fā)生器燃燒產(chǎn)生的排放物——比如氣體(如丙烷)——而上升到空氣中。

然而，現(xiàn)有的云種散播技術(shù)存在相關(guān)劣勢(shì)和缺點(diǎn)。為了保證有效性，云種散播要求正確的時(shí)間和正確的候選云。換句話說，為將云轉(zhuǎn)變?yōu)榻涤?，待播種的云必須具備正確的狀態(tài)，比如正確數(shù)量或大小的水滴、溫度、濕度等。并非空中漂浮的每一朵云都是用于人工降水的良好候選項(xiàng)。特別地，在錯(cuò)誤的云上散播人工降雨材料不會(huì)將該云轉(zhuǎn)變?yōu)榻涤昊蚪笛Ｒ虼?，識(shí)別正確的候選云對(duì)于有效地云種散播而言是重要的第一步。然而，現(xiàn)有的用于云種散播的技術(shù)不能準(zhǔn)確識(shí)別候選云，部分是因?yàn)槿狈﹃P(guān)于云的狀態(tài)的信息。在識(shí)別候選云之后，可使用飛機(jī)、火箭、大炮或地面基的發(fā)生器將云種播散材料散布或者分散到云中。然而，這些傳統(tǒng)的分散途徑在選定目標(biāo)候選云方面缺乏準(zhǔn)確性。結(jié)果，云種散播材料可能被浪費(fèi)且云種散播的效率和準(zhǔn)確度可能被限制。

已經(jīng)開發(fā)了其他技術(shù)以操縱天氣，以便干擾、破壞或阻止風(fēng)暴(比如颶風(fēng)、龍卷風(fēng)或冰雹)的形成。比如，人們已經(jīng)嘗試運(yùn)用飛機(jī)將特定的材料(諸比如碘化銀或聚合物粉體)散布到云中來(lái)減少或改變懸浮在云內(nèi)的水滴周邊的狀態(tài)，由此降低形成有害風(fēng)暴的可能性。人們也開發(fā)了其它減少危險(xiǎn)天氣形成的想法。比如，冰雹炮已經(jīng)被運(yùn)用于朝著云產(chǎn)生特定頻率的波以阻止冰雹的形成。然而，這些技術(shù)有著和現(xiàn)有云種散播技術(shù)相同的缺陷，比如，在選定正確的云方面缺乏準(zhǔn)確性。

本發(fā)明旨在改進(jìn)用于操縱天氣的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于天氣操縱的飛艇。該飛艇可包括艇身和支撐所述艇身的框架。該飛艇還可包括定位在艇身外部且安裝到框架的容器。該容器可包括形成包封體的多個(gè)壁，以及開口到該包封體中的開口。容器構(gòu)造為通過開口捕獲云，并且在包封體中運(yùn)輸云。

在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于天氣操縱的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括至少兩艘飛艇，每艘飛艇包括艇身和框架。該系統(tǒng)還可包括連接到該至少兩艘飛艇的框架的容器，從而當(dāng)所述至少兩艘飛艇飛行時(shí)，所述容器被構(gòu)造為捕獲和運(yùn)輸云。

在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于天氣操縱的飛艇。該飛艇可包括艇身和支撐艇身的框架。該飛艇還可包括陽(yáng)光反射系統(tǒng)，其被安裝到所述框架并且被構(gòu)造為在所述飛艇下方的地面上的選定區(qū)域上方阻擋陽(yáng)光。該陽(yáng)光反射系統(tǒng)可包括反射器和安裝裝置，所述反射器包括基本平坦的表面，所述安裝裝置支撐所述艇身上方的所述反射器。

在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于天氣操縱的飛艇。該飛艇包括傳感系統(tǒng)，其附接到所述艇身，并包括至少一個(gè)傳感器，所述傳感器被構(gòu)造為測(cè)量反映云的狀態(tài)的參數(shù)。該飛艇還可包括天氣操縱裝置，其附接到所述艇身，并被構(gòu)造為改變?cè)频臓顟B(tài)。該飛艇還可包括用于儲(chǔ)存指令的存儲(chǔ)器和用于執(zhí)行該指令的處理器，以用于分析由所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量的所述參數(shù)，并根據(jù)所述分析控制所述天氣操縱裝置來(lái)改變?cè)频臓顟B(tài)。

應(yīng)理解，前述的一般說明和隨后的詳細(xì)說明僅是示例性和解釋性的，而并非權(quán)利要求書所要求的本發(fā)明的實(shí)施例的限制。

附圖說明

合并于此并構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出公開的實(shí)施例，并與說明書一同起到解釋公開的實(shí)施例的作用。在附圖中：

圖1示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇；

圖2示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的另一示例性飛艇；

圖3示出根據(jù)公開實(shí)施例的可安裝到用于天氣操縱的飛艇的示例性容器；

圖4示出根據(jù)公開實(shí)施例的可安裝到用于天氣操縱的飛艇的另一示例性容器；

圖5示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇；

圖6示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的多個(gè)示例性飛艇；

圖7示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的多個(gè)示例性飛艇；

圖8示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的多個(gè)示例性飛艇；

圖9示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性降落傘型容器；

圖10示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的另一示例性飛艇；

圖11示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性降落傘型容器和安裝裝置；

圖12示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的另一示例性降落傘型容器和安裝裝置；

圖13示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇；以及

圖14示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的另一示例性飛艇。

具體實(shí)施方式

圖1示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。在本示例性應(yīng)用中，飛艇100可用于將云從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域，由此達(dá)到操縱或至少影響兩個(gè)區(qū)域的天氣的目的。比如，可期望將云從降雨過量的區(qū)域移動(dòng)到降雨缺乏的干旱區(qū)域。重新定位云可影響降水的分布，從而降水豐沛區(qū)域中的洪水可被減少，而干旱區(qū)域中的干旱可被改善。作為另一示例，可期望將云移動(dòng)到需要云來(lái)減少日照量的區(qū)域。比如，在炎炎夏日中舉行游行活動(dòng)或體育賽事的地方，可期望在舉行活動(dòng)的區(qū)域上方的天空中有更多的云，從而使人們免于過熱。

如圖1所示，飛艇100可被用于移動(dòng)云150。飛艇100可為任何適合類型的飛艇，包括在美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.2012/0018571(“'571公開”)中公開的飛艇。在一些實(shí)施例中，飛艇100的結(jié)構(gòu)和部件可與'571公開中所述的飛艇的結(jié)構(gòu)和部件類似。如'571公開中所提供的對(duì)飛艇結(jié)構(gòu)和部件的詳細(xì)說明作為參考合并于此。

如圖1所示，飛艇100可包括艇身110。艇身110可構(gòu)造為容納氣體，諸如比空氣輕的氣體(比如氫氣或氦氣)。艇身110可為任何適合的形狀，諸如橢圓或者晶狀體的形狀。飛艇100可包括支撐艇身110的框架或支撐結(jié)構(gòu)115。應(yīng)理解，為說明性的目的，在圖1中只示出了框架115的示例性部分。框架115可由輕質(zhì)而高強(qiáng)度的材料構(gòu)成，包括比如碳基材料(比如碳纖維)和/或鋁材。艇身110還可包括形成在框架115外的包膜(未示出)。該包膜可由任何適合的材料制造，包括例如鍍鋁塑料、聚氨酯、聚酯、疊層橡膠、聚酯薄膜和/或任何其它適于保存比空氣輕的氣體的材料。飛艇100可包括一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定翅片120。飛艇100可包括多個(gè)用于容納比空氣輕的氣體的空氣腔室或囊袋121、122和123。飛艇100還可包括附接到艇身110下部的吊艙124。盡管在圖1中未示出，飛艇100可包括'571公開文本中公開的其它特征，諸如一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)裝置、設(shè)置在艇身110表面的太陽(yáng)能板、底盤、尾翼組件、起落架等。

針對(duì)操縱天氣的應(yīng)用，且更具體地針對(duì)移動(dòng)云，圖1中示出的飛艇100還可包括用于捕獲和運(yùn)輸云的容器130。飛艇100可包括一條或多條支撐軌道140。容器130可為任何適合的形狀，諸如矩形長(zhǎng)方體形狀、圓柱體形狀等。在圖1中所示的實(shí)施例中，容器130包括具有至少五個(gè)壁(如圖4和5中所示,可選地為六個(gè)壁)的矩形長(zhǎng)方體形狀(比如，類似貨物集裝箱)。以這種方式，容器130可包括包封體以及進(jìn)入包封體中的開口。在使用中，容器130可被定位為使得該開口面對(duì)與容器130水平地隔開的區(qū)域(比如，使得飛艇100可水平地移動(dòng)以捕獲云150)。然而，應(yīng)理解，其它構(gòu)造也是可行的(比如開口可面朝上或面朝下)。

容器130可由至少一種輕質(zhì)材料構(gòu)成，諸如碳纖維、鋁、織物、金屬/合金膜、塑料、泡沫等。容器130可通過支撐軌道140安裝到框架115。比如，容器130可以可移動(dòng)地安裝在支撐軌道140上，所述支撐軌道140安裝在框架115上。容器130可通過驅(qū)動(dòng)裝置125(在圖2中示出)——諸如馬達(dá)——沿著支撐軌道140移動(dòng)。如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施例中，支撐軌道140的上端部可安裝在框架115上。應(yīng)理解，任何其它安裝方法可被用于將支撐軌道140安裝到框架115。還應(yīng)理解，其他適合的結(jié)構(gòu)和裝置(除支撐軌道140之外)可被用于升高和降低容器130。

當(dāng)不被展開時(shí)容器130可被縮回到艇身110中，而在被展開時(shí)可從艇身110伸出。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過驅(qū)動(dòng)裝置125(在圖2中示出)沿著支撐軌道140降低和升高容器130，從而當(dāng)容器130未被展開以運(yùn)輸云時(shí)，容器130可被縮回(比如升高)而放置在艇身110內(nèi)部(如圖1所示)。當(dāng)容器130被展開以運(yùn)輸云時(shí)，容器130可被伸出(比如降低)而放置在艇身110外部(如圖2所示)。如圖2所示，當(dāng)容器130被展開時(shí)，支撐軌道140的部分141也可從艇身110伸出。此外，如圖1所示，艇身110(或包膜)的下部145可被打開以允許容器130從艇身110伸出。在一個(gè)實(shí)施例中，艇身110的下部145可包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的門，該門由輕質(zhì)金屬或輕質(zhì)塑料材料制造。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的門可被打開以允許容器130離開艇身110，并且當(dāng)容器130縮回到艇身110中時(shí)其可被關(guān)閉。

圖3示出根據(jù)公開實(shí)施例的可安裝到用于天氣操縱的飛艇110的容器130的示例。如圖3所示，容器130包括含五個(gè)壁131(僅示出四個(gè)壁)的矩形長(zhǎng)方形形狀(比如容器)。應(yīng)理解，任何其它形狀(比如圓柱形)可用于容器130。在該實(shí)施例中，容器130的前端134保持開放(比如沒有覆蓋前端的壁)。圖4示出根據(jù)公開實(shí)施例的可安裝到用于天氣操縱的飛艇110的容器130的另一示例。如圖4所示，容器130的前端還可包括壁135。壁135可像門一樣打開或關(guān)閉。當(dāng)展開容器130以捕獲云150或從容器130中釋放云150時(shí)，可打開壁135。當(dāng)云150通過容器130從一區(qū)域運(yùn)輸?shù)搅硪粎^(qū)域時(shí)，可關(guān)閉壁135。

圖4中所示的實(shí)施例中，容器130可包括氣候控制系統(tǒng)136，該系統(tǒng)被構(gòu)造為調(diào)節(jié)容器130內(nèi)的空氣狀態(tài)。氣候控制系統(tǒng)136可包括用于控制容器130內(nèi)部的空氣狀態(tài)——諸如控制容器130內(nèi)部的溫度和濕度——的多個(gè)裝置。比如，氣候控制系統(tǒng)136可包括溫度傳感器(未示出)或濕度傳感器(未示出)中的至少一個(gè)，以測(cè)量容器130內(nèi)部的溫度或濕度中的至少一個(gè)。氣候控制系統(tǒng)136還可包括多個(gè)裝置(未示出)，比如空調(diào)、加濕器、除濕器等，以用于基于由溫度傳感器、濕度傳感器等中的至少一個(gè)所測(cè)量的參數(shù)(比如溫度和濕度)調(diào)節(jié)130內(nèi)部的空氣狀態(tài)。當(dāng)云150正被從一個(gè)區(qū)域運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)區(qū)域時(shí)，氣候控制系統(tǒng)136可調(diào)節(jié)130內(nèi)部的空氣狀態(tài)，從而云150保持凝結(jié)的水蒸氣，而不是被蒸發(fā)或凝結(jié)成水。氣候控制系統(tǒng)136可包括其他傳感器，諸如測(cè)量云150內(nèi)部的水滴濃度的傳感器。

如圖1和圖2所示，飛艇100可被驅(qū)動(dòng)至云150所在的區(qū)域。下部145可打開，且驅(qū)動(dòng)裝置125可使容器130沿著支撐裝置140降低直至容器130處于艇身110的外部。飛艇100可被驅(qū)動(dòng)以靠近云150。在容器130的前端打開的情況下(比如圖3中示出的開放的前端134，或圖4中示出的壁135被打開)，飛艇100可被操縱使得容器130可捕獲(比如兜接)云150。當(dāng)容器130采用圖4中示出的實(shí)施例時(shí)，在容器130捕獲云150后，壁135可關(guān)閉并且在運(yùn)輸云150期間保持關(guān)閉。飛艇100可利用容器130將云150運(yùn)輸?shù)侥康牡貐^(qū)域。在運(yùn)輸期間，含有云150的容器130可縮回到艇身110中，比如縮回到在容器被展開前的初始位置?？蛇x地，在運(yùn)輸過程中，容器130可保持從艇身110中伸出。當(dāng)在圖4中示出的實(shí)施例被用于容器130時(shí)，氣候控制系統(tǒng)136可調(diào)節(jié)容器130內(nèi)的空氣狀態(tài)，使得云150保持凝結(jié)的水蒸氣。當(dāng)云150在容器130內(nèi)被運(yùn)輸?shù)侥康牡貐^(qū)域之后，飛艇100可被操縱使得云150從容器130中被釋放。當(dāng)容器130采用圖4中示出的實(shí)施例時(shí)，壁135可被打開以允許云150的釋放。盡管未示出，在一些實(shí)施例中，容器130的所有壁都可為可打開的以輔助云150的釋放。此外，盡管未示出，在容器130內(nèi)可設(shè)置有風(fēng)扇以輔助云150的釋放。在云150被釋放后，容器130的所有壁可被關(guān)閉。飛艇100可在區(qū)域之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)以按照需要移動(dòng)盡可能多的云。

圖5示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。與圖1中示出的實(shí)施例不同，在該實(shí)施例中，容器130不可從艇身110縮回和伸出。在該實(shí)施例中，容器130直接安裝在龍骨部分180，該龍骨部分位于艇身110的下部。龍骨部分180可為框架115的一部分。龍骨部分180可由適合的材料制造，諸如鋁。盡管未示出，但是應(yīng)理解，圖5中示出的容器130可包括上述的容器130所討論的任意特征。

圖6示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。在該實(shí)施例中，多于一艘的飛艇被用于移動(dòng)云。盡管圖6示出兩艘飛艇牽引容器130，但應(yīng)理解，可使用多于兩艘的飛艇牽引容器130以移動(dòng)云。與圖1-5中示出的使用單艘飛艇的示例相比，利用兩艘或更多艘飛艇可牽引更大的容器130。如圖6所示，第一飛艇100和第二飛艇200可一起牽引容器130。第一飛艇100和第二飛艇200可類似，并可包括上述關(guān)于如圖1-5中示出的飛艇的特征。第一飛艇100和第二飛艇200的每個(gè)包括至少一個(gè)牽引線纜或結(jié)構(gòu)，其連接第一飛艇與容器130。比如，第一飛艇100可包括第一牽引線纜或結(jié)構(gòu)210和第二牽引線纜或結(jié)構(gòu)220，它們將飛艇100的不同部分連接到容器130。類似地，第二飛艇200可包括第三牽引線纜或結(jié)構(gòu)230和第四牽引線纜或結(jié)構(gòu)240，它們將飛艇200的不同部分連接到容器130。牽引線纜或結(jié)構(gòu)210、220、230和240可為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任何柔性、輕質(zhì)的線纜或結(jié)構(gòu)。

盡管未示出，但應(yīng)理解，圖6中示出的容器130可包括上述關(guān)于圖1-5中示出的容器的任意特征。為了移動(dòng)云150，飛艇100和200、以及它們之間被牽引的容器130可飛行以靠近云150。飛艇100和200可被操縱使得容器130捕獲(比如兜接)云150。在云150容納在容器130內(nèi)部的情況下,飛艇100和200可飛行到目的地區(qū)域，并可在目的地區(qū)域從容器130中釋放云150。

圖7和8示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。在圖7和圖8中示出的實(shí)施例中，飛艇100和200可牽引降落傘型容器310，而不是牽引容器130(如圖8所示)。圖7示出在降落傘型容器310的降落傘被展開以移動(dòng)云150之前，飛艇100和200牽引降落傘型容器310。圖8示出在降落傘型容器310的降落傘被展開以移動(dòng)云150之后，飛艇100和200牽引降落傘型容器310。在降落傘型容器310的降落傘展開之前，如圖7所示，降落傘型容器310可被折疊并容納在包裹350內(nèi)。由于降落傘型容器310可被折疊成緊湊的尺寸，包裹350可以是小的。因而，當(dāng)包裹350被牽引時(shí)，飛艇100和200的空氣動(dòng)力學(xué)性能和穩(wěn)定性不會(huì)被顯著影響。如圖7所示，飛艇100和200可利用牽引線纜或結(jié)構(gòu)320和330牽引包裹350。牽引線纜或結(jié)構(gòu)320和330可與牽引線纜或結(jié)構(gòu)210、220、230和240類似。牽引線纜或結(jié)構(gòu)320和330可連接包裹350與飛艇100和200。

如圖8和9所示，降落傘型容器310可與降落傘類似。降落傘型容器310可被構(gòu)造用于捕獲和運(yùn)輸云，如圖8所示。降落傘型容器310可由適合的材料——即輕質(zhì)、牢固且柔性的材料——制成，諸如織物、尼龍、絲綢等。為了移動(dòng)云150，飛艇100和200可飛行以靠近云150，其中降落傘型容器310布置在包裹350內(nèi)，如圖7所示。當(dāng)飛艇100和200靠近云150時(shí)，降落傘型容器310可被展開，如圖8所示。比如，利用布置在包裹350中的電子控制器(未示出)，降落傘型容器310可被展開，所述電子控制器可由飛艇100或200的操作員操作。飛艇100和200可被操縱，從而云150被降落傘型容器310捕獲并且基本上位于降落傘型容器310的傘衣內(nèi)。在云150被捕獲在降落傘型容器310內(nèi)的情況下，飛艇100和200可將云150從一個(gè)區(qū)域牽引到另一個(gè)區(qū)域。在利用降落傘型容器310運(yùn)輸云150期間，可以使用飛艇100的一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)裝置(未示出)來(lái)保持飛艇100和200的穩(wěn)定性。在目的地處，云150可從降落傘型容器310中釋放。在一些實(shí)施例中，可通過斷開降落傘型容器310一側(cè)上的懸吊線而釋放云150，從而降落傘型容器310失去其張開的形狀，由此形成用于云150逃脫或被釋放的出口。

圖9示出示例性的降落傘型容器310，其包括用于允許斷懸吊線391、392、393、394、395和396中的一條或多條的機(jī)構(gòu)。比如，降落傘型容器310可包括多個(gè)電子控制連接器381和382，它們分布在一些或所有懸吊線上，比如在懸吊線391和392上。電子控制連接器381和382可包括允許斷開和重新連接的機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)可包括例如電磁體對(duì)，當(dāng)提供電流施加至電磁體時(shí)該電磁體對(duì)可接合，而當(dāng)不施加電流時(shí)，該電磁體對(duì)可彼此分離。當(dāng)電子控制連接器381(或382)中的電磁體接合時(shí)，懸吊線391(或392)被連接。當(dāng)電子控制連接器381(或382)中的電磁體分離時(shí)，懸吊線391(或392)被斷開連接。飛艇100和200的操作員可利用設(shè)置在飛艇100和200上的控制器(未示出)來(lái)控制電子控制連接器381和382。在目的地處釋放云150之后，包裹350可收回降落傘型容器310，并使降落傘型容器310為下一個(gè)云運(yùn)輸任務(wù)做好準(zhǔn)備。在一個(gè)實(shí)施例中，包裹350可包括用于折疊降落傘型容器310的裝置(未示出)、通過重新接合斷開的連接器381和382而用于重新連接懸吊線391和392的裝置(未示出)。

圖10示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。圖10示出飛艇100用于反射陽(yáng)光的應(yīng)用，以便在地面上希望的區(qū)域處減少日照量。比如，在炎炎夏日中舉辦的體育賽事期間，可期望的是，在體育賽事舉行的位置暫時(shí)減少日照量。如圖10所示，飛艇100可包括陽(yáng)光反射系統(tǒng)400以阻擋或反射陽(yáng)光。陽(yáng)光反射系統(tǒng)400可包括反射器410和安裝裝置440，二者都被安裝在飛艇100上。反射器410可通過安裝裝置440安裝在飛艇100上，所述安裝裝置440可安裝在框架115上。當(dāng)展開時(shí)，反射器410可阻擋陽(yáng)光。反射器410可包括第一表面420和第二表面430。此外，反射器410可反射陽(yáng)光。比如，第一表面420可包括陽(yáng)光反射材料。在一個(gè)實(shí)施例中，第一表面420可涂有薄金屬膜，諸如鋁膜，以用于反射陽(yáng)光。利用陽(yáng)光反射材料來(lái)反射陽(yáng)光可增加減少在飛艇100的艇身110上直射的陽(yáng)光量和減少最終落在飛艇100下方的地面上的陽(yáng)光量的效率。減少直射在艇身110上的陽(yáng)光量可防止飛艇100過熱。

在一些實(shí)施例中，反射器410可為可充氣的和輕質(zhì)的。比如，反射器410可由適合充氣和放氣的材料制成，諸如織物或合成橡膠。在不被展開時(shí)，反射器410可被放氣并且抽真空以減小其尺寸。放氣的反射器410還可被折疊以進(jìn)一步減小其尺寸直至緊湊。在一些實(shí)施例中，放氣的反射器410可儲(chǔ)存在位于安裝裝置440內(nèi)的腔室450內(nèi)，如圖11所示。安裝裝置440，在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存有放氣的反射器410的情況下，可被縮回到飛艇110中，從而安裝裝置440和反射器410被布置在艇身110內(nèi)部，如圖11所示。盡管未被示出，但是應(yīng)理解，安裝裝置440可為不可縮回的，而是即使當(dāng)放氣的反射器410被放氣時(shí)仍保持伸出艇身110外(如圖10中所示)?？蛇M(jìn)一步設(shè)想，放氣的反射器410可不被儲(chǔ)存在安裝裝置440的內(nèi)部，而是可被固定在安裝裝置440的頂端處。

在一些實(shí)施例中，反射器410可為不可充分的，而是可包括可折疊的、相對(duì)剛性的結(jié)構(gòu)。比如，反射器410可包括由多個(gè)金屬或復(fù)合材料的桿或梁形成的相對(duì)剛性的結(jié)構(gòu)。該剛性結(jié)構(gòu)可為第二表面430的一部分，形成用于支撐第一表面420的支撐結(jié)構(gòu)。第一表面420可由薄金屬膜(比如鋁膜)形成以用于反射陽(yáng)光。當(dāng)不被展開時(shí)，反射器410可被折疊成緊湊的尺寸并儲(chǔ)存在飛艇110內(nèi)部，或者被布置在安裝裝置440的頂端處。比如，包括多個(gè)桿或梁的第二表面430可被折疊。當(dāng)?shù)诙砻?30被折疊時(shí)，第一表面420也可被折疊。整個(gè)反射器410可被折疊成緊湊的尺寸。圖12示出一實(shí)施例,其中折疊的反射器410放置在安裝裝置440的頂端以及艇身110的外部。由于折疊的反射器410的尺寸相對(duì)較小，飛艇100的空氣動(dòng)力學(xué)性能和穩(wěn)定性不會(huì)被放置在艇身110外的折疊的反射器410顯著影響。

安裝裝置440可由輕質(zhì)且高強(qiáng)度的材料制成，比如塑料、鋁、碳纖維或其他適合的金屬。在圖10-12中示出的實(shí)施例中，安裝裝置440可被安裝在框架115上，并且伸出到艇身110外部。安裝裝置440可具有適合的形狀，諸如圓柱形。安裝裝置440可包括腔室450，以用于儲(chǔ)存多個(gè)裝置，諸如放氣的反射器410。腔室450還可被用于容置馬達(dá)460，如圖10所示?？蛇x地，在一些實(shí)施例中(未示出)，馬達(dá)460可安裝在安裝裝置440的外部表面上。馬達(dá)460可為陽(yáng)光反射系統(tǒng)400的一部分，并可為任何適合的類型，諸如電馬達(dá)。馬達(dá)460可用于調(diào)節(jié)反射器410的傾斜角α。傾斜角α可由安裝裝置400的垂直軸線和第二表面430限定。馬達(dá)460可由飛艇100的操作員電控制，從而反射器410可傾斜來(lái)使第一表面420(即陽(yáng)光反射表面)面對(duì)太陽(yáng)以獲得最佳反射。盡管在圖10中為說明的目的示出一個(gè)馬達(dá)460和傾斜角α，但是應(yīng)理解，可以使用多于一個(gè)馬達(dá)460在多于一個(gè)方向上調(diào)整多于一個(gè)傾斜角。

飛艇100可在地面上的目的地區(qū)域470的上方飛行。反射器410可利用適合的裝置(未示出)被展開，且傾斜角α可利用馬達(dá)460來(lái)調(diào)整以將反射器410指向太陽(yáng)。陽(yáng)光可被第一表面420反射或阻擋，由此在地面上的區(qū)域470中形成陰影或減少陽(yáng)光直射。由于陽(yáng)光減少，區(qū)域470處的溫度和亮度可被降低。

圖13示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。飛艇100可被用于云種散播。圖13中示出的飛艇100可包括上文所述的特征。如上文所述，用于云種散播的現(xiàn)有技術(shù)存在各種缺陷，包括在分布云種散播材料方面缺乏準(zhǔn)確度，以及缺乏有關(guān)云的狀態(tài)的信息。飛艇100克服了這些缺陷。飛艇100可包括天氣操縱裝置，比如安裝在飛艇100上(比如附接到艇身110)的噴嘴510，用于將云種散播材料散布到云里，比如將碘化銀(AgI)、氧化鋁和鋇散布到云里。飛艇100可包括傳感系統(tǒng)530，其被構(gòu)造為測(cè)量反映云(比如云150或151)狀態(tài)的參數(shù)。傳感系統(tǒng)530可附接到艇身110。傳感系統(tǒng)530可包括多個(gè)傳感器，諸如溫度傳感器、濕度傳感器或水滴尺寸或數(shù)量傳感器等當(dāng)中的至少一個(gè)，所述傳感器測(cè)量與云150或151相關(guān)的多個(gè)參數(shù)。

飛艇100還可包括一個(gè)艇載計(jì)算機(jī)，其可包括如圖13中示出的處理器540或存儲(chǔ)器550中的至少一個(gè)。處理器540可為任何適合的處理器，并可包括硬件部件(諸如電路)或軟件部件(比如軟件代碼)或硬件部件和軟件部件的組合。存儲(chǔ)器550可為有形的(tangible)、非暫時(shí)性的、易失的或非易失的。存儲(chǔ)器550可為任何適合的存儲(chǔ)器，諸如閃存、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(DRAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)。存儲(chǔ)器550可被構(gòu)造為用于儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)指令，諸如軟件代碼。存儲(chǔ)器550還可被構(gòu)造為用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，諸如由傳感系統(tǒng)530測(cè)量的數(shù)據(jù)。處理器540可被構(gòu)造為處理儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器550中的指令以執(zhí)行各種功能(比如分析數(shù)據(jù))。處理器540還可被構(gòu)造為從存儲(chǔ)器540中檢索(比如讀取)數(shù)據(jù)并處理被檢索的數(shù)據(jù)(比如應(yīng)用各種軟件代碼來(lái)分析被檢索的數(shù)據(jù))。盡管未示出，但應(yīng)理解，飛艇100還可包括通信裝置(比如天線)，其被構(gòu)造為與地基控制中心交換數(shù)據(jù)。比如，代替讓處理器540處理被測(cè)數(shù)據(jù)，或者在讓處理器540處理被測(cè)數(shù)據(jù)以外，飛艇100的通信裝置可將測(cè)量的參數(shù)傳輸?shù)降鼗刂浦行囊杂糜谔幚怼ｏw艇100可從地基控制中心接收處理結(jié)果，其可由處理器540在控制云種散播的應(yīng)用中使用。

盡管在圖13中未示出，但應(yīng)理解，處理器540、存儲(chǔ)器550、噴嘴510和傳感系統(tǒng)530可通過有線連接或無(wú)線連接中的至少一個(gè)相互電連接。由傳感系統(tǒng)530測(cè)量的參數(shù)可被傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器550并儲(chǔ)存于其中。處理器540可從存儲(chǔ)器550檢索測(cè)量的參數(shù)來(lái)處理。替代地，由傳感系統(tǒng)530測(cè)量的參數(shù)可直接被傳輸?shù)教幚砥?40并且被處理器540處理。處理器540可分析測(cè)得的參數(shù)以確定云150和151的狀態(tài)。如果處理器540確定云(比如云150)的狀態(tài)滿足云種散播的預(yù)定條件(比如溫度、濕度和水滴尺寸或數(shù)量滿足它們各自的閾值)，即，如果云150是云種散播的正確候選項(xiàng)，則處理器540可控制噴嘴510分布或散布云種散播材料到云150里。如果處理器540確定云(比如云151)的狀態(tài)不滿足云種散播的預(yù)定條件(比如溫度、濕度和水滴尺寸或數(shù)量不滿足它們各自的閾值)，即，如果云151不是云種散播的正確候選項(xiàng)，則處理器540可不激活噴嘴510分布或散布與云種散播材料到云151里。

對(duì)于云種散播應(yīng)用，飛艇100可飛行至云150和151所在的天空。飛艇100可懸停在云150、151上方、附近或者內(nèi)部的天空中。飛艇100可利用傳感系統(tǒng)530周期性地或連續(xù)性地測(cè)量反映云150和151狀態(tài)的參數(shù)。飛艇100可實(shí)時(shí)測(cè)量這些參數(shù)。當(dāng)處理器540基于對(duì)測(cè)量參數(shù)的分析確定云150已經(jīng)為云種散播做好準(zhǔn)備時(shí)，處理器540可控制噴嘴510散布云種散播材料到云150里。由于飛艇100可懸停在云150上方、附近或者內(nèi)部，或者可低速地在云150上方、附近或者內(nèi)部飛行，云種散播材料可以準(zhǔn)確和高效的方式分布到云150里。比如，應(yīng)理解，云150可由多個(gè)小的云片(patch)形成，這些云片可均勻或不均勻地在云150內(nèi)部分布。這些云片的狀態(tài)可以是不同的?；趯?duì)云片相關(guān)的參數(shù)的分析，噴嘴510可由處理器540控制來(lái)選擇性地分布云種散播材料到云片中。比如，由于云片不均勻地分布在云150的內(nèi)部，噴嘴510可以按不均勻的模式分布云種散播材料。處理器540可控制噴嘴510選擇性地將云種散播材料分布到云150內(nèi)部的一些云片，而不是分布到所有的云片。

如果一次向云150的云種散播應(yīng)用沒有帶來(lái)預(yù)計(jì)的降水量，飛艇100可以稍后返回云150。通過利用傳感系統(tǒng)530測(cè)量參數(shù)可重新檢測(cè)云150的狀態(tài)。處理器540可重新分析新測(cè)量的參數(shù)以確定是否可以對(duì)云150施加第二次云種散播。類似地，如果處理器540確定云151不是云種散播的正確候選項(xiàng)，則飛艇100可稍后返回云151。通過利用傳感系統(tǒng)530測(cè)量參數(shù)可重新檢測(cè)云151的狀態(tài)。處理器540可重新分析測(cè)量參數(shù)以確定云151是否為云種散播做好準(zhǔn)備。在飛艇100裝備有傳感系統(tǒng)530、噴嘴510、處理器540和存儲(chǔ)器550的情況下，可顯著改善云種散播的準(zhǔn)確度和效率。

圖14示出根據(jù)公開實(shí)施例的用于天氣操縱的示例性飛艇。飛艇100可用于干擾有害天氣——諸如風(fēng)暴(比如暴風(fēng)雨或暴風(fēng)雪、熱帶風(fēng)暴、颶風(fēng)、龍卷風(fēng)和冰雹風(fēng)暴)——的形成。飛艇100還可包括位于飛艇100下部的吊艙610。飛艇100可包括天氣操縱裝置，諸如風(fēng)暴干擾系統(tǒng)，其包括多個(gè)風(fēng)暴干擾裝置620、傳感系統(tǒng)670和至少具有處理器640和存儲(chǔ)器650的艇載計(jì)算機(jī)。多個(gè)風(fēng)暴干擾裝置620可被安裝到吊艙610?？稍O(shè)想，在一些實(shí)施例中，多個(gè)風(fēng)暴干擾裝置620可在不使用吊艙610的情況下直接安裝到飛艇100。風(fēng)暴干擾裝置620可構(gòu)造為產(chǎn)生特定頻率的波或光，并將波或光指向云，以干擾風(fēng)暴的形成。風(fēng)暴干擾裝置620可包括波發(fā)生器(未單獨(dú)示出)，其被構(gòu)造為在選定的頻率或頻譜產(chǎn)生波。比如，波發(fā)生器可被構(gòu)造為以300MHz到300GHz范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)微波頻率產(chǎn)生微波。微波可指向云。微波可施加熱量到水滴，致使水滴蒸發(fā)且減小它們的尺寸。減小水滴的尺寸可干擾、破壞或阻止至少一些類型的風(fēng)暴的形成。在一些實(shí)施例中，波發(fā)生器可產(chǎn)生其他類型的波，諸如沖擊波(比如突變的脈沖波)來(lái)破壞云150內(nèi)部形成的冰或冰雹，由此降低風(fēng)暴的嚴(yán)重程度或阻止風(fēng)暴的形成。在一些實(shí)施例中，干擾裝置620可包括激光裝置(未單獨(dú)示出)，其被構(gòu)造為發(fā)射激光。激光可指向云來(lái)加熱云。增加云的溫度可干擾其中懸浮的水滴的聚集，由此干擾、破壞或阻止風(fēng)暴的形成。由于飛艇100可低速地飛行經(jīng)過云，或者可懸停在云的附近、上方或內(nèi)部，上述的風(fēng)暴干擾技術(shù)可以準(zhǔn)確地應(yīng)用到目標(biāo)云。

如圖14所示，飛艇100還可包括艇載計(jì)算機(jī)，其至少具有處理器640和存儲(chǔ)器650。處理器640和存儲(chǔ)器650可與上文參考圖13的所述的處理器540和存儲(chǔ)器550類似。應(yīng)理解，處理器640和存儲(chǔ)器650也可與圖13中示出的處理器540和存儲(chǔ)器550不同。飛艇100可包括傳感系統(tǒng)670。傳感系統(tǒng)670可構(gòu)造為測(cè)量與云相關(guān)的各種參數(shù)，由此使得可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)云的狀態(tài)。比如，傳感系統(tǒng)670可被構(gòu)造為周期性或連續(xù)地測(cè)量指示云的狀態(tài)的參數(shù)。與圖13中示出的傳感系統(tǒng)530類似，傳感系統(tǒng)670包括溫度傳感器、濕度傳感器、測(cè)量水滴的尺寸和數(shù)量的傳感器中的至少一個(gè)。此外，傳感系統(tǒng)670可包括其他裝置，諸如雷達(dá)、熱成像傳感器、紅外探測(cè)器等，用于測(cè)量指示云的狀態(tài)的其他參數(shù)(比如云的運(yùn)動(dòng)、云的熱圖譜等)。由傳感系統(tǒng)670測(cè)量的參數(shù)可傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器650且儲(chǔ)存在其中，或者直接傳輸?shù)教幚砥?40用于處理。處理器640可分析由傳感器系統(tǒng)670測(cè)量的參數(shù)，以確定云的狀態(tài)和風(fēng)暴形成的狀態(tài)?；诜治?，處理器640可選擇性地識(shí)別特定的云來(lái)應(yīng)用風(fēng)暴干擾技術(shù)，使得可準(zhǔn)確和有效地實(shí)現(xiàn)風(fēng)暴干擾。比如，處理器640可選擇云150，而不是云151，并可控制干擾裝置620僅朝向云150產(chǎn)生并施加波或光。此外，基于對(duì)被測(cè)量的參數(shù)的分析，處理器640可確定指示待產(chǎn)生并施加到云150的波或光的能量(比如頻率和振幅)的參數(shù)。在本公開的飛艇100具有風(fēng)暴干擾系統(tǒng)的情況下，風(fēng)暴干擾技術(shù)可以更準(zhǔn)確和有效地施加到形成風(fēng)暴的云上。

本發(fā)明的飛艇可用在用于天氣操縱的各種應(yīng)用中。比如，本發(fā)明的飛艇可以通過使用一艘或多艘飛艇用于小區(qū)域上方的氣候控制，比如足球場(chǎng)上方的氣候控制。本發(fā)明的飛艇可通過使用多艘飛艇用于大區(qū)域上方的氣候控制。本發(fā)明的飛艇還可用在所有地形上方，包括沙漠或高山上方的天空，在這些地方運(yùn)輸現(xiàn)有的人工降雨裝置——諸如火箭、大炮或地基云種散播發(fā)生器——可能是有挑戰(zhàn)性的。

因?yàn)轱w艇可以低速飛行或者在空中懸停，所以可獲得有關(guān)云的狀態(tài)的準(zhǔn)確認(rèn)知。因此，天氣操縱(諸如上述的移動(dòng)云、云種散播或風(fēng)暴干擾)的準(zhǔn)確性和有效性可被顯著地改善。此外，因?yàn)檩p于空氣的飛艇可以在不補(bǔ)加燃料的情況下在相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間(比如數(shù)天、數(shù)周甚至數(shù)月)中運(yùn)行，所以可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的天氣操縱。

上述的說明書是以說明為目的提出的。其并非詳盡的，也不僅限于公開的精確形式或示例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，通過考慮本說明書和所公開的示例的實(shí)際，修改和適用將是顯而易見的。附圖中示出的示例也不是相互排除的。一附圖中示出的包括在一個(gè)示例中的特征也可包括在其他附圖中示出的其他示例中。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可對(duì)本發(fā)明的用于天氣操縱的飛艇進(jìn)行各種修改和改變將是顯而易見的。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，通過考慮本說明書和在此的本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)際，其他實(shí)施例將是顯而易見的。意圖的是，說明書和示例僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的準(zhǔn)確范圍將由隨附的權(quán)利要求書指示。