[发明专利]飞艇姿态调整的主动流动控制装置及方法、固定其的装置

说明书

技术领域

本发明属于流动控制领域，更具体地涉及一种飞艇姿态调整的主动流动控制装置及方法、固定其的装置。

背景技术

随着航空技术和材料科学的进步，飞艇作为一种历史悠久的航空器，其设计制造技术得到了突飞猛进的发展。在现代军事、民用中的价值更是得到了极大的关注。低空飞艇中载重飞艇由于其载重量大，不需要跑道可直接垂直起降等优势，得到了很大的关注。高空飞艇更是因为其长航时定点驻空的优势，成为各个国家研究的热点。

低空飞艇在航行时飞艇的姿态控制主要方法有：调节尾翼舵面的偏转、调节调姿副气囊的充压以及螺旋桨矢量控制等。高空飞艇由于体积巨大，一般只能通过调姿副气囊调整俯仰角度和通过螺旋桨差动控制偏航角度。与传统密度重于空气的航空器相比，飞艇作为一种靠浮力提供升力的航空器，其密度小于空气，在飞行时的附加惯性相对于空气来说不可忽略，这也就导致飞艇航行时对风场的敏感性大。因此在航行时，即使风速不大，飞艇也经常存在风的干扰，常规的控制方式如舵面等存在控制力不足无法完成姿态调控的缺陷，这对飞艇的发展和应用形成了很大的阻碍。

发明内容

基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种辅助飞艇姿态调整的主动流动控制装置及方法、固定其的装置，用于解决以上技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提出一种飞艇姿态调整的主动流动控制装置，包括固定于飞艇的若干主动流动控制阵列，该若干主动流动控制阵列分别置于所述飞艇的艇体表面，通过改变部分或全部的若干主动流动控制阵列的开启和/或闭合，实现飞艇姿态的调整。

优选地，上述主动流动控制装置包括固定于飞艇的两组主动流动控制阵列，分别环置于飞艇前部和后部的艇体表面。

进一步地，上述第一/二组主动流动控制阵列包括分别位于飞艇艇体不同方位的多组主动流动控制单元。

进一步地，多组主动流动控制单元中的每一个包括一基板和一电磁驱动片阵列，其中：

电磁驱动片阵列由一个或多个电磁驱动片组成，该一个或多个电磁驱动片分别通过一转轴固定于基板上，电磁驱动片通过转轴转动以与基板贴合形成闭合状态，或与基板形成一角度形成开启状态，且开启方向朝向飞艇后方；通过电磁驱动片的转动实现主动流动控制。

进一步地，上述电磁驱动片为矩形体结构，电磁驱动片阵列由四个电磁驱动片组成。

进一步地，上述位于飞艇艇体上方和下方的主动流动控制单元用于控制飞艇的俯仰姿态；位于飞艇艇体左侧和右侧的主动流动控制单元用于控制飞艇的偏航姿态；位于飞艇艇体斜对角方位的主动流动控制单元用于控制飞艇的翻转。

为了实现上述目的，作为本发明的另一个方面，本发明提出一种飞艇姿态调整的主动流动控制方法，是通过控制上述的主动流动控制装置来实现。

为了实现上述目的，本发明还提出了一种辅助飞艇姿态调整的主动流动控制单元的固定装置，用于固定主动流动控制单元，包括一固定环和一固定板，其中：

固定环固定于飞艇内部，固定环的环形部分具有多个第一螺纹孔；

固定板边缘部分具有与多个第一螺纹孔相匹配的多个第二螺纹孔，固定板上表面具有用于放置主动流动控制单元的凹槽。

进一步地，上述固定环为圆环结构，固定板的尺寸与固定环相匹配。

进一步地，上述固定板上表面凹槽的尺寸与主动流动控制单元的尺寸相匹配。

本发明提出的辅助飞艇姿态调整的主动流动控制装置及方法、固定其的装置，具有以下有益效果：

1、本发明提出的基于电磁驱动片的主动流动控制装置质量轻、体积小、耗电低、响应快且结构简单；将电磁驱动片装置应用在属于低速飞行器的飞艇上，能够弥补通常控制方法不能有效控制飞艇姿态的缺陷；

2、应用主动流动控制，改变飞艇飞行时周身流体的对称性，从而产生用于俯仰或者偏航的控制力矩，替代或者配合舵面及矢量螺旋桨，完全控制或者辅助控制飞艇飞行的姿态，使其在高风速下可以输出更稳定的控制力矩，从而完成预定航行；

3、应用电磁驱动片阵列，在不需要流动控制时，驱动片处于闭合状态，其完全贴合于艇体表面，不破坏飞艇的流线型外形，不会增加飞艇本身的阻力。

附图说明

图1是本发明一实施例提出的辅助飞艇姿态调整的主动流动控制装置固定于飞艇后的结构示意图；

图2是本发明一实施例提出的电磁驱动片阵列的闭合状态示意图；

图3是本发明一实施例提出的电磁驱动片阵列的开启状态示意图；