[发明专利]旋涡发生器控制系统、飞行器及控制气流改变装置的方法

说明书

本申请提供了用于控制飞行器旋涡发生器结构(115)的旋涡发生器控制系统(814)，其包括：控制器(825)，该控制器配置成接收来自飞行控制单元(117)的一个或多个展开或收缩命令信号，并且还配置成将一个或更多个命令信号发送至流体控制阀(819)；流体压力传感器(817)，该流体压力传感器配置成感测来自旋涡发生器结构(115)的致动器(511、711、803)的一个或多个压力值且将压力值发送至控制器(825)，流体控制阀(819)配置成响应于来自控制器(825)的命令信号而控制致动器(511、711、803)与储液器(823)之间的流体传送。本申请还涉及飞行器及使用旋涡发生器控制系统来对旋涡发生器结构的气流改变装置从第一位置到第二位置的致动进行控制的方法。

技术领域

本技术涉及用于飞行器的旋涡发生器结构，以及旋涡发生器控制系统。

背景技术

飞行器的竖向尾翼和安装至竖向尾翼的竖向方向舵提供了一种控制用于使飞行器绕其竖向轴线或偏航轴线旋转的偏航力矩的方法。因此，竖向尾翼和竖向方向舵提供了方向稳定性和方向控制。方向舵可以产生的最大偏航力矩取决于方向舵的尺寸和方向舵可以绕方向舵轴线偏转的程度。换句话说，可以用更大的方向舵或可以偏转更大的角度的方向舵来产生更大的偏航力矩。由于方向舵只能够偏转有限的角度以避免方向舵处的失速流动，因此最大偏航力矩主要由竖向尾翼以及方向舵的整体形状和表面积来确定。

在常规的操作条件下，永远不需要最大偏航力矩，因此，竖向方向舵可以产生的偏航力矩中的大部分偏航力矩仍未被使用，这导致不必要的空气动力学阻力，并且随着阻力增大，燃料消耗增大，从而降低了飞行器的最大航程。因此，应避免任何不必要的阻力。

鉴于以上情况，可以考虑到本技术的目的在于在不必增大竖向尾翼的尺寸的情况下改善通过竖向尾翼和竖向方向舵产生的流动。本技术的另一目的在于提供以下旋涡发生器结构：所述旋涡发生器结构由于在其设计中具有少数移动部件而不易发生故障或者维护成本较低。

发明内容

本技术的实施方式提供了一种用于控制飞行器旋涡发生器结构的旋涡发生器控制系统，该旋涡发生器控制系统包括：控制器，该控制器配置成接收来自飞行控制单元的一个或更多个展开或收缩命令信号，并且还配置成将一个或更多个命令信号发送至流体控制阀；流体压力传感器，该流体压力传感器配置成感测旋涡发生器结构的致动器的一个或更多个压力值且将压力值发送至控制器，其中，流体控制阀配置成响应于来自控制器的命令信号而控制致动器与储液器之间的流体传送。

控制器还可以配置成将命令信号发送至流体泵，该流体泵配置成响应于来自控制器的命令信号而将流体从储液器驱动到致动器。该系统可以配置成使用液压流体或使用气动流体来操作。旋涡发生器控制系统可包括多个压力传感器或控制阀。控制阀可以是电磁操作的。

旋涡发生器控制系统可以配置成控制旋涡发生器结构的线性流体致动器。在替代实施方式中，旋涡发生器控制系统可以配置成控制旋涡发生器结构的流体肌肉致动器。旋涡发生器控制系统可以配置成在相对于环境压力的在0Pa至+600000Pa的压力范围内操作旋涡发生器结构的流体肌肉致动器。旋涡发生器控制系统可以配置成对应于相对环境压力约+600000Pa的致动器压力以展开状态控制旋涡发生器结构。旋涡发生器控制系统可以配置成控制多个飞行器旋涡发生器结构。还提供了一种包括旋涡发生器控制系统的飞行器。

在本技术的另一实施方式中，提供了一种使用旋涡发生器控制系统来对旋涡发生器结构的气流改变装置从第一位置到第二位置的致动进行控制的方法，该方法包括下述步骤：飞行控制单元向控制器发信号以将旋涡发生器结构的气流改变装置从第一位置移动至第二位置；控制器向控制阀发信号以使其打开，从而允许流体在储液器与旋涡发生器结构的致动器之间的传送，使得气流改变装置从第一位置致动到第二位置。

第一位置可以是气流改变装置的收缩状态，并且第二位置可以是气流改变装置的展开状态。替代性地，第一位置可以是气流改变装置的展开状态，并且第二位置可以是气流改变装置的收缩状态。