单发动机悬浮载具控制系统和方法与流程

本发明涉及一种系统和方法，用于独立控制配备有单个推进发动机的悬浮载具(hovercraft)的推进推力和通过气垫的质量空气流。

背景技术：

1、悬浮载具是在水面或陆地上的气垫上移动的交通工具。例如，悬浮载具被用于在结冰的河流和湖泊、低内陆水域、和沼泽地区进行救援或巡逻。

2、在单发动机悬浮载具中，推进风扇在被安装在悬浮载具的船体上的管道内旋转，空器(pocket)将气流分配到产生向前运动的推力中，并将气流分配到悬浮载具的裙部，产生气垫。重要的是，取决于地形和天气条件，渐进推力产生动力和气垫之间所需的推进系统动力分配的值和比例发生变化。从飞行安全的角度来看，在水上或冰上随着风飞行或在快速流动的河流中向下飞行等情况都非常相关。对于这种飞行条件，飞行员必须在气垫中保持足够高的压力，而产生向前渐进运动的推力应该处于较低水平，使得悬浮载具不会加速到危险的速度。在这样的飞行条件下保持方向控制能力也是非常重要的。

3、本领域已知的调节产生渐进推力的动力和产生气垫的动力之间的动力分配的解决方案是使用两个马达和两个推进风扇。这种解决方案增加了推进系统的复杂性，增加了悬浮载具的生产成本。使用分开的风扇来泵送气垫显著增加了由于这种风扇的高速度而产生的噪声。

4、波兰申请no.p.430204的说明书公开了一种操纵悬浮载具的系统，该系统包括至少一个风扇、至少一个方向舵、被耦合到方向舵的操纵构件、以及至少两个可相对于彼此独立偏置地移动的横向转换构件，该横向转换构件具有静止位置和至少一个操作位置，其中，在静止位置它们不阻碍气流，在操作位置它们偏转部分气流。每个转换构件通过至少一个动力辅助单元耦合到方向舵，动力辅助单元被配置为根据方向舵角度的值在其操作位置和静止位置之间移动转换构件。在测试期间，该申请说明书中描述的解决方案表明，仅使用两个方向舵会导致前向飞行期间的方向控制不足。推力转换器的启动需要将两个方向舵设置为v形，并使其无法在制动操控期间校正飞行方向，这对飞行安全尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是为悬浮载具的推进系统和控制系统提供一种解决方案，该悬浮载具配备有单个推进马达，允许减小推进风扇产生的推力以产生渐进运动，同时保持通过气垫的恒定空气质量流并提供全方向的控制能力。

2、根据本发明，一种悬浮载具控制系统包括一个马达和一个推进风扇，该推进风扇被旋转侧翼所位于的管道包围，其特征在于，至少三个方向舵位于该管道的下游，每个方向舵独立于旋转侧翼的位置在整个角位置范围内操作。

3、有利地，旋转侧翼相对于悬浮载具的纵向轴对称地旋转。

4、有利地，在管道中推进风扇的下游并且平行于地面有至少一个底板和至少一个顶板，该至少一个底板形成将部分气流重定向到气垫的裙部的空器，其中，这些板是用于方向舵、旋转侧翼、和水平舵的旋转轴的架设件。

5、根据本发明，一种悬浮载具的控制方法，该悬浮载具包括一个马达和一个推进风扇，该推进风扇被旋转侧翼所位于的管道包围，其特征在于，通过改变旋转侧翼的倾斜角度来控制产生悬浮载具的渐进运动的推力，并且通过改变至少三个方向舵的倾斜角度来独立地控制悬浮载具的飞行方向，其中，该三个方向舵独立于旋转侧翼的位置在整个角位置范围内操作。

6、有利地，在根据本发明的悬浮载具的控制方法中，旋转侧翼相对于悬浮载具的纵向轴对称地旋转。

7、有利地，在根据本发明的悬浮载具的控制方法中，所有方向舵角度都是相同的。

技术特征：

1.一种悬浮载具的控制系统，包括一个马达和一个推进风扇(1)，所述推进风扇被旋转侧翼(3)所位于的管道(2)包围，其特征在于，有至少三个方向舵(5)位于所述管道(2)的下游，所述方向舵(5)中的每一个独立于所述旋转侧翼(3)的位置在整个角位置范围内操作。

2.根据权利要求1所述的悬浮载具的控制系统，其特征在于，所述旋转侧翼(3)相对于所述悬浮载具的纵向轴对称地旋转。

3.根据权利要求1或2所述的悬浮载具的控制系统，其特征在于，在所述管道(2)中所述推进风扇(1)的下游并且平行于地面有至少一个底板(4)和至少一个顶板(7)，所述至少一个底板形成将气流的一部分重定向到气垫(6)的裙部中的空器，其中，所述板是用于所述方向舵(5)、所述旋转侧翼(3)、和水平舵(8)的旋转轴的架设件。

4.一种悬浮载具的控制方法，该悬浮载具包括一个马达和一个推进风扇(1)，所述推进风扇被旋转侧翼(3)所位于的管道(2)包围，其特征在于，通过改变所述旋转侧翼(3)角度来控制产生所述悬浮载具的渐进运动的推力，并且通过改变至少三个方向舵(5)角度来独立地控制所述悬浮载具的飞行方向，所述方向舵独立于所述旋转侧翼(3)的位置在整个角位置范围内操作。

5.根据权利要求4所述的悬浮载具的控制方法，其特征在于，所述旋转侧翼(3)相对于所述悬浮载具的纵向轴对称地旋转。

6.根据权利要求4或5所述的悬浮载具的控制方法，其特征在于，所有方向舵(5)角度都是相同的。

技术总结
本公开涉及一种悬浮载具的控制系统，该控制系统包括一个发动机和一个推进风扇(1)，该推进风扇被包围在旋转侧翼(3)所位于的管道(2)中，该控制系统的特征在于，该管道(2)的下游有至少三个舵(5)，每个舵(5)在整个角位置范围内操作，而不管旋转侧翼(3)的位置。此外，本公开涉及该悬浮载具的控制方法。

技术研发人员：K·沙弗兰,W·扎勒夫斯基,M·亚尼舍夫斯基,K·科扎祖克
受保护的技术使用者：卢卡斯维奇网络研究-航空研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16