CN110562439A - 用于减少飞行器机翼弯矩的方法及装置 - Google Patents

用于减少飞行器机翼弯矩的方法及装置 Download PDF

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CN110562439A CN201910490918.1A CN201910490918A CN110562439A CN 110562439 A CN110562439 A CN 110562439A CN 201910490918 A CN201910490918 A CN 201910490918A CN 110562439 A CN110562439 A CN 110562439A
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Abstract

一种用于减少飞行器的机翼上的弯矩的方法及装置，其可以包括至少一个传感器，传感器设置在飞行器上，配置成监控机翼的形状或位置。传感器可以向控制器提供机翼的位置或形状变动。控制器可以响应于机翼的形状或位置变动来操作一个以上扰流板，以减少机翼上的载荷，以减少弯矩。

Description

用于减少飞行器机翼弯矩的方法及装置
技术领域
本公开涉及一种用于当感测到的弯矩超过预定阈值时减少飞行器的弯矩的方法及装置。
背景技术
在飞行期间，飞行器易受变化的环境条件的影响。特别地，变化的大气条件(诸如风、压力和天气)会造成暂时高的机翼载荷或弯矩。在飞行期间，阵风会提供阵风载荷，导致升力不受控地增加。具体地，原则上规定飞行器需要能够承受的阵风载荷必须符合最坏情况的情景标准。传统上通过提供延伸通过飞行器机身和机翼的附加材料或结构以加强机翼来符合这种原则。
一种现有解决方案包括定位在飞行器机翼中的加速度计应变仪。一旦阵风作用在机翼上，加速度计就测量施加到机翼的力。机翼展开扰流板以消除阵风所产生的过大升力。然而，这种加速度计仅会将阵风力测量为加速度，在初始展开扰流板之后具有零加速度或在最大弯矩下的加速度小时可能无法识别保持在临界状态的弯矩。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种减少飞行器上的机翼弯矩的方法，飞行器具有机身，其具有至少一个机翼，至少一个机翼具有可展开的扰流板，该方法包括：确定至少一个机翼的初始位置；利用传感器感测至少一个机翼相对于至少一个机翼的初始位置的位置变动；确定何时感测到的位置变动超过预定阈值；以及，当确定感测到的位置变动超过预定阈值时，展开可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
在另一方面，本公开涉及一种用于减少飞行器上的机翼弯矩的系统，飞行器具有从机身延伸的至少一个机翼，该系统包括至少一个扰流板，至少一个扰流板设置在至少一个机翼上，能够在未展开位置、完全展开位置或其间位置之间操作。至少一个传感器设置在飞行器上，配置成感测至少一个机翼相对于机翼的初始位置的位置变动。控制器可操作地联接到扰流板，并且配置成从至少一个传感器接收表示至少一个机翼相对于机翼的初始位置的位置变动的信号，并且其中，当感测到的至少一个机翼的位置变动超过预定阈值时，控制器展开至少一个扰流板。
在又一方面，本公开涉及一种用于减少飞行器上的机翼弯矩的系统，飞行器具有机身，其具有至少一个机翼，至少一个机翼具有可展开的扰流板，该系统包括至少一个传感器，至少一个传感器配置成感测至少一个机翼从初始位置的位置变动。控制器配置成基于感测到的从初始位置的位置变动来确定至少一个机翼上的载荷，并且配置成确定何时载荷超过预定阈值，并且配置成当确定载荷超过预定阈值时至少部分地展开可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
附图说明
在附图中：
图1是飞行器的前视图，描绘使具有可展开的扰流板的飞行器机翼弯曲的上升气流。
图2是包括机翼载荷减少系统的另一飞行器的俯视示意图，机翼载荷减少系统包括传感器，以感测机翼的形状变动。
图3是根据文中描述的各方面在机翼扰流板展开的情形下图2的飞行器的前视图。
图4是图示根据机翼载荷减少系统操作图2的飞行器的方法的框图。
图5是根据文中描述的各方面包括机翼载荷减少系统的另一飞行器的俯视示意图，机翼载荷减少系统包括光纤。
具体实施方式
本公开涉及一种用于监控机翼的位置或形状的机翼载荷减少系统及方法，以便减小机翼附接到飞行器机身的机翼根部处的弯矩。虽然该描述主要指向用于飞行器的监控系统，但是，它也适用于易受作用于航行器各部分的流体力影响的任何环境，诸如船舶或其他航行器的部分。
文中使用的术语“向前”或“上游”指代在朝向入口或起始位置的方向上移动，或者，相比于另一部件时，一部件相对更靠近入口或起始位置。连同“向前”或“上游”一起使用的术语“向后”或“下游”指代，朝向出口或终点位置的方向，或者，相比于另一部件时，一部件相对更靠近出口或终点位置。而且，文中使用的术语“群组”或元件的“群组”可以是任何数量的元件，包括仅一个。
所有方向参考(如，径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、横向、前、后、顶、底、上面、下面、竖向、水平、顺时针、逆时针、上游、下游、向前、向后等)仅出于识别目的，以帮助读者了解本公开，而不产生限制，特别是有关文中描述的本公开各方面的位置、方位或用途时。连接参考(如，附接、联接、连接和连结)要被广义地诠释，除非另有指示，否则可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动。这样，连接参考不一定推定两个元件直接连接并且为彼此固定关系。示范性附图仅出于图示的目的，并且附图中反映的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。
同样如文中使用的，虽然传感器可以被描述为“感测”或“测量”相应数值，但是，感测或测量可以包括确定指示相应数值或与之相关的数值，而非直接感测或测量该数值本身。可以进一步向附加或分离部件提供感测到或测量到的数值。这种提供可以作为信号诸(如电信号)向所述附加或分离部件提供。比如，可以向控制器模块或处理器提供测量到的数值，并且控制器模块或处理器可以对该数值施行处理以确定表示数值或者表示所述数值的电特性。
文中使用的“系统”、“控制器”或“控制器模块”可以包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性示例可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪速存储器、或一种以上不同类型的便携式电子存储器(诸如光盘、DVD、CD-ROM等)、或者这些类型的存储器的任何合适的组合。处理器可以配置成运行任何合适的程序或可执行指令，其被设计为实行各种方法、功能、处理任务、计算、算法等等，以启用或实现文中描述的技术操作或各操作。该程序可以包括计算机程序产品，其可以包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读取介质。这种机器可读取介质可以是任何可用介质，其可以由通用或专用计算机或带有处理器的其他机器访问。大体上，这种计算机程序可以包括例程、程序、对象、部件、数据结构、算法等，其具有施行特定任务或实施特定抽象数据类型的技术效果。
现在参考图1，飞行器10包括机身12，具有从机身12延伸的一对机翼14，作为第一机翼16和第二机翼18。机翼14在尖端20和根部22之间延伸。第一发动机24可以安装到第一机翼16，第二发动机26可以安装到第二机翼18。在飞行器10操作期间，阵风30可以作用在机翼14上，使机翼14中的一个或两个弯曲到以虚线示出的弯曲位置28，并且增加与阵风30的阵风载荷成比例的机翼14上的载荷和机翼14的根部22处的弯矩。
由于阵风30引起的机翼14的这种弯曲可以包括，机翼14在多个方向上的运动，这可以造成机翼14的形状或位置变动。这种“形状”或“位置”变动可以包括机翼14在向上或向下方向上的运动，图1中示出为向上方向。这种向上或向下运动基于固定根部22，使得向上或向下运动是机翼相对于固定根部22的弯曲。此外，机翼14的运动可以在向前或向后方向上，诸如朝向飞行器10的鼻部或尾部。而且，这种运动可以是机翼14的扭转运动，诸如绕着机翼的纵向轴线扭转。又进一步，这种运动可以是上述任何运动的组合，或者可以是由于飞行期间作用在飞行器10的机翼14上的阵风载荷引起的机翼14的任何运动、形状变动或位置变动。
现在参考图2，另一飞行器50包括在鼻部54和尾部56之间延伸的机身52，在其间限定纵向中心线58。尾部区段56包括第一水平稳定器60、第二水平稳定器62和方向舵64、或竖向稳定器。升降舵66设置在第一水平稳定器60和第二水平稳定器62中的每一个上。
作为第一机翼72和第二机翼74的一对机翼70安装到机身52并从机身52延伸。每个机翼72，74包括前缘76和尾缘78，并且从尖端80延伸到根部82。第一发动机84设置在第一机翼72上，第二发动机86设置在第二机翼74上。以虚线示意性地示出的翼梁88沿着每个机翼72，74并在每个机翼72，74的内部延伸，形成用于第一机翼72和第二机翼74的结构框架，每个机翼72，74具有联接到翼梁88的肋90。虽然仅单个翼梁88和两个肋90示出在第一机翼72和第二机翼74中的每一个中，但是应当了解，可以考虑任何数量的翼梁88和肋90，可以适合于特定的飞行器50或其机翼72，74。
一个以上扰流板92可以设置在第一机翼72和第二机翼74中的每一个上，在每个机翼70上示出为三个扰流板92。扰流板92可以形成机翼70的一部分，该一部分远离机翼70的表面延伸同时当扰流板92不可操作时保持与机翼70齐平。可选地，扰流板92可以是可致动的，以打开机翼70中的开口，允许一定体积的空气穿过机翼70。优选地，每个机翼70包括相同数量的扰流板92，处于相同位置，以确保在扰流板92的同步操作期间的平飞。
诸如机翼载荷减少系统100的系统可以包括在飞行器50上。机翼载荷减少系统100可以包括控制器模块102和一组传感器104，并且可以与扰流板92中的一个或以上互连，一组传感器104图示为第一传感器106、第二传感器108和第三传感器110。传感器104可以定位成实现机翼14的可见性，诸如沿着机身12，或者可以定位在各种位置，以测量机翼14。在非限制性示例中，传感器104可以是下述中的一个以上：摄像头，超声传感器，无线电检测和测距(RADAR)传感器，光成像检测和测距(LIDAR)传感器，或者适合于测量机翼70的位置或形状的任何其他传感器，诸如图4中描述的光纤传感器。传感器104通信地联接到控制器模块102。第一传感器106可以设置在机身52的中心处，与鼻部54和尾部56等距。在另一示例中，传感器可以定位在鼻部54和尾部56之间的1/3距离或2/3距离处。替换性地，第一传感器106可以与机翼70的翼展线轴线对齐，其中翼展线限定成在机翼的尖端80和根部82之间延伸，与前缘76和尾缘78等距。而且，传感器104中的一个以上可以定位在机身52的顶部，与机身52的中心线58对齐。在任何情况下，传感器104的定位应当使得传感器104可以对机翼70进行合适的位置或形状测量。
现在参考图3，机翼载荷减少系统100的操作可以包括，利用一个以上传感器104测量机翼70的位置或形状。测量机翼70的位置可以包括，在飞行以前、在巡航期间或在任何其他合适时间，确定机翼70的初始位置，并且周期性地监控机翼位置从初始位置的任何变化。相似地，测量机翼70的形状可以包括，在飞行以前、在巡航期间或在任何其他合适时间，确定机翼70的初始形状，并且周期性地针对飞行期间缘于机翼70的运动的任何形状变动而监控机翼70。这种测量值可以作为信号从传感器104向控制器模块102提供。控制器模块102可以运用处理器来解析来自传感器104的信号，以确定机翼70的位置或形状或者机翼70的形状或位置变动。
在飞行期间，环境条件(诸如天气、压力、风或其他环境条件)可以产生阵风载荷120，阵风载荷120可以作用在机翼70上。这种阵风载荷120可以导致机翼70处的升力不受控地增加，这在根部82处提供弯矩124。作用在机翼70上的阵风载荷120可以弯曲并移动机翼70，这可以导致机翼70的形状或位置变动，能够通过传感器104测量。阵风载荷120在第一机翼72和第二机翼74两者处不总是相等的。如所示出的，第一机翼72处的阵风载荷120是局部的，朝向第一机翼的尖端80，而第二机翼74处的阵风载荷120是局部的，在尖端80处以及与尖端80稍微隔开的位置。因此，第一机翼72定向成与第二机翼74不同的形状或位置。
传感器104可以测量每个机翼70的离散的形状或位置变动，以确定沿着机翼70的局部阵风载荷120，如箭头122所图示的。传感器104可以产生表示机翼70的形状或位置变动的信号，并且向控制器模块102提供信号。控制器模块102可以测量形状和位置变动，以及机翼70的哪个部分或哪几个部分经历了形状或位置变动。基于所述形状或位置变动，控制器模块102向一个以上扰流板92发送信号，以展开一个以上扰流板92，以减少局部阵风载荷120。扰流板92的展开可以是离散的，或者可以是跨越机翼70的所有扰流板。更具体地，扰流板92的展开可以单独地或者可以共同地通过控制器模块102控制，或者通过局部阵风载荷120限定。扰流板92的展开可以减少阵风载荷120所产生的升力，这可以优化机翼70的升力曲线。因为跨越机翼70，阵风载荷120可以是不同的，所以，传感器104能够测量局部的形状或位置变动，并且基于目前的飞行包线来局部地展开扰流板92。扰流板92的展开可以确保机翼70的根部82处的弯矩124保持低于针对机翼70的阈值弯矩。这种阈值弯矩可以基于单独的飞行器的特定机翼或各机翼的结构特性或其设计。计算诸如有限元分析可以确定针对特定机翼的极限载荷。可以基于所述极限载荷确定阈值弯矩。运用传感器可以容许测量载荷，然后在达到阈值弯矩以前减少载荷。因此，可以从机翼移除额外的结构材料，以使重量最小化。例如，运用有限元分析，这种移除可能要求调整阈值弯矩。传感器可以进一步确保弯矩保持低于调整过的阈值弯矩，以此容许机翼具有更少的材料，因此具有更少的总重量。
而且，扰流板92不需要不展开或完全展开，而可以是部分展开。这种部分展开可以基于当前的阵风载荷或当前的弯矩124，其可以确定为机翼70的形状或位置变动的函数。例如，从初始位置的较大的形状或位置变动可以表示较大的阵风载荷，其可以表示机翼70的根部82处的较大的弯矩124。这样，扰流板92的部分展开可以基于传感器104测量到的机翼70的当前形状或位置变动，而扰流板92的完全展开可以基于机翼70的阈值形状或位置。因此，传感器可以容许反馈，这可以容许机翼上的载荷持续减少，可以导致更平稳的飞行。
传感器104对机翼70的测量可以在飞行器50的整个飞行中持续进行。例如，可以持续地监控形状或位置变动的测量值，持续地与初始位置或与先前测量值比较，以确定当前的阵风载荷或者当前的阵风载荷变动。此外，机翼70的测量可以视需求离散地进行，或者可以基于一个以上飞行阶段，或者响应于加速或另一飞行条件。当前的阵风载荷变动可以基于相对于一个以上传感器104的先前测量值的形状或位置或机翼70变动。在阵风载荷增加或减小时，它作用在机翼70上，导致机翼70的形状或位置变动。控制器模块102可以存储或记录机翼70的形状或位置变动的速率，其可以表示阵风载荷的强度。这种存储的速率可以运用在控制器模块102的未来分析中，以基于阵风载荷来预测机翼的运动或定位，这可以用于确定扰流板展开。这样，与仅对阵风载荷有反应对照，该系统可以预测阵风载荷。
而且，传感器测量可以具体到每个机翼70，以及机翼70的每个局部部分。这样，机翼载荷减少系统100可以运用扰流板92的展开以在两个机翼70之间施行升力平衡，以便提供平衡且稳定的飞行。
运用一个以上传感器104来监控机翼70的形状或位置的文中描述的机翼载荷减少系统100可以展开一个以上扰流板，以减少局部机翼载荷，从而减少机翼弯矩124。机翼载荷减少系统100容许减少飞行器机翼的总结构重量，其中传统飞行器要求适合于承受最坏情况预测阵风载荷的翼梁和肋的系统。机翼载荷减少系统100允许减少所要求的翼梁和肋的系统，以此减少飞行器机翼的总重量和复杂性。此外，重量减少容许改进飞行器的燃料消耗率。而且，基于机翼的形状或位置变动局部地展开扰流板92可以容许，阵风载荷局部减少，这可以容许飞行器的升力曲线局部平衡，可以容许飞行更平稳。而且，运用机翼载荷减少系统100容许减少机翼或飞行器的弯矩124。更进一步，通过湍流操作的飞行包线的机翼弯矩124的严格控制可以容许飞行效率更高，诱导阻力减少，并进一步改进燃料消耗率。此外，视需要，通过跨越机翼跨度的椭圆升力分布来实现与所产生的升力量值成比例的诱导阻力或上升阻力。因而，通过传感器对机翼的离散测量可以容许扰流板展开以提供诱导阻力，以在机翼上均匀地改动升力分布。
现在参考图4，另一飞行器150可以大致相似于图2的飞行器50。这样，相似数字将用以描述相似元件，通过增加100的数值，并且论述将限制于两者之间的差异。飞行器150的每个机翼170包括光纤传感器212，光纤传感器212至少部分地在机翼170的根部182和尖端180之间延伸。光纤212可以通信地联接到控制器模块202。经由光纤传感器212，控制器模块202可以测量机翼170的位置和形状变动。例如，运用纤维布拉格光栅，机翼170的形状或位置变动可以转移到光纤传感器212。纤维布拉格光栅运用干涉来生成沿干涉图案的周期性强度分布。光纤的形状变动可以导致干涉图案分布变动。这种图案分布变动可以缘于携带光纤传感器212的机翼170的形状或位置变动。因而，纤维布拉格光栅可以运用干涉图案变动来表示由于机翼170的形状或位置变动引起的光纤212的形状或位置变动。
在一个示例中，光纤可以形成为机翼170的蒙皮的一部分，诸如嵌入机翼170的外部的碳复合材料中。替换性地，光纤传感器212可以延伸到机翼170的内部，诸如沿着机翼170内的翼梁或肋。
操作时，机翼170的形状或位置变动通过光纤传感器212测量，作为沿着光纤传感器212的光纤穿行的光的波长的变量，其可以作为信号向控制器模块202通信。基于机翼170的形状或位置变动，控制器模块202可以操作扰流板192中的一个以上以致动，减少沿着机翼170的升力，以有效地减少机翼170的弯矩。
现在参考图5，飞行器具有机身，带有至少一个机翼，至少一个机翼带有可展开的扰流板，减少该飞行器上的机翼载荷的方法230可以包括：在231，确定至少一个机翼的初始位置；在232，感测飞行器的至少一个机翼，可以包括\利用传感器感测至少一个机翼相对于至少一个机翼的初始位置的位置变动。在232的感测可以进一步包括，确定何时感测到的位置变动超过预定阈值，预定阈值例如可以通过从一个以上传感器接收测量值的控制器确定。可选地，在234，该方法可以包括测量气流模式。在236，方法230可以包括，当确定感测到的位置变动超过预定阈值时，展开可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
在232，感测至少一个机翼可以包括，利用传感器104，212中的一个以上来感测飞行器50，150的机翼70，170中的一个。利用传感器104，212感测可以包括，测量机翼70,170的位置或形状变动，以确定机翼70,170上的载荷。这种载荷可以表示机翼70,170上或机翼70,170的根部82,182处的弯矩。传感器104,212可以是文中描述的任何传感器104,212，诸如超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器、摄像头或光纤传感器。例如，光纤可以运用纤维布拉格光栅来感测位置或形状变动。传感器可以进一步确定何时位置或形状变动或者基于其上的载荷超过预定阈值或数值。这种预定阈值可以基于相对于机翼的初始位置的形状或位置变动，其可以在飞行以前或在飞行期间(诸如在巡航时)测量。相似地，预定阈值可以是机翼上的预定载荷，或者，基于载荷或者位置或形状变动的预定弯矩。
该方法可以进一步包括，其中，基于感测到的至少一个机翼的位置变动来确定至少一个机翼上的载荷。而且，该方法可以包括，其中，展开至少一个扰流板是当确定至少一个机翼上的载荷超过预定载荷阈值(诸如针对特定机翼、机身或飞行器的最大载荷)时。该方法可以进一步包括，其中，至少一个机翼的位置变动包括至少一个机翼的形状变动。例如，机翼上的载荷导致机翼弯曲，导致基于机翼的初始位置确定的形状变动。该方法可以包括，其中，传感器是超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器、摄像头或光纤中的一个。该方法可以进一步包括，其中，感测位置变动包括，运用纤维布拉格光栅，利用至少部分地延伸通过至少一个机翼的光纤来感测。
该方法可以进一步包括，其中，展开至少一个扰流板包括，相对于至少一个机翼的局部位置变动，离散地展开至少一个扰流板。局部位置变动可以确定为机翼的离散部分的位置变动。例如，阵风载荷可能导致机翼的尖端比之于根部处的机翼弯曲得更多。因此，扰流板可以进一步向尖端局部展开，以减小尖端处的载荷。而且，至少一个机翼的局部位置变动可以是离散的，诸如从先前记录的机翼的位置起测量，该位置可以与机翼的初始位置不同。因此，与仅机翼的初始位置对照，传感器可以监控机翼中的离散变动，以测量机翼的当前载荷或载荷变动。进一步，该方法可以包括离散地展开至少一个扰流板，离散地展开至少一个扰流板包括，在至少一个机翼中的一对机翼之中平衡升力。传感器可以运用机身两侧的一对机翼的测量值，而利用扰流板的离散展开来平衡载荷。这可以容许飞行器更平稳的乘坐，以及减少机翼上的载荷。该方法可以进一步包括平衡升力，平衡升力进一步包括，利用至少一个扰流板使一对机翼相对于机身的位置均衡。均衡可以包括，使一个机翼的当前形状与另一机翼相符且匹配，以便平衡机翼上的载荷，以容许飞行器平飞。
可选地，该方法可以包括，使用LIDAR来测量机翼的形状，以基于机翼的形状变动来确定局部载荷。LIDAR可以用于形成点云，以基于机翼的运动推断机翼的形状或其变化。
可选地，该方法可以包括，在234，测量气流模式以预测机翼70,170的位置。LIDAR传感器可以用于基于气流模式确定预测的弯矩。例如，替换性地，LIDAR可以用于测量来流的气流模式，这可以用以预测机翼的位置或形状变动，因此预测机翼70,170上的载荷或弯矩。这种预测可以用于预先展开或安排扰流板92,192的展开。
在236，控制器模块102,202可以基于感测到的机翼70,170的形状或位置变动超过预定数值或阈值，展开扰流板92,192中的一个以上。展开扰流板92,192容许减少机翼70,170处的升力，这可以减少作用在机翼70,170上的载荷和弯矩。基于传感器104,212测量到的机翼70,170的局部位置或形状变动，扰流板92,192可以离散地展开。扰流板92,192的离散展开可以容许在两个机翼70,170之中均衡升力，以容许机翼70,170位置均衡以及飞行更平稳。
文中描述的机翼载荷减少系统可以是合适的飞行器或遭遇沿着航行器的一部分的流体载荷的其他航行器。应当理解，机翼载荷减少系统容许监控载荷并利用机翼上的一个以上扰流板减少载荷。运用一个以上传感器，可以向控制器模块提供机翼的位置或形状的测量值，表示机翼上的载荷。控制器模块可以控制扰流板的操作，以经由扰流板局部减少沿着机翼的载荷。因此，可以在飞行器的整个飞行中监控和管理沿着机翼的载荷的有效监控。机翼的总重量可以减小，要求更少的结构，诸如翼梁和沿着机翼延伸的肋减少。重量减小造成燃料消耗率改进。此外，机翼载荷减少系统可以容许飞行器的升力曲线改进，容许飞行更平稳以及飞行效率更高，诱导阻力减少和燃料消耗率改进。
文中公开的各方面提供一种用于减少飞行器的机翼的弯矩的方法及装置。技术效果是，上述方面使之能够在飞行器操作期间监控和测量飞行器的机翼上的载荷，该载荷通过机翼的位置或形状变动测量，如文中描述的。这种监控和测量可以通过运用连接到控制器的一个以上传感器来完成，控制器可以运用传感器的测量值。文中描述的组件可以适合于不同或所有类型的飞行器、机翼或飞行实施方式。应当理解，该组件容许有效地监控机翼上的载荷并通过机翼上的一个以上扰流板的展开来减少载荷。运用一个以上传感器，可以向控制器模块提供机翼的形状或位置的测量值。控制器模块可以基于机翼的初始位置确定测量到的机翼的位置的差异，以确定机翼上的载荷。运用载荷和位置或形状变动，控制器可以将当前载荷与阈值载荷数值比较。如果当前载荷符合或超过阈值，则可以展开或部分展开扰流板，以减少机翼上的载荷。这种组件或方法可以容许实时减少机翼载荷，并且可以局部进行。该方法容许实时监控和载荷变动，其中其他方法可能无法测量机翼速率或加速度在最大载荷下恒定的这种载荷。该方法和组件还容许减少飞行器的结构重量和复杂性，因为要求更少的结构件来维持最大载荷下的操作。
本公开的各种特性、方面和优势还可以具化为本公开的各方面的任何排列，包括但不限于列举方面中限定的以下技术方案：
1.一种减少飞行器上的机翼弯矩的方法，飞行器具有机身，机身具有至少一个机翼，至少一个机翼具有可展开的扰流板，方法包含：确定至少一个机翼的初始位置；利用传感器感测至少一个机翼相对于至少一个机翼的初始位置的位置变动；确定何时感测到的位置变动超过预定阈值；以及，当确定感测到的位置变动超过预定阈值时，展开可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
2.如方面1所述的方法，进一步包含，基于感测到的位置变动来确定至少一个机翼上的载荷。
3.如方面2所述的方法，其中，展开可展开的扰流板中的至少一个扰流板是当确定至少一个机翼上的载荷超过预定载荷阈值时。
4.如方面1至3中任一方面所述的方法，其中，位置变动包括至少一个机翼的形状变动。
5.如方面1至4中任一方面所述的方法，其中，传感器是超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器、摄像头或光纤中的一个。
6.如方面1至5中任一方面所述的方法，其中，感测位置变动包括，运用纤维布拉格光栅，利用至少部分地在至少一个机翼内延伸的光纤来感测。
7.如方面1至6中任一方面所述的方法，进一步包含，测量至少一个机翼的前缘处的气流模式，以预测至少一个机翼的弯矩，并且其中，展开至少一个扰流板是基于预测的弯矩。
8.如方面7所述的方法，其中，测量气流模式进一步包括，利用LIDAR传感器测量气流模式。
9.如方面1至8中任一方面所述的方法，其中，展开至少一个扰流板包括，相对于至少一个机翼的局部位置变动，离散地展开至少一个扰流板。
10.如方面9所述的方法，其中，离散地展开至少一个扰流板包括，在至少一个机翼中的一对机翼之中平衡升力。
11.如方面10所述的方法，其中，平衡升力进一步包括，利用至少一个扰流板使一对机翼相对于机身的位置均衡。
12.一种用于减少飞行器上的机翼弯矩的系统，飞行器具有从机身延伸的至少一个机翼，系统包含：至少一个扰流板，设置在至少一个机翼上，能够在未展开位置、完全展开位置或其间位置之间操作；至少一个传感器，设置在飞行器上，配置成感测至少一个机翼相对于机翼的初始位置的位置变动；以及，控制器，可操作地联接到扰流板，配置成从至少一个传感器接收表示至少一个机翼相对于机翼的初始位置的位置变动的信号；其中，当感测到的至少一个机翼的位置变动超过预定阈值时，控制器展开至少一个扰流板。
13.如方面12所述的系统，其中，至少一个传感器包括摄像头、超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器或光纤。
14.如方面12至13中任一方面所述的系统，其中，至少一个传感器定位在机身的顶部上。
15.如方面14所述的系统，其中，至少一个传感器与至少一个机翼的翼展线对齐。
16.如方面12至15中任一方面所述的系统，其中，传感器定位在机身上，以实现对至少一个机翼的位置变动的可见性。
17.如方面12至16中任一方面所述的系统，其中，至少一个传感器包括两个传感器，两个传感器定位在机身的1/3纵向长度处和机身的2/3纵向长度处。
18.一种用于减少飞行器上的机翼弯矩的系统，飞行器具有机身，机身具有至少一个机翼，至少一个机翼具有可展开的扰流板，系统包含：至少一个传感器，配置成感测至少一个机翼从初始位置的位置变动；以及，控制器，配置成基于感测到的从初始位置的位置变动来确定至少一个机翼上的载荷，并且配置成确定何时载荷超过预定阈值，并且配置成当确定载荷超过预定阈值时至少部分地展开可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
19.如方面18所述的系统，其中，至少一个传感器包括摄像头、超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器和光纤中的至少一个。
20.如方面18至19中任一方面所述的系统，其中，至少一个传感器包括一组摄像头，该组摄像头配置成从各个位置监控至少一个机翼的位置。
在尚未描述的程度，各种特征的不同特征和结构可以视所需彼此组合地使用。在本公开的所有方面中未图示一个特征并不意味着被诠释为它不能有，而是为了描述的简洁起见而做出的。因而，可以视所需混合和匹配文中公开的不同方面的各种特征以形成其新的特征或方面，无论是否明确地描述了新的方面或特征。本公开涵盖文中描述的各特征的所有组合或置换。
该书面描述使用示例来详细化文中描述的各方面，包括最佳模式，以使本领域技术人员能够实践文中公开的各方面，包括制作和使用任何设备或系统，并施行任何并入的方法。文中描述的各方面的专利权范围由权利要求书来限定，可以包括本领域技术人员容易想到的其他示例。这种其他示例意在包括于权利要求书的范围内，如果该示例具备与权利要求书的文字语言并无不同的结构元件的话，或者，如果该示例包括与权利要求书的文字语言无实质不同的等效结构元件的话。
本发明的各种特征，方面和优点也可以体现在以下条项中描述的各种技术方案中，这些方案可以以任何组合方式组合：
1.一种减少飞行器上的机翼弯矩的方法，所述飞行器具有机身，所述机身具有至少一个机翼，所述至少一个机翼具有可展开的扰流板，其特征在于，所述方法包含：
确定所述至少一个机翼的初始位置；
利用传感器，感测所述至少一个机翼相对于所述至少一个机翼的所述初始位置的位置变动；
确定何时感测到的所述位置变动超过预定阈值；以及
当确定感测到的所述位置变动超过所述预定阈值时，展开所述可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
2.如条项1所述的方法，其特征在于，进一步包含，基于感测到的所述位置变动来确定所述至少一个机翼上的载荷。
3.如条项2所述的方法，其特征在于，其中，展开所述可展开的扰流板中的至少一个扰流板是当确定所述至少一个机翼上的所述载荷超过预定载荷阈值时。
4.如条项1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述位置变动包括所述至少一个机翼的形状变动。
5.如条项1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其中，所述传感器是超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器、摄像头或光纤中的一个。
6.如条项1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其中，感测所述位置变动包括：运用纤维布拉格光栅，利用至少部分地在所述至少一个机翼内延伸的光纤来感测。
7.如条项1至3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包含：测量所述至少一个机翼的前缘处的气流模式，以预测所述至少一个机翼的弯矩，并且其中，展开所述至少一个扰流板是基于预测的所述弯矩。
8.如条项7所述的方法，其特征在于，其中，测量所述气流模式进一步包括：利用LIDAR传感器测量所述气流模式。
9.如条项1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其中，展开所述至少一个扰流板包括：相对于所述至少一个机翼的局部位置变动，离散地展开所述至少一个扰流板。
10.如条项9所述的方法，其特征在于，其中，离散地展开所述至少一个扰流板进一步包括：平衡所述至少一个机翼中的一对机翼之中的升力。
11.如条项10所述的方法，其特征在于，其中，平衡所述升力进一步包括：利用所述至少一个扰流板使所述一对机翼相对于所述机身的位置均衡。
12.一种用于减少飞行器上的机翼弯矩的系统，所述飞行器具有从机身延伸的至少一个机翼，其特征在于，所述系统包含：
至少一个扰流板，所述至少一个扰流板设置在所述至少一个机翼上，能够在未展开位置、完全展开位置或其间位置之间操作；
至少一个传感器，所述至少一个传感器设置在所述飞行器上，构造成感测所述至少一个机翼相对于所述机翼的初始位置的位置变动；以及
控制器，所述控制器可操作地联接到所述扰流板，构造成从所述至少一个传感器接收表示所述至少一个机翼相对于所述机翼的所述初始位置的所述位置变动的信号；
其中，当感测到的所述至少一个机翼的所述位置变动超过预定阈值时，所述控制器展开所述至少一个扰流板。
13.如条项12所述的系统，其特征在于，其中，所述至少一个传感器包括摄像头、超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器或光纤。
14.如条项12至13中任一项所述的系统，其特征在于，其中，所述至少一个传感器定位在所述机身的顶部上。
15.如条项14所述的系统，其特征在于，其中，所述至少一个传感器与所述至少一个机翼的翼展线对齐。
16.如条项12至13中任一项所述的系统，其特征在于，其中，所述传感器定位在所述机身上，以实现对所述至少一个机翼的所述位置变动的可见性。
17.如条项12至13中任一项所述的系统，其特征在于，其中，所述至少一个传感器包括两个传感器，所述两个传感器定位在所述机身的1/3纵向长度处和所述机身的2/3纵向长度处。
18.一种用于减少飞行器上的机翼弯矩的系统，所述飞行器具有机身，所述机身具有至少一个机翼，所述至少一个机翼具有可展开的扰流板，其特征在于，所述系统包含：
至少一个传感器，所述至少一个传感器构造成感测所述至少一个机翼从初始位置的位置变动；以及
控制器，所述控制器构造成基于感测到的从所述初始位置的所述位置变动来确定所述至少一个机翼上的载荷，并且构造成确定何时所述载荷超过预定阈值，并且构造成当确定所述载荷超过所述预定阈值时至少部分地展开所述可展开的扰流板中的至少一个扰流板。
19.如条项18所述的系统，其特征在于，其中，所述至少一个传感器包括摄像头、超声传感器、LIDAR传感器、RADAR传感器和光纤中的至少一个。
20.如条项18至19中任一项所述的系统，其特征在于，其中，所述至少一个传感器包括一组摄像头，所述一组摄像头构造成从各个位置监控所述至少一个机翼的位置。

Claims (10)

1.一种减少飞行器(10)上的机翼弯矩的方法，所述飞行器(10)具有机身(12)，所述机身(12)具有至少一个机翼(14)，所述至少一个机翼(14)具有可展开的扰流板(92)，其特征在于，所述方法包含：
确定所述至少一个机翼(14)的初始位置；
利用传感器(104)，感测所述至少一个机翼(14)相对于所述至少一个机翼(14)的所述初始位置的位置变动；
确定何时感测到的所述位置变动超过预定阈值；以及
当确定感测到的所述位置变动超过所述预定阈值时，展开所述可展开的扰流板(104)中的至少一个扰流板(104)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含，基于感测到的所述位置变动来确定所述至少一个机翼(14)上的载荷。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，展开所述可展开的扰流板(92)中的至少一个扰流板(92)是当确定所述至少一个机翼(14)上的所述载荷超过预定载荷阈值时。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，位置变动包括所述至少一个机翼(14)的形状变动。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述传感器(104)是超声传感器(104)、LIDAR传感器(104)、RADAR传感器(104)、摄像头(104)或光纤(212)中的一个。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，感测所述位置变动包括：运用纤维布拉格光栅，利用至少部分地在所述至少一个机翼(14)内延伸的光纤(212)来感测。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含：测量所述至少一个机翼(14)的前缘(76)处的气流模式，以预测所述至少一个机翼(14)的弯矩，并且其中，展开所述至少一个扰流板(92)是基于预测的所述弯矩。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，测量所述气流模式进一步包括：利用LIDAR传感器(104)测量所述气流模式。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，展开所述至少一个扰流板(92)包括：相对于所述至少一个机翼(14)的局部位置变动，离散地展开所述至少一个扰流板(92)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中，离散地展开所述至少一个扰流板(92)进一步包括：在所述至少一个机翼(14)中的一对机翼(16，18)之中平衡升力。
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