消防飞行器及其重心调节方法、计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及飞行器技术领域，特别涉及一种消防飞行器及其重心调节方法、计算机可读存储介质。


背景技术：

2.消防飞行器用于将灭火剂运输、投放至预定位置。消防飞行器的容腔内装载有大量的液态灭火剂。在消防飞行器急加速、急减速、翻滚、前倾或后仰时，灭火剂在容腔内的分布区域会发生变化。另外，在消防飞行器投放灭火剂的过程中，随着灭火剂的减少，其在容腔内的分布区域也会发生变化。灭火剂在容腔内的分布区域发生变化，会导致灭火剂的重心位置发生变化，从而导致消防飞行器的负载重心(整体的重心)的位置发生变化，进而有可能导致负载重心的位置超出消防飞行器的重心包线。


技术实现要素：

3.本技术的实施例提供一种消防飞行器及其重心调节方法、计算机可读存储介质，能够降低消防飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率。
4.为了解决上述技术问题，本技术的实施例公开了如下技术方案：
5.一方面，提供了一种消防飞行器的重心调节方法，重心调节方法包括如下步骤：
6.判断消防飞行器的负载重心的位置是否超出预定范围；
7.响应于消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围，控制消防飞行器的驱动件工作，以使得驱动件调节消防飞行器的舱门的开启程度，舱门用于打开或闭合消防飞行器的、用于依靠灭火剂的自重而投放灭火剂的投放口。
8.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，在判断消防飞行器的负载重心的位置是否超出预定范围步骤之后，重心调节方法还包括：
9.响应于消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围，控制消防飞行器的交互组件工作，以使得交互组件发出告警信息。
10.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，控制消防飞行器的交互组件工作步骤在控制消防飞行器的驱动件工作步骤之前。
11.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，负载重心的位置为消防飞行器的航向上的位置。
12.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，在判断消防飞行器的负载重心的位置是否超出预定范围步骤之前，重心调节方法还包括：
13.依据消防飞行器未装载燃油以及灭火剂状态下的第一重量及空载重心的第一位置、消防飞行器当前所承载的燃油的第二重量及燃油重心的第二位置、消防飞行器当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心的第三位置计算出消防飞行器的负载重心的位置。
14.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，依据消防飞行器未装载燃油以及灭火剂状态下的第一重量及空载重心的第一位置、消防飞行器当前所承载的燃油的
第二重量及燃油重心的第二位置、消防飞行器当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心的第三位置计算出消防飞行器的负载重心的位置步骤包括：
15.将第一重量和第一位置相乘得到第一乘积值，将第二重量和第二位置相乘得到第二乘积值，以及将第三重量和第三位置相乘得到第三乘积值；
16.将第一乘积值、第二乘积值以及第三乘积值相加得到第一总和值；
17.将第一重量、第二重量以及第三重量相加得到第二总和值；
18.将第一总和值除以第二总和值得到消防飞行器的负载重心的位置。
19.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，在计算出消防飞行器的负载重心的位置步骤之前，重心调节方法还包括：
20.依据消防飞行器的容器的预定承载区所承载的灭火剂的第四重量、第四重心位置，以及舱门承载的灭火剂的第五重量、第五重心位置计算出消防飞行器当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心的第三位置，其中，预定承载区的数量为多个，舱门的数量为至少一个。
21.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，依据消防飞行器的容器的预定承载区所承载的灭火剂的第四重量、第四重心位置，以及舱门承载的灭火剂的第五重量、第五重心位置计算出消防飞行器当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心的第三位置步骤包括：
22.将多个第四重量和至少一个第五重量相加得到第三重量；
23.将第四重量和第四重心位置相乘得到第四乘积值；
24.将第五重量和第五重心位置相乘得到第五乘积值；
25.将多个第四乘积值和至少一个第五乘积值相加得到第三总和值；
26.将第三总和值除以第三重量得到灭火剂重心的第三位置。
27.另一方面，提供一种消防飞行器，消防飞行器包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任一项重心调节方法的步骤。
28.另一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项重心调节方法的步骤。
29.另一方面，提供一种消防飞行器，消防飞行器包括容器、舱门、驱动件、处理器。
30.容器具有容腔以容置灭火剂，容器的底部还具有与容腔连通的投放口，以依靠灭火剂的自重而投放灭火剂；舱门用于打开或闭合投放口，舱门的开启程度可调节，以调节投放口的敞开部分的面积大小；驱动件用于调节舱门的开启程度；处理器与驱动件电连接，处理器响应于消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围，控制驱动件工作，以使得驱动件调节舱门的开启程度。
31.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，舱门可转动地设置，舱门通过相对容器旋转至不同姿态以调节开启程度。
32.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，消防飞行器包括交互组件，交互组件与处理器电连接，用于发出告警信息。
33.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，交互组件还用于输入预定参数信息。
34.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，在消防飞行器的航向上，投放口的位置与消防飞行器未装载燃油以及灭火剂状态下的空载重心间隔设置。
35.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，消防飞行器包括多个第一检测元件以及第二检测元件。多个第一检测元件容置于容腔中，多个第一检测元件与容器的用于承载灭火剂的多个预定承载区一一对应，各第一检测元件位于相对应的预定承载区，并用于检测其所对应的预定承载区所承载的灭火剂的第一参数；第二检测元件与舱门对应设置，并用于检测其对应的舱门所承载的灭火剂的第二参数；其中，处理器还分别与各第一检测元件以及第二检测元件电连接，用于依据第一参数计算出预定承载区所承载的灭火剂的第四重量以及依据第二参数计算出舱门所承载的灭火剂的第五重量。
36.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第一检测元件为液面传感器，液面传感器设置于容腔的顶部，第一参数为液位高度。
37.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二检测元件为压力传感器，压力传感器设置于舱门的内表面，第二参数为压强。
38.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，容腔包括第一子容腔以及第二子容腔。第一子容腔大体上在重力方向延伸，第一子容腔的底部敞开形成投放口；第二子容腔与第一子容腔连通，并大体上在航向朝向消防飞行器未装载燃油以及灭火剂状态下的空载重心延伸，第二子容腔的底部高于第一子容腔的底部。
39.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二子容腔的底部朝向第一子容腔的底部倾斜。
40.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二子容腔的容积大于第一子容腔的容积。
41.除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，沿航向，第二子容腔的腔径逐渐减小。
42.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
43.本技术方案中，在消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围后，消防飞行器的驱动件调节消防飞行器的舱门的开启程度，从而调节舱门承载的灭火剂的重量，进而调节负载重心的位置，使得负载重心的位置处于预定范围内，降低了消防飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率。
附图说明
44.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
45.图1是本技术一实施例的消防飞行器的三维结构示意图；
46.图2是图1所示消防飞行器的侧视图；
47.图3是图1所示消防飞行器的俯视图；
48.图4是图1所示消防飞行器中容器的第一剖切位置的剖视图；
49.图5是图1所示消防飞行器中容器的第二剖切位置的剖视图；
50.图6是图4中的h-h剖视图；
51.图7是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图；
52.图8是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图；
53.图9是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图；
54.图10是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图。
55.图中，100消防飞行器，101机身，103机翼，105发动机，107油箱，109容器，111容腔，113投放口，115舱门，117驱动件，119处理器，121交互组件，123存储器，125第一检测元件，127第二检测元件，129第一子容腔，131第二子容腔，133预定承载区，p0负载重心，p1空载重心，p2燃油重心，p3灭火剂重心，x航向，y展向，z高度方向。
具体实施方式
56.为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本技术，并不是为了限定本技术。
57.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
58.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
59.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
60.消防飞行器用于将灭火剂运输、投放至预定位置。在一些实施例中，消防飞行器为有人驾驶的飞机。消防飞行器可以由客机改装而成，具体地，在客机的内部设置容器来盛装灭火剂，容器的底部具有投放口以依靠灭火剂的自重投放灭火剂。在该实施例中，消防飞行器可以被用于森林灭火工作。在另一些实施例中，消防飞行器为无人机。无人机的尺寸规格比客机小的多。在该实施例中，消防飞行器可以被用于高层楼房的灭火工作。
61.下文中，以消防飞行器为有人驾驶的飞机的例进行说明。
62.灭火剂为液态，可以是水、市售化学阻燃剂或者它们的混合物。
63.在消防飞行器急加速、急减速、翻滚、前倾或后仰时，灭火剂在容器内的分布区域
会发生变化(灭火剂晃荡导致液面高度不一致)。另外，在消防飞行器投放灭火剂的过程中，随着灭火剂的减少，其在容器内的分布区域也会发生变化。灭火剂在容器内的分布区域发生变化，会导致灭火剂的重心位置发生变化，从而导致消防飞行器的负载重心的位置发生变化，进而有可能导致负载重心的位置超出重心包线。
64.负载重心：消防飞行器载状态下的重心。具体地，消防飞行器采用燃油驱动，消防飞行器负载状态下的重心为消防飞行器、燃油、灭火剂的共同体的重心。
65.空载重心：消防飞行器空载状态下的重心。具体地，消防飞行器采用燃油驱动，消防飞行器的空载重心为消防飞行器未装载燃油、灭火剂时的重心。
66.重心包线：指飞行器的重心在所有飞行过程中的允许变化范围。在安全性方面，重心包线内的重心的位置应让飞行器实现可操纵的安全飞行。在飞行品质方面，合理的重心可以提高飞行器的可操纵性，从而提升全机运动特性。在性能方面，重心会影响飞行器的起飞性能、巡航性能、着陆性能。在几何参数方面，重心范围主要影响飞行器的平尾设计及总体气动布局。
67.为降低消防飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率，本技术的实施例中，在消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围后，驱动件调节舱门的开启程度，以调节投放口的敞开部分的面积大小。通过该方式，调节舱门承载的灭火剂的重量，进而调节负载重心的位置。
68.请参阅图1至图3，图1是本技术一实施例的消防飞行器100的三维结构示意图，图2是图1所示消防飞行器100的侧视图，图3是图1所示消防飞行器100的俯视图。
69.图示中，具有两两垂直的航向x、展向y以及高度方向z。航向x即飞行器的飞行方向。在消防飞行器100停放于地面时，展向y位于水平面内，高度方向z与重力方向相反。
70.消防飞行器100包括机身101、机翼103、发动机105、油箱107、容器109、舱门115、驱动件117、处理器119。
71.机身101大体上在航向x延伸。
72.机翼103设置于机身101。机翼103的数量为两个，两个机翼103位于机身101的两侧。
73.油箱107设置于机身101，用于盛装燃油。图示中油箱107的位置以及形状仅是示意。油箱107的数量可以为一个，也可以为多个。
74.发动机105设置于机身101的尾部，利用油箱107中的燃油驱动消防飞行器100飞行。发动机105的数量为两个，两个发动机105位于机身101的两侧。
75.容器109具有容腔111以容置灭火剂。容器109的底部还具有与容腔111连通的投放口113，以依靠灭火剂的自重而投放灭火剂。即在投放口113敞开时，灭火剂在自身重力作用下流出容器109。
76.在消防飞行器100的航向x上，投放口113的位置与消防飞行器100未装载燃油以及灭火剂状态下的空载重心p1间隔设置。具体地，投放口113位于空载重心p1的后侧。
77.消防飞行器100的空载重心p1位于机翼103上方、靠前的位置。为减少、甚至避免灭火剂进入发动机105，将投放口113布置在机翼103后方。对比投放口113位于机翼103前方的布局，极大地缩短了在航向x上投放口113至发动机105距离，令投放出的灭火剂无法在如此短的距离内随气流上升至发动机105的高度，从而减少了灭火剂被吸入发动机105的概率。
78.在一些实施例中，容腔111包括第一子容腔129以及第二子容腔131。
79.第一子容腔129大体上在重力方向延伸。第一子容腔129的底部敞开形成投放口113。
80.第二子容腔131与第一子容腔129连通，并大体上在航向x朝向消防飞行器100未装载燃油以及灭火剂状态下的空载重心p1延伸。沿航向x，第二子容腔131的腔径逐渐减小。第二子容腔131的容积大于第一子容腔129的容积。第二子容腔131的底部高于第一子容腔129的底部，且第二子容腔131的底部朝向第一子容腔129的底部倾斜。
81.通过如此设置容腔111的结构，使得容腔111内的灭火剂的灭火剂重心p3尽量地靠近消防飞行器100的空载重心p1，从而尽量地降低灭火剂对消防飞行器100的负载重心p0的位置的影响。
82.舱门115用于打开或闭合投放口113。舱门115的开启程度可调节，以调节投放口113的敞开部分的面积大小。舱门115的开启程度可调节具体指舱门115在重力方向的投影面积的大小可调节。
83.为实现舱门115的开启程度可调节，可采用如下方式。
84.在图示实施例中，舱门115可转动地设置，舱门115通过相对容器109旋转至不同姿态以调节开启程度。更具体地，舱门115的数量为两个，各舱门115可转动地设置于容器109的投放口113的边缘，两个舱门115在展向y依次设置，并通过对开的方式打开投放口113。舱门115的数量不限于两个，也可以为一个或三个以上。
85.在其它实施例中，舱门115也可以通过抽拉的方式打开或闭合投放口113。例如，舱门115封盖于投放口113，并沿着展向y或其反向可移动。通过调节舱门115在展向y的位置，能够调节舱门115的开启程度。
86.驱动件117设置于机身101，用于调节舱门115的开启程度。具体地，在一些实施例中，驱动件117为驱动缸，例如油缸或气缸。
87.处理器119与驱动件117电连接。本文中的电连接指：能够传输信号的连接方式，例如，通过导线连接，或者，蓝牙连接。处理器119响应于消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围，控制驱动件117工作，以使得驱动件117调节舱门115的开启程度。该预定范围比重心包线范围更小。
88.处理器119可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
89.在一场景中，消防飞行器100装载有灭火剂，并正投放灭火剂。此时舱门115的开启程度为30％(打开一部分)。为紧急应对突发状况，消防飞行器100在航向x上加速，使得容器109内的灭火剂朝向容器109的后侧涌去(容腔111内后侧的液面高于前侧的液面)，从而使得容器109内的灭火剂的灭火剂重心p3向后转移，进而使得消防飞行器100的负载重心p0向后转移，并且负载重心p0的位置超出预定范围。此时，处理器119控制驱动件117动作，使得驱动件117驱动舱门115开启程度为100％(完全打开)。如此，舱门115正上方的灭火剂不再施加作用力于舱门115，减少了灭火剂作用于消防飞行器100的部分的重量，使得消防飞行
器100的负载重心p0的位置向前移动。
90.上述实施例中，在消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围后，消防飞行器100的驱动件117调节消防飞行器100的舱门115的开启程度，从而调节舱门115承载的灭火剂的重量，进而调节负载重心p0的位置，使得负载重心p0的位置处于预定范围内，降低了消防飞行器100的负载重心p0的位置超出重心包线的概率。
91.在一些实施例中，消防飞行器100还包括交互组件121。交互组件121与处理器119电连接，用于发出告警信息，以及用于输入预定参数信息。交互组件121可以包括显示设备(例如显示屏幕)、输入设备(例如按键面板、键盘)、声音播放设备(例如喇叭)。
92.告警信息例如为负载重心p0的位置的变化图、灭火剂的重量、燃油的重量等。当消防飞行器100的负载重心p0超出预定范围时，交互组件121发出告警信息，以提醒作业人员(驾驶员)。
93.预定参数信息例如为消防飞行器100的重量构型、商载数据和燃油装载信息数据。作业人员将预定参数信息通过交互组件121输入至处理器119，处理器119依据预定参数信息计算消防飞行器100的负载重心p0的位置。
94.在一些实施例中，消防飞行器100还包括存储器123，存储器123与处理器119电连接。交互组件121还与存储器123电连接。处理器119从存储器123中调用通过交互组件121输入的预定参数信息。在下文中，第一检测元件125以及第二检测元件127也可以与存储器123电连接，并通过存储器123与处理器119电连接，第一检测元件125以及第二检测元件127的检测数据存储于存储器123中，处理器119从存储器123中调用检测数据。
95.请一并参阅图4至图6，图4是图1所示消防飞行器100中容器109的第一剖切位置的剖视图，图5是是图1所示消防飞行器100中容器109的第二剖切位置的剖视图，图6是图4中的h-h剖视图。
96.在一些实施例中，消防飞行器100还包括多个第一检测元件125以及第二检测元件127。
97.多个第一检测元件125容置于容腔111中。多个第一检测元件125与容器109的用于承载灭火剂的多个预定承载区133一一对应。各第一检测元件125位于相对应的预定承载区133，并用于检测其所对应的预定承载区133所承载的灭火剂的第一参数。
98.具体地，容器109在第二容腔111处的底部被划分为多个预定承载区133(图示中仅画出12个)，也就是说，多个预定承载区133组合形成容器109在第二容腔111处的底部。多个预定承载区133大体上在航向x和展向y阵列分布。各预定承载区133的面积以及位置是预定的。预定承载区133与第一检测元件125数量相等，且一一对应。
99.在图示实施例中，第一检测元件125为液面传感器，液面传感器设置于容腔111的顶部，第一参数为液位高度。在其它实施例中，第一检测元件125也可以为压力传感器，压力传感器设置于容腔111的底部，第一参数为压强。
100.第二检测元件127与舱门115对应设置，并用于检测其对应的舱门115所承载的灭火剂的第二参数。具体地，每一个舱门115上均对应设置有一个第二检测元件127。第二检测元件127为压力传感器，压力传感器设置于舱门115的内表面，第二参数为压强。
101.其中，处理器119还分别与各第一检测元件125以及第二检测元件127电连接，用于依据第一参数计算出预定承载区133所承载的灭火剂的第四重量，以及依据第二参数计算
出舱门115所承载的灭火剂的第五重量。
102.请一并参阅图7，图7是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图。
103.一种消防飞行器100的重心调节方法，消防飞行器100可以是上述任一实施例的消防飞行器100。
104.重心调节方法包括如下步骤：
105.步骤s601:判断消防飞行器100的负载重心p0的位置是否超出预定范围。
106.负载重心p0的具体介绍可参照上述消防飞行器100实施例的解释，此处不再赘述。
107.在一些实施例中，预定范围与消防飞行器100的重心包线的范围一致。
108.在另一些实施例中，预定范围比消防飞行器100的重心包线的范围要小，负载重心p0的位置超出预定范围后，仍然位于重心包线的范围内。
109.步骤s602:响应于消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围，控制消防飞行器100的驱动件117工作，以使得驱动件117调节消防飞行器100的舱门115的开启程度。舱门115用于打开或闭合消防飞行器100的、用于依靠灭火剂的自重而投放灭火剂的投放口113。
110.具体地，驱动件117按预定规则调节消防飞行器100的舱门115的开启程度。在一些实施例中，消防飞行器100在整个排放灭火剂的过程中，负载重心p0的位置先往后移再往前移。如果负载重心p0是在从前往后移动的阶段，超预定范围了，那么应当立刻关闭舱门115，使得负载重心p0停止后移；如果负载重心p0已经到了最后位置了，应当立即将舱门115打开到最大开启程度，让舱门115上方的灭火剂尽快排空，使得负载重心p0在短时间内回到前方。
111.在消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围后，消防飞行器100的驱动件117调节消防飞行器100的舱门115的开启程度，从而调节舱门115承载的灭火剂的重量，进而调节负载重心p0的位置，使得负载重心p0的位置处于预定范围内，降低了消防飞行器100的负载重心p0的位置超出重心包线的概率。
112.请一并参阅图8，图8是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图。
113.在一些实施例中，在消防飞行器100具有交互组件121的情况下，重心调节方法包括如下步骤：
114.步骤s701:判断消防飞行器100的负载重心p0的位置是否超出预定范围。
115.步骤s702:响应于消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围，控制消防飞行器100的交互组件121工作，以使得交互组件121发出告警信息。
116.步骤s703:响应于消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围，控制消防飞行器100的驱动件117工作，以使得驱动件117调节消防飞行器100的舱门115的开启程度。
117.在本实施例中，步骤s702可以位于步骤s703之前、之后，或与步骤s703同步进行。
118.在一些实施例中，负载重心p0的位置为消防飞行器100的航向x上的位置。负载重心p0在航向x、展向y以及高度方向z均有位置，通常，在航向x的位置对消防飞行器100的飞行安全影响最大，因此，本实施例中，仅考虑负载重心p0在航向x上的位置，以提高处理器119的运算速度。
119.请参阅图9，图9是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图。
120.在一些实施例中，在消防飞行器100具有交互组件121的情况下，重心调节方法包
括如下步骤：
121.步骤s801:依据消防飞行器100未装载燃油以及灭火剂状态下的第一重量及空载重心p1的第一位置、消防飞行器100当前所承载的燃油的第二重量及燃油重心p2的第二位置、消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心p3的第三位置计算出消防飞行器100的负载重心p0的位置。
122.具体地，计算出消防飞行器100的负载重心p0的位置的方法包括：
123.将第一重量和第一位置相乘得到第一乘积值，将第二重量和第二位置相乘得到第二乘积值，以及将第三重量和第三位置相乘得到第三乘积值；
124.将第一乘积值、第二乘积值以及第三乘积值相加得到第一总和值；
125.将第一重量、第二重量以及第三重量相加得到第二总和值；
126.将第一总和值除以第二总和值得到消防飞行器100的负载重心p0的位置。
127.更具体地，采用如下公式计算出消防飞行器100的负载重心p0的位置。
[0128][0129]
其中，cg为消防飞行器100的负载重心p0的位置，w
zf
为消防飞行器100未装载燃油以及灭火剂状态下的第一重量，cg
zf
为消防飞行器100未装载燃油以及灭火剂状态下的空载重心p1的第一位置，wf为消防飞行器100当前所承载的燃油的第二重量，cgf为消防飞行器100当前所承载的燃油的燃油重心p2的第二位置，w
total
为消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量，cg
total
为消防飞行器100当前所承载的灭火剂的灭火剂重心p3的第三位置。
[0130]
步骤s802:判断消防飞行器100的负载重心p0的位置是否超出预定范围。
[0131]
步骤s803:响应于消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围，控制消防飞行器100的驱动件117工作，以使得驱动件117调节消防飞行器100的舱门115的开启程度。
[0132]
请参阅图10，图10是本技术一实施例的重心调节方法的过程流程图。
[0133]
在一些实施例中，在消防飞行器100具有交互组件121以及第一检测元件125、第二检测元件127的情况下，重心调节方法包括如下步骤：
[0134]
步骤s901:依据消防飞行器100的容器的预定承载区133所承载的灭火剂的第四重量、第四重心位置，以及舱门115承载的灭火剂的第五重量、第五重心位置计算出消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心p3的第三位置，其中，预定承载区133的数量为多个，舱门115的数量为至少一个。
[0135]
具体地，在不考虑负载重心p0在高度方向z的位置的情况下，预定承载区133的位置即为第四重心位置，舱门115的位置即为第五重心位置。
[0136]
具体地，计算出消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心p3的第三位置的方法包括：
[0137]
将多个第四重量和至少一个第五重量相加得到第三重量；
[0138]
将第四重量和第四重心位置相乘得到第四乘积值；
[0139]
将第五重量和第五重心位置相乘得到第五乘积值；
[0140]
将多个第四乘积值和至少一个第五乘积值相加得到第三总和值；
[0141]
将第三总和值除以第三重量得到灭火剂重心p3的第三位置。
[0142]
更具体地，采用如下公式计算出消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量
及灭火剂重心p3的第三位置。
[0143]
容腔内灭火剂可以被划分为a、b、c三个部分。其中，a部分的灭火剂位于第二子容腔131内，b部分的灭火剂位于第一子容腔129内，并位于舱门115的正上方，c部分的灭火剂位于第一子容腔129内，并悬空。a部分以及b部分的灭火剂的重量作用于消防飞行器100，c部分的灭火剂的重量不作用于消防飞行器100。在计算消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心p3的第三位置时，可以不考虑c部分的灭火剂，或者说，消防飞行器100当前所承载的灭火剂包括a部分以及b部分的灭火剂，不包括c部分的灭火剂。
[0144]wij
＝ρsh
ij
(i＝1,2,...,na；j＝1,2,...,ma)
[0145][0146]
式中，w
ij
为位于第i排、第j列的预定承载区133所承载的灭火剂的重量，na为总排数，ma为总列数，ρ为灭火剂的密度，s为预定承载区133的面积，h
ij
为位于第i排、第j列的预定承载区133所承载的灭火剂的液面高度，wa为a部分的灭火剂的重量。
[0147]
θ＝θ0+wt
[0148]
wb＝cosθ
×s舱门
×
(pr+p
l
)
[0149]
式中，θ为舱门115的当前的开启角度，θ0为舱门115的初始的开启角度，w为舱门115转动角速度，t为舱门115的初始的开启角度转换至当前的开启角度的时间，s
舱门
为舱门115用于承载灭火剂的表面的表面积，pr为其中一个舱门115上的灭火剂的压强，p
l
为另一个舱门115上的灭火剂的压强，wb为b部分的灭火剂的重量。
[0150]wtotal
＝wa+wb[0151][0152]
式中，w
total
为消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量。cg
total
为消防飞行器100当前所承载的灭火剂的灭火剂重心p3的第三位置。
[0153]
步骤s902:依据消防飞行器100未装载燃油以及灭火剂状态下的第一重量及空载重心p1的第一位置、消防飞行器100当前所承载的燃油的第二重量及燃油重心p2的第二位置、消防飞行器100当前所承载的灭火剂的第三重量及灭火剂重心p3的第三位置计算出消防飞行器100的负载重心p0的位置。
[0154]
步骤s902同步骤s801，此处不再赘述。
[0155]
步骤s903:判断消防飞行器100的负载重心p0的位置是否超出预定范围。
[0156]
步骤s904:响应于消防飞行器100的负载重心p0的位置超出预定范围，控制消防飞行器100的驱动件117工作，以使得驱动件117调节消防飞行器100的舱门115的开启程度。
[0157]
本技术还提供一种消防飞行器100，消防飞行器100包括存储器123、处理器以及存储在存储器123中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任一项重心调节方法的步骤。
[0158]
存储器123可以是消防飞行器100的内部存储单元，例如消防飞行器100的硬盘或内存。存储器123也可以是消防飞行器100的外部存储设备，例如消防飞行器100上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存
卡(flash card)等。进一步地，存储器123还可以既包括消防飞行器100的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器123于存储上述计算机程序以及上述终端设备所需的其它程序和数据。存储器123还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0159]
另一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项重心调节方法的步骤。本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0160]
综上所述，本技术提供的消防飞行器及其重心调节方法、计算机可读存储介质，能够降低消防飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率。
[0161]
以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本技术的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本技术权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种消防飞行器的重心调节方法，其特征在于，所述重心调节方法包括如下步骤：判断所述消防飞行器的负载重心的位置是否超出预定范围；响应于所述消防飞行器的所述负载重心的位置超出所述预定范围，控制所述消防飞行器的驱动件工作，以使得所述驱动件调节所述消防飞行器的舱门的开启程度，所述舱门用于打开或闭合所述消防飞行器的、用于依靠灭火剂的自重而投放所述灭火剂的投放口。2.如权利要求1所述重心调节方法，其特征在于，在所述判断所述消防飞行器的负载重心的位置是否超出预定范围步骤之后，所述重心调节方法还包括：响应于所述消防飞行器的所述负载重心的位置超出预定范围，控制所述消防飞行器的交互组件工作，以使得所述交互组件发出告警信息。3.如权利要求2所述重心调节方法，其特征在于，所述控制所述消防飞行器的交互组件工作步骤在所述控制所述消防飞行器的驱动件工作步骤之前。4.如权利要求1所述重心调节方法，其特征在于，所述负载重心的位置为所述消防飞行器的航向上的位置。5.如权利要求1所述重心调节方法，其特征在于，在所述判断所述消防飞行器的负载重心的位置是否超出预定范围步骤之前，所述重心调节方法还包括：依据所述消防飞行器未装载燃油以及所述灭火剂状态下的第一重量及空载重心的第一位置、所述消防飞行器当前所承载的燃油的第二重量及燃油重心的第二位置、所述消防飞行器当前所承载的所述灭火剂的第三重量及灭火剂重心的第三位置计算出所述消防飞行器的所述负载重心的位置。6.如权利要求5所述重心调节方法，其特征在于，所述依据所述消防飞行器未装载燃油以及所述灭火剂状态下的第一重量及空载重心的第一位置、所述消防飞行器当前所承载的燃油的第二重量及燃油重心的第二位置、所述消防飞行器当前所承载的所述灭火剂的第三重量及灭火剂重心的第三位置计算出所述消防飞行器的所述负载重心的位置步骤包括：将所述第一重量和所述第一位置相乘得到第一乘积值，将所述第二重量和所述第二位置相乘得到第二乘积值，以及将所述第三重量和所述第三位置相乘得到第三乘积值；将所述第一乘积值、所述第二乘积值以及所述第三乘积值相加得到第一总和值；将所述第一重量、所述第二重量以及所述第三重量相加得到第二总和值；将所述第一总和值除以所述第二总和值得到所述消防飞行器的所述负载重心的位置。7.如权利要求5所述重心调节方法，其特征在于，在计算出所述消防飞行器的所述负载重心的位置步骤之前，所述重心调节方法还包括：依据所述消防飞行器的容器的预定承载区所承载的所述灭火剂的第四重量、第四重心位置，以及所述舱门所述承载的所述灭火剂的第五重量、第五重心位置计算出所述消防飞行器当前所承载的所述灭火剂的所述第三重量及所述灭火剂重心的第三位置，其中，所述预定承载区的数量为多个，所述舱门的数量为至少一个。8.如权利要求7所述重心调节方法，其特征在于，所述依据所述消防飞行器的容器的预定承载区所承载的所述灭火剂的第四重量、第四重心位置，以及所述舱门所述承载的所述灭火剂的第五重量、第五重心位置计算出所述消防飞行器当前所承载的所述灭火剂的所述第三重量及所述灭火剂重心的第三位置步骤包括：
将多个所述第四重量和至少一个所述第五重量相加得到所述第三重量；将所述第四重量和所述第四重心位置相乘得到第四乘积值；将所述第五重量和所述第五重心位置相乘得到第五乘积值；将多个所述第四乘积值和至少一个所述第五乘积值相加得到第三总和值；将所述第三总和值除以所述第三重量得到所述灭火剂重心的第三位置。9.一种消防飞行器，所述消防飞行器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～8任一项所述重心调节方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～8任一项所述重心调节方法的步骤。11.一种消防飞行器，其特征在于，所述消防飞行器包括：容器，所述容器具有容腔以容置灭火剂，所述容器的底部还具有与所述容腔连通的投放口，以依靠所述灭火剂的自重而投放所述灭火剂；舱门，所述舱门用于打开或闭合所述投放口，所述舱门的开启程度可调节，以调节所述投放口的敞开部分的面积大小；驱动件，所述驱动件用于调节所述舱门的开启程度；处理器，所述处理器与所述驱动件电连接，所述处理器响应于所述消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围，控制所述驱动件工作，以使得所述驱动件调节所述舱门的开启程度。12.如权利要求11所述消防飞行器，其特征在于，所述舱门可转动地设置，所述舱门通过相对所述容器旋转至不同姿态以调节开启程度。13.如权利要求11所述消防飞行器，其特征在于，包括：交互组件，所述交互组件与所述处理器电连接，用于发出告警信息。14.如权利要求13所述消防飞行器，其特征在于，所述交互组件还用于输入预定参数信息。15.如权利要求11所述消防飞行器，其特征在于，在所述消防飞行器的航向上，所述投放口的位置与所述消防飞行器未装载燃油以及所述灭火剂状态下的空载重心间隔设置。16.如权利要求11所述消防飞行器，其特征在于，包括：多个第一检测元件，多个所述第一检测元件容置于所述容腔中，多个所述第一检测元件与所述容器的用于承载所述灭火剂的多个预定承载区一一对应，各所述第一检测元件位于相对应的所述预定承载区，并用于检测其所对应的所述预定承载区所承载的所述灭火剂的第一参数；第二检测元件，所述第二检测元件与所述舱门对应设置，并用于检测其所述对应的所述舱门所承载的所述灭火剂的第二参数；
其中，所述处理器还分别与各所述第一检测元件以及所述第二检测元件电连接，用于依据所述第一参数计算出所述预定承载区所承载的所述灭火剂的第四重量，以及依据所述第二参数计算出所述舱门所承载的所述灭火剂的第五重量。17.如权利要求16所述消防飞行器，其特征在于，所述第一检测元件为液面传感器，所述液面传感器设置于所述容腔的顶部，所述第一参数为液位高度。18.如权利要求16所述消防飞行器，其特征在于，所述第二检测元件为压力传感器，所述压力传感器设置于所述舱门的内表面，所述第二参数为压强。19.如权利要求15所述消防飞行器，其特征在于，所述容腔包括：第一子容腔，所述第一子容腔大体上在重力方向延伸，所述第一子容腔的底部敞开形成所述投放口；第二子容腔，所述第二子容腔与所述第一子容腔连通，并大体上在所述航向朝向所述消防飞行器未装载燃油以及所述灭火剂状态下的空载重心延伸，所述第二子容腔的底部高于所述第一子容腔的底部。20.如权利要求19所述消防飞行器，其特征在于，所述第二子容腔的底部朝向所述第一子容腔的底部倾斜。21.如权利要求19所述消防飞行器，其特征在于，所述第二子容腔的容积大于所述第一子容腔的容积。22.如权利要求19所述消防飞行器，其特征在于，沿所述航向，所述第二子容腔的腔径逐渐减小。

技术总结
本申请的实施例公开了一种消防飞行器及其重心调节方法、计算机可读存储介质，其中，在消防飞行器的负载重心的位置超出预定范围后，驱动件调节舱门的开启程度，以调节投放口的敞开部分的面积大小。通过该方式，调节容器内灭火剂的承载于消防飞行器的部分的重量，从而调节消防飞行器的负载重心的位置，进而降低消防飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率。飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率。飞行器的负载重心的位置超出重心包线的概率。


技术研发人员：张燕乔 李骏斐 陈勇 吴洋 罗廷芳
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/5/26