可膨胀推进器的制作方法

本公开总体涉及飞行器，特别涉及控制飞行器的移动。

背景技术：

飞行器通过使环境空气移位生成升力来飞行。飞行器可使用静升力、动升力或其一些组合来飞行。飞行器还在许多不同的高度处运行。此外，飞行器可以以许多不同的系统约束和飞行条件运行。飞行器的设计通常取决于飞行器在飞行器运行期间飞行时所处的高度和速度。例如，在100,000英尺处以相对较慢速度飞行的高空轻型飞行器可采用与通用航空用的发动机推进器飞行器相比长得多、速度更慢且形状不同的推进器。推进器设计的差异部分地是由于空气密度在不同的运行高度处发生改变。在较高的高度处，空气密度较稀薄。结果，针对较低空设计的推进器将无法提供在较高高度(诸如从50,000英尺到125,000英尺的高度)处所需的性能。

结果，针对一个高度范围设计的飞行器也可能无法在不同的高度范围处如期望执行。类似地，如果飞行器还设计为起飞、降落、运行、爬升和下降而穿过具有高密度空气、稳定风和阵风的较低空，则交通工具设计可能无法实现最大的高空性能。一个方案涉及使用允许高空长期耐力(hale)飞行器到达更高高度的其它二次方法。例如，可采用二次或补充推进，在另一交通工具上集体运送，或者由另一交通工具牵引。

例如，高空长期耐力(hale)飞行器通常由接近hale飞行器运行所在的高度范围的飞行器或火箭运送。飞行器的这种部署类型可能比期望更复杂而昂贵。

因此，将期望具有考虑至少一些上述问题以及其它可能问题的方法和设备。例如，将期望具有克服在不同的高度处控制飞行器的移动的技术问题的方法和设备。

技术实现要素：

本公开的一个实施方式提供一种设备，该设备包括轮毂和一组可膨胀叶片，所述一组叶片的每个叶片均具有与所述轮毂关联的端部。所述一组可膨胀叶片被配置成具有控制飞行器在多个不同高度处的移动的一组空气动力功能。所述一组空气动力功能借助流体由一组膨胀模式进行选择。

本公开的另一实施方式提供一种包括可膨胀推进器的飞行器移动控制系统。所述可膨胀推进器包括轮毂和一组可膨胀叶片，所述一组叶片的每个叶片均具有与所述轮毂关联的端部。所述一组可膨胀叶片具有的形状和一组尺寸能够给在选定高度处在期望的性能水平内提供推进。

本公开的又一实施方式提供一种用于控制飞行器的移动的方法。确定用于控制所述飞行器在特定高度处的所述移动所需要的空气动力功能。确定的所述空气动力功能是用于控制所述飞行器在多个不同高度处的所述移动的一组空气动力功能的一部分。一组可膨胀叶片利用流体被填充至对应于所述空气动力功能的压力。在所述压力下的所述一组可膨胀叶片具有的形状和一组尺寸提供了所述空气动力功能。

本发明可以涉及一种设备110，该设备110可包括：轮毂118；和一组可膨胀叶片120，所述一组叶片120中的每个叶片均具有与所述轮毂118关联的端部，其中所述一组可膨胀叶片120被配置成具有控制飞行器106在多个不同高度104处的移动的一组空气动力功能122，其中所述一组空气动力功能122借助流体116由一组膨胀模式124进行选择。所述设备110还可包括配置成控制所述一组可膨胀叶片120中的所述流体116的膨胀控制器112。控制所述移动的所述一组空气动力功能122可选自推进126、浮力128或升力130中的至少一种。所述一组可膨胀叶片120中的可膨胀叶片200可包括：可膨胀外部结构202，所述可膨胀外部结构202是所述可膨胀叶片200的外模线206；以及位于所述可膨胀外部结构202内的流体囊204，其中使所述可膨胀外部结构或所述流体囊204中的至少一者选择性地膨胀以改变所述可膨胀外部结构202的形状208或一组尺寸210中的至少一者。所述流体116可以是第一流体212，并且其中所述可膨胀外部结构202借助所述第一流体212膨胀且所述流体囊204借助第二流体214膨胀。所述流体囊204可具有选自杆、球或盘中的至少一个的所述形状208。所述轮毂118可以是第一轮毂，并且所述一组可膨胀叶片120可以是第一组可膨胀叶片并可包括：第二轮毂；以及第二组可膨胀叶片，其中所述一组叶片120具有与所述第二轮毂关联的所述端部，其中所述第二组可膨胀叶片被配置成具有控制所述飞行器106在所述多个不同高度104处的所述移动的所述一组空气动力功能122，其中所述一组空气动力功能122借助所述流体116由所述一组膨胀模式124进行选择。所述流体116可以是氦气、氢气、氖气、氨气、甲烷、氧气、空气或氮气之一。所述一组可膨胀叶片120可由基于所述流体116的压力来改变所述一组可膨胀叶片120的形状208的材料216构成。所述材料216可由形状记忆材料(smm)、形状记忆合金(sma)或形状记忆聚合物(smp)中的至少一个构成。所述飞行器106可选自轻型飞行器、重型飞行器、高空长期耐力(hale)飞行器、飞翼、飞艇、齐柏林硬式飞艇或软式飞艇之一。

本发明的另一实施方式可以涉及一种可包括可膨胀推进器110的飞行器移动控制系统100，该可膨胀推进器110包括：轮毂118；和一组可膨胀叶片120，所述一组可膨胀叶片120中的每个可膨胀叶片均具有与所述轮毂118关联的端部，其中所述一组可膨胀叶片120具有在选定高度104处以期望水平的性能提供推进126的形状208和一组尺寸210。所述飞行器移动控制系统100还可包括配置成控制所述一组可膨胀叶片120中的流体116的压力的膨胀控制器112，其中改变压力会改变所述一组可膨胀叶片120的所述形状208和所述一组尺寸210。提供控制移动的一组空气动力功能122的所述可膨胀推进器110可选自除所述推进126之外的浮力128或升力130之一。所述一组可膨胀叶片120中的可膨胀叶片200可包括：可膨胀外部结构202，所述可膨胀外部结构202是所述可膨胀叶片200的外模线206；以及位于所述可膨胀外部结构202内的流体囊204，其中使所述可膨胀外部结构或所述流体囊204中的至少一者选择性地膨胀以改变所述一组可膨胀叶片120的所述形状208或所述一组尺寸210中的至少一者。所述流体116可以是第一流体212，并且其中所述可膨胀外部结构202借助所述第一流体212膨胀且所述流体囊204借助第二流体214膨胀。所述流体囊204可具有选自杆、球或盘中的至少一个的形状。所述一组可膨胀叶片120可使用基于流体116的压力导致改变所述一组可膨胀叶片120的所述形状208的材料216来制造。所述流体116可选自氦气、氢气、氖气、氨气、甲烷、氧气、空气或氮气之一。所述材料216可包括形状记忆材料(smm)、形状记忆合金(sma)或形状记忆聚合物(smp)中的至少一个。所述飞行器106可选自高空长期耐力(hale)飞行器、轻型飞行器、飞翼、飞艇、齐柏林硬式飞艇或软式飞艇之一。

本发明的另一实施方式可以包括一种用于控制飞行器106的移动的方法，该方法可包括：确定1900用于控制所述飞行器106在特定高度处的所述移动108所需要的空气动力功能122，其中确定的所述空气动力功能是用于控制所述飞行器106在多个不同高度104处的所述移动的一组空气动力功能122的一部分；以及借助流体116将一组可膨胀叶片120填充1902至对应于所述空气动力功能的压力，其中所述压力下的所述一组可膨胀叶片120具有的形状208和一组尺寸210提供了所述空气动力功能。

控制所述移动的所述一组空气动力功能122可选自推进126、浮力128或升力130之一。所述一组可膨胀叶片120可由基于流体116的所述压力导致改变所述一组可膨胀叶片120的所述形状208的材料216构成。所述一组可膨胀叶片120中的可膨胀叶片200可包括：可膨胀外部结构202，所述可膨胀外部结构202是所述可膨胀叶片200的外模线206；以及位于所述可膨胀外部结构202内的流体囊204，其中使所述可膨胀外部结构或所述流体囊204中的至少一者选择性地膨胀以改变所述可膨胀外部结构202的所述形状208或所述一组尺寸210中的至少一者。

特征和功能可以在本公开的各个实施方式中独立地实现或者可在其它实施方式中组合，其进一步细节可以参考以下描述和附图看到。

附图说明

认为说明性实施方式的特性的新颖特征在所附权利要求书中阐述。然而，当结合附图阅读时，将参考本公开的说明性实施方式的以下详细描述最好地理解说明性实施方式以及其优选使用模式、其它目的和特征，其中：

图1是根据说明性实施方式的飞行器移动控制环境的图示；

图2是根据说明性实施方式的可膨胀叶片的框图的图示；

图3是根据说明性实施方式的具有飞行器移动控制系统的飞行器的图示；

图4是根据说明性实施方式的可膨胀推进器的图示；

图5是根据说明性实施方式的可膨胀推进器的图示；

图6是根据说明性实施方式针对最大推力以低空、较高速度运行的形式提供空气动力功能的可膨胀叶片的图示；

图7是根据说明性实施方式的针对浮力配置的可膨胀推进器的图示；

图8是根据说明性实施方式的用于可膨胀推进器的可膨胀叶片的图示；

图9是根据说明性实施方式的可膨胀叶片的一部分的图示；

图10是根据说明性实施方式的处于未膨胀状态下的可膨胀叶片的图示；

图11是根据说明性实施方式的处于部分膨胀状态下的可膨胀叶片的图示；

图12是根据说明性实施方式的膨胀至第一压力的可膨胀叶片的图示；

图13是根据说明性实施方式的膨胀至第二压力的可膨胀叶片的图示；

图14是根据说明性实施方式的膨胀至第三压力的可膨胀叶片的图示；

图15是根据说明性实施方式以差动推力的形式提供空气动力功能的可膨胀叶片的图示；

图16是根据说明性实施方式的具有可膨胀叶片的不对称推进器的另一图示；

图17是根据说明性实施方式的具有三个可膨胀叶片的另一可膨胀推进器的图示；

图18是根据说明性实施方式的具有六个可膨胀叶片的可膨胀推进器的图示；

图19是根据说明性实施方式的用于控制飞行器的移动的工艺流程图的图示；

图20是根据说明性实施方式的飞行器制造及保养方法的图示；以及

图21是说明性实施方式可实施在其中的飞行器的图示。

具体实施方式

说明性实施方式识别并考虑一个或多个不同考量。例如，说明性实施方式识别并考虑的是，将期望具有一种能配置成在移动飞行器时提供所需量的性能的移动控制系统。性能的量可使用包括效率、速度或其它指标的不同指标来测量。此外，移动可借助高度、取向、速度、方向或其它参数中的至少一个。例如，说明性实施方式识别并考虑的是，将期望具有一种推进器，其叶片可以基于推进器将运行的一组参数来改变诸如长度、宽度和形状之类的特性。这一组参数可选自高度、温度、旋转速度、运动速度、运动取向、差速负载、能量效率或与飞行器的移动相关的其它参数中的至少一个。形状可包括翼型特性、弦大小、拱形和弦向形状、厚度或平面形状、展向锥形、弯曲、扭曲或其它特性中的至少一个。

如本文所使用的，“一组”当参考条目使用时意指一个或多个条目。例如，“一组参数”是一个或多个参数。

由此，说明性实施方式提供一种用于改变推进器的配置的方法和设备。在一个说明性实例中，推进器是可膨胀推进器并且包括轮毂和一组可膨胀叶片。所述一组可膨胀叶片各具有与所述轮毂关联的端部。所述一组可膨胀叶片被配置成具有控制飞行器在多个不同高度处的移动的一组空气动力功能，其中所述一组空气动力功能借助流体通过一组膨胀模式进行选择。移动可包括向前方向或反向方向中的至少一个，其中可改变速度和桨距、偏航或翻滚中的至少一个。

此外，“多个”当参考条目使用时意指一个或多个条目。例如，“多个不同高度”是一个或多个不同高度。

现在参考附图，并且特别参考图1，描绘了根据说明性实施方式的飞行器移动控制环境的图示。在飞行器移动控制环境100中，飞行器106在高度104的范围处运行。

在该说明性实例中，飞行器106可采取多个不同的形式。例如，飞行器106可选自包括轻型飞行器、重型飞行器、高空长期耐力(hale)飞行器、飞翼、飞艇、齐柏林硬式飞艇、软式飞艇或其它合适类型的飞行器的组。

如描绘的，飞行器106具有飞行器移动控制系统102，飞行器移动控制系统102控制经过高度104的飞行器106的移动108。飞行器移动控制系统102包括多个不同部件。在该说明性实例中，飞行器移动控制系统102包括可膨胀推进器110、膨胀控制器112和贮存器114。

贮存器114是保持流体116以供膨胀控制器112使用的结构。如描绘的，流体116选自氦气、氢气、氖气、氨气、甲烷、氧气、空气、氮气或一些其它合适类型的流体中的至少一者。流体116可以以液体或气体形式储存。在一些说明性实例中，贮存器114可能是不必要的，诸如当流体116采取空气的形式时。

如描绘的，可膨胀推进器110是用于促进飞行器106的移动108的设备。可膨胀推进器110包括轮毂118和可膨胀叶片120。

轮毂118是物理结构并且附接至可使轮毂118旋转而导致可膨胀推进器110生成推力的推进系统(未示出)，由此导致飞行器106移动108。可膨胀叶片120各具有与轮毂118关联的端部。在一些说明性实例中，除轮毂118之外或代替轮毂118，可膨胀叶片120可连接在梢端和外部环处。

一组可膨胀叶片120被配置成具有一组空气动力功能122，一组空气动力功能122控制飞行器106在高度104中的多个不同高度处的移动108。一组空气动力功能122借助流体116通过一组膨胀模式124进行选择。

膨胀控制器112被配置成控制一组可膨胀叶片120中的流体116。膨胀控制器112可包括一组泵或阀以及控制一组泵的操作的控制器。

在说明性实例中，膨胀控制器112通过泵送流体116进入一组可膨胀叶片120或者离开一组可膨胀叶片120中的至少一个方式来控制一组可膨胀叶片120中的流体116。流体116可独立于一组可膨胀叶片120中的其它叶片而泵送进入或离开一组可膨胀叶片120中的一个或多个。例如，膨胀控制器112可在泵送流体116离开一组可膨胀叶片120中的一个可膨胀叶片的同时泵送流体116进入另一可膨胀叶片。泵送流体可发生以相对于外侧压力(例如，环境静压力)控制可膨胀叶片内侧的压力并且受到可膨胀叶片膜材料弹性、应变、刚度和强度特性的约束。

膨胀控制器112选择起作用的一组空气动力功能122中的哪些空气动力功能控制一组可膨胀叶片120中的流体116。如描绘的，控制移动108的一组空气动力功能122选自推进126、浮力128、升力130或一些其它合适类型的空气动力功能中的至少一个。一组空气动力功能122中的空气动力功能的选择可用于在不同模式下操作飞行器。这些模式包括浮动、取向改变、巡航和猛冲。

例如，推进126包括当可膨胀推进器110运行(例如，旋转)时生成推力。改变一组可膨胀叶片120的特性允许可膨胀推进器110改变生成的推力的量。例如，所述特性包括一组可膨胀叶片120的长度和形状。特性改变可使得一组可膨胀叶片120在较高高度处更有效。例如，一组可膨胀叶片120的长度可增加。形状改变可包括改变可膨胀叶片120的桨距。

可膨胀叶片120的形状取决于不同要素。例如，所述要素包括高度104、空气温度、叶片旋转速度、飞行器向前运动速度、飞行器运动取向或机动、差速负载中的至少一个，导致飞行器取向或机动速率、能量效率、不同高度处的优化推进器性能或其它要素的改变。

可通过使可膨胀叶片120的容积变化来改变浮力128。可增加可膨胀叶片120的容积以由可膨胀推进器110生成向上的力。例如，向上的力可有助于飞行器106的升力130。可通过减小一组可膨胀叶片120的容积来减小浮力128。此外，利用升力130，一组可膨胀叶片120可具有致使在与飞行器的重量的力基本相反的方向上将力施加在一组可膨胀叶片120上的形状或尺寸中的至少一个。换句话说，一组可膨胀叶片120可以与机翼或用于为飞行器106提供升力130的一些其它类型的翼型类似的方式运作。在该实例中，流体116的浮力128是相对于高度和温度处的外部空气密度的可膨胀叶片120内的流体密度。流体密度由流体类型、温度和压力限定。利用足够的压力，气体转化为液体。可能的压力取决于可膨胀推进器囊材料特性、装配和厚度。可膨胀叶片材料重量和轮毂材料重量从流体浮力减去以产生可膨胀推进器110的整体浮力。

如本文所使用的，短语“至少一个”当与条目列表一起使用时意指可使用一个或多个列出条目的不同组合，并且列中的每个条目可能仅需要一个。换句话说，“至少一个”意指条目的任何组合，或者多个条目可从列中使用，但不是列中的所有条目都是必需的。条目可以是特定的对象、事物或类别。

例如，但不限于，“条目a、条目b或条目c中的至少一个”可包括条目a、条目a和条目b或条目b。该实例还可包括条目a、条目b和条目c或者条目b和条目c。当然，可能存在这些条目的任何组合。在一些说明性实例中，“至少一个”可例如(但不限于)是：两个条目a；一个条目b；和十个条目c；四个条目b和七个条目c；或其它合适的组合。

在说明性实例中，推进126可包括调整桨距、弦、长度或一组可膨胀叶片120的一些其它特性中的至少一个。浮力128可选自负浮力、正浮力或中性浮力中的至少一个。例如，一个可膨胀叶片可具有负浮力，而另一可膨胀叶片可具有正浮力。

由此，飞行器移动控制系统102提供克服控制飞行器106在不同高度104处的移动108的技术问题的方法和设备。可膨胀推进器110的使用可提供一个或多个技术方案以控制飞行器106的移动108。例如，可选择可膨胀推进器110中的流体116的量或压力以基于飞行器106运行所处的高度104来提供需要的空气动力功能122。例如，一组可膨胀叶片120和可膨胀推进器110可被配置成具有不同的尺寸和形状，为高度和其它飞行或可膨胀推进器条件提供期望水平的推进126或推进效率。

此外，可膨胀推进器110可提供可以除推进126以外多个不同的方式控制移动108的技术方案。可膨胀推进器110的配置还可取决于特定应用而提供除了推进126之外或代替推进126包括浮力128或升力130中的至少一个的空气动力功能122。

接下来参考图2，描绘了根据说明性实施方式的可膨胀叶片的框图的图示。在说明性实例中，在超过一幅图中可使用相同的附图标记。在不同的图中重新使用附图标记表示不同图中的相同元件。如描绘的，可膨胀叶片200位于图1的一组可膨胀叶片120中。

在该说明性实例中，可膨胀叶片200包括可膨胀外部结构202和位于可膨胀外部结构202内的流体囊204。可膨胀外部结构202是用于可膨胀叶片200的外模线206。如描绘的，可膨胀外部结构202或流体囊204中的至少一个借助图1中的流体116选择性地膨胀，以改变可膨胀外部结构202的形状208或尺寸210中的至少一个。

可膨胀外部结构202的形状208可选自盘、气球、翼、长形构件、柱体或一些其它合适形状中的一者。如描绘的，形状208具有可改变的一组尺寸210。一组尺寸210选自长度、宽度、半径或一些其它合适类型的尺寸中的至少一个。

如描绘的，可膨胀外部结构202的形状208可能受可膨胀外部结构202内侧的一个或多个流体囊204的膨胀所影响。流体囊204的形状选自杆、球、盘或一些其它合适类型的形状中的至少一个。

此外，具有一组尺寸210的形状208可包括弦向形状和展向形状。形状208可具有制造可膨胀叶片200的一组尺寸210，一组尺寸210包括厚度、拱形、锥形、扭曲、翼型形状、后缘形状和前缘形状。形状可通过借助图1中的流体116来改变可膨胀叶片200的膨胀而在操作可膨胀叶片200期间动态地改变。

在该说明性实例中，图1中的流体116可用于填充可膨胀外部结构202或流体囊204中的至少一个。在又一实例中，流体116可包括第一流体212和第二流体214，其中可膨胀外部结构202借助第一流体212膨胀并且流体囊204借助第二流体214膨胀。如描绘的，第一流体212和第二流体214可以是相同类型或不同类型的流体。在又一实例中，不同的流体囊204可借助不同类型的流体膨胀。

此外，可膨胀叶片200由材料216构成。可选择材料216以基于流体116的压力来改变图1中的一组可膨胀叶片120的形状。例如，材料216可存在于可膨胀叶片200中，存在于可膨胀外部结构202或流体囊204中的至少一者中。材料216可帮助或者控制来改变用于可膨胀外部结构202或流体囊204中的至少一者的形状208或尺寸210的至少一者。

如描绘的，材料216可采取的形式选自可膨胀外部结构202或流体囊204中的至少一者中的纤维、织物、丝线或其它类型的材料之一。在说明性实例中，可膨胀外部结构202和流体囊204中的材料216可由多个不同类型的结构形成。例如，材料216可选自乳胶橡胶、发泡聚丙烯(epp)、半刚性的并由可膨胀内部部件增强的密闭单元聚苯乙烯泡沫、聚酯薄膜、聚乙烯、增添箍筋强度的增强复合材料或其它合适类型的材料中的至少一个。材料216还可由形状记忆材料(smm)、形状记忆合金(sma)或形状记忆聚合物(smp)中的至少一者构成。

在该说明性实例中，可膨胀叶片200还包括基部218。基部218与可膨胀外部结构202和流体囊204物理地关联。当一个部件与另一部件“关联”时，此关联为物理关联。例如，诸如基部218之类的第一部件可被认为通过固定到第二部件、结合到第二部件、安装到第二部件、焊接到第二部件、紧固到第二部件或者以一些其它合适的方式连接到第二部件中的至少一个方式而与诸如可膨胀外部结构202之类的第二部件物理关联。第一部件还可使用第三部件连接到第二部件。第一部件也可被认为通过形成为第二部件的一部分、第二部件的延伸部或两者兼有地与第二部件物理地关联。

如描绘的，基部218具有通道220。通道220连接到可膨胀外部结构202和流体囊204。在该说明性实例中，可膨胀外部结构202和每一个流体囊204可连接到通道220中的对应通道。换句话说，每个流体囊均可连接到通道220中的与流体囊204中的其它流体囊不同的通道。

通道220允许第一流体212流入和流出可膨胀外部结构202。另外，通道220允许第二流体214流入和流出一个或多个流体囊204。

结果，可通过改变具体飞行条件期间的形状208来控制图1中的移动108。这些飞行条件包括高度、密度、飞行器速度、推进器速度或其它合适的飞行条件中的至少一者。可针对可膨胀叶片120的整个转动而维持形状208。结果，可改进向前速度或推力效率中的至少一者。

在另一实例中，形状208或尺寸210中的至少一者可在可膨胀叶片120的旋转期间改变。所述改变可改变诸如可膨胀叶片120的扭曲之类的参数。这种类型的改变可能对较慢地移动高空使用的可膨胀叶片是有用的。以这种方式，可取决于竖直和水平支撑位置而发生不同的升力或阻力中的至少一者，这会致使取决于顺序的不对称的桨距、偏航和翻滚力，并且控制飞行器移动、取向和取向速率。

在使用流体116使可膨胀叶片200膨胀以改变形状208或一组尺寸210中的至少一者的情况下，可在图1中的飞行器106的运行期间选择和改变可膨胀叶片200的各种特性。例如，这些特性可包括可膨胀叶片200的重量、密度、惯性、弯曲刚度或扭转刚度中的至少一个。

飞行器移动控制环境100以及图1至图2中的该环境下的不同部件的图示并不意在暗示对说明性实施方式可实施在其中的方式的物理或体系结构限制。可使用除说明部件之外或代替说明部件的其它部件。一些部件可能是不必要的。另外，呈现各框是为了说明一些功能部件。当在说明性实施方式中实施时，这些框中的一个或多个可被组合、分割或者组合并分割成不同的框。

例如，在图1中，用于飞行器106的飞行器移动控制系统102可包括除可膨胀推进器110之外的一个或多个附加可膨胀推进器。在该说明性实例中，可膨胀推进器110可以是用于飞行器106的第一可膨胀推进器。轮毂118为第一轮毂，并且一组可膨胀叶片120为第一组可膨胀叶片。

第二可膨胀推进器可包括第二组可膨胀叶片中的第二轮毂。第二组可膨胀叶片具有与第二轮毂关联的端部。第二组可膨胀叶片被配置成具有控制飞行器106在多个不同高度处的移动108的一组空气动力功能122。此外，一组空气动力功能122借助流体116通过一组膨胀模式124进行选择。

例如，第一可膨胀推进器具有第一浮力，而第二可膨胀推进器可具有第二浮力。这一点可不同，使得飞行器106可在飞行期间(诸如从较低空移动到较高高度)具有向上倾斜或一些其它取向。该向上倾斜可为飞行器106提供增加的升力。

此外，在另一说明性实例中，第一可膨胀推进器和第二可膨胀推进器可定位在相同的同轴轴线上。另外，当可膨胀推进器之一具有超过一个叶片时，可膨胀推进器的并非所有叶片都借助流体116膨胀至相同的压力。另外，第一可膨胀推进器可填充与第二可膨胀推进器不同的流体。在又一实例中，可膨胀推进器110内的不同叶片可填充彼此不同的流体。

现在参考图3，描绘了根据说明性实施方式的具有飞行器移动控制系统的飞行器的图示。如描绘的，飞行器300是图1中的飞行器106的一个实施的实例。

如描绘的，飞行器300包括与机身304关联的移动控制系统302。移动控制系统302是图1中的飞行器移动控制系统102的一个实施的实例。移动控制系统302包括贮存器306、膨胀控制器308、可膨胀推进器310、可膨胀推进器312、可膨胀推进器314、可膨胀推进器316和可膨胀推进器318。可膨胀推进器310-318是图1中的可膨胀推进器110的实施的实例。

接下来参考图4，描绘了根据说明性实施方式的可膨胀推进器的图示。在该说明性实例中，可膨胀推进器400是图1中以框形式示出的可膨胀推进器110的一个物理实施的实例。

如描绘的，可膨胀推进器400具有轮毂402、可膨胀叶片404和可膨胀叶片406。在该实例中，当膨胀至如该图中所示的第一膨胀水平时，可膨胀叶片404具有长度408，并且可膨胀叶片406具有长度410。在该膨胀水平下，可膨胀推进器400可用在更接近地面的高度处。例如，这些高度可从海平面到大约2,000英尺或大约8,000英尺。

现在参考图5，描绘了根据说明性实施方式的可膨胀推进器的图示。如图5中描绘的，可膨胀推进器400膨胀至第二膨胀水平。在该说明性实例中，附加流体已泵送进入可膨胀叶片404和可膨胀叶片406。附加流体将可膨胀叶片404增加至长度500，并且将可膨胀叶片406增加至长度502。长度500大于长度408，并且长度502大于长度410。

在该配置下，可膨胀推进器400被配置用在较高高度处。这些高度可以是高空长期耐力(hale)飞行器所使用的高度。例如，高度可以是65,000英尺、100,000英尺或一些其它高度。

接下来参考图6，描绘了根据说明性实施方式的针对最大推力以低空较高速度运行的形式提供空气动力功能的可膨胀叶片的图示。在该描绘的实例中，可膨胀推进器600是图1中的可膨胀推进器110的一个实施的实例。

在该说明性实例中，可膨胀推进器600被配置成提供推力作为空气动力功能。可膨胀推进器600包括轮毂602、可膨胀叶片604和可膨胀叶片606。推力的量由可膨胀叶片604和可膨胀叶片606的形状控制。例如，可膨胀叶片604和可膨胀叶片606具有翼型的形状，随着可膨胀叶片604和可膨胀叶片606的旋转而生成推力。可膨胀叶片604和可膨胀叶片606的一个或多个物理特性可变化以改变由可膨胀推进器600生成的推力的量，例如，叶片扭曲、桨距角度、直径、弦长、跨度，等。

由可膨胀叶片604和可膨胀叶片606生成的推力还可基于飞行器的速度(例如，进入的空气流动的速度)和大气的特性，例如，环境空气的密度、温度或压力。大气的特性在不同的高度处是不同的。例如，空气的密度和压力随高度的增加而减小。可膨胀推进器600可使可膨胀叶片604或可膨胀叶片606的一个或多个物理特性变化以补偿密度和压力的改变。

转到图7，描绘了根据说明性实施方式的针对浮力配置的可膨胀推进器的图示。如图7中描绘的，示出膨胀的可膨胀推进器700。在该说明性实例中，可膨胀推进器700是以图1中的框形式示出的可膨胀推进器110的一个物理实施的实例。可膨胀推进器700包括轮毂702、可膨胀叶片704和可膨胀叶片706。

在该说明性实例中，流体已泵送进入可膨胀叶片704和可膨胀叶片706，使得可膨胀叶片704和可膨胀叶片706具有球形形状。在该配置下，可膨胀推进器700可用于为飞行器提供浮力。

可膨胀推进器700可提供相对于图4中示出的可膨胀推进器400增加的浮力。图7中示出的可膨胀叶片704和可膨胀叶片706具有比图4中示出的可膨胀叶片404和可膨胀叶片406大的容积。可膨胀叶片704和可膨胀叶片706的流体容积可使得可膨胀推进器700生成向上的力或浮力，以导致可膨胀推进器700的浮力为正。浮力可有助于如图1中看到的飞行器106的升力130。

接下来参考图8，描绘了根据说明性实施方式的可膨胀推进器的可膨胀叶片的图示。可膨胀叶片800是图1的可膨胀叶片120中的可膨胀叶片的一个实施的实例并且以暴露视图示出。

如描绘的，可膨胀叶片800包括多个不同部件。例如，可膨胀叶片800包括连接结构802和可膨胀外部结构804。

在可膨胀叶片800的该暴露视图中，示出了可膨胀外部结构804内侧的各种结构。例如，诸如通道806和流体囊808之类的结构在可膨胀外部结构804内以该暴露视图可见。可选地，所述结构可包括或多或少的通道，诸如通道806。

连接结构802被配置成连接到轮毂。在该实例中，通道806提供了移动流体进入和离开可膨胀外部结构804或流体囊808中的至少一者的机构。可膨胀外部结构804形成可膨胀叶片800的外模线。

流体囊808位于可膨胀外部结构804的内侧。在该实例中，流体囊808是图2中的流体囊204的实施的实例。如描绘的，流体囊808包括流体囊810、流体囊812、流体囊814、流体囊816和流体囊818。

如描绘的，可膨胀外部结构804是可膨胀的并且可基于可膨胀外部结构804的膨胀或流体囊808的膨胀中的至少一个而改变形状或尺寸。

接下来参考图9，描绘了根据说明性实施方式的可膨胀叶片的一部分的图示。在该实例中，可膨胀外部结构804借助流体膨胀。此外，流体囊808中的流体囊814也借助流体膨胀。可膨胀外部结构804中的流体可与流体囊814中的流体相同或不同。此外，取决于实施，每个流体囊808可具有相同或不同类型的流体。可膨胀外部结构804和流体囊814的膨胀导致可膨胀叶片800的长度延伸。

如描绘的，可针对两个或更多个不同的膨胀水平使用流体使可膨胀外部结构804膨胀。不同的膨胀水平用于控制可膨胀外部结构804的形状和尺寸。

此外，可单独地或结合可膨胀外部结构804的膨胀而使用流体使流体囊808膨胀。该膨胀可用于进一步控制可膨胀叶片800的形状和尺寸。

出于说明以图2中的框形式示出的可膨胀叶片200的一个物理实施的目的提供了图8至图9中的可膨胀叶片800和流体囊的图示。该图示并不意在限制其它可膨胀叶片可实施在其中的方式。例如，其它数量或类型的流体囊可位于其它叶片的可膨胀外部结构内。

接下来参考图10至图14，描绘了根据说明性实施方式通过叶片将可膨胀叶片的形状改变至不同压力的图示。首先参考图10，描绘了根据说明性实施方式的处于未膨胀状态下的可膨胀叶片的图示。可膨胀叶片1000是以图1中的框形式示出的可膨胀推进器110的可膨胀叶片120中的可膨胀叶片的一个物理实施的实例。在该图中，可膨胀叶片1000示出为以未膨胀状态卷起。可膨胀叶片1000在与由方向d指示的飞行器行进方向相反的后方向上盘绕。在未膨胀状态下，可膨胀叶片1000可具有相对于膨胀状态减小的阻力分布。换句话说，可膨胀推进器110被羽化以大大减小在飞行器沿方向d行进时由可膨胀叶片1000生成的阻力。

接下来参考图11，描绘了根据说明性实施方式的处于部分膨胀状态下的可膨胀叶片的图示。如描绘的，流体被发送到可膨胀叶片1000中。随着流体进入可膨胀叶片1000，可膨胀叶片1000展开以进行部署。在该说明性实例中，流体可采取各种形式。例如，流体可以是空气、氦气、氢气或其一些组合。

在图12中，描绘了根据说明性实施方式的膨胀至第一压力的可膨胀叶片的图示。在第一压力下，可膨胀叶片1000可提供推力以移动飞行器。飞行器的这种移动可包括：沿特定方向移动、改变取向或其它类型的移动。

在第一压力下，可膨胀叶片1000具有第一长度1002。可预先选择第一长度1002，使得可膨胀叶片1000提供用于低空范围的推力。换句话说，可选择第一长度1002，使得图1的可膨胀推进器110在适合飞行的起飞阶段的第一高度范围内操作。例如，第一高度范围可位于地面、海平面、海平面与1,000英尺之间或任何其它合适的高度上。

现在转向图13，描绘了根据说明性实施方式的膨胀至第二压力的可膨胀叶片的图示。在该实例中，可膨胀叶片1000中的第二压力大于第一压力。与第一压力比较，第二压力可导致可膨胀叶片1000的容积增加。利用第二压力，可膨胀叶片1000的形状可改变以具有一弦长和跨度，从而与如图12所示的可膨胀叶片1000相比具有增加的桨距和扭曲。

在第二压力下，可膨胀叶片1000具有第二长度1004。第二长度1004大于图12中示出的第一长度1002。可预先选择第二长度1004，使得可膨胀叶片1000在大于第一高度范围的第二高度范围内提供推力。可预先选择第二长度1004以在中高空范围内提供推力。例如，可选择第二长度1004，使得可膨胀推进器110在飞行爬升阶段操作。例如，第二高度范围可以是1,000英尺到30,000英尺以上之间，或者任何其它合适的高度。

可选地，除长度的改变之外或代替长度的改变，第二压力可导致可膨胀叶片1000改变形状。例如，第二压力可导致可膨胀叶片1000改变翼型特性、弦大小、拱形和弦向形状、厚度或平面形状、展向锥形、弯曲、扭曲或其它特性中的一个或多个。

参考图14，描绘了根据说明性实施方式的膨胀至第三压力的可膨胀叶片的另一图示。可膨胀叶片1000中的第三压力大于第二压力。利用该膨胀水平，可膨胀叶片1000的形状可从图12中示出的形状改变。例如，弦取向和跨度可改变。

在第三压力下，可膨胀叶片1000具有第三长度1006。第三长度1006大于第一长度1002和第二长度1004。可预先选择第三长度1006，使得可膨胀叶片1000在大于第一高度范围和第二高度范围的第三高度范围内提供推力。可预先选择第三高度范围以在高空处提供推力。例如，可选择第三长度1006，使得图1中示出的可膨胀推进器110在飞行巡航阶段操作。例如，第三高度范围可以是30,000英尺到90,000英尺以上之间，或者任何其它合适的高度范围。

如描绘的，可膨胀叶片1000在不同的压力下具有不同的形状。这些不同的形状由用于形成可膨胀叶片1000的材料特性产生。可膨胀叶片1000可具有形成外模线的可膨胀外部结构。此外，可膨胀叶片1000还可包括位于可膨胀外部结构内的一个或多个流体囊。

在说明性实例中，用在可膨胀叶片1000中的材料可具有基于膨胀压力而改变的特性。这些特性可基于材料厚度、增强材料、材料类型、流体囊形状、流体囊数量或其它合适的设计参数来选择。以这种方式，可膨胀叶片1000可改变跨度、场所、扭曲、桨距、拱形或其它特性中的至少一个。

出于说明以图1中的框形式示出的可膨胀叶片120的一个实施的目的而呈现了图10至图14中的可膨胀叶片1000的图示。这些图示并不意在限制其它可膨胀叶片可实施在其中的方式。例如，除为了图10至图14中的三个不同形状而示出的三个压力以外，其它可膨胀叶片可具有其它压力。例如，可膨胀叶片1000可具有仅单个压力、五个压力或一些其它数量的压力，以改变可膨胀叶片1000的形状。

参考图15，描绘了根据说明性实施方式以差动推力的形式提供空气动力功能的可膨胀叶片的图示。如本文所使用的，差动推力可被称为循环推力。如示出的，可膨胀推进器1500是以图1中的框形式示出的可膨胀推进器110的一个物理实施的实例。

在该说明性实例中，可膨胀推进器1500被配置成提供差动推力作为空气动力功能。可膨胀推进器1500包括轮毂1502、可膨胀叶片1504和可膨胀叶片1506。通过在可膨胀叶片1504和可膨胀叶片1506旋转时使可膨胀叶片1504和可膨胀叶片1506的形状变化来提供差动推力。如本文所使用的，差动推力指的是使随着叶片的旋转由叶片生成的推力的量变化。换句话说，生成的推力的量可基于在叶片的单次旋转期间空气动力功能的改变。例如，桨距的量可随着叶片从0度旋转到360度而变化。

如描绘的，可膨胀叶片1504和可膨胀叶片1506借助流体膨胀至不同的压力，使得叶片的形状在该说明性实例中彼此不同。在该特定实例中，如果可膨胀叶片1504和可膨胀叶片1506膨胀至相同的压力，则可膨胀叶片将具有相同的形状。此外，其它压力可用于将可膨胀叶片的形状改变至用于其它功能的其它形状。

如描绘的，可膨胀叶片1504提供比可膨胀叶片1506更高水平的推力。以这种方式，可使用可膨胀推进器1500生成不对称推力。以这种方式，可使用可膨胀推进器1500进行飞行器的桨距或偏航的改变以改变飞行器的位置。

现在转向图16，描绘了根据说明性实施方式的具有可膨胀叶片的不对称推进器的另一图示。在该实例中，可膨胀叶片1504和可膨胀叶片1506的压力可在操作可膨胀推进器1500期间改变。

在该说明性实例中，可膨胀推进器1500已在箭头1600的方向上旋转。此外，可膨胀叶片1504的压力降低，并且可膨胀叶片1506的压力增加。现在，可膨胀叶片1506提供比可膨胀叶片1506更大的推力。以这种方式，可在特定方向上生成推力以改变飞行器的桨距或偏航。这种改变和其它改变可用于控制飞行器的移动，其中所述移动可包括控制取向、方向、加速度、速度或飞行器的其它移动中的至少一者。

现在转向图17，描绘了根据说明性实施方式的具有三个可膨胀叶片的另一可膨胀推进器的图示。在该说明性实例中，可膨胀推进器1700是以图1中的框形式示出的可膨胀推进器110的一个物理实施的实例。

如描绘的，可膨胀推进器1700具有轮毂1702、可膨胀叶片1704、可膨胀叶片1706和可膨胀叶片1708，这些是以图1中的框形式示出的一组可膨胀叶片120的实施的实例。如描绘的，可膨胀叶片1704、可膨胀叶片1706和可膨胀叶片1708可实施为包括如相对于以图2中的框形式示出的可膨胀叶片200描述的功能。

接下来参考图18，描绘了根据说明性实施方式的具有六个可膨胀叶片的可膨胀推进器的图示。在该说明性实例中，可膨胀推进器1800是以图1中的框形式示出的可膨胀推进器110的又一物理实施的实例。

如描绘的，可膨胀推进器1800具有轮毂1802、可膨胀叶片1804、可膨胀叶片1806、可膨胀叶片1808、可膨胀叶片1810、可膨胀叶片1812和可膨胀叶片1814。这六个可膨胀叶片是以图1中的框形式示出的一组可膨胀叶片120的实施的实例。如描绘的，可膨胀叶片1804、可膨胀叶片1806、可膨胀叶片1808、可膨胀叶片1810、可膨胀叶片1812和可膨胀叶片1814可实施为包括如相对于以图2中的框形式示出的可膨胀叶片200描述的功能。

出于示出以图1中的框形式示出的可膨胀推进器110的不同物理实施的目的提供了图4至图18中的可膨胀推进器400的图示。这些图示并不意在限制其它说明性实施方式可实施在其中的方式。

例如，图4中的可膨胀推进器400被图示为具有两个可膨胀叶片：可膨胀叶片404和可膨胀叶片406。其它可膨胀推进器可具有其它数量的可膨胀叶片。例如，另一可膨胀推进器可具有一个可膨胀叶片、四个可膨胀叶片、九个可膨胀叶片或一些其它数量的可膨胀叶片。

作为另一实例，在其它说明性实例中，除图4至图18中示出的特性以外，叶片还可改变叶片的膨胀或其它特性。例如，其它特性包括展向扭曲、拱形、展向曲率或其它合适的特性中的至少一者。

接下来参考图19，描绘了根据说明性实施方式用于控制飞行器的移动的过程流程图的图示。图19中图示的过程可使用用于控制图1中的飞行器106的移动108的飞行器移动控制系统102来实施。

该过程开始于：确定用于控制飞行器在特定高度处的移动所需要的空气动力功能(操作1900)。操作1900中确定的空气动力功能是用于控制飞行器在多个不同高度处的移动的一组空气动力功能的一部分。例如，一组空气动力功能可包括推进、浮力、升力或可用于控制飞行器的移动的其它类型的功能。

该过程包括：借助流体将一组可膨胀叶片填充至对应于空气动力功能的压力(操作1902)。一组可膨胀叶片中的流体致使压力存在于一组可膨胀叶片中。处于压力下的一组可膨胀叶片具有提供空气动力功能的形状和一组尺寸。

然后，该过程确定是否需要新的空气动力功能(操作1904)。如果需要新的空气动力功能，则该过程改变一组可膨胀叶片中的流体，使得新的压力下的一组可膨胀叶片具有新的形状或新的一组尺寸中的至少一者(操作1906)。然后，该过程返回到操作1904。具有新的形状或新的一组尺寸中的至少一者的所述一组可膨胀叶片提供新的空气动力功能。

再次参考操作1904，如果不需要新的空气动力功能，则该过程在操作可膨胀推进器期间返回到操作1904。以这种方式，可膨胀推进器可执行多个不同类型的功能以控制飞行器的移动。这些功能可包括除推进之外的额外功能。例如，额外功能可包括浮力或升力。

不同描绘的实施方式中的流程图和框图说明了说明性实施方式中的设备和方法的一些可能实施的架构、功能性和操作。在这方面，流程图或框图中的每个框均可表示模块、节段、功能或者操作或步骤的一部分中的至少一个。例如，一个或多个框可实施为程序代码、硬件或者程序代码和硬件的组合。当以硬件实施时，硬件可例如采取制造或配置为执行流程图或框图中的一个或多个操作的集成电路的形式。当实施为程序代码和硬件的组合时，实施可采取固件的形式。流程图或框图中的每个框均可使用执行不同操作的专用硬件系统或者专用硬件和由专用硬件运行的程序代码的组合来实施。

在说明性实施方式的一些替代实施中，框中指出的一个或多个功能可不按照图中指出的顺序发生。例如，在一些情况下，取决于涉及的功能性，连续示出的两个框可同时执行，或者有时可以相反的顺序执行各框。另外，除流程图或框图中图示的框之外，可添加其它框。

可在如图20中示出的飞行器制造及保养方法2000以及如图21中示出的飞行器2100的背景下描述本公开的说明性实施方式。首先转向图20，描绘了根据说明性实施方式的飞行器制造及保养方法的图示。在预生产期间，飞行器制造及保养方法2000可包括图21中的飞行器2100的规范和设计2002以及材料采购2004。

在生产期间，发生图21中的飞行器2100的部件及子组件制造2006以及系统整合2008。此后，飞行器2100可经历认证和交付2010，以便置于服役2012之中。在由客户服役2012的同时，飞行器2100定期做日常维护及检修2014(其还可包括改造、重构、翻新及其它维持或保养)。

飞行器制造及保养方法2000的每个过程均可由系统整合商、第三方、运营商或其一些组合执行或进行。在这些实例中，运营商可以是客户。出于对此描述的目的，系统整合商可包括(但不限于)任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可包括(但不限于)任何数量的供货商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事单位、服务组织等。

现在参考图21，描绘了说明性实施方式可实施在其中的飞行器的图示。在该实例中，飞行器2100由图20中的飞行器制造及保养方法2000生产，并且可包括具有多个系统2104和内饰2106的机身2102。系统2104的实例包括推进系统2108、电气系统2110、液压系统2112和环境系统2114中的一种或多种系统。可包括任何数量的其它系统。虽然示出了航空航天实例，但不同的说明性实施方式可应用到其它行业，诸如汽车行业。可在图20中的飞行器制造及保养方法2000的至少一个阶段期间采用本文中体现的设备和方法。

在一个说明性实例中，以用于飞行器移动控制系统(包括可膨胀推进器)的图20中的部件及子组件制造2006生产的部件或子组件能以类似于在飞行器2100处于图20中的服役2012时生产的部件或子组件的方式来装配或制造。作为又一实例，在诸如图20中的部件及子组件制造2006和系统整合2008之类的生产阶段期间，可利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或它们的组合。在飞行器2100处于服役2012时，在图20中的维护及检修2014期间，或者两者期间，可利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或它们的组合。例如，可膨胀推进器可在服役2012期间用于控制飞行器2100的移动。

由此，说明性实施方式提供了用于控制飞行器的移动的方法和设备。由此，飞行器移动控制系统可提供通过控制飞行器在不同高度处的移动来克服技术问题的方法和设备。可膨胀推进器的使用可提供使用当前可用的推进器所不能实现的方式来控制飞行器的移动的一个或多个技术方案。例如，可控制可膨胀推进器中的流体以基于飞行器运行所处的高度来提供需要的空气动力功能。

例如，可膨胀推进器的一组可膨胀叶片可被配置成具有不同长度或不同尺寸中的至少一者以提供用于特定高度的期望推进水平。此外，可膨胀推进器在说明性实例中提供了可以除通过推进以外的多种不同方式控制飞行器的移动的技术方案。取决于特定应用，也可控制可膨胀推进器的配置以提供包括除飞行器推进之外或代替飞行器推进的浮力或升力中的至少一者的空气动力功能。当前可用的推进器不提供这些类型的功能。

不同说明性实施方式的描述已出于说明和描述的目的加以呈现，并且不旨在是穷举的或限于公开形式的实施方式。不同的说明性实例描述了执行动作或操作的部件。在说明性实施方式中，部件可被配置成执行描述的动作或操作。例如，部件可具有用于以下结构的配置或设计，其为部件提供执行在说明性实例中描述为由该部件执行的动作或操作的能力。

许多修改和变型对本领域普通技术人员将是显而易见的。此外，不同的说明性实施方式可提供与其它期望实施方式比较而言不同的特征。所选的一个或多个实施方式被选择并描述以便最好地说明实施方式、实际应用的原理，并且使本领域普通技术人员能够理解具有适于特定预期用途的各种修改的各个实施方式的公开内容。