载重飞艇适用性分析
重载飞艇旋翼式动力方案及适用性分析
重载飞艇旋翼式动力方案及适用性分析作者：王平来源：《中国新技术新产品》2016年第11期摘要：本文介绍了重载飞艇旋翼式动力方案的系统组成、工作原理和优缺点，结合重载飞艇在不同应用领域的使用要求，对重载飞艇旋翼式动力方案进行了适用性分析，给出了该动力方案在不同领域的应用建议。
关键词：重载飞艇；旋翼式动力方案；适用性中图分类号：P231 文献标识码：A0 引言重载飞艇是浮空飞行器家族中的超级成员，具有载荷能力大、容积空间大、能源消耗少、起降方便、经济性好、安全性高等诸多优点，可在山区、沙漠、雪地、水面等野外地形起降，能够广泛应用于超大超重货物点对点运输、观光旅游、工程架设、应急救援等领域，具有远大的发展前景，美国、加拿大、俄罗斯、英国、法国和中国等航空大国都在积极研制。
目前，已知的重载飞艇项目包括LCA-60T、LMH-1、Pelican、Dominion、Skyhook JHL-40、Skycat、Gepard、Sky Lifter等十余个。
其中，中国中航通用飞机有限责任公司和法国飞鲸控股公司联合研制的60t级重载飞艇（LCA-60T）进入了详细设计阶段；美国洛克希德·马丁公司研制的20t级重载飞艇已经完成试验艇（P791）试验试飞，其定型艇（LMH-1）也即将进入批生产；美国aeros公司研制的Pelican试验艇也完成了试验试飞。
通过对比发现，即使几乎所有的重载飞艇都采用了带螺旋桨的动力系统，但各型重载飞艇的动力组合方式都具有明显的指向性，最终配置结果和使用效果也将出现明显的不同。
本文针对其中的一种“旋翼式动力方案”，分析了该动力方案的优缺点，结合不同应用领域的使用需求，得出了该动力方案的适用性程度和范围。
1 旋翼式动力方案1.1 系统功能（1）提供垂直向上的升力，用以提升有效载荷，并控制飞艇上升和下降；（2）提供顺航向推力，用以推动飞艇水平飞行；（3）提供其他方向的辅助推力，用以实现飞艇姿态控制，并消除侧风和垂直突风带来的负面影响。
重载飞艇产品特点初探
重载飞艇产品特点初探摘要：文章以重载飞艇作为研究对象，介绍了国外重载飞艇的应用和发展趋势，分析了国内即将研制的重载飞艇的功能定位。
通过比较类推法，以大型运输机为类比对象，化繁为简地分析了重载飞艇的产品研制特点，对后续开展针对重载飞艇研制生产具有一定的实际意义。
标签：重载飞艇;功能定位;研制特点引言2015年7月，中航工业通飞与法国飞鲸控股公司在法国图卢兹签署了战略合作协议，拟面向全球交通运输市场，开展重载飞艇的研发、生产、销售及服务等工作。
但据了解，因以往无政策和项目支持，国内浮空器研发单位尚未针对重载飞艇的研制生产开展过实质性研究，也就是说60吨级重载飞艇目前尚无雏形。
文章以重载飞艇为研究对象，通过比较类推法，以大型运输机（伊尔-76飞机）为类比对象，化繁为简地分析重载飞艇的产品研制特点。
1 重载飞艇的功能定位随着现代化材料、能源和动力、制造工艺等相关技术的发展，现代型重载飞艇具备极好的安全性（采用氦气作为浮升气体）、超大的有效载荷（具有运载100t、数百吨有效载荷的载荷范围）、超大的航时航程、极好的垂直起降功能、可实施独立操控飞行、“点”-“点”的运输功能等独特的功能和特点。
但重载飞艇也具有地面维护及保养困难、自身防御能力差、无法提供准时的客运服务等局限性，其在军事和客运方面并不会很出色。
因此，分析认为现代重载飞艇的功能定位如下：（1）货运：运输线路的选择上更适合那些没有基础设施或基础设施受损的地区。
且更适合运送体积巨大、无法拆卸货物，如卫星、巨型火箭、大型石油钻井平台等的特种运输。
（2）起重：目前的起重作业主要由直升机来完成，但其有效载重受限。
起重需要极为精确的悬停能力，以及各个方向上都要有很强的控制能力，适合采用全增升装置的重载飞艇，即将有效载荷设计为完全有动力升力负担，以提供控制力来取代压舱物。
重载飞艇在现代运输领域中的应用前景广阔，国外多国已针对大载荷运输飞艇开展了大量工程研究和开发，但相关产品目前均处于在研阶段，暂未正式投入运营。
飞艇细分产品市场分析(报告精选)
北京先略投资咨询有限公司2010-2019年飞艇细分产品市场分析(最新版报告请登陆我司官方网站联系)公司网址: 1目录飞艇细分产品市场分析 (3)第一节细分产品特色 (3)（二）载人飞艇 (3)2、CA-120型软式载人飞艇 (3)3、HJ-2000型载人氦气飞艇 (3)（三）无人遥控飞艇 (4)第二节细分产品市场规模及增速 (4)（一）载重飞艇 (4)（三）无人遥控飞艇 (5)第三节2015-2019年细分产品市场规模及增速预测 (5)（一）载重飞艇 (6)（二）载人飞艇 (6)（三）无人遥控飞艇 (6)第四节重点细分产品市场前景预测 (7)（二）载人飞艇 (7)（三）无人遥控飞艇 (7)2飞艇细分产品市场分析第一节细分产品特色根据行业相关分类，目前我国飞艇主要可分为载重飞艇、载人飞艇以及无人遥控飞艇。
（一）载重飞艇载重飞艇主要用于点对点运输。
点对点直接运输时绝大多数海陆空运输工具所无法实现的方式，利用飞艇可以省略中间转运环节，在没有机场，也没有公路和河流的情况下，可以直接将货物运送到目的地。
（二）载人飞艇载人飞艇在一般飞艇的基础上增加了载人功能，其较一般飞艇对于安全性的要求更高。
目前，我国载人飞艇主要有以下几种：1、CA-80型软式载人飞艇。
该型飞艇是中国拥有自主知识产权的软式氦气载人飞艇，主要应用于空中广告、航空摄影、空中巡视、科学实验等。
CA-80型飞艇已经获得民航总局颁发的型号设计批准书（TDA）和适航证，2000年被评为上海市高新技术转化A级项目。
2、CA-120型软式载人飞艇该型飞艇是在CA-80型飞艇基础上改进的新式飞艇，于2005年3月制作完毕；该型飞艇长48米，载客量达8人，是国内目前最大的软式氦气载人飞艇，主要用于城市、海岸线、森林巡逻。
3、HJ-2000型载人氦气飞艇由北京华教飞艇制造有限公司自行设计研制的HJ-2000型载人氦气飞艇获得了民航总局颁发的第一张载人飞艇型号合格证，这标志着我国有了第一艘具有正34规资质的载人飞艇。
下一代货运利器——重载飞艇发展现状及趋势
下一代货运利器——重载飞艇发展现状及趋势2016-08-26 《科技导报》战略前沿技术现代重载飞艇结合了传统飞艇技术和固定翼、旋翼飞机技术以及气垫船技术，具有载荷能力强、续航时间长、操控简单可靠、对地面基础设施依赖小等突出优点，目前已有多个国家开展了重载飞艇的研究与技术验证。
本文综述了国内外现代重载飞艇研制的进展和现状，重点描述了国外已经开展技术验证型号飞艇的相关研制项目，针对重载飞艇艇囊气动外形设计、保形结构设计与分析、升力控制以及气垫着陆器设计等方面进行了梳理，探讨了技术可行性，展望了重载飞艇的发展前景。
从古至今，人们一直对天空有着不凡的憧憬和梦想，渴望能像鸟儿一样在天空自由翱翔，嫦娥奔月、万户飞天等等神话故事以及敦煌壁画中高飞入云的神女，无数星相学家凝望星辰的感概笔录，都是古人飞天梦想的记录，无不形象地描绘了人们梦想飞行的美好愿景。
为了实现这一梦想，人类的祖先进行了无数次艰辛的尝试，许多大胆的猜想被付诸实践，这其中最早出现的孔明灯就是热气球的原型。
古希腊科学家阿基米德（Archimedes）于公元前245年发现了浮力定律，这一定律是所有飞艇和气球设计最基本的理论依据。
虽然浮力定律早在公元前就已被发现，而且气体受热上升的现象自人类首次使用火以后就每天都可以观察到，但直到18世纪欧洲工业革命的到来，才为人类探索自然提供了良好的条件，加快了人类飞行探索的步伐，人们开始认真构思并制作飞行器。
18世纪后期，法国人发明了热气球，这是人类历史上首次乘坐自制航空器飞离地面，在当时创造了巨大的轰动（图1）。
图1 Montgolfier兄弟制作的热气球气球的诞生使飞行成为可能，然而由于气球和空气是相对静止的，只能靠拉动绳索做有限的控制，很难让人产生自由飞翔的感觉，人们就开始考虑将正圆的气球变为流线型并加上动力装置和操纵系统，以实现飞行控制进而能够自主驾驶。
1852年9月24日，法国人吉尔法（Giffard）驾驶使用3马力蒸汽机制造的44 m飞艇，在巴黎上空飞行了27 km，正式宣告了飞艇的诞生（图2）。
货运飞艇的特点和问题研究
货运飞艇的特点和问题研究特点货运飞艇有以下几个特点：1.高效性: 货运飞艇拥有较高的运输效率，能够快速地运送大量货物。
相比其他交通工具，货运飞艇的速度更高，能够减少货物运输的时间成本。
2.大运载量: 货运飞艇能够携带大量货物，具有较大的运载能力。
这对于需要大规模运输货物的行业来说非常有利，可以减少运输次数和成本。
3.灵活性: 货运飞艇可以在各种地形和环境条件下进行运输，不受道路、铁路等限制。
这使得货运飞艇能够进入一些偏远或难以到达的地区，满足特殊运输需求。
4.环保性: 货运飞艇使用航空燃料进行动力供应，相比其他交通工具，燃料效率更高，排放更少，对环境的影响较小。
问题研究货运飞艇在实际运输中也存在一些问题：1.成本高: 货运飞艇的建造和维护成本较高，导致货运飞艇的运输成本相对较高。
这一问题需要进一步研究降低成本的方法和策略。
2.操作风险: 货运飞艇的操作需要专门的技术和训练，操作人员的技能要求相对较高。
在操作过程中可能存在一些风险和安全隐患，需要制定相应的安全措施和规范。
3.天气受限: 货运飞艇在一些恶劣天气条件下无法进行运输，如大风、雷雨等。
这可能对货物运输的可靠性和稳定性造成一定影响，需要寻找应对恶劣天气的解决方案。
4.法规限制: 不同国家和地区对于货运飞艇的使用和运输有相应的法规和限制。
在跨国运输中，需要遵守各国的法律法规，并处理好国际合作和协调的问题。
综上所述，货运飞艇具有高效性、大运载量、灵活性和环保性等特点，但也面临着成本高、操作风险、天气受限和法规限制等问题。
研究并解决这些问题，可以进一步推动货运飞艇行业的发展和应用。
飞艇货运可行性研究报告
飞艇货运可行性研究报告摘要飞艇货运作为一种新型的运输方式，在短途货运领域有着广阔的应用前景。
本文从飞艇货运的市场需求、技术条件、运营成本、环保优势等方面进行了详细的研究和分析，通过对国内外相关数据和案例的梳理，得出了飞艇货运在中国的可行性结论。
根据分析结果，提出了飞艇货运的发展策略和政策建议，以期为该领域的进一步发展提供参考。
关键词：飞艇货运；市场需求；技术条件；运营成本；环保优势一、引言飞艇货运是指利用飞艇进行货物运输的一种新型运输方式。
与传统的陆路、铁路和海运相比，飞艇货运具有速度快、适应性强、运输能力大、环保优势等特点。
随着经济的发展和人们对交通运输的需求不断增加，飞艇货运作为一种新兴的运输方式，受到了广泛关注。
本报告旨在对飞艇货运的可行性进行深入研究，通过市场需求分析、技术条件评估、运营成本测算、环保优势比较等方面的研究，为飞艇货运的发展提供参考和支持。
二、飞艇货运的市场需求分析1. 经济发展需要随着我国经济的快速发展，各类货物的运输需求也随之增加。
而传统的陆路、铁路和海运由于受限于地理环境和交通设施等因素，无法满足快速、大批量的货运需求。
飞艇货运以其快速和适应性的特点，可以很好地满足这一需求，因此受到了广泛的关注。
2. 高价值货物的运输需求随着我国经济的不断发展，高价值货物的运输需求也在不断增加。
这类货物对运输速度、安全性和适应性等方面的要求较高，而飞艇货运具有高速度、高安全性和高适应性的特点，可以很好地满足这一需求。
3. 电商快递需求随着电子商务的快速发展，电商快递需求也在迅速增加。
相比传统的陆路快递和航空快递，飞艇货运具有运输速度快、配送范围广、成本低等优势，可以很好地满足电商快递的需求。
4. 紧急救援需求在自然灾害、突发事件等紧急情况下，物资的紧急运输需求十分迫切。
而飞艇货运具有灵活快速、适应性强的特点，可以很好地满足紧急救援的需求。
5. 遥远地区货物运输需求我国的西部地区和一些偏远地区，由于地理环境和交通设施等因素的限制，货物运输往往较为困难。
商用飞艇的可行性研究报告
商用飞艇地可行性研究报告摘要本文对商用飞艇地可行性进行了深入研究和分析。
首先介绍了飞艇地发展历史和现状，然后分析了商用飞艇再运输、旅游、科研等领域地应用潜力。
接着探讨了商用飞艇地优势和劣势，分析了与传统飞行器相比地优势和风险。
最后提出了商用飞艇再末来地发展方向和建议。
一、引言随着人类社会地不断发展和进步，交通运输方试也再不断创新和改进。
飞艇作为一种独特地航空工俱，俱有载重量大、飞行高度低、对环境影响小等优势，逐渐受倒人们地关注。
商用飞艇作为飞艇地一种应用形试，俱有广阔地市场前景和潜再地商业价值。
本文将对商用飞艇地可行性进行深入研究，为飞艇行业地发展提供参考。
二、飞艇地发展历史与现状飞艇作为一种航空器，起源于18世纪末期地法国。
随着技术地不断进步，飞艇地设计和制造得倒了深度地发展。
目前，飞艇再军事、科研、旅游等领域都有应用。
商用飞艇作为飞艇地一种新应用形试，正逐渐受倒人们地认可和关注。
三、商用飞艇再各领域地应用潜力1. 再运输领域：商用飞艇俱有大载重量、可长时间飞行等优点，可以作为物资运输工俱，尤其适合运输大型设备和物资。
2. 再旅游领域：商用飞艇可以为旅游行业带来新地体验和选择，可以进行航空观光，体验独特地飞行感受。
3. 再科研领域：商用飞艇可以作为科研机构地运输工俱，为科研活动提供更便捷地交通工俱，支持科研项目地开展。
四、商用飞艇地优势与劣势1. 优势：商用飞艇俱有大载重量、低飞行高度、低燃油销耗等优点，适合运输大型物资和设备，对环境地影响较小。
2. 劣势：商用飞艇地制造和维护成本较高，飞行安全性须要加强，市场须求仍存再一定不确定性。
五、商用飞艇地发展前景与建议商用飞艇作为一种新兴地航空运输工俱，俱有广阔地市场前景和商业潜力。
末来，应注重提高商用飞艇地安全性、减少运营成本，加大推广和营销力度，积极开拓市场，努力推动商用飞艇地发展和应用。
结论综上所述，商用飞艇俱有较高地发展潜力和应用前景。
再保证飞行安全地前提下，加大研发投入，提高技术水平，拓展市场须求，商用飞艇将逐渐成为一种重要地商业运输工俱，为人们地生活和工作带来更多便利和选择。
空中飞艇可行性研究报告
空中飞艇可行性研究报告摘要空中飞艇是一种具有潜在大规模商业应用价值的交通工具。
本文研究了空中飞艇的可行性，并就其在未来交通系统中的潜在作用进行了分析。
通过文献综述和案例分析，本文认为空中飞艇具有很高的商业应用潜力，且在环保、交通拥堵缓解、灾害救援等方面有着不可替代的优势。
然而，空中飞艇在技术、安全、经济等方面还存在一些挑战和限制，需要进一步的研究和探讨。
最后，本文提出了加强研究、政策支持、技术创新等建议，以促进空中飞艇在未来交通系统中的应用。
关键词：空中飞艇；可行性；商业应用；交通系统；研究建议一、引言空中飞艇是一种新型的交通工具，具有飞行速度快、载货能力大、对环境友好等诸多优势。
由于其独特的特点，空中飞艇在未来的交通系统中有着巨大的潜在作用。
然而，空中飞艇的商业应用仍然面临着诸多挑战和限制，需要进一步的研究和探讨。
本文旨在对空中飞艇的可行性进行研究，分析其在未来交通系统中的潜在作用，并提出相关的政策建议，以促进其商业应用。
二、空中飞艇概述空中飞艇是一种通过氢气或轻气体充填的大型气囊来提供浮力的飞行器，具有固定翼和垂直升降能力。
空中飞艇通常由飞行舱、气囊、发动机、螺旋桨等部件组成，能够实现垂直起降和水平飞行。
由于其独特的设计，空中飞艇具有载货能力大、飞行速度快、对环境友好等优势，被视为未来交通系统的重要组成部分。
三、空中飞艇的商业应用潜力1. 环保性空中飞艇采用氢气或轻气体充填的气囊提供浮力，不会产生有害气体和颗粒物排放，对环境影响小。
特别是在城市交通中，空中飞艇能够有效减少尾气排放，改善空气质量，降低环境污染。
2. 交通拥堵缓解空中飞艇具有垂直起降能力，能够在城市中心进行快速、便捷的交通运输。
在城市交通拥堵的情况下，空中飞艇可以成为一种重要的交通解决方案，有效缓解交通压力，提高交通效率。
3. 货运和物流空中飞艇具有较大的载货能力，能够进行快速、大批量的货运和物流运输。
特别是在偏远地区或紧急救援情况下，空中飞艇能够发挥重要作用，为人们提供急需的物资和救援服务。
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载重飞艇的适应性分析Applicability Analysis of Airship for Heavy Transporting北京航空航天大学贺卫亮Prof.He Weiliang,Beihang University，ChinaApril25,2008主要内容（outline）2飞艇的应用前景Prospect of Airship（1）点对点之间的直接运输Point to Point Transportation点对点直接运输是绝大多数海陆空运输工具所无法实现的方式，利用飞艇可以省略中间转运环节，在没有机场，也没有公路和河流的情况下，可以直接将货物运送到目的地。
Airship can fill the gap between conventional air transporting and truck marine modes,as they are normally operated at present.3飞艇的应用前景Prospect5载重飞艇的应用前景Prospect of Airship（2）大尺寸超重量的货物运输Oversized Heavy Loads针对超大尺寸的重载荷，通常的海陆空运输受到限制时，飞艇显示出巨大的优越性。
Airship transportation can achieve some functions which are incapable of using other transporting vehicle,especial for outsized indivisible loads that are too heavy or bulky for any other method.主要内容（outline）67为什么飞艇运输没有得到普及?Why does the airship transportation haven’t been popularized?(1)飞艇的安全性与可靠性的问题Safety &Reliability(2)社会对飞艇的认知程度Social cognizance 现代飞艇具有广泛的应用前景，首要问题是解决飞艇的局限性Even though the great prospect of airship,the application will depend on airship’s limitation.8⏹飞艇的事故与灾难—局限性的具体体现Airship’s accident is actuallyexhibition of its limitation⏹一系列的事故30年代前后的一系列事故导致飞艇的沦落A series of accident inabout 1930s ended the eraof airship.世界各国早期（20至30年代）的飞艇Airships flied in the period of 1920s and 1930sR 系列飞艇：R38，R80，R100，R101LZ 系列飞艇：LZ 127Graf Zeppelin ，LZ 129Hindenburg ，LZ 130Graf Zeppelin II 海军飞艇: R-1Shenandoah ,ZR-3LosAngeles,The Akron ,The Macon10⏹飞艇的事故与灾难—局限性的具体体现Airship’s accident is actually exhibition of its limitation ⏹民众的心理承受能力People’s psychological supportability飞艇如同现代的航天飞机、宇宙飞船和航空母舰一样，价格昂贵、体积庞大、数量极少、举世瞩目。
Very similar to modern space shuttle,manned spacecraft,and aircraft carrier,airship is also have special characteristics,such as very high cost,oversized configure,few amount,and well-known reputation.11Airship Space shuttle社会关注的焦点航天飞机没有达到预期的目的，2010年将推出历史舞台主要内容（outline）1213Well-known Disaster同等影响力的灾难14⏹载重飞艇的局限性Limitation of Airship ⏹1）受外界影响的局限性L imitation from Meteorology气象条件(风、雨、雪、雷电等)的影响，特别是受风的影响较大。
⏹2）飞艇本身飞行特性的局限性L imitation of Flight Performance飞行的机动性、可操纵性和着陆性能等等⏹3）社会性影响的局限性Limitation from Social Cognizance人们对飞艇的传统认识，对飞艇的期望以及对事故的承受能力15⏹载重飞艇的局限性limitation of airship⏹4）自身的防御能力Almost Have no Self-defence Ability几乎没有自身的防御能力（目标庞大、速度缓慢、机动性差等），同时，又不具备全天候的能力，因此，只能部分满足军事应用的需求⏹3）地面维护及保养困难Difficult to Maintenance and Repair地面需要建设庞大的艇库和锚泊场地；需要定期检测飞艇内部氦气的泄漏量主要内容（Outline）1617⏹载重飞艇的适应性Applicability of AHT与早期飞艇相比，现代飞艇具备的优势条件包括：Compared with previous airship,modern airships possess ◆现代化的材料；Modern material◆现代化的能源和动力；Modern energy and propellant ◆现代化的制造工艺；Modern manufacturing technology ◆现代化的导航与控制；Modern navigation and control ◆现代化的气象预报；Modern meteorologic forecast◆现代化的故障诊断技术Modern failure diagnosis technology ◆现代化的可靠性技术Modern reliability technology18(1)飞艇载重运输应该定位在现有海陆空运输方式的补充。
Airship heavy transporting should be located in filling the gap between conventional airtransporting and truck marine modes.(2)由于飞艇平台的设计和制造等技术已经在上世纪初期得到实现和验证，现代飞艇仅仅在此技术之上进行改进和更新，因此，气象保障将成为现代飞艇飞行的首要保障条件。
Meteorologic supporting should be the most important for AHT19气象保障需要建立和利用气象卫星、气象雷达等天空地一体化的气象保障系统。
对于突发性应急救灾等应用，必要时，可以设置若干小型领航飞艇，作为飞行保障。
Meteorologic supporting should be included those information integrated from satellite,radar,and other sensors both in air and on ground.只有在准确实时地气象预报的条件下，飞艇才能够充分发挥现代高科技的动力系统、导航控制系统的作用，合理规划飞行航迹，规避大风或雨雪等不利的天气，完成各种载重运输的需求。
Only after the meteorologic supporting,other subsystem,such as propellant,navigation,will be effective.20载重飞艇必定是大型或巨型飞艇，大型飞艇与中小型飞艇有着本质的区别。
对于大型载重飞艇，单纯的柔性结构几乎很难满足要求，而完全刚性的结构则抵消了一半以上的浮力。
因此，必须考虑采用半刚性结构的形式。
Airships for heavy transporting must be large configuration,they will be fully different from blimp.On the other hand,rigid airship will lost more than half buoyancy.Semi-rigid airship will be the first choice forheavy transporting.21半刚性载重飞艇结构设计的难度主要体现在系统设计和柔性结构的设计部分。
The difficulty design for semi-rigid airship will include system design and flexible structure.在柔性结构设计中，相似理论是不成立的。
这点在相应的柔性织物结构（包括气球、降落伞等结构）得以充分验证。
Similarity theory will not be suited for flexible fabric structure design.These have been proved in design for balloon and parachute.22由于柔性织物的结构受力形式无法满足相似理论。
因此，织物结构形式增大到一定程度时，织物单元的受力过程将达到极限，无法进一步增大载荷。
这时，可以考虑采用组合化设计的思路，由多个飞艇平台通过组合的形式进行载重运输。
It is difficult to design a large flexible fabric structure.Instead of a single configuration,multi-platform are suggested to airship for heavy transporting.23航空航天系统的组合结构事例Modular examples in aviation andaerospace.24模块化组合式载重飞艇由若干个半刚性的载重飞艇单元组成，飞艇单元可以是飞艇整体单元，也可以是飞艇中间或头尾段单元，每个单元本身就是一个半刚性的浮空器单元，安装有组合对接口，根据载重需要进行对接组合，组合方式无外乎三种形式，即并联、串联和混联方式。