[发明专利]一种浮空器质量特性参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及质量特性测量技术领域，尤其涉及一种浮空器质量特性参数测量方法。

背景技术

浮空器是一种主要依靠净浮力升空的飞行器，主要包括飞艇、系留气球和高空气球。其基本结构由囊体、鼻锥、吊舱、尾翼及缆索组成。飞艇是一种具有推进装置的浮空器，推进装置为飞艇提供前进的动力。系留气球是一种无动力的浮空器，依靠系索与地面锚泊设备连接，通过系索的收放调节球体高度，实现球体的升降。高空气球由气囊、吊舱等结构组成，它是一种特殊的浮空器，在空中自由飘行。

为了保证浮空器能够达到设计目标，必须对每一环节进行严格把控，其中就包括质量特性参数的测量。浮空器的质量特性参数主要包括系统的质量、浮力、质心和浮心。这些参数的精确测量是确定浮空器系统姿态、制定飞行策略、精确控制飞行的前提，因此浮空器质量特性参数的测量一直以来受到广泛的重视。随着浮空器事业的不断发展，浮空器在尺寸和结构上都有着前所未有的突破，由此引发了对于大型浮空器相关测量技术的研究，其中就包括大型浮空器质量特性参数的测量技术。

质量、浮力、质心和浮心是浮空器最基本的特性参数。现有技术中浮空器特性参数的测量方式是采用机械天平来称量质量，虽然天平精度较高，但对于测试条件和测试对象要求也比较高，在测量过程中对浮空器的姿态有着较高的精度要求，不易操作控制，而且还存在称重上限低，操作不方便，读数不直观的缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种浮空器质量特性参数测量方法，解决现有测量方法对于测试条件和测试对象要求较高，操作不便的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种浮空器质量特性参数测量方法，具体包括：

在浮空器囊体中充入空气，在浮空器囊体上选取第一悬挂点和第二悬挂点；

在所述的第一悬挂点和第二悬挂点处分别通过第一拉力传感器和第二拉力传感器将浮空器向上牵引；

在浮空器囊体的顶端和尾端分别悬挂第一重锤和第二重锤；

分别测量第一悬挂点坐标、第二悬挂点坐标、第一重锤与第二重锤之间的水平距离以及第一重锤与第二重锤之间的垂直距离；

分别获得第一质心测试姿态时的力矩平衡方程以及第二质心测试姿态时的力矩平衡方程；

将所述的两个力矩平衡方程联立，获得浮空器囊体的质心位置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种浮空器质量特性参数测量方法，具体包括：

在浮空器囊体中充入氦气，在浮空器囊体上选取第一悬挂点和第二悬挂点，在所述的第一悬挂点和第二悬挂点处分别通过第一拉力传感器和第二拉力传感器将浮空器向下牵引；

在浮空器囊体的顶端和尾端分别悬挂第一重锤和第二重锤；

分别测量第一悬挂点坐标、第二悬挂点坐标、第一重锤与第二重锤之间的水平距离以及第一重锤与第二重锤之间的垂直距离；

分别获得第一浮心测试姿态时的力矩平衡方程以及第二浮心测试姿态时的力矩平衡方程；

将所述的两个力矩平衡方程联立，获得浮空器囊体的浮心位置。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的浮空器质量特性参数测量方法，通过两点称重法对充气后的浮空器质量特性参数进行测量，利用拉力传感器、重锤来测量浮空器结构的质量、质心、浮力以及浮心，该方法解决了测量过程中对于浮空器的测试条件和测试姿态要求较高，不易操作的难题。本发明能够对浮空器及其他大型结构的质量特性参数提供参考依据。

附图说明

图1是本发明实施例第一质心测试姿态时的浮空器结构示意图；

图2是本发明实施例第一质心测试姿态时的浮空器结构图1的剖视图；

图3是本发明实施例第二质心测试姿态时的浮空器结构示意图；

图4是本发明实施例第二质心测试姿态时的浮空器结构图3的剖视图；

图5是本发明实施例第一浮心测试姿态时的浮空器结构示意图；

图6是本发明实施例第一浮心测试姿态时的浮空器结构图5的剖视图；

图7是本发明实施例第二浮心测试姿态时的浮空器结构示意图。

图8是本发明实施例第二浮心测试姿态时的浮空器结构图7的剖视图。

具体实施方式