[发明专利]一种低速飞行器气动参数车载测试方法及系统

权利要求书

1.一种低速飞行器气动参数车载测试系统，其特征在于：所述的低速飞行器为100m/s以下飞行速度的飞行器；所述的气动参数车载测试系统包括一个载具(1)、以及安装在载具(1)上的测力台架单元(2)、数据采集单元(3)、控制单元(4)、测控单元(5)；

测控单元(5)将当前试验飞行参数发送至控制单元(4)，由控制单元(4)根据接收的飞行参数向测力台架单元(2)发送对应的控制指令；

测力台架单元(2)上安装飞行器或者飞行模型，在控制单元(4)的控制下，测力台架单元(2)调节飞行器或者飞行模型的飞行姿态；

数据采集单元(3)采集飞行器或者飞行模型头部风压，将风压发送至测控单元(5)，测控单元根据风压发送指令控制载具调整行驶速度，使头部风速达到预设的风速；并通知数据采集单元(3)采集飞行器或者飞行模型的气动参数并发送至测控单元(5)进行存储；

所述的测力台架单元(2)包括模型架(21)、传感器(22)、减震支撑机构(23)、俯仰运动机构(24)、偏航运动机构(25)、盒式天平(26)、测力台架(27)；所述的传感器(22)包括加速度传感器和用于测量风压的传感器；

模型架(21)的上端固装飞行器或者飞行模型，模型架(21)上通过支架将用于测量风压的传感器放置在飞行器或者飞行模型的头部前端；模型架(21)与俯仰运动机构(24)、偏航运动机构(25)连接，通过俯仰运动机构(24)、偏航运动机构(25)实现模型架俯仰、偏航方向姿态的改变；减震支撑机构(23)安装在测力台架(27)与载具(1)之间，用于行驶过程中减震；盒式天平(26)用于测量飞行器或者飞行模型的气动参数；

所述的测力台架(27)由上下板及四根支撑柱组成，每个支撑柱下方各设置一个弹簧减震器，上板的前缘高于载具(1)车箱顶布置，下板固定在载具(1)车斗内部；

所述的测力台架单元关键尺寸通过下述方式进行确定：所述的关键尺寸包括上板距离车厢顶部距离h、模型架(21)顶端放置飞行器或者飞行模型处与测力台架(27)上板之间的垂直距离H；

针对待试验飞行器或者飞行模型进行CFD仿真，获取待试验飞行器或者飞行模型飞行速度范围内的气动参数；

将上述待试验飞行器或者飞行模型连同测力台架单元一起进行CFD仿真，获取待试验飞行器或者飞行模型飞行速度范围内的气动参数；

将获取的两次气动参数进行比较，调整上述关键尺寸使得两次气动参数的差值在预设的误差范围内；

所述的上板距离车厢顶部距离为200～400mm；在飞行速度30m/s～100m/s时，H取值范围为0.8m～2m，在飞行速度低于30m/s时，H取值0.5m～1m；

所述的用于测量风压的传感器采用七孔探针，七孔探针安装于探针支架上，探针支架固定于模型架(21)上，保证七孔探针平行于飞行器或者飞行模型布置，七孔探针与飞行器或者飞行模型的头部前端的水平距离至少300mm。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的俯仰运动机构吊挂于偏航运动机构下方，可与偏航运动机构一同偏转。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的测控单元(5)包括控制模块、测控界面；

控制模块接收数据采集单元发送的飞行器或者飞行模型头部风压，将风压处理成风速，将风速与预设的风速进行比较，将二者的偏差转换成载具的调整车速，将所述的调整车速发送至载具，进行闭环控制，直至当前头部风速达到预设的风速，并将当前风速参数发送至测控界面进行显示；并通知数据采集单元进行气动参数采集，测控界面将数据采集单元采集的气动参数进行显示并存储。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的测控界面包括项目管理区(51)、实验操作区(52)、数据曲线区(53)、K系数区(54)

所述的K系数区(54)用于设置风压、风速转换的K系数，设置完成后，K系数发送至控制器；

实验操作区(52)用于设置当前试验飞行参数，设置完成后直接发送至控制单元(4)；

数据曲线区(53)将接收的气动参数进行曲线显示；

项目管理区(51)用于存储每次试验过程中的气动参数、飞行参数、试验车次。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：控制单元(4)包括俯仰电机(41)、偏航电机(42)、控制器(43)；俯仰电机(41)、偏航电机(42)分别作为俯仰运动机构(24)、偏航运动机构(25)的驱动器；

控制器(43)接收当前试验飞行参数，根据当前试验飞行参数结合飞行器或者飞行模型的初始姿态，按照PLD控制方式对俯仰电机(41)或者偏航电机(42)进行闭环控制。