[发明专利]一种低速飞行器气动参数车载测试方法及系统

说明书

一种低速飞行器气动参数车载测试方法及系统，所述的系统包括一个载具(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。

技术领域

本发明适用于低速飞行器研制阶段的气动载荷测试从而实现对飞行器进行气动选型、尺寸参数优化、气动特性评估等功能，尤其适用于100m/s以下的飞行速度的飞行器。

背景技术

对于小尺寸低速飞行器而言，其飞行的低雷诺数效应较为显著，并且在外形尺寸大小和动力装置性能的严格限制下，要求尽量较长的航时和航程，对相关气动设计问题构成了一定挑战。

针对研制初期低速飞行器飞行的气动载荷测量问题，目前常用的主要手段有三类：1、将全尺寸模型或是缩比模型放入风洞、试验台等试验系统中进行飞行环境模拟，利用载荷测试设备对模型气动载荷进行测量；2、利用数值模拟方法，通过建立三维CAD数模，运用三维流动控制方程求解模型空间流场，从而得到模型气动载荷参数；3、利用验证机进行真实飞行，在各种飞行条件和各种运动工况条件下进行气动载荷参数辨识的飞行试验。风洞试验多适用于低速飞行器早期研制，可以进行飞行流场模拟，但是受限于风洞试验段尺寸，往往只能进行缩比模型试验，而且试验机构复杂、流场环境单一、流场干扰较大，增加了系统误差；数值模拟技术通过计算程序模拟飞行流场，计算网格分布、计算格式精度等因素会对模拟结果的精准性带来影响；真实飞行试验得到的试验数据可靠性好，但是成本极高，而且试验周期相对较长，与其配套的测试方法机构复杂。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供低速飞行器气动参数车载测试方法及系统，对飞行器模型进行飞行姿态和空间流场模拟，用于获得模型各种运动状态下的气动载荷特性数据。

本发明的技术解决方案是：一种低速飞行器气动参数车载测试方法，通过车载飞行器或者飞行模型，模拟飞行器的真实飞行环境，实测飞行器或者飞行模型在上述真实飞行环境下的气动参数。

一种低速飞行器气动参数车载测试系统，包括一个载具、以及安装在载具上的测力台架单元、数据采集单元、控制单元、测控单元；

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

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

数据采集单元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，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采集飞行器或者飞行模型的气动参数并发送至测控单元进行存储。

优选的，所述的测力台架单元包括模型架、传感器、减震支撑机构、俯仰运动机构、偏航运动机构、盒式天平、测力台架；所述的传感器包括加速度传感器和用于测量风压的传感器；

模型架的上端固装飞行器或者飞行模型，模型架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；模型架与俯仰运动机构、偏航运动机构连接，通过俯仰运动机构、偏航运动机构实现模型架俯仰、偏航方向姿态的改变；减震支撑机构安装在测力台架与载具之间，用于行驶过程中减震；盒式天平用于测量飞行器或者飞行模型的气动参数。