[发明专利]一种旋转飞行器动态测力风洞试验数据的处理系统及方法

说明书

本发明提供了一种旋转飞行器动态测力风洞试验数据的处理方法及系统。包括：通过传感器组输出感应信号；通过数据采集器输出动态信号；计算模型攻角和滚转角并分割动态信号；通过频谱规律分析得到低通滤波截止频率，并设计低通滤波器；得到弹性变形量修正支杆弹性变形；计算空载状态和试验攻角的气动系数；得到各试验攻角对应各滚转角的动态气动系数；修正各试验攻角下的动态气动系数并获得可用动态气动系数；计算动态气动系数平均值作为飞行器的时均气动特性。该旋转飞行器动态测力风洞试验数据的处理方法改善了现有技术中无法对动态测力风洞试验原始信号到飞行器动态气动系数进行分析处理的问题。

技术领域

本发明涉及风洞试验数据处理技术领域，尤其是涉及一种旋转飞行器动态测力风洞试验数据的处理系统及方法。

背景技术

在风洞中开展旋转模型测力试验，通常是通过自由旋转、电机或涡轮强迫旋转等方式使模型在试验过程中旋转，天平按照常规测力试验的方法在每个攻角下采集多次数据，一般30～50次，由采集器做低通滤波处理后再进行代数平均处理，直接作为该攻角下的飞行器气动载荷，试验获得的是飞行器在旋转运动下的定常气动特性或者叫准定常气动特性。

这种试验方法一方面由于样本数据太少，不能保证试验中能够采集到足够多的不同滚转姿态角下的数据点，采集到的天平信号对飞行器旋转后的定常/准定常的气动特性描述不精准；另一方面，不能提供飞行器在旋转过程中一个完整旋转周期下随着滚转角变化的气动特性变化规律，不能描述在旋转运动下气动载荷随滚转角的分布规律，也不能提供动态气动特性的时域和频域特征规律。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转飞行器动态测力风洞试验数据的处理系统及方法，该方法能够解决现有技术中无法对动态测力风洞试验从原始信号到飞行器动态气动系数进行分析处理的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种旋转飞行器动态测力风洞试验数据的处理方法，所述方法具体包括：

S101，风洞未启动前驱动模型稳定旋转，通过传感器组获取所述模型的信息，并输出感应信号；

S102，所述模型转速稳定后，通过数据采集器采集风洞未开启到完成全部试验攻角时所述传感器组输出的感应信号，并输出动态信号，根据所述动态信号计算所述模型的攻角和滚转角；

S103，截取风洞未开启时空载状态和风洞开启后试验攻角的数据；

S104，根据所述空载状态和所述试验攻角的数据进行频谱分析得到低通滤波截止频率，并设计低通滤波器；

S105，通过所述低通滤波器对所述空载状态和各试验攻角感应信号中的天平信号滤波，；

S106，根据所述空载状态天平信号滤波后的平均值计算初零基准，根据滤波后的空载状态和各试验攻角的天平信号与所述初零基准的差值和天平校准公式得到模型载荷，根据所述模型载荷得到弹性变形量；

S107，根据所述弹性变形量修正支杆弹性变形；

S108，根据风洞气流参数和模型参数计算空载状态和试验攻角的气动系数；截取空载状态和各试验攻角整数个完整旋转周期的气动系数；将每个旋转周期下的气动系数根据相同的滚转角计算平均值，得到各试验攻角对应各滚转角的动态气动系数；

S109，以空载状态的动态气动系数为试验的系统误差，修正各试验攻角下的动态气动系数，将各试验攻角的动态气动系数减去空载状态时的气动系数获得修正后的动态气动系数；

S110，通过数据处理软件所述修正后的动态气动系数计算平均值，并插值到试验名义攻角，得到飞行器的时均气动系数。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：