[发明专利]一种车载可变入射角飞行器桨翼气动耦合测试系统

说明书

本发明公开了一种车载可变入射角飞行器桨翼气动耦合测试系统，包括车载平台，高架台固定安装在所述车载平台上，风速风压仪、湿温度传感器连接于所述高架台侧边；旋转平台安装在所述高架台上且具有旋转自由度，横向移动机构和纵向移动机构设置于所述旋转平台上；机翼支撑杆一端与所述纵向移动机构连接，另一端与六分量杆式应变天平连接；螺旋桨可伸缩支撑杆一端通过S型拉压力传感器与所述横向移动机构连接，另一端与螺旋桨驱动电机连接。该测试系统放置于车载移动平台上，并配有风速风向仪和湿温压传感器，可在测试中改变桨翼三维度相对位置以及来流入射角大小，从而测量不同来流速度和入射角下考虑飞行器桨翼气动耦合影响的螺旋桨性能参数和机翼气动参数。

技术领域

本发明涉及飞行器桨翼气动耦合测试领域，尤其涉及一种车载可变入射角飞行器桨翼耦合测试系统，具体讲，可对不同气流入射角、不同桨翼相对位置下的的螺旋桨性能参数以及机翼气动参数进行测量，所得到数据考虑了桨翼气动耦合的影响。

背景技术

近年来，随着城市交通工具的需求不断增加，倾转翼飞行器等适用于城市交通运输的新型飞行器不断发展。当前在研的各种倾转翼飞行器大多采用螺旋桨作为推力单元，在飞行时，机翼和旋翼之间的气动耦合将直接影响飞行器的飞行性能，这种影响会在飞行器倾转阶段，即来流入射角不断改变的情况下尤为强烈。因此能够通过相关试验系统准确获取不同来流入射角下考虑桨翼气动耦合影响的螺旋桨性能参数（拉力、扭矩）和机翼气动参数（升力、阻力、侧力、俯仰力矩、偏航力矩、滚转力矩）显得极其重要，这些参数是设计倾转翼飞行器的重要依据。

目前，针对桨叶气动耦合下的性能参数测量和气动参数测量主要通过两种方式进行。一种是利用风洞试验系统进行测量，在风洞中改变来流入射角从而对螺旋桨性能参数和机翼气动参数进行测量；另一种是使用螺旋桨地面试验系统对螺旋桨性能参数进行测量，利用风洞对机翼气动参数进行测量，将所得结果进行相应修正代表不同入射角下考虑桨翼气动耦合影响的桨翼参数。专利CN107618675A公开了一种用于倾转旋翼机全状态吹风实验的测试系统与控制方法，地面测试系统通过无线数据链将指令与机载控制系统交互通信，完成不同吹风速度与短舱倾角匹配关系下的全状态吹风实验；专利CN108275287A公开了一种多旋翼飞行器气动干扰及地面效应综合试验装置及方法，适用于不同尺寸的多旋翼倾转飞行器的气动干扰和地面效应试验研究。

然而，以上试验系统还存在着一些不足，具体表现在：（1）使用风洞试验系统成本过高，进行一次风洞试验需耗费大量人力、财力，直接增加了飞行器设计成本。（2）来流入射角和桨翼气动耦合对螺旋桨性能参数、机翼气动参数的影响是复杂的，无法在较短的时间内使用简单的修正方法对相关参数进行修正。（3）现有的螺旋桨性能测试装置大多采用扭矩传感器直接与电机共轴连接的方式，扭矩传感器还需承担轴向螺旋桨的拉力，对扭矩传感器的轴向结构和疲劳程度都提出了很高的要求。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种车载可变入射角桨翼气动耦合测试系统，整套系统放置于车载移动平台上，并配有风速风向仪和湿温压传感器，可在测试中改变桨翼三维度相对位置以及来流入射角大小，从而测量不同来流速度和入射角下考虑桨翼气动耦合影响的螺旋桨性能参数和机翼气动参数。本发明采用的技术方案具体为：

一种车载可变入射角飞行器桨翼气动耦合测试系统，包括车载平台，高架台固定安装在所述车载平台上，风速风压仪、湿温度传感器连接于所述高架台侧边；旋转平台安装在所述高架台上且具有旋转自由度，横向移动机构和纵向移动机构设置于所述旋转平台上，调整机翼和螺旋桨的相对位置；机翼支撑杆一端与所述纵向移动机构连接，另一端与六分量杆式应变天平连接，测量机翼气动参数；螺旋桨可伸缩支撑杆一端通过四个S型拉压力传感器与所述横向移动机构连接，另一端与螺旋桨驱动电机连接；所述四个S型拉压力传感器均匀分布，通过组合方式测量螺旋桨拉力和扭矩。

进一步的，还包括至少一组紧固螺柱支架和带有吸盘的紧固螺柱，所述紧固螺柱支架焊接于所述旋转平台，所述紧固螺柱支架与所述紧固螺柱螺纹连接，旋转所述紧固螺柱可沿轴向上下移动，实现所述吸盘与高架台的吸附或脱离。