一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置及方法制造方法及图纸
A hovering characteristic test simulation device and method for lever type Mars UAV rotor system
A hovering characteristic test simulation device and method for a leveraged Mars rotorcraft system relates to the testing field of UAV rotor system hovering characteristics. The present invention is to solve the problem that the existing suspension characteristic test device can only be used for the assessment of the hovering performance of the earth UAV rotor system, and can not realize the simulation of the Mars environment, and the problem of poor applicability and large measurement error. The suspension experiment device is located on the inner surface of the Mars atmospheric environment simulation device. The Martian atmospheric environment simulation device is used to simulate the low vacuum carbon dioxide gas environment; the base is the pivot of the balance plate, the rotor of the rotor system is installed in reverse direction, the lift direction is vertical downward, and the torque sensor is used to measure the rotor of the rotor system. The torque produced in the rotation process is placed in the counterpoise plate to balance the weight of the balance plate and balance the balance plate. The force sensor is used to measure the lift generated by the rotor rotation of the rotor system. It is used to test the hovering characteristics of the rotorcraft of Mars UAV.
【技术实现步骤摘要】
一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置及方法
本专利技术涉及一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置及方法。属于无人机旋翼系统悬停特性测试领域。
技术介绍
火星在太阳系中与地球相邻并具有与地球相似的物理体积及地形地貌，完整地记录了太阳系50亿年中行星的诞生与演变历程，因此火星探测对拓展人类的生存空间、探索生命的起源具有重要意义。探索和开发高可靠性、高效率、低风险的新型地外星球深空探测器成为一个重要课题。火星存在稀薄的大气，这使研制用于协助火星车在火星大气环境工作的旋翼式火星无人机成为可能。相比传统的火星漫游车探测，旋翼式火星无人机探测的意义在于高飞行速率能够极大地提升火星探测的速度与效率，广度探测能够扩展火星漫游车的探测范围，避免火星车进入沙坑等危险区域，局部探测能够实现对火星漫游车难以到达区域的深度研究，定点着陆性能能够辅助火星车完成火星多点采样任务。与地球无人机旋翼系统不同，火星无人机的旋翼系统在低雷诺数环境的悬停特性研究尚存在大量空白，研制一种火星无人机旋翼系统的悬停特性测试装置对我国未来深空探测意义重大。现有悬停特性测试装置只能用于地...
【技术保护点】
一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置，其特征在于，它包括火星大气环境模拟装置(1)和悬停实验装置(2)，火星大气环境模拟装置(1)为密闭装置，悬停实验装置(2)位于火星大气环境模拟装置(1)内底面上，火星大气环境模拟装置(1)，用于模拟低真空的二氧化碳气体环境并对该环境进行保压；悬停实验装置(2)包括电磁力百分表座(2‑1)、测力传感器(2‑2)、砝码盘(2‑3)、底座(2‑4)、平衡板(2‑5)、扭矩传感器(2‑6)、旋翼系统(2‑7)和砝码(2‑8)，平衡板(2‑5)底面的中心位置设置底座(2‑4)，作为平衡板(2‑5)的支点，在平衡板(2‑5)的一个平衡...
【技术特征摘要】
1.一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置，其特征在于，它包括火星大气环境模拟装置(1)和悬停实验装置(2)，火星大气环境模拟装置(1)为密闭装置，悬停实验装置(2)位于火星大气环境模拟装置(1)内底面上，火星大气环境模拟装置(1)，用于模拟低真空的二氧化碳气体环境并对该环境进行保压；悬停实验装置(2)包括电磁力百分表座(2-1)、测力传感器(2-2)、砝码盘(2-3)、底座(2-4)、平衡板(2-5)、扭矩传感器(2-6)、旋翼系统(2-7)和砝码(2-8)，平衡板(2-5)底面的中心位置设置底座(2-4)，作为平衡板(2-5)的支点，在平衡板(2-5)的一个平衡端设置扭矩传感器(2-6)和旋翼系统(2-7)，其中，旋翼系统(2-7)的旋翼反向安装，使升力方向竖直向下，扭矩传感器(2-6)用于测量旋翼系统(2-7)的旋翼旋转过程中产生的扭矩，在平衡板(2-5)的另一个平衡端设置测力传感器(2-2)、电磁力百分表座(2-1)、砝码(2-8)和砝码盘(2-3)，电磁力百分表座(2-1)用于固定测力传感器(2-2)并限制测力传感器(2-2)的上升高度，在砝码盘(2-3)中放置砝码(2-8)，来配平平衡板(2-5)两端重量，使平衡板(2-5)处于平衡状态，测力传感器(2-2)用于测量旋翼系统(2-7)的旋翼旋转过程中产生的升力。2.根据权利要求1所述的一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置，其特征在于，火星大气环境模拟装置(1)包括真空室(1-1)、第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)、第四组真空规(1-6)、第三组真空规(1-8)、泄气阀(1-10)、比例阀(1-14)、管道(1-15)、二氧化碳瓶(1-16)、罗茨泵(1-17)、叶片泵(1-18)、波纹管(1-19)和蝶阀(1-20)，叶片泵(1-18)用于对真空室(1-1)进行初步抽真空，罗茨泵(1-17)用于对真空室(1-1)进一步抽真空，制造低真空环境，当真空室(1-1)内达到低真空环境时，关闭罗茨泵(1-17)，开启比例阀(1-14)，将二氧化碳瓶(1-16)内的二氧化碳气体通入真空室(1-1)，按下泄气阀(1-10)，使真空室(1-1)内气压迅速升高恢复至标准大气压力，第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)和第三组真空规(1-8)分别布置在真空室(1-1)内壁的不同高度，第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)和第三组真空规(1-8)用于对不同高度位置的气压值进行实时检测，确保真空室(1-1)内为低真空环境，第四组真空规(1-6)用于对第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)和第三组真空规(1-8)的测量值进行校验，比例阀(1-14)一端与真空室(1-1)法兰连接，比例阀(1-14)另一端通过管道(1-15)与二氧化碳瓶(1-16)连接，叶片泵(1-18)与罗茨泵(1-17)均通过蝶阀(1-20)连接波纹管(1-19)一端，波纹管(1-19)另一端连接真空室(1-1)。3.根据权利要求2所述的一种杠杆式火星无人机旋翼系统的悬停特性测试模拟装置，其特征在于，火星大气环境模拟装置(1)还包括真空规壳(1-2)、监视窗(1-7)、卡箍(1-4)、舱门(1-11)、第一组航插法兰(1-9)、第二组航插法兰(1-12)和温控法兰(1-13)，关闭舱门(1-11)，使火星大气环境模拟装置(1)内形成密闭空间，第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)、第三组真空规(1-8)和第四组真空规(1-6)的外部均套有真空规壳(1-2)，用于密封第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)、第三组真空规(1-8)和第四组真空规(1-6)，第一组真空规(1-3)、第二组真空规(1-5)、第三组真空规(1-8)和第四组真空规(1-6)分别通过卡箍(1-4)连接真空室(1-1)法兰的一端，真空室(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：全齐全，赵鹏越，邓宗全，陈水添，柏德恩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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