【技术实现步骤摘要】
一种编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统及实验方法
本专利技术涉及风洞试验技术，具体涉及一种基于风洞自由飞的编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统及实验方法。
技术介绍
编队飞行是自然界中大型鸟类在长途迁徙中常用的方式，人类注意到这一现象后便指出编队飞行具有空气动力学上的优势，将其应用于飞机飞行中，可有效减小油耗，增加航程。目前针对编队飞行的相关研究主要集中在数值计算和飞行动力学仿真。而在风洞实验这一方面，由于实验系统集成度不够，一般只进行“长机+单僚机”或“长机+双僚机”的研究，实验支撑装置对流场干扰较大，且实验装置只能单独进行气动干扰研究或单独进行姿态控制律研究，实验装置集成化、系统化不足，使得编队飞行风洞实验面临着成本高、实验周期长、精度低、对实际编队情况的模拟度不高、难以实现多机密集编队实验等缺陷。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决上述问题，本专利技术提出一种基于风洞自由飞的编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统及实验方法。该实验系统能在风洞中尽可能地模拟各种实际编队飞行情况，仅依靠本系统就可完...
【技术保护点】
1.一种编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统，其特征在于，包括：自由度释放机构(1)、盒式天平(2)、飞行控制模块(3)、飞机模型(4)、地面站(6)，其中飞机模型(4)安装于自由度释放机构(1)上，自由度释放机构(1)可实现多个自由度的锁定和释放；盒式天平(2)与自由度释放机构(1)固定连接，用于采集飞机模型(4)所受的气动力，并通过串口数据线将数据传入地面站(6)；飞行控制模块(3)与地面站(6)之间以及不同飞机模型的飞行控制模块之间通过wifi模块进行数据传输，地面站(6)向飞行控制模块(3)发送控制指令，飞行控制模块(3)将采集到的飞机姿态数据传回地面站(6)，用于飞...
【技术特征摘要】
1.一种编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统，其特征在于，包括：自由度释放机构(1)、盒式天平(2)、飞行控制模块(3)、飞机模型(4)、地面站(6)，其中飞机模型(4)安装于自由度释放机构(1)上，自由度释放机构(1)可实现多个自由度的锁定和释放；盒式天平(2)与自由度释放机构(1)固定连接，用于采集飞机模型(4)所受的气动力，并通过串口数据线将数据传入地面站(6)；飞行控制模块(3)与地面站(6)之间以及不同飞机模型的飞行控制模块之间通过wifi模块进行数据传输，地面站(6)向飞行控制模块(3)发送控制指令，飞行控制模块(3)将采集到的飞机姿态数据传回地面站(6)，用于飞行控制律的修改和优化。
2.根据权利要求1所述的编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统，其特征在于，所述自由度释放机构(1)包括外支撑杆(7)、内支撑杆(8)、运动关节(9)、高度紧定螺钉(10)、滚转紧定螺钉(11)、偏航紧定螺钉(12)、俯仰紧定螺钉(13)，内支撑杆(8)一端插于中空的外支撑杆(7)内，通过高度紧定螺钉(10)加以固定；运动关节(9)设于内支撑杆(8)另一端，用于承载飞机模型(4)，滚转紧定螺钉(11)、偏航紧定螺钉(12)、俯仰紧定螺钉(13)设于运动关节(9)上，用于实现飞机实验模型(4)的滚转、偏航、俯仰三个姿态自由度。
3.根据权利要求2所述的编队飞行气动干扰和姿态控制实验系统，其特征在于，还包括整流板(5)，安装于内支撑杆(8)外侧，其剖面形状为NACA0008翼型。
4.利用权利要求2所述的实验系统进行编队飞行气动干扰和姿态控制实验的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照编队模式布置好自由度释放机构(1)，形成自由度释放机构阵列；
S2、将飞机模型(4)安装于自由度释放机构(1)的运动关节(9)上，保证运动关节(9)的转动中心与飞机模型(4)的重心基本重合；
S3、调节紧定螺钉的锁紧与松开，进行多项实验内容，包括：所有自由度锁定的静态气动干扰实验、部分自由度锁定的动态气动干扰实验以及姿态自由度释放的飞行控制律设计实验。
5.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，所述所有自由度锁定的静态气动干扰实验，用于测量多机编队间的静态气动干扰，其方法如下：锁紧高度紧定螺钉(10)、滚转紧定螺钉(11)、偏航紧定螺钉(12)、俯仰紧定螺钉(13)，利用盒式天平(2)采集飞机实验模型(4)所受的气动力，获得机翼涡流产生的气动干扰数值，结合PIV技术获得气动干扰下的流场结构，进行编队形式的优化。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿玺，童晟翔，史志伟，付军泉，陈杰，孙全兵，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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