多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构及试验方法技术

本发明专利技术属于飞行器领域，具体涉及一种多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构及试验方法；所提出的试验平台扩展了现有飞行器地面试验方法，能够更加真实地模拟飞行器在空中飞行的各种状态，各响应状态更加接近飞行器在空中飞行情况；同时，与风洞试验相比，飞行器处于运动状态，而空气处于自然状态，与飞行器真实的飞行环境更加相近，为飞行器地面试验阶段提供了一种更加可靠的试验方案。供了一种更加可靠的试验方案。供了一种更加可靠的试验方案。

【技术实现步骤摘要】
多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构及试验方法


[0001]本专利技术属于飞行器领域，具体涉及一种多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构及试验方法。

技术介绍

[0002]当前，无人飞行器以其在军事领域、民用领域的巨大潜在应用价值，受到各行各业的重视。而无人飞行器的地面试飞试验是无人机设计过程中的必要阶段，目前较为常见的地面试验方法为风洞试验。风洞试验是在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力学实验方法。风洞试验中的试验模型是静止不动的，利用风动产生的相对速度来进行飞行器各个状态的模拟，其真实的飞行状态与实际的飞行过程还有一定差异。为了更加真实的模拟飞行器在空中的飞行状态，模拟飞行器在飞行过程中与空气相互作用的状态；同时，为了扩展飞行器地面试飞试验，如何真实地模拟飞行器的飞行过程，从而获得更加真实可靠的观察结果；为研发高可靠性、高性能的飞行器提供一种新的试验方法是本领域迫切的需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构。
[0004]技术方案：本专利技术一方面提出了一种多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构，该试验机构包括：第一升降管、偏航锁定件、第二升降管、固定法兰、固定U型件、俯仰轴承座、俯仰轴、横滚轴、横滚轴承座、轴承座底板、机身甲板固定板、叉形件、偏航限位件；
[0005]其中，所述第二升降管置于第一升降管内，所述第二升降管可在第一升降管中上下滑动，从而带动整个试验平台实现升降运动；
[0006]所述固定U型件与机身甲板固定板相连接，用于将飞行器机身固定锁紧；轴承座底板连接于机身甲板固定板上；所述横滚轴承座连接于机身甲板固定板上，横滚轴承座可在机身甲板固定板上前后移动；横滚轴通过轴承连接于横滚轴承座上，提供平台横滚运动自由度；
[0007]所述俯仰轴穿过横滚轴的过孔，与横滚轴固连在一起，所述俯仰轴通过轴承连接于俯仰轴承座上，俯仰轴承座与叉形件相连接；
[0008]所述固定法兰连接于叉形件上，第二升降管通过过盈配合与固定法兰相连接；
[0009]所述偏航锁定件与设置于第一升降管上的偏航限位件配合，用于锁定或解锁偏航自由度。
[0010]优选地，所述第一升降管采用升降外碳管，所述的第二升降管采用升降外碳管；所述升降外碳管与升降内碳管相嵌套，升降内碳管可在升降外碳管中上下滑动，从而带动整个试验平台实现升降运动；采用碳管的设计形式，更有利于滑动、转动配合。
[0011]优选的，为了达到重心靠近旋转中心的效果，所述叉形件设置于机身外部，采用环抱机身式设计。
[0012]优选的，所述固定U型件内还设置有机身外廓支撑块，以保证试验过程中固定U型件与机身能够紧固为一体。
[0013]优选的，所述叉形件下端设置有竖直布置的长耳片作为偏航锁定件，长耳片与偏航限位件上通孔配合。
[0014]优选的，所述试验机构还包括俯仰上限位板、俯仰下限位板，所述俯仰上限位板固定于机身固定U型件下端面；所述俯仰下限位板固定于固定法兰上。
[0015]本专利技术还提出了多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验方法，所述试验方法包括以下步骤：
[0016]步骤S1、将飞行器安装于地面车载吹风试验机构上，同时将试验机构至于可运动平台上；
[0017]步骤S2、根据试验需求，调节试验机构自由度组合形式；
[0018]步骤S3、实施吹风试验，观察飞行器在试验机构上的运动状态，获得相应运动性能。
[0019]优选地，步骤S2中，自由度组合形式至少包括单独释放俯仰姿态、单独横滚姿态、升降俯仰组合姿态、单独锁定偏航姿态、全部释放状态所对应的自由度形式；
[0020]其中，单独释放俯仰姿态用于观察飞行器在空气中俯仰运动状态，获得飞行器俯仰运动快慢性能，用于指导飞行器控制系统参数调节；单独横滚姿态用于观察飞行器在空中横滚运动状态，获得飞行器横滚运动量大小，用于指导飞行器横滚操纵控制；升降俯仰组合姿态用于观察飞行器在空中进行倾转过渡状态时，升降与俯仰组合运动形式，获得飞行器俯仰运动快慢性能，用于指导飞行器过渡状态控制参数调节；单独锁定偏航姿态用于观察飞行器在空中升降、俯仰、横滚运动状态，获得飞行器升降、俯仰、横滚组合运动协调性能，用于指导飞行器俯仰安装角度、初始迎角等参数调节；全部释放状态用于验证飞行器在空中自由飞行状态下各姿态运动协调性。
[0021]优选的，步骤S3中，实施吹风试验时，运动平台可至少包括：顺风运动、逆风运动、侧风运动等运动形式。
[0022]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术所涉及的一种多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构主要有以下优点：
[0023](1)该试验平台扩展了现有飞行器地面试验方法，能够更加真实地模拟飞行器在空中飞行的各种状态，各响应状态更加接近飞行器在空中飞行情况；同时，与风洞试验相比，飞行器处于运动状态，而空气处于自然状态，与飞行器真实的飞行环境更加相近，为飞行器地面试验阶段提供了一种更加可靠的试验方案。
[0024](2)常规的试验平台基本按照球副组合升降运动的方案设计，其球副包含的三个转动自由度必须为全部释放或全部锁定两种状态，升降自由度也只有锁定及释放两种状态，总计可以组合出4中状态，本专利技术所涉及的多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构具备四个可控自由度，分别为偏航、俯仰、横滚及升降自由度，四个自由度都可单独释放或锁定，可以总计组合出16种状态，在试验过程中既可以观察全部自由度释放状态下飞行器的飞行效果，也可以只释放一个或多个自由度，只观察释放自由度方向上的运动状态，可满
足多种状态下的地面试验测试需求，大大扩展了试验平台功能。
[0025](3)由于飞行器在运动过程中偏航轴与升降轴重合，常规的试验平台基本按照球副组合升降运动的方案设计，其偏航运动和升降运动存在同轴运动难于解耦问题，本专利技术提出了一种机构设计方案，在偏航及升降使用同一运动轴的情况下，实现了两个运动的解耦，偏航及升降运动可以分别实现单独运动。
[0026](4)相比于常规试验平台各个运动轴线与飞行器重心不能完全重合问题，本方案采用了飞行器内挂式结构，使得偏航、俯仰、横滚、升降运动的轴线均通过飞行器重心，这种设计能够更加真实的反映飞行器的各种运动状态，进一步提高了试验测试的可靠性、真实性。
附图说明
[0027]参照附图，本专利技术的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅是示意性的，未按比例绘制也并非意在限制本专利技术的范围。图中：
[0028]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术功能示意图；
[0030]图3为本专利技术机身固定结构示意图；
[0031]图4、图5为本专利技术偏航、俯仰、横滚、升降结构示意图；
[0032]附图标记说明：
[0033]图1中标号表示内容如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构，其特征在于，所述试验机构包括：第一升降管、偏航锁定件、第二升降管、固定法兰、固定U型件、俯仰轴承座、俯仰轴、横滚轴、横滚轴承座、轴承座底板、机身甲板固定板、叉形件、偏航限位件；其中，所述第二升降管置于第一升降管内，所述第二升降管可在第一升降管中上下滑动，从而带动整个试验平台实现升降运动；所述固定U型件与机身甲板固定板相连接，用于将飞行器机身固定锁紧；轴承座底板连接于机身甲板固定板上；所述横滚轴承座连接于机身甲板固定板上，横滚轴承座可在机身甲板固定板上前后移动；横滚轴通过轴承连接于横滚轴承座上，提供平台横滚运动自由度；所述俯仰轴穿过横滚轴的过孔，与横滚轴固连在一起，所述俯仰轴通过轴承连接于俯仰轴承座上，俯仰轴承座与叉形件相连接；所述固定法兰连接于叉形件上，第二升降管通过过盈配合与固定法兰相连接；所述偏航锁定件与设置于第一升降管上的偏航限位件配合，用于锁定或解锁偏航自由度。2.如权利要求1所述的多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构，其特征在于，所述第一升降管采用升降外碳管，所述的第二升降管采用升降外碳管；所述升降外碳管与升降内碳管相嵌套，升降内碳管可在升降外碳管中上下滑动，从而带动整个试验平台实现升降运动。3.如权利要求1所述的多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构，其特征在于，所述叉形件设置于机身外部，采用环抱机身式设计。4.如权利要求3所述的多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构，其特征在于，所述叉形件下端设置有竖直布置的长耳片作为偏航锁定件，长耳片与偏航限位件上通孔配合。5.如权利要求1所述的多桨倾转旋翼飞行器地面车载吹风试验机构，其特征在于，固定U型件内还设置有机身外廓支撑块。6.如权利要求1所述的多桨倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学东，冯维超，苏兵兵，侯祥民，罗骏，刘纪福，曾伟，王磊，鲁可，周亨，王兆山，付立春，郭佼，吴令华，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：