一种三自由度虚拟飞行风洞测试系统技术方案

本发明专利技术公开一种三自由度虚拟飞行风洞测试系统，涉及风洞测试技术领域，利用微小型飞行控制模块控制缩比飞机模型偏转，实现三个转动自由度运动，将支撑机构模块固定于低速闭口直流式风洞模块中，利用支撑机构模块支撑缩比飞机模型在低速闭口直流式风洞模块中进行三个转动自由度运动，通过低速闭口直流式风洞模块提供风洞虚拟飞的环境，使缩比飞机模型在低速闭口直流式风洞模块中实现风洞虚拟飞，模拟真实飞机在边界状态上的转动运动，实现在无控制律下研究气动以及在有控制律下研究控制。本发明专利技术公开的三自由度虚拟飞行风洞测试系统成本低、流程简单、风险较低，既可以在无控制律下研究气动，又可以在有控制律下研究控制。又可以在有控制律下研究控制。又可以在有控制律下研究控制。

【技术实现步骤摘要】
一种三自由度虚拟飞行风洞测试系统


[0001]本专利技术涉及风洞测试
，特别是涉及一种三自由度虚拟飞行风洞测试系统。

技术介绍

[0002]在飞机设计中，风洞(风洞实验室)常用于进行吹风测试以获取飞机的气动特性，如各气动导数。然后使用气动导数和其他数据进行动力学建模，再进行控制器的设计。而在无人机行业，常常省略风洞测试，直接使用估算数据或者CFD(计算流体力学)计算数据，而控制器的设计验证则通常使用缩比飞机进行自由飞测试，该测试流程较为复杂，飞机定制费用也较高，试验风险很高。基于自由飞测试的试验难点，若能将相对低成本的风洞试验(风洞测试)用于进行无人机控制器的设计验证，不仅简化试验流程还能降低试验风险。
[0003]在无人机行业之所以省略风洞测试是因为：目前无人机行业集中于小型无人机，如大疆等，此类无人机的要求并不高，小迎角下的气动数据通过估算可以得到较为精确的结果，气动估算数据有各种方法，CFD(计算流体力学)是得到较为精确的气动数域的一种方法，在小迎角状态这些数据较为精确，而估算结果在迎角较大时不准确，到迎角较大时，本身气动数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三自由度虚拟飞行风洞测试系统，其特征在于，所述系统包括低速闭口直流式风洞模块、支撑机构模块、缩比飞机模型和微小型飞行控制模块；所述缩比飞机模型是真实飞机外型的等比模型；所述微小型飞行控制模块设置于所述缩比飞机模型内部；所述缩比飞机模型与所述微小型飞行控制模块连接；所述微小型飞行控制模块用于控制所述缩比飞机模型偏转，实现三个转动自由度运动；所述支撑机构模块固定于所述低速闭口直流式风洞模块中；所述支撑机构模块用于支撑所述缩比飞机模型在所述低速闭口直流式风洞模块中进行三个转动自由度运动；所述低速闭口直流式风洞模块用于提供风洞虚拟飞的环境，使所述缩比飞机模型在所述低速闭口直流式风洞模块中实现风洞虚拟飞；所述风洞虚拟飞用于在转动三自由度上模拟飞行边界；所述低速闭口直流式风洞模块通过产生和控制气流，在所述缩比飞机模型周围模拟气流流场，使所述缩比飞机模型受到气动力矩，产生对应的角速度，模拟真实飞机在边界状态上的转动运动，实现在无控制律下研究气动以及在有控制律下研究控制。2.根据权利要求1所述的三自由度虚拟飞行风洞测试系统，其特征在于，所述低速闭口直流式风洞模块包括依次连接的进口稳定段、收缩段、实验段和风扇段；所述进口稳定段为风洞的气流进口；所述进口稳定段包括一段装有整流设施的等截面的管道；所述整流设施包括蜂窝器和阻尼网；所述收缩段为一段等比收缩的管道；所述收缩段的最大截面与装有整流设施的管道的截面等大；所述收缩段用于均匀加速气流；所述实验段为一段固定有所述支撑机构模块的等截面的管道；所述支撑机构模块用于支撑所述缩比飞机模型在所述实验段中进行三个转动自由度运动；所述实验段的截面与所述收缩段的最小截面等大；所述实验段用于模拟所述缩比飞机模型周围气流流场；所述风扇段为风洞的气流出口；所述风扇段包括一段装有风扇的等截面的管道；所述风扇段用于为气流的流动提供动力。3.根据权利要求2所述的三自由度虚拟飞行风洞测试系统，其特征在于，所述支撑机构模块包括连接件、上支架、下支架和底座；所述底座固定于所述实验段中；所述下支架固定于所述底座上；所述下支架采取流线型界面；所述下支架用于支撑所述上支架；所述上支架采取圆柱型设计；所述上支架用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鹏，张艳来，冯杨，郭介东，张正，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：