本發(fā)明涉及無人機(jī)，具體涉及一種基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置及其研究方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前無人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域。螺旋槳推進(jìn)是無人機(jī)常見的動力方式。螺旋槳推進(jìn)具有效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，使無人機(jī)的應(yīng)用場景更為廣泛。高效率的螺旋槳可以為無人機(jī)的飛行減少燃油消耗，從而使得無人機(jī)減輕重量、增加航程，提高無人機(jī)的機(jī)動性能，達(dá)到長航時、長航程的戰(zhàn)略效果，即螺旋槳性能對于無人機(jī)的性能有至關(guān)重要的影響。此外，槳機(jī)氣動耦合對無人機(jī)性能有較大影響，螺旋槳與機(jī)體耦合流場的變化受彼此氣動力/力矩的影響，因此還需要進(jìn)行螺旋槳對機(jī)體氣動性能的影響進(jìn)行研究。

2、在風(fēng)洞試驗(yàn)中，傳統(tǒng)的測力方式是采用一個置于機(jī)體中部的天平監(jiān)測包含螺旋槳在內(nèi)的無人機(jī)整體的受力狀態(tài)，該方式不能準(zhǔn)確測量出機(jī)體與螺旋槳各自受力狀態(tài)及力學(xué)性能。新的測力方式需要能夠分別監(jiān)測機(jī)體與螺旋槳，方便對螺旋槳性能及其對機(jī)體性能的影響進(jìn)行更為細(xì)致的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置及其研究方法，該方法將機(jī)體氣動性能與螺旋槳推進(jìn)性能分開測量，測量結(jié)果互不干擾，能夠清晰直觀地獲得兩者的各自的氣動力，省去了僅用單個天平測量后還需劃分兩者氣動力的操作。

2、本發(fā)明第一個目的是提供一種基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，用于螺旋槳推進(jìn)無人機(jī)測力試驗(yàn)，該裝置包括兩個天平，其中，第一天平設(shè)置于無人機(jī)的機(jī)體上，第二天平設(shè)置于螺旋槳的支架上；

3、所述無人機(jī)的機(jī)體與螺旋槳獨(dú)立設(shè)置；

4、所述螺旋槳位于無人機(jī)的機(jī)體的正后方；

5、所述支架為滑軌支架，用于調(diào)整所述螺旋槳與機(jī)體后端面之間的距離。

6、優(yōu)選地，所述第一天平采用六分量桿式天平，設(shè)置于機(jī)體測梁上；所述第一天平用于測量機(jī)體升阻性能。

7、優(yōu)選地，所述滑軌支架包括滑軌支座，以及所述滑軌支座上設(shè)置的滑軌；

8、所述螺旋槳通過連接件設(shè)置于所述滑軌上，并將第二天平設(shè)置于連接件上；

9、所述第二天平用于測量螺旋槳推力及扭矩。

10、優(yōu)選地，所述機(jī)體采用支桿腹式支桿進(jìn)行支撐。

11、優(yōu)選地，所述機(jī)體上還設(shè)置有實(shí)時攻角傳感器，用于測定試驗(yàn)狀態(tài)下的實(shí)時迎角。

12、本發(fā)明第二個目的是提供一種基于雙天平測力方式的槳距影響研究方法，采用基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，包括：

13、獲取一系列螺旋槳轉(zhuǎn)速與對應(yīng)的螺旋槳推力，以及螺旋槳轉(zhuǎn)速對應(yīng)的機(jī)體升力系數(shù)和阻力系數(shù)；

14、根據(jù)選定的螺旋槳推力系數(shù)，獲取每個推力系數(shù)對應(yīng)的螺旋槳推力；

15、根據(jù)每個推力系數(shù)對應(yīng)的螺旋槳推力，從一系列螺旋槳轉(zhuǎn)速與對應(yīng)的螺旋槳推力關(guān)系中，獲取每個推力系數(shù)對應(yīng)的螺旋槳轉(zhuǎn)速；

16、根據(jù)每個推力系數(shù)對應(yīng)的螺旋槳轉(zhuǎn)速，從螺旋槳轉(zhuǎn)速對應(yīng)的機(jī)體升力系數(shù)和阻力系數(shù)的關(guān)系中，獲取每個推力系數(shù)對應(yīng)的機(jī)體升力系數(shù)和阻力系數(shù)；

17、根據(jù)滑軌支架調(diào)整螺旋槳與機(jī)體后端面之間的距離，分析螺旋槳與機(jī)體后端面距離對氣動性能的影響。

18、優(yōu)選地，試驗(yàn)時，機(jī)體固定不動，且始終保持零迎角姿態(tài)。

19、本發(fā)明至少具有如下有益效果：

20、本發(fā)明提供一種基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置及其研究方法，該方法的氣動力測量結(jié)果準(zhǔn)確：機(jī)體氣動性能與螺旋槳推進(jìn)性能分開測量，測量結(jié)果互不干擾，能夠清晰直觀地獲得兩者的各自的氣動力，省去了僅用單個天平測量后還需劃分兩者氣動力的操作。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)不同試驗(yàn)工況，減少隨機(jī)誤差干擾：采用精準(zhǔn)定位的滑軌支架固定螺旋槳于機(jī)體后方，提供了多種可調(diào)節(jié)工況選擇；精準(zhǔn)定位的滑軌使得支架移動操作方便、距離準(zhǔn)確，可避免調(diào)整螺旋槳距后體距離時多次測量帶來的隨機(jī)誤差。本發(fā)明提供的裝置試驗(yàn)時操作便捷，簡化試驗(yàn)步驟：滑軌移動位置操作十分便捷，減少了更換試驗(yàn)部件時搬運(yùn)的步驟，提高試驗(yàn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，其特征在于，用于螺旋槳推進(jìn)無人機(jī)測力試驗(yàn)，該裝置包括兩個天平，其中，第一天平設(shè)置于無人機(jī)的機(jī)體上，第二天平設(shè)置于螺旋槳的支架上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一天平采用六分量桿式天平，設(shè)置于機(jī)體測梁上；所述第一天平用于測量機(jī)體升阻性能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述滑軌支架包括滑軌支座，以及所述滑軌支座上設(shè)置的滑軌；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述機(jī)體采用支桿腹式支桿進(jìn)行支撐。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述機(jī)體上還設(shè)置有實(shí)時攻角傳感器，用于測定試驗(yàn)狀態(tài)下的實(shí)時迎角。

6.一種基于雙天平測力方式的槳距影響研究方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于雙天平測力方式的槳距影響研究方法，其特征在于，試驗(yàn)時，機(jī)體固定不動，且始終保持零迎角姿態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙天平測力方式的槳距影響試驗(yàn)裝置及其研究方法，該裝置包括兩個天平，其中，第一天平設(shè)置于無人機(jī)的機(jī)體上，第二天平設(shè)置于螺旋槳的支架上；所述無人機(jī)的機(jī)體與螺旋槳獨(dú)立設(shè)置；所述螺旋槳位于無人機(jī)的機(jī)體的正后方；所述支架為滑軌支架，用于調(diào)整所述螺旋槳與機(jī)體后端面之間的距離。本發(fā)明將機(jī)體氣動性能與螺旋槳推進(jìn)性能分開測量，測量結(jié)果互不干擾，能夠清晰直觀地獲得兩者的各自的氣動力，省去了僅用單個天平測量后還需劃分兩者氣動力的操作。

技術(shù)研發(fā)人員：梁撐剛,張強(qiáng),胡凱凱,馬林,張琳,龔喜盈
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安愛生技術(shù)集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15