[發(fā)明專利]一種風(fēng)洞試驗(yàn)無人機(jī)迎角自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112362288A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文帥;姚小敏;韓文霆
• 申請（專利權(quán)）人: 南京禾譜航空科技有限公司
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04;B64F5/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種風(fēng)洞試驗(yàn)無人機(jī)迎角自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包含步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)控制器、絲杠、定位支架、飛機(jī)支桿、角度調(diào)節(jié)滑塊、角度調(diào)節(jié)器、滑槽、控制箱、絲杠滑塊和底座。絲杠滑塊安裝在絲杠上，絲杠安裝在電機(jī)控制器上，并與步進(jìn)電機(jī)連接；無人機(jī)固定在飛機(jī)支桿上，飛機(jī)支桿安裝在角度調(diào)節(jié)滑塊上，角度調(diào)節(jié)滑塊鉸接在角度調(diào)節(jié)器上，角度調(diào)節(jié)器固定在絲杠滑塊上；定位支架前段與飛機(jī)支桿鉸接，后端與滑槽連接；底座固定在滑軌下端，控制箱固定在滑軌背部，控制箱中裝有電源、單片機(jī)和觸控板。在飛機(jī)支桿、角度調(diào)節(jié)滑塊和角度調(diào)節(jié)器的作用下進(jìn)行迎角調(diào)節(jié)；通過單片機(jī)計(jì)算絲杠滑塊的運(yùn)動距離，并控制步進(jìn)電機(jī)使無人機(jī)的重心位于風(fēng)場中段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)洞試驗(yàn)測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無人機(jī)迎角自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空氣動力學(xué)是目前世界科學(xué)領(lǐng)域里最為活躍、最具有發(fā)展?jié)摿Φ膶W(xué)科之一，而風(fēng)洞試驗(yàn)則是空氣動力學(xué)研究領(lǐng)域最為行之有效的措施。在研制各種飛機(jī)、導(dǎo)彈等飛行器的過程中，風(fēng)洞是必不可少的實(shí)驗(yàn)設(shè)施。在風(fēng)洞中可以人為產(chǎn)生和控制實(shí)驗(yàn)所需的氣流，并以此模擬飛行器在飛行過程中其周圍的氣流狀態(tài)，還可以定量觀測氣流對飛行器的作用。通過觀察風(fēng)洞中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象，可以據(jù)此研究飛行器的氣動特性，因此，風(fēng)洞試驗(yàn)作為最有效的工具是進(jìn)行空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)必不可少的措施。

風(fēng)洞試驗(yàn)通過控制安置在風(fēng)洞中飛行器的氣流速度、溫度和壓力等研究氣體流動及其與模型的相互作用，以了解實(shí)際飛行器的空氣動力學(xué)特性。飛行器通常需要采集多個迎角的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過風(fēng)洞迎角機(jī)構(gòu)進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，并且在迎角的調(diào)節(jié)過程中需要保證飛行器位于風(fēng)速場中段，以獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。目前大型風(fēng)洞迎角機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)裝置多為模型支撐桿和彎刀板合為一體，姿態(tài)跟隨彎刀板一起調(diào)整。上述結(jié)構(gòu)在有限空間內(nèi)攻角范圍相對比較狹小，攻角的姿態(tài)調(diào)整范圍有限。小型風(fēng)洞由于空間位置有限，無法安裝上述迎角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通常采用象限儀進(jìn)行飛行器迎角的測量，象限儀無法準(zhǔn)確測量飛行器的重心角度，常采用飛機(jī)支桿的迎角作為飛行器的迎角。由圖1可知，飛機(jī)支架通常采用懸臂梁結(jié)構(gòu)以降低支架對飛行器尾流的干擾，象限儀進(jìn)行迎角測量時，由于儀器自身重量的作用導(dǎo)致支桿角度產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致飛行器迎角測量偏差；同時由于迎角變化飛行器重心在風(fēng)場中的位置隨之偏移，通常需要調(diào)節(jié)底座的高度以保持飛行器位于風(fēng)場中段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有風(fēng)洞試驗(yàn)迎角測量中存在的誤差大和效率低的問題，提出了一種無人機(jī)迎角自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

一種風(fēng)洞試驗(yàn)無人機(jī)迎角自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，包括(如圖1、2所示)步進(jìn)電機(jī)1、電機(jī)控制器2、絲杠3、定位支架4、無人機(jī)5、飛機(jī)支桿6、角度調(diào)節(jié)滑塊7、角度調(diào)節(jié)器8、滑軌9、滑槽10、控制箱11、定位銷12、底座13和絲杠滑塊14。

絲杠滑塊14安裝在絲杠3上，絲杠3安裝在電機(jī)控制器2上，并與步進(jìn)電機(jī)1連接；無人機(jī)5固定在飛機(jī)支桿6上，飛機(jī)支桿6安裝在角度調(diào)節(jié)滑塊7上，角度調(diào)節(jié)滑塊7鉸接在角度調(diào)節(jié)器8上，角度調(diào)節(jié)器8固定在絲杠滑塊14上；定位支架4前段與飛機(jī)支桿6鉸接，后端與滑槽10連接；底座13固定在滑軌9下端，控制箱11固定在滑軌9上，控制箱11中裝有電源、單片機(jī)、控制面板。

無人機(jī)的迎角能夠在飛機(jī)支桿6、角度調(diào)節(jié)滑塊7和角度調(diào)節(jié)器8的作用下進(jìn)行角度的調(diào)節(jié)；通過控制箱11中單片機(jī)的運(yùn)算可以進(jìn)行無人機(jī)重心高度的計(jì)算，在觸控板設(shè)置相應(yīng)的角度，并由控制器發(fā)送電信號，控制步進(jìn)電機(jī)1運(yùn)動使得無人機(jī)的重心保持在同一高度。