CN103434650A - 一种采用质心推算的无人机推力线校正法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机发射系统测试技术领域，具体的说，是涉及一种采用质心推算的无人机推力线校正法，包括如下步骤：a.将总装完毕的无人机水平方向固定好，并将火箭助推器安装在无人机机身的一侧；b.测量出无人机水平放置时的质心；c.将飞机质心和火箭筒推力座安装支点两点之间的连线确定为推力线所在的直线；d.根据计算出的推力线调整火箭助推器推力座安装角度，使火箭筒轴线和推力线重合；e.将调整好推力座角度的飞机安装在火箭助推器上。本发明的有益效果在于：该法对体积、重量较大的无人机较为适用；在无人机非满油状态时，该方案所测得的无人机推力线比悬挂法更逼近无人机发射时的实际推力线，提高了无人机零长发射的成功率。

Description

一种采用质心推算的无人机推力线校正法

技术领域

本发明涉及无人机发射系统测试技术领域，具体的说，是涉及一种采用质心推算的无人机推力线校正法。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。无人机起飞的方式之一，是采用助推火箭发射升空，广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。

发射系统是无人机的一个重要功能系统，是满足无人机机动灵活、重复使用以及高生存能力等多种需求的必要技术保障。火箭助推器在短时间内将无人机加速到一定的速度和高度，具有机动灵活、通用性强、应用范围广等优点，几乎可适用于任何类型的无人机发射。使用火箭助推器发射一般采用两种方式：一种是零长发射方式，另一种是短轨发射方式，无论采用哪种方式，都需要测量出无人机推力线，所以，无人机推力线的测量是无人机发射系统测试技术的关键技术之一。

零长发射要求火箭推力线必须准确通过无人机的重心，当前小型的无人机推力线的校正通常采用的是悬挂法，图1——图3示出了现有技术中悬挂法测量无人机推力线的步骤原理，先按照图1所示方式用吊绳3将无人机吊起，图中1为无人机，2为火箭助推器，3为吊绳，4为火箭助推器的轴线，将无人机吊起后，吊绳与火箭助推器的轴线并不重合共线，因此需要按照图2所示方式调整火箭助推器2推力座的安装角度，使火箭助推器轴线和吊绳重合共线，当调整好以后，按照图3所示方式将火箭助推器2安装固定即可。

该法对体积、重量较大的无人机使用不便，通用性不强，而且当无人机处于非满油状态时，悬挂法校正的推力线与无人机实际状态会有较大偏差，这将导致无人机零长发射失败的可能性增大。

零长发射：采用火箭助推器推动无人机起飞并在无人机起飞后抛弃火箭助推器的发射方式。

推力线：能够使无人机以满足一定角度发射的推力所在的直线。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种采用质心推算的无人机推力线校正法。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

    一种采用质心推算的无人机推力线校正法，其特征在于，包括如下步骤：

    a.将总装完毕的无人机水平方向固定好，并将火箭助推器安装在无人机机身的一侧；

    b.测量出无人机水平放置时的质心；      

    c.将飞机质心和火箭筒推力座安装支点两点之间的连线确定为推力线所在的直线；

    d.根据计算出的推力线调整火箭助推器推力座安装角度，使火箭筒轴线和推力线重合；

    e.将调整好推力座角度的飞机安装在火箭助推器上。

本发明的有益效果在于：

1.该法对体积、重量较大的无人机较为适用；

2.在无人机非满油状态时，该方案所测得的无人机推力线比悬挂法更逼近无人机发射时的实际推力线，提高了无人机零长发射的成功率。

附图说明

图1为现有技术中悬挂法测量无人机推力线的步骤一的原理示意图；

图2为现有技术中悬挂法测量无人机推力线的步骤二的原理示意图；

图3为现有技术中悬挂法测量无人机推力线的步骤三的原理示意图；

图4为本发明校正法寻找质心的原理示意图；

图5为图4的应用原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图4，图5。

    一种采用质心推算的无人机推力线校正法，包括如下步骤：

    a.将总装完毕的无人机1水平方向固定好，本实施例设计了一个质量质心测量台5，将总装完毕的无人机在测量台上水平固定，将火箭助推器安装在测量台的一侧；

b.测量出无人机水平放置时的质心；

本实施例采取这样的方式：如图2所示，在测量台上设置三个称重传感器，即第一传感器6，第二传感器7，第三传感器8，坐标系OXYZ为无人机坐标轴，坐标系O’X’Y’为测量台上坐标系，                                               

为三个称重传感器和参考轴O’Y’的垂直距离，

为第一传感器6、第二传感器7和参考轴O’X’的垂直距离，第三传感器8在O’X’轴上。

无人机O X轴和测量台的O’X’轴重合，无人机O XY平面和测量台的O’X’Y’平面平行，点9为无人机在O’X’Y’平面的质心位置，则有

式中

为无人机的质量，

分别为6、7、8三点处称重传感器的实测值。由此得出无人机的质量。

各点的分质量测出后，根据力和力矩平衡原理在平面O’X’Y’内对O’X’取矩可得无人机在O’X’Y’平面内的径向质心

为

                      

    通过调整无人机的配重使式中的

，由此，=0。

对O’Y’取矩可得无人机轴向质心

为 

                     

                                   

将无人机绕X轴转动

，使无人机OZ轴和测量台O’Y’轴平行，同理可得无人机在O’X’Y’平面内的径向质心

为

                            

式中 

分别为无人机在

状态时6,7两点处传感器的实测值。

根据坐标转换原理，将质心9在坐标系O’X’Y’中的坐标值（

，

，

）转换为无人机坐标系OXYZ内的坐标值（

，

，

）。

    c.将飞机质心和火箭筒推力座安装支点两点之间的连线确定为推力线所在的直线，图5中，10为推力线；根据上述步骤中得出的无人机质心9的坐标（

，

，

），以及火箭筒推力座安装支点坐标（

，

，），两点组成的直线即为推力线；

    d.根据计算出的推力线调整火箭助推器推力座安装角度，使火箭筒轴线和推力线10重合；

    e.将调整好推力座角度的飞机安装在火箭助推器上。     对于不同重量和体积的零长发射的无人机或无人机的不同载油状态，本发明的方法均适用。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种采用质心推算的无人机推力线校正法，其特征在于，包括如下步骤：

   a. 将总装完毕的无人机水平方向固定好，并将火箭助推器安装在无人机机身的一侧；

   b.测量出无人机水平放置时的质心；      

   c.将飞机质心和火箭筒推力座安装支点两点之间的连线确定为推力线所在的直线；

   d.根据计算出的推力线调整火箭助推器推力座安装角度，使火箭筒轴线和推力线重合;

   e.将调整好推力座角度的飞机安装在火箭助推器上。

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