CN106628249B - 涵道飞行器测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涵道飞行器测试装置，适用对涵道飞行器的推力及气动进行测试，包括外部固定架、滑轨、升降台、测力传感器及计算机。滑轨沿外部固定架的上下方向布置于外部固定架相对两侧处；升降台上安装有与滑轨配合的滑块，升降台在滑块与滑轨的配合下可相对外部固定部上下移动；测力传感器的一端固定于外部固定架上，测力传感器的另一端与升降台连接；计算机与测力传感器电性连接，计算机根据测力传感器所测的压力或拉力而模拟出涵道飞行器的推力及气动的状态，以实现对涵道飞行器的推力及气动进行实时测试的目的，从而提高测试精确性。另，本发明还公开了一种涵道飞行器测试装置的测试方法。

Description

涵道飞行器测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉涵道飞行器技术领域，更具体地涉及一种涵道飞行器测试装置及其测试方法。

背景技术

目前，涵道飞行器正成为国内外对小型载人飞行器或无人机研究的热点之一，涵道飞行器的结构和控制系统的设计都依赖于其推力和气动参数，涵道工作时会排出高速气流，气流直接吹向地面后受挤压而沿地面往四周扩散，这种气动现象对涵道推力的影响很大，涵道气动测试是指竖直涵道推力随高度的变化，通过测得不同高度下的竖直涵道推力值，研究地面高度对涵道推力的影响，当需要测试涵道飞行器的气动参数时，研究其推力和气动状况对涵道飞行器的设计提供了必要的指导，传统的方法是分别利用传感器对涵道飞行器的各部件进行测量并得到测量数据，由于涵道飞行器并非理想模型，各个动力部件之间与支撑结构之间都存在相互影响，因此，将单独测试的数据进行集成计算时会存在很大的误差，气动参数不准确，会导致整体机构的设计不合理。

因此，急需一种对涵道飞行器进行实时的推力和气动参数测试的涵道飞行器测试装置及其测试方法来克服上述的缺陷。

发明内容

本发明的一目的是提供一种对涵道飞行器进行实时的推力和气动参数测试以提高测试结果精确性的涵道飞行器测试装置。

本发明的另一目的是提供一种对涵道飞行器进行实时的推力和气动参数测试以提高测试结果精确性的测试方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种涵道飞行器测试装置，适用对涵道飞行器的推力及气动进行测试，包括外部固定架、滑轨、升降台、测力传感器及计算机。所述滑轨沿所述外部固定架的上下方向布置于所述外部固定架相对两侧处；所述升降台用于固定所述涵道飞行器并位于所述外部固定架内，所述升降台上安装有与所述滑轨配合的滑块，所述升降台在所述滑块与滑轨的滑动配合下相对所述外部固定架上下移动；所述测力传感器的一端固定于所述外部固定架上，所述测力传感器的另一端与所述升降台连接；所述计算机与所述测力传感器电性连接，所述计算机根据所述测力传感器的所测的压力或拉力而模拟出所述涵道飞行器的推力及气动的状态。

与现有技术相比，借助本发明的计算机、升降台及测力传感器的协调配合，故在对涵道飞行器进行推力和气动测试时，试验人员先将涵道飞行器固定在第一高度下的升降台并开启涵道飞行器，由测力传感器测得第一高度下的涵道飞行器的压力或拉力，从而由计算机获得涵道飞行器于第一高度下的推力；然后，关闭涵道飞行器并调节升降台至第二高度，再开启涵道飞行器，由测力传感器测得第二高度下的涵道飞行器的压力或拉力，从而由计算机获得涵道飞行器于第二高度下的推力；不断通过调节升降台的高度进行实验，最后由计算机根据所得实验数据而模拟出涵道飞行器的实时气动状态，从而提高了涵道飞行器的推力及气动的精确性。又由于本发明的涵道飞行器测试装置包括外部固定架、滑轨、升降台、测力传感器及计算机的涵道飞行器测试装置就能实时对涵道飞行器的推力及气动进行测试，故使得本发明的涵道飞行器测试装置的结构简单、成本低及测试简便。

较佳地，所述外部固定架包含立体框架、置于所述立体框架之底部处的底板及用于供所述测力传感器安装的支撑横杆，所述底板遮盖所述立体框架之底部的开口，所述滑轨分别位于所述立体框架的左右两侧，所述升降台位于所述立体框架内，所述支撑横杆呈高度可调节地组装于所述立体框架的前后两侧处。

较佳地，所述立体框架包含14根的铝合金型材，所述14根铝合金型材中的12根首尾对接而构出矩形框体，所述14根铝合金型材中的余下2根分别支撑于所述矩形框体的左右两侧处，所述滑轨分别位于所述矩形框体的左右两侧，所述支撑横杆呈高度可调节地组装于所述矩形框体的前后两侧处。

较佳地，所述铝合金型材的四周具有内凹的导槽。

较佳地，所述升降台包含左横杆、右横杆、前横杆及后横杆，所述滑块分别安装于所述左横杆和右横杆上，所述左横杆及右横杆通过所述滑块滑设于所述滑轨上，所述前横杆及后横杆横跨所述左横杆及右横杆，所述测力传感器分别连接于所述支撑横杆与所述左横杆之间及所述支撑横杆与所述右横杆之间。

较佳地，所述前横杆及后横杆呈前后位置可调节地置于所述左横杆及右横杆上。

较佳地，所述测力传感器为四个且分别布置于所述左横杆与支撑横杆的交接处及所述右横杆与支撑横杆的交接处。

为实现上述的目的，本发明的涵道飞行器测试装置的测试方法包括如下步骤：

(1)预设升降台的高度，将涵道飞行器固定于所述升降台上；

(2)启动所述涵道飞行器，所述测力传感器将所述涵道飞行器的推力传输给计算机；

(3)关闭所述涵道飞行器；

(4)调节所述升降台的高度；

(5)启动所述涵道飞行器，所述测力传感器将所述涵道飞行器的推力传输给计算机；

(6)关闭所述涵道飞行器；

(7)不断重复步骤(4)至(6)，从而测试不同高度下的所述涵道飞行器的推力，由计算机根据不同高度下的所述涵道飞行器的推力而绘制曲线图，从而获得地面高度对涵道飞行器气动的影响。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明的涵道飞行器测试装置的立体结构示意图。

图2为图1所示的涵道飞行器测试装置在隐藏升降台后的立体结构示意图。

图3为图1所示的涵道飞行器测试装置中的升降台及滑块组装在一起时的立体结构示意图。

图4为图1中A部分的局部放大图。

图5为图1中B部分的局部放大图。

图6为本发明的涵道飞行器测试装置的测试方法的流程图

图7为本发明的涵道飞行器测试装置于不同高度下的涵道推力气动效果图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1，本发明的涵道飞行器测试装置100能对涵道飞行器进行实时的推力和气动参数测试，具有结构简单、测试简便及测试结果精确的优点。

如图1至图3所示，本发明的涵道飞行器测试装置100包括外部固定架10、滑轨20、升降台30、测力传感器50及计算机(图未示)。具体地，在本实施例中，外部固定架10包含立体框架11、置于立体框架11之底部处的底板13及用于供测力传感器50安装的支撑横杆15，底板13遮盖立体框架11之底部的开口，能使得涵道飞行器排出的高速气流均匀扩散，减少地面和立体框架11之底部对气流的干扰，提高实验精度性；支撑横杆15呈高度可调节地组装于立体框架11的前后两侧处(即图中K所示)，方便灵活地调节支撑横杆15相对于立体框架11的高度，满足试验的需要；当然，在其它实施例中，外部固定架10可为一体结构，故不以上述的举例为限。具体地，如图2所示，在本实施例中，立体框架11包含14根铝合金型材111，14根铝合金型材111中的12根首尾对接而构出矩形框体，采用矩形框体使得结构简单及成本低，采用铝合金型材111是因为其加工方便且密度小，从而使得立体框架11易于组装、质量轻及方便运输；为使得立体框架11受力更稳定，14根铝合金型材111中的余下2根分别支撑于矩形框体的左右两侧处(即图中H所示)。底板13遮盖矩形框体之底部的开口，支撑横杆15呈高度可调节地组装于矩形框体的前后两侧处(即图中K所示)；举例而言，如图4所示，在本实施例中，铝合金型材111的四周具有内凹的导槽113，便于采用螺栓固定，但不以此为限。

如图1至图2所示，滑轨20沿外部固定架10的上下方向布置于外部固定架10相对两侧处；具体地，在本实施例中，由于外部固定架10包含立体框架11、底板13及支撑横杆15，故滑轨20分别位于立体框架11的左右两侧(即图中H所示)，较优的是，滑轨20分别位于矩形框体的左右两侧。

如图1及图3所示，升降台30位于外部固定架10内，升降台30上安装有与滑轨20配合的滑块40，升降台30在滑块40与滑轨20的滑动配合下相对外部固定架10上下移动，而涵道飞行器固定于升降台30上，由升降台30带动涵道飞行器做上下移动调节，以满足试验的要求。具体地，如图3所示，在本实施例中，升降台30包含左横杆31、右横杆33、前横杆35及后横杆37，滑块40分别安装于左横杆31和右横杆33上，左横杆31及右横杆33通过滑块40滑设于滑轨20上，前横杆35及后横杆37横跨左横杆31及右横杆33，且前横杆35及后横杆37呈前后位置可调节地置于左横杆31及右横杆33上，以用于尺寸规格不同的涵道飞行器，从而扩大本发明的涵道飞行器测试装置100的使用范围。

如图1及图2所示，测力传感器50的一端固定于外部固定架10上，测力传感器50的另一端与升降台30连接；具体地，在本实施例中，测力传感器50分别连接于支撑横杆15与左横杆31之间及支撑横杆15与右横杆33之间，以确保测试的可靠性。为了使得测试结果更精确，故在本实施例中，测力传感器50为四个且分别布置于左横杆31与支撑横杆15的交接处及右横杆33与支撑横杆15的交接处，但不以此为限。

请参考图6，本发明还公开了一种涵道飞行器测试装置100的测试方法，具体步骤如下：

S101，预设升降台30的高度，将涵道飞行器固定于升降台30上；

S102，启动涵道飞行器，测力传感器50将涵道飞行器的推力传输给计算机；

S103，关闭涵道飞行器；

S104，调节升降台30的高度；

S105，启动涵道飞行器，测力传感器50将涵道飞行器的推力传输给计算机；

S106，关闭涵道飞行器；

S107，不断重复步骤(4)至(6)，从而测试不同高度下的涵道飞行器的推力，由计算机根据不同高度下的涵道飞行器的推力而绘制曲线图，从而获得地面高度对涵道飞行器气动的影响。

如图7所示，为了更好的说明测试效果，本发明采用上述涵道飞行器测试装置100及其测试方法进行了七组试验，分别测试了涵道飞行器在距离地面七个不同高度下涵道飞行器的推力及气动的状态，如图7所示。从图7可知，不同高度下涵道推力气动效果是：在一定距离范围内，涵道飞行器距离地面越近，其产生的推力越大，但是在一定高度之后，涵道飞行器的推力随着高度增加逐渐趋于平稳。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (5)

1.一种涵道飞行器测试装置，适用对涵道飞行器的推力及气动进行测试，其特征在于，所述涵道飞行器测试装置包括：

外部固定架；

沿所述外部固定架的上下方向布置于所述外部固定架相对两侧处的滑轨；

用于固定所述涵道飞行器并位于所述外部固定架内的升降台，所述升降台上安装有与所述滑轨配合的滑块，所述升降台在所述滑块与滑轨的滑动配合下相对所述外部固定架上下移动；

测力传感器，所述测力传感器的一端固定于所述外部固定架上，所述测力传感器的另一端与所述升降台连接；以及

计算机，与所述测力传感器电性连接，所述计算机根据所述测力传感器的所测的压力或拉力而模拟出所述涵道飞行器的推力及气动的状态；

所述外部固定架包含立体框架、置于所述立体框架之底部处的底板及用于供所述测力传感器安装的支撑横杆，所述底板遮盖所述立体框架之底部的开口，所述滑轨分别位于所述立体框架的左右两侧，所述升降台位于所述立体框架内，所述支撑横杆呈高度可调节地组装于所述立体框架的前后两侧处；

所述立体框架包含14根的铝合金型材，所述14根铝合金型材中的12根首尾对接而构出矩形框体，所述14根铝合金型材中的余下2根分别支撑于所述矩形框体的左右两侧处，所述滑轨分别位于所述矩形框体的左右两侧，所述支撑横杆呈高度可调节地组装于所述矩形框体的前后两侧处；

所述升降台包含左横杆、右横杆、前横杆及后横杆，所述滑块分别安装于所述左横杆和右横杆上，所述左横杆及右横杆通过所述滑块滑设于所述滑轨上，所述前横杆及后横杆横跨所述左横杆及右横杆，所述测力传感器分别连接于所述支撑横杆与所述左横杆之间及所述支撑横杆与所述右横杆之间。

2.根据权利要求1所述的涵道飞行器测试装置，其特征在于，所述铝合金型材的四周具有内凹的导槽。

3.根据权利要求1所述的涵道飞行器测试装置，其特征在于，所述前横杆及后横杆呈前后位置可调节地置于所述左横杆及右横杆上。

4.根据权利要求1所述的涵道飞行器测试装置，其特征在于，所述测力传感器为四个且分别布置于所述左横杆与支撑横杆的交接处及所述右横杆与支撑横杆的交接处。

5.一种使用权利要求1至4任一项所述的涵道飞行器测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)预设升降台的高度，将涵道飞行器固定于所述升降台上；

(2)启动所述涵道飞行器，所述测力传感器将所述涵道飞行器的推力传输给计算机；

(3)关闭所述涵道飞行器；

(4)调节所述升降台的高度；

(5)启动所述涵道飞行器，所述测力传感器将所述涵道飞行器的推力传输给计算机；

(6)关闭所述涵道飞行器；

(7)不断重复步骤(4)至(6)，从而测试不同高度下的所述涵道飞行器的推力，由计算机根据不同高度下的所述涵道飞行器的推力而绘制曲线图，从而获得地面高度对涵道飞行器气动的影响。