一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台的制作方法

本实用新型涉及一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台，属于无人机技术领域，尤其是一种工业级混合动力垂直起降复合翼无人机。

背景技术：

飞机铁鸟试验台是飞机系统地面模拟实验的大型实验设施，用于完成全系统的地面模拟实验。它由实验台架、安装在台架上的被试系统、配套试验设备组成，可以代替真机完成飞控系统、电气系统以及其他相关联系的系统模拟实验。铁鸟试验成为飞机首飞前必须考核的关键试验项目，是研发新型号飞机必不可少的工具。

飞机铁鸟试验能够大幅度地降低研发成本，缩短研发周期，规避试飞风险。如果没有进行铁鸟验证，意味着许多研发过程中潜伏系统中的故障和安全隐患只有等到飞机整机装配完成之后，甚至试飞阶段才能被发现，由此会带来设计反复、零部件报废、进度延误等原因造成的巨大经济损失。

进行现代飞机研发不仅离不开铁鸟试验台，而且还在不断扩展铁鸟试验的范围，目前的飞机铁鸟试验台又称为飞机系统地面模拟试验台，仅可在地面验证系统功能，随着飞机性能及设计难度不断提高，目前的地面铁鸟试验台已不能满足所有系统的验证功能，特别是不能进行飞机动力系统的验证，飞行动力系统必须在真机上试飞验证，一旦设计出现偏差，会给试飞任务带来巨大的风险。一般的地面铁鸟试验台就无法论证无人机起降动力选型的合理性以及论证在巡航发动机震动及推力的影响下起降动力系统的稳定性。

国外有公司专门为验证飞行动力制作了带飞行能力的飞机铁鸟试验台，但仅可验证飞行能力，不具有其他系统的验证功能，为验证其他系统还设计了地面的铁鸟试验台，增加了研发成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台，即可完成常规铁鸟试验台在地面的试验功能，又支持快速拆装，实现飞行验证功能，论证垂直起降固定翼无人机起降动力选型的合理以及论证在巡航发动机震动及推力的影响下起降动力系统的稳定性。

本实用新型通过下述方案实现：一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台，其包括铁鸟试验台架，所述铁鸟试验台架分为地面验证状态的铁鸟试验台架和飞行验证状态的铁鸟试验台架两种状态，所述地面验证状态的铁鸟试验台架包括起降动力系统、巡航动力系统、电气系统、燃油系统、飞行控制系统、数据链系统、伺服系统，所述飞行验证状态的铁鸟试验台架包括起降动力系统、巡航动力系统、电气系统、燃油系统、飞行控制系统、数据链系统，所述起降动力系统、所述巡航动力系统、所述电气系统、所述燃油系统、所述飞行控制系统、所述数据链系统和所述伺服系统均设置在铁鸟试验台架上。

所述起降动力系统，包括电子调速器、起降动力电机、起降螺旋桨，所述电子调速器设有多个，固定在铁鸟试验台架的侧面，所述起降动力电机设有多个，分别固定在铁鸟试验台架的上下两侧，每个所述起降动力电机上均连接对应的所述起降螺旋桨，所述电子调速器控制所述起降动力电机的转速。

所述巡航动力系统包括巡航发动机和巡航螺旋桨，所述巡航发动机固定在铁鸟试验台架的后端。

所述电气系统包括动力电池，所述动力电池固定在铁鸟试验台架上，所述动力电池为锂电池。

所述燃油系统包括燃油箱及油路，所述燃油箱固定在铁鸟试验台架上。

所述飞行控制系统包括飞行控制计算机，所述飞行控制计算机固定在铁鸟试验台架上，数传设备将操作人员在地面控制台发送的指令上传至所述飞行控制计算机，所述飞行控制计算机将控制信号通过控制电路传输至电子调速器以及巡航发动机。

所述数据链系统包括数传设备，所述数传设备固定在铁鸟试验台架上，所述数传设备将上传至飞行控制计算机的指令或下传地面控制台的信息与无人机之间进行数据传输。

所述伺服系统包括伺服机构和气动载荷模拟装置，所述伺服机构为指接收飞行控制计算机指令进行飞机舵面控制的执行机构。

所述起降动力电机设有12个，铁鸟试验台架的上侧面设有6个，下侧面设有6个，上侧面的所述起降动力电机的上端连接对应的起降螺旋桨，下侧面的所述起降动力电机的下端连接对应的起降螺旋桨。

所述巡航发动机设有1个，所述巡航螺旋桨连接在所述巡航发动机的后侧。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台即可完成常规铁鸟试验台在地面的试验功能，又支持快速拆装，实现飞行验证功能，论证垂直起降固定翼无人机起降动力选型的合理以及论证在巡航发动机震动及推力的影响下起降动力系统的稳定性，实现铁鸟台在地面和空中两用验证功能；

2、本实用新型一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台，在现有的地面铁鸟试验台的设计理念中，增加了起降动力以及带巡航发动机起降的验证功能，可在设计阶段直接论证起降动力的选型及性能是否满足要求，实现铁鸟台在地面和空中验证功能，极大降低真机试飞风险、设计周期以及设计成本。

附图说明

图1为本实用新型一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台在地面验证状态下的结构示意图。

图2为本实用新型一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台在飞行验证状态下的结构示意图。

图中：1为地面验证状态的铁鸟试验台架，2为飞行控制计算机，3为数传设备，4为电子调速器，5为起降动力电机，6为起降螺旋桨，7为动力电池，8为巡航发动机，9为巡航螺旋桨，10为燃油箱，11为伺服机构，12为气动载荷模拟装置，13为飞行验证状态的铁鸟试验台架。

具体实施方式

下面结合图1-2对本实用新型进一步说明，但本实用新型保护范围不局限所述内容。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，且附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

一种带飞行验证功能的两用铁鸟试验台，其包括铁鸟试验台架，铁鸟试验台架分为地面验证状态的铁鸟试验台架1和飞行验证状态的铁鸟试验台架13两种状态，地面验证状态的铁鸟试验台架1包括起降动力系统、巡航动力系统、电气系统、燃油系统、飞行控制系统、数据链系统、伺服系统，飞行验证状态的铁鸟试验台架13包括起降动力系统、巡航动力系统、电气系统、燃油系统、飞行控制系统、数据链系统，起降动力系统、巡航动力系统、电气系统、燃油系统、飞行控制系统、数据链系统和伺服系统均设置在铁鸟试验台架上。

地面验证状态的铁鸟试验台架1以及飞行验证状态的铁鸟试验台架13是根据新研制的无人机外形、重量、成品件相对位置进行设计，材料采用3030铝型架，铝型架通过角码、螺栓、螺母连接。

起降动力系统，包括电子调速器4、起降动力电机5、起降螺旋桨6组成，通过螺栓、螺母及安装板固定在铁鸟台架上，提供飞行验证状态的铁鸟试验台架13的起降动力；电子调速器4将直流电转换为三相电，控制起降动力电机5的转速；起降动力电机5带动起降螺旋桨6，实现起降功能；起降螺旋桨6安装在起降动力电机5上，在起降动力电机5的带动下，将起降动力电机5功率转换为垂直向上的推进力。

巡航动力系统，包括巡航发动机8、巡航螺旋桨9，巡航发动机8选用与真机一致的汽油发动机，巡航发动机8将化学能转化为机械能带动巡航螺旋桨6旋转；巡航螺旋桨6安装在巡航发动机8上，将巡航发动机8的功率转换为向前的推进力。

电气系统包括动力电池7及电缆，动力电池7为锂电池，为起降动力供电。

燃油系统包括燃油箱10及油路，为巡航发动机8提供燃油。

飞行控制系统包括飞行控制计算机2，飞行控制计算机2是飞行控制算法的运行平台，预先读入飞行控制程序，数传设备3将操作人员在地面控制台发送的指令上传至飞行控制计算机2，飞行控制计算机2根据接受的指令与程序进行解算，以进行飞机飞行中的状态调整，如调整飞机舵面的角度等。飞行控制计算机2将控制信号通过控制电路传输至电子调速器4以及巡航发动机8。

数据链系统包括数传设备3，数传设备3实现地面与无人机之间的数据传输。

所示伺服系统包括伺服机构11、气动载荷模拟装置12，伺服机构11是指接收飞行控制计算机2指令进行飞机舵面控制的执行机构，该执行机构主要是由舵机、摇臂、连杆以及球头所构成，其工作原理是由舵机接受飞行控制计算机2传输的pwm信号，根据pwm信号的不同舵机运行相对应的行程，摇臂、连杆、球头用以连接舵机与舵面，根据舵机的行程以此来控制舵面的角度，气动载荷模拟装置是指等效模拟飞机舵面在空中所受的气动载荷的机械装置，由连杆以及配重块组成，参考转动惯量公式：i＝mr2i表示转动惯量，m表示质量，r表示质点和转轴的垂直距离根据连杆的长度配置相对应的配重块重量以此来模拟舵面的转动惯量，

飞行验证状态的铁鸟试验台架13在地面验证状态的铁鸟试验台架1基础上去除飞行中不必要的验证部分，例如左、右机翼外段、伺服系统等。

当铁鸟试验台处于地面验证状态时，铁鸟试验台可验证飞机的机械操纵系统、电传操纵系统、交联试验、飞行控制系统、数据链系统、伺服系统等。

当铁鸟试验台处于飞行验证状态时，在地面验证状态的铁鸟试验台架1基础上去除飞行中不必要的验证部分，例如左、右机翼外段、伺服系统等，即可验证垂直起降固定翼无人机起降动力选型的合理以及论证在巡航发动机震动及推力的影响下起降动力系统的稳定性。

当需验证该起降动力的选型是否满足该重量级无人机进行起降飞行时，启动12个起降动力电机5，带动起降螺旋桨6转动，产生垂直向上的推进力，带动铁鸟试验台架13进行起降，可通过飞行控制计算机2获取电机油门、螺旋桨转速、电流、电压等数据，通过数传设备3下传至地面终端进行判断是否该起降动力的选型符合要求。当需试验在巡航发动机8震动以及推力的影响下起降动力系统的稳定性测试时，启动图1中的巡航发动机8以及12个起降动力电机5，观察在巡航发动机8震动以及推力作用下对起降动力系统稳定性的影响。

尽管已经对本实用新型的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。