无人机用车载风洞系统的制作方法

本公开涉及无人机领域，尤其涉及一种高空长航时太阳能无人机用车载风洞系统。

背景技术：

随着无人机技术的不断进步，无人机技术正朝着高空长航时的方向发展。高空长航时太阳能无人机具有飞行速度低、尺寸大、重量轻、巡航时间长、安全性高等特点，可广泛用于森林防火、数据中继、空中预警、自然灾害评估等领域。由于其飞行速度较低、巡航高度较高、周围的环境大气密度较低，因此其具有低雷诺数的特点。

为了保证无人机具备长时间高空巡航的特点，需要无人机的具有良好的气动特性，这对风洞试验提出了更高的要求。在高空长航时太阳能无人机的风洞试验方面，由于其雷诺数较低，尺寸大，飞行速度低，常规的风洞无法满足实验要求，需要建设低速变密度风洞来测试无人机整个飞行包线的气动特性。但是这种风洞试验方案存在费用高，周期长，技术难度大等问题，还需要技术人员继续研究开发。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种无人机用车载风洞系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种无人机用车载风洞系统，包括：运载平台车，数据采集系统，设置在运载平台车上，对试验模型进行数据采集；所述数据采集系统包括：传感器天平，采集试验模型的气动特性参数数据；测控处理器，设置在运载平台车上，将所述数据采集系统采集的数据进行数据处理分析，并将数据处理分析结果进行记录存储和/或实时显示。

在本公开的一些实施例中，还包括：天平安装转台，连接于所述传感器天平和所述运载平台车间。

在本公开的一些实施例中，还包括：支撑桁架，置于所述传感器天平上，试验模型放置在所述支撑桁架上。

在本公开的一些实施例中，所述数据采集系统还包括：环境传感器，采集环境参数数据；所述环境参数数据包括：环境温度数据、环境压强数据和环境湿度数据中一项或多项；风速风向仪，采集风速参数数据和/或风向参数数据。

在本公开的一些实施例中，所述支撑桁架剖面为水滴形结构。

在本公开的一些实施例中，所述传感器天平为六分量传感器天平。

在本公开的一些实施例中，所述试验模型选用无人机机翼样段模型。

在本公开的一些实施例中，所述运载平台车输出电能通过稳压电源为所述无人机用车载风洞系统进行供电。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开无人机用车载风洞系统至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)将无人机用车载风洞系统集成于运载平台车上，使其可以在不同的海拔高度进行试验；通过不同海拔高度、不同车速条件下的实验结果以模拟无人机的多种不同工况条件。

(2)天平安装转台的设置可以通过周向及上下转动调节试验模型的来流方向及角度。

(3)支撑桁架的设置有助于减少运载平台车对气流的干扰。

(4)支撑桁架的水滴形剖面结构利于减小支撑桁架对试验模型的气动干扰。

(5)传感器天平、环境传感器和风速风向仪能够多方位的采集环境参数数据，为风洞系统提供数据基础。

(6)本公开使用维护简单，便于拆卸和更换，建造费用低，建造周期短。

附图说明

图1是本发明实施例无人机用车载风洞系统的总体结构布局侧向示意图。

图2是本发明实施例无人机用车载风洞系统的总体结构布局后向示意图。

图3是本发明实施例无人机用车载风洞系统的车载实验测控系统结构示意图。

图4是本发明实施例无人机用车载风洞系统的天平安装转台与传感器天平的连接结构示意图。

图5是本发明实施例无人机用车载风洞系统的支撑桁架剖面结构示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1-试验模型；2-支撑桁架；

3-传感器天平；4-数据采集系统；

5-测控处理器；6-稳压电源；

7-天平安装转台；8-运载平台车；

9-环境传感器；10-风速风向仪。

具体实施方式

本公开提供了一种无人机用车载风洞系统，包括：数据采集系统、测控处理器和运载平台车；数据采集系统对试验模型进行数据采集，其包括：传感器天平，传感器天平用于采集试验模型的气动特性参数数据；测控处理器将数据采集系统采集的数据进行数据处理分析，并将数据处理分析结果进行记录存储和/或实时显示；运载平台车将数据采集系统和测控处理器集成在运载平台车上。本公开将无人机用车载风洞系统集成于运载平台车上，使其可以在不同的海拔高度进行试验；通过不同海拔高度、不同车速条件下的实验结果以模拟无人机的多种不同工况条件。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种无人机用车载风洞系统。图1是本发明实施例无人机用车载风洞系统的总体结构布局侧向示意图。图2是本发明实施例无人机用车载风洞系统的总体结构布局后向示意图。图3是本发明实施例无人机用车载风洞系统的车载实验测控系统结构示意图。如图1至图3所示，本公开无人机用车载风洞系统，包括：数据采集系统4、测控处理器5和运载平台车8。数据采集系统4对试验模型1进行数据采集，其包括：传感器天平3，用于采集试验模型1的气动特性参数数据；在具体实施例中传感器天平3可以选择六分量传感器天平。测控处理器5将数据采集系统4采集的数据进行数据处理分析，并将数据处理分析结果进行记录存储和/或实时显示。运载平台车8将数据采集系统4和测控处理器5集成在运载平台车8上。本公开将无人机用车载风洞系统集成于运载平台车8上，使其可以在不同的海拔高度进行试验；通过不同海拔高度、不同车速条件下的实验来模拟无人机的多种不同工况条件。

具体的，图4是本发明实施例无人机用车载风洞系统的天平安装转台与传感器天平的连接结构示意图。如图4所示，本公开还包括：天平安装转台7，连接于传感器天平3和运载平台车8间，用于通过周向及上下转动调节试验模型1的来流方向及角度。

具体的，本公开还包括：支撑桁架2，置于传感器天平3上，试验模型1放置在支撑桁架2上进行测量。由于支撑桁架2高度较高，从而有助于减少车载运载平台对气流的干扰。进一步可以优选，图5是本发明实施例无人机用车载风洞系统的支撑桁架剖面结构示意图。如图5所示，支撑桁架2剖面为水滴形结构，以减小支撑桁架2对试验模型1的气动干扰。

可选择的包括，数据采集系统4还包括环境传感器9和风速风向仪10。首先，说明一下环境传感器9，用于采集环境参数数据。其中环境参数数据可以包括：环境温度数据、环境压强数据和环境湿度数据中一项或多项。本领域技术人员应该理解，环境参数可以根据无人机用车载风洞系统的需要进行具体选择，并不限于所列举出的环境参数数据。进而再说明一下风速风向仪10，用于采集风速参数数据和/或风向参数数据。此外，本领域技术人员应该理解，数据采集系统4还可以根据无人机用车载风洞系统的需要添加其他数据采集设备，并不限于所列举出的传感器天平3、环境传感器9和风速风向仪10。

关于试验模型1，一般选用无人机机翼样段模型作为试验模型1。在一些具体的试验中也可以根据具体试验需要选用无人机模型作为试验模型1。

关于运载平台车8输出的电能通过稳压电源6为无人机用车载风洞系统进行供电。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开无人机用车载风洞系统有了清楚的认识。

综上所述，本公开解决了高空长航时太阳能无人机的风洞试验问题，该系统具有使用维护简单，便于拆卸和更换，建造费用低，周期短，技术难度低等优点。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。