一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置及其方法

本发明属于推进器测控的，尤其涉及一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置及其方法。

背景技术：

1、共轴双桨推进器是两幅桨叶方向相反的旋翼一上一下安装在同一根旋转轴上，两旋翼间具有一定的间距，两幅旋翼的旋转方向相反，他们所产生的轴向扭矩可以互相抵消，飞行航向依靠控制上下两旋翼的轴向扭矩差来完成。相比传统的单旋翼飞行器，共轴双桨飞行器无尾桨，结构更简单；气动特性对称，机动性好；外廓尺寸紧凑，在提供同样升力的情况下，共轴双桨飞行器的外廓尺寸要比单翼飞行器小。现在国际无人直升机发展方向趋于共轴式直升机，它在相同级别的发动机下，有效载荷较单桨直升机更大，更安全，体积相对较小，也便于更小的场地起降，适合更小的地面车辆进行运载。

2、在室内采用共轴双桨推进器作为动力系统时，会存在较大的噪音，尤其是当多个共轴双桨推进器同时进行工作时产生的噪音可能会损伤人的听觉系统，同时共轴双桨推进器的升力在使用前需要进行测试，从而在实际使用时能够对共轴双桨推进器进行有效的控制。然而，目前共轴双桨推进器的噪声测试装备及升力测试装备尚不成熟，尤其是针对共轴双桨推进器升力与噪声一体化的测试装置尚未见报道。

3、因此，本发明提出了一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置及其方法，可以同时对共轴双桨推进器的升力与噪声进行测试，同时具有安全防护装置，保证在测试时安全可靠。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置及其方法，其具有安全的实验空间，测试结果准确。

2、本发明提供一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其包括测试架本体、测试杆固定件、固定在所述测试杆固定件上的u型块、安装在所述u型块上的测试杆、固定在所述测试杆前端的下表面上的绳索或支撑平台以及拉力传感器；其中所述测试架本体包括由四根横梁依序连接组成的框架和四根竖梁，其中所述竖梁一端垂直连接在相邻两根横梁之间；所述每根横梁和每根竖梁的四面均设有滑槽；所述测试杆固定件滑动固定在其中一个横梁的滑槽内；所述测试杆的尾端表面且靠近u型块上安装有水平倾角传感器，所述共轴双桨推进器安装在所述测试杆的前端上表面上；所述绳索或支撑平台位于所述共轴双桨推进器的下方，所述绳索或支撑平台连接所述测试杆前端和拉压传感器；所述拉压传感器测量实验时的力和零状态时的力相减得到所述共轴双桨推进器在某转速下的升力。

3、进一步地，所述测试装置还包括六个噪声传感器；假设四个横梁为依序连接的第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁，假设固定的测试杆固定件的横梁为第一横梁，则其中三个噪声传感器等距离固定在第三横梁上，另外三个噪声传感器等距离固定在所述第三横梁的一端部的竖梁上；所述测试杆位于第一横梁和第三横梁之间。

4、进一步地，所述噪声传感器安装在其自带的噪声传感器固定件上，该噪声传感器固定件通过螺纹连接和滑槽配合固定。

5、进一步地，还包括固定所述拉力传感器的传感器支架，所述传感器支架固定在第二横梁和第四横梁之间。

6、进一步地，所述测试杆固定件与u型块连接处设有两个水平并列两个沉头螺栓孔。

7、进一步地，所述测试杆为空心结构，其两侧设有滑槽；所述测试杆的尾部和前端设有通孔，分别与水平倾角传感器和共轴双桨推进器的底座连接。

8、进一步地，所述水平倾角传感器为双轴倾角传感器。

9、进一步地，所述滑槽内设有滑块。

10、进一步地，所述测试杆固定件与u型块连接处设有两个水平并列两个沉头螺栓孔。

11、本发明还提供一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置的测试方法，其方法如下：

12、测量出拉压传感器的重力为f1，支撑平台重力为f2；

13、零状态时，安装支撑平台，此时拉压传感器的重力为f3，则零状态下测试杆的前端所受重力为f4，f4＝f3-f2-f1；测量绳索重量为f5；然后将支撑平台17替换为绳索后启动共轴双桨推进器至某一转速，待共轴双桨推进器拖动测试杆开始起飞后调整绳索的长度至水平倾角传感器且显示水平，此时拉压传感器读数为f6，则该转速下共轴双桨推进器的升力为f＝f6-f5-f4。

14、本发明操作简单，没有复杂的计算公式，由拉压传感器测量出来的实验时的力和零状态时的力相减就可以得到在某转速下，共轴双桨推进器的升力；本发明结构简单，拆装方便，便于移动，空间余量很大，留有更多的开发空间。

技术特征：

1.一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，其包括测试架本体、测试杆固定件、固定在所述测试杆固定件上的u型块、安装在所述u型块上的测试杆、固定在所述测试杆前端的下表面上的绳索或支撑平台以及拉力传感器；其中所述测试架本体包括由四根横梁依序连接组成的框架和四根竖梁，其中所述竖梁一端垂直连接在相邻两根横梁之间；所述每根横梁和每根竖梁的四面均设有滑槽；所述测试杆固定件滑动固定在其中一个横梁的滑槽内；所述测试杆的尾端表面且靠近u型块上安装有水平倾角传感器，所述共轴双桨推进器安装在所述测试杆的前端上表面上；所述绳索或支撑平台位于所述共轴双桨推进器的下方，所述绳索或支撑平台连接所述测试杆前端和拉压传感器；所述拉压传感器测量实验时的力和零状态时的力相减得到所述共轴双桨推进器在某转速下的升力。

2.根据权利要求1所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括六个噪声传感器；假设四个横梁为依序连接的第一横梁、第二横梁、第三横梁和第四横梁，假设固定的测试杆固定件的横梁为第一横梁，则其中三个噪声传感器等距离固定在第三横梁上，另外三个噪声传感器等距离固定在所述第三横梁的一端部的竖梁上；所述测试杆位于第一横梁和第三横梁之间。

3.根据权利要求2所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，所述噪声传感器安装在其自带的噪声传感器固定件上，该噪声传感器固定件通过螺纹连接和滑槽配合固定。

4.根据权利要求2所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，还包括固定所述拉力传感器的传感器支架，所述传感器支架固定在第二横梁和第四横梁之间。

5.根据权利要求1所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，所述测试杆固定件与u型块连接处设有两个水平并列两个沉头螺栓孔。

6.根据权利要求1所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，所述测试杆为空心结构，其两侧设有滑槽；所述测试杆的尾部和前端设有通孔，分别与水平倾角传感器和共轴双桨推进器的底座连接。

7.根据权利要求1所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，所述水平倾角传感器为双轴倾角传感器。

8.根据权利要求1所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置，其特征在于，所述滑槽内设有滑块。

9.根据权利要求1所述的一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化测试装置与方法，其特征在于，所述测试杆固定件与u型块连接处设有两个水平并列两个沉头螺栓孔。

10.根据权利要求1-9任一所述的共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置的测试方法，其特征在于，其方法如下：

技术总结
本发明提供一种共轴双桨推进器的升力与噪声一体化的测试装置及其测试方法，测试装置包括测试架本体、测试杆固定件、U型块、测试杆、绳索或支撑平台以及拉力传感器；所述测试杆的尾端表面上安装有水平倾角传感器，所述共轴双桨推进器安装在所述测试杆的前端上表面上；所述绳索或支撑平台位于所述共轴双桨推进器的下方，所述绳索或支撑平台连接所述测试杆前端和拉压传感器；所述拉压传感器测量实验时的力和零状态时的力相减得到所述共轴双桨推进器在某转速下的升力。本发明操作简单，没有复杂的计算公式，由拉压传感器测量出来的实验时的力和零状态时的力相减就可以得到在某转速下，共轴双桨推进器的升力。

技术研发人员：王松涛,李懿恒,彭星玲,王学谦,郑杰,张丽玲
受保护的技术使用者：南昌工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15