[发明专利]一种气弹试验平台

说明书

本发明公开一种气弹试验平台，包括：机体，机体包括机翼和沿机翼的展向依次设置的多个撑杆，机翼包括依次连接的多个机翼段，撑杆设置于相邻机翼段的连接处，每个撑杆的一端设有一个动力装置，另一端设有尾翼，动力装置用于为机体提供飞行动力，每个撑杆下方设置有起落架；飞控系统，飞控系统设置于机体上，用于控制机体的飞行姿态；光栅测量系统，光栅测量系统设置于机体上，用于测量飞行过程中每个机翼段和撑杆的应变和加速度。该气弹试验平台可根据试验要求，调节展长和展弦比，机体结构尤其是机翼具备很大的柔性，可直观反映高空长航时无人机大展弦比、低结构刚度、低翼载的特点。

技术领域

本发明属于航空航天综合试验技术领域，更具体地，涉及一种气弹试验平台。

背景技术

高空长航时无人机具有大展弦比和低结构刚度的特点，使得这种飞机运行和性能与常规飞机有较大差异：首先，高空长航时无人机在静态或动态载荷的作用下，机翼会发生大变形，振动模态的迁移可能造成气动弹性的变化；其次，飞行控制所需要考虑的控制模态也会因大变形发生变化；而且，由于振动频率很低，容易出现飞行动力学和气动弹性力学耦合的问题。

传统的控制方法和基于线性理论的分析方法在分析高空长航时无人机时局限很大。由于机翼的大变形，飞机的短周期和长周期模态与传统计算方法得到结果差异很大，此外由于大变形引起的结构振动频率的下降，也有可能使飞机的颤振速度快速下降，甚至可能到设计巡航速度的水平。对于这种非线性问题，迫切需要新的分析方法和验证手段。

密歇根大学设计研制的X-HALE无人机是研究大柔性飞行器气动弹性的典型代表，主要目的在于验证非线性气动弹性和飞行模拟软件。X-HALE的展长为8米、机翼面积为1.6平方米、总重为11千克，X-56A的展长为8.5米、机翼面积为8.5平方米、总重为218千克，对于这种无人机研究的更大翼展、更大柔性、更低翼载的气弹试验平台在国内外尚属空白。

因此，有必要提供一种适用于大翼展、大柔性、低翼载的气弹试验平台。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，建立一种大翼展、大柔性、低翼载的气弹试验平台。

为了实现上述目的，本发明提供一种气弹试验平台，包括：

机体，所述机体包括机翼和沿所述机翼的展向依次设置的多个撑杆，所述机翼包括依次连接的多个机翼段，所述撑杆设置于相邻所述机翼段的连接处，每个所述撑杆的一端设有一个动力装置，另一端设有尾翼，所述动力装置用于为所述机体提供飞行动力，每个所述撑杆下方设置有起落架；飞控系统，所述飞控系统设置于所述机体上，用于控制所述机体的飞行姿态；

光栅测量系统，所述光栅测量系统设置于所述机体上，用于测量飞行过程中每个所述机翼段和所述撑杆的应变和加速度。

优选地，还包括数据采集存储系统，所述数据采集存储系统分别与所述飞控系统、所述光栅测量系统连接，所述数据采集存储系统用于采集所述机体飞行过程中的飞行数据。

优选地，所述飞行数据包括飞行过程中的所述机体的位置数据、飞行姿态数据、每个所述机翼段和所述撑杆的应变数据和加速度数据。

优选地，所述机翼段包括主梁、设置于所述主梁上的翼肋和包覆于所述翼肋的非承力蒙皮。

优选地，所述撑杆垂直于所述机翼，所述动力装置包括电机、螺旋桨和电池，所述螺旋桨设于所述撑杆的所述一端且所述螺旋桨的中心轴线与所述撑杆的轴线重合，所述电机用于驱动所述螺旋桨的旋转，所述电机与所述电池电性连接。

优选地，每个所述机翼段沿其轴线对称设置一对副翼。

优选地，所述尾翼包括十字布置的水平尾翼和垂直尾翼，所述水平尾上翼设有一对升降舵，所述垂直尾翼上设有方向舵。