[发明专利]一种用于临近空间飞行器的飞行试验平台

说明书

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种用于临近空间飞行器的飞行试验平台，包括：飞行器或飞行器模型、三自由度平台、液压作动筒、高压水枪、柔性压力传感器阵列，所述柔性压力传感器阵列覆盖在飞行器或飞行器模型表面，高压水枪分布于飞行器或飞行器模型四周，三自由度平台和液压作动筒位于飞行器或飞行器模型的内部，三自由度平台用于根据飞行控制系统指令控制三自由度平台的摇摆角，液压作动筒用于调节飞行器或飞行器模型的摇摆中心，高压水枪用于模拟飞行器或飞行器模型在飞行过程中遇到的阻力，柔性压力传感器阵列用于测量飞行器或飞行器模型的表面压力。本发明可以模拟在实际飞行时的工况，从而大大节省研发和实际飞行实验成本。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种用于临近空间飞行器的飞行试验平台。

背景技术

飞行器表面压力是飞行试验测量的一个重要参数，根据压力测试可以计算得到飞行器表面载荷和表面流动特征，为飞行器的控制等研究提供数据支持。现如今多数飞行器表面压力测量方式为开孔测量，通过测压孔测量飞行器各位置的表面压力。

临近空间（一般指20-100km的空域）飞行器的开发关系到国家安全与和平利用空间，是目前国际竞相争夺空间技术的焦点之一，是综合国力的体现。我国在临近空间领域起步较晚，研究基础薄弱，技术储备少，缺乏飞行试验平台，对关键物理效应、模型和重要参数的把控能力不足，数值模拟方法缺乏有效的验证和确认手段，因此急需有效的飞行试验平台。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明提出了一种用于临近空间飞行器的飞行试验平台，可对飞行器气动外形与控制系统进行设计与评估，其具体技术方案如下：

一种用于临近空间飞行器的飞行试验平台，包括：飞行器或飞行器模型、三自由度平台、液压作动筒、高压水枪、柔性压力传感器阵列，所述柔性压力传感器阵列覆盖在飞行器或飞行器模型表面，高压水枪分布于飞行器或飞行器模型四周，三自由度平台和液压作动筒位于飞行器或飞行器模型的内部，所述三自由度平台用于根据飞行控制系统指令控制三自由度平台的摇摆角，所述液压作动筒用于调节飞行器或飞行器模型的摇摆中心，所述高压水枪用于模拟飞行器或飞行器模型在飞行过程中遇到的阻力，所述柔性压力传感器阵列用于测量飞行器或飞行器模型的表面压力。

进一步的，所述高压水枪可以调节水压的方向与力度。

进一步的，所述柔性压力传感器阵列为压阻薄膜和感应电路相结合，柔性压力传感器阵列将飞行器或飞行器模型表面分割为多个区块，对每个区块分别进行计算测量。

一种用于临近空间飞行器的飞行试验平台的工作方法，包括如下步骤：

S1、对该飞行器或飞行器模型进行风洞试验，通过柔性压力传感器阵列测量得到飞行器或飞行器模型表面气压特性，根据柔性压力传感器阵列测得的飞行器或飞行器模型压力分布，将飞行器或飞行器模型表面划分成多个子区域，根据表面压力测量值计算出每个子区域的压力中心和等效作用于该压力中心时的压力值，用该压力中心的合力模拟飞行器或飞行器模型的当前区块表面压力；

S2、根据计算得到的各个区块压力中心与压力值，通过分布于飞行器或飞行器模型周围的可以转动方向和调整水压大小的高压水枪，用所述的高压水枪水压模拟飞行器或飞行器模型飞行时的表面气压特性；

S3、三自由度平台和液压作动筒根据飞行控制系统的指令运动，模拟空中的飞行，根据不同状况下的运动指令与实际响应曲线对飞行控制系统的性能进行评估。

本发明的优点：

本发明的飞行试验平台运用高压水枪模拟实际飞行中飞行器表面压力，大大节省了测试评估成本，根据设定运动指令与实际响应曲线的分析评估系统的控制能力，该平台还可以用于模拟在极端条件下如大攻角、大机动、接近失稳或失稳时的飞行特性，以及各种智能控制策略，模拟在实际飞行时几乎无法进行测试的工况，从而大大节省研发和实际飞行实验成本。

附图说明