气动探针在飞行测控中的应用

发布时间：2017-08-10 09:34

  本文关键词：气动探针在飞行测控中的应用

  更多相关文章： 七孔探针 五孔探针 模型自由飞 无人机 压力传感器 尾旋 主动流动控制

【摘要】：飞行试验是新型号飞机研制过程中极为重要的环节,随着我国航空工业的发展,越来越多的新型号及课题需要进行飞行试验。通过飞行试验可以探究创新的气动布局,测试新型的流动控制技术,研究飞行控制系统,以及试验新机型的空气动力特性、适航性能。大气模型自由飞试验,即利用带动力,缩比的飞机模型进行飞行测试,是一种重要的模拟飞行试验的手段,可以真实、动态的反映飞机的失速,尾旋及大迎角的飞行特性,其模型不受风洞尺寸,支撑方式的限制,又避免了真实飞机试飞的高成本,高风险性。本文中研制了微型的七孔探针压力传感器,并先后进行了大攻角细长体模型绕速度轴矢量旋转实验及自由飞试验,展示了该七孔探针系统的实用性及可靠性。七孔探针压力传感器模块以嵌入式系统为核心,读取并解算各孔压力数据,换算成角度数值。同时设计了数据记录模块,将大气数据,包含飞机姿态数据,一并记录到存储卡中,为气动现象的发展过程提供数据支撑。整套系统重量较轻,本文中利用小型电动无人机搭载该系统进行了尾旋自由飞试验,实验数据完整的记录了失速-偏离-进入尾旋-发展尾旋-改出尾旋的全过程,从实验数据中可以观察到尾旋过程中的迎角/侧滑角及惯性力的变化,同时可以观察到滚转方向振动的现象,这些现象真实的再现了尾旋过程。本文中设计的测试系统及无人机平台扩展了常规的流体力学实验手段,对后续的流体力学研究有着深远的意义。
【关键词】：七孔探针 五孔探针 模型自由飞 无人机 压力传感器 尾旋 主动流动控制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V217
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 国内外相关研究回顾13-14
• 1.3 本文研究内容综述14-15
• 第二章 七孔探针技术简介15-31
• 2.1 七孔探针的测量和校准原理15-20
• 2.1.1 七孔探针外形及结构15-16
• 2.1.2 七孔探针测量原理与角度计算公式16-19
• 2.1.3 七孔探针校准原理19-20
• 2.2 用于七孔探针的数字式压力传感器模块20-25
• 2.2.1 数字压力传感器参数特性21-23
• 2.2.2 七孔探针模块的印刷电路板设计23-25
• 2.3 七孔探针嵌入式系统程序设计25-31
• 2.3.1 程序总体结构及相关操作指令25-29
• 2.3.2 七孔探针的矩阵运算程序29-31
• 第三章 基于嵌入式系统的七孔探针性能测试31-48
• 3.1 七孔探针上位机测试及数据记录软件31-36
• 3.1.1 LabVIEW虚拟仪器开发平台简介31-33
• 3.1.2 七孔探针数据显示程序33-36
• 3.2 七孔探针系统的静态精度测试36-38
• 3.2.1 七孔探针本体精度测试36-37
• 3.2.2 七孔探针带模型位置误差风洞实验37-38
• 3.3 七孔探针系统的动态性能测试38-40
• 3.4 七孔探针与风标式迎角/侧滑角传感器对比40-48
• 3.4.1 迎角/侧滑角传感器介绍40-42
• 3.4.2 风标传感器精度测试42-48
• 第四章 大攻角细长体绕速度轴矢量旋转实验48-56
• 4.1 引言48
• 4.2 细长体绕速度轴矢量旋转实验设备48-51
• 4.2.1 用于细长体表面测压的数字压力传感器模块结构49-50
• 4.2.2 细长弹体模型机械结构50-51
• 4.3 软件设计51-52
• 4.3.1 用于细长弹体表面测压的嵌入式传感器模块51-52
• 4.3.2 基于LabVIEW的上位机压力采集软件52
• 4.4 风洞实验及结果52-54
• 4.5 小结54-56
• 第五章 小型无人机尾旋飞行测试56-64
• 5.1 引言56-58
• 5.2 飞行姿态记录模块设计58-59
• 5.3 尾旋飞行试验及尾旋预测方法59-63
• 5.4 小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 本文主要工作和结论64
• 6.2 后续研究工作展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利69

【参考文献】

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本文编号：650010