[发明专利]一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置

说明书

一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置，它涉及一种气动特性测试装置。本发明为了解决现有的共轴旋翼测试结构复杂，对测试结果干扰因素多，致使无法提供单轴旋翼系统火星特殊环境的飞行条件的问题。本发明的电机安装在电机支架上，主轴支架安装在电机支架的下端，联轴器安装在主轴支架内，旋翼主轴的一端与联轴器连接，旋翼主轴的另一端伸出主轴支架并与旋翼模块连接，测量支架安装在电机支架上，扭矩传感器下支架安装在测量支架上，扭矩传感器上支架安装在扭矩传感器下支架上，扭矩传感器安装在扭矩传感器上支架和扭矩传感器下支架之间。本发明用于火星飞行器单旋翼系统气动特性测试。

技术领域

本发明涉及一种气动特性测试装置，具体涉及一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置。

背景技术

地外行星深空探测对研究行星演变历程、探索行星地址结构、扩展人类新的生存空间具有重要意义。火星具有与地球相似的物理特征、昼夜交替、四季变化等特点，是目前人类地外行星研究的主要研究对象。目前火星近地面探测的主要方式为火星着陆器与火星漫游车，其中火星漫游车能够在火星表面行进与探测，极大地加快了火星探测的速度但仍受火星表面地形地貌的限制。火星表面稀薄的大气环境为研制一种用于协助火星车完成路径规划的火星飞行器提供了飞行条件，对比无人机的飞行方式，旋翼式飞行器能够在复杂火星表面完成垂直起飞与降落，并能够在一定飞行高度悬停飞行，观测火星漫游车周围环境并协助漫游车进行行进路径规划，因而旋翼式火星飞行器研究具有重要意义。由于火星大气稀薄且飞行温度低，火星飞行器需在低雷诺数条件飞行，研制一种能够针对火星飞行器共轴旋翼系统特殊工况的旋翼系统气动特性测试装置对旋翼式飞行研制具有重要意义，研制一种针对共轴旋翼系统上旋翼气动特性测试装置具有重要的理论与工程意义。

目前，地球表面的飞行器研究者相对较多，而火星的飞行器受行业和应用环境的限制，仅有各国相关领域的人员进行研究。随着火星飞行器研究的不断深入，对旋翼系统气动特性测试要求越来越高，现有的旋翼系统气动特性测试是针对共轴旋翼的，没有对上旋翼系统气动特性的测试，致使无法提供单轴旋翼系统火星特殊环境的飞行条件，而且现有的共轴旋翼测试结构复杂，对测试结果干扰因素多。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的共轴旋翼测试结构复杂，对测试结果干扰因素多，致使无法提供单轴旋翼系统火星特殊环境的飞行条件的问题。进而提供一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置。

本发明的技术方案是：一种垂吊式火星飞行器单旋翼系统气动特性测试装置包括旋翼模块，它还包括主轴支架、电机支架、电机、联轴器、旋翼主轴、测量支架、多个S形压力传感器、扭矩传感器下支架、扭矩传感器上支架和扭矩传感器，电机可拆卸安装在竖直设置的电机支架上，且电机的输出轴穿过电机支架的下端，主轴支架可拆卸安装在电机支架的下端，联轴器安装在主轴支架内并与电机的输出轴连接，旋翼主轴的一端与联轴器连接，旋翼主轴的另一端伸出主轴支架并与旋翼模块连接，测量支架可拆卸安装在电机支架上，且测量支架与电机支架之间安装有多个S形压力传感器，扭矩传感器下支架可拆卸安装在测量支架上，扭矩传感器上支架安装在扭矩传感器下支架上，扭矩传感器安装在扭矩传感器上支架和扭矩传感器下支架之间，扭矩传感器的底端与扭矩传感器下支架固连。

进一步地，旋翼模块包括旋翼桨夹和多个旋翼桨叶，旋翼桨夹安装在旋翼主轴上，多个旋翼桨叶倾斜安装在旋翼桨夹上。

进一步地，旋翼桨夹采用内嵌的形式安装在旋翼主轴上。

进一步地，旋翼桨叶的数量为2个。

进一步地，它还包括扭矩平键，扭矩传感器的下部插入到扭矩传感器下支架内，并通过扭矩平键连接，扭矩传感器的上部伸出扭矩传感器上支架并通过扭矩平键连接。

进一步地，它还包括扭矩轴承，测量支架与扭矩传感器下支架之间通过扭矩轴承转动连接。

进一步地，它还包括轴承端盖和深沟球轴承，主轴支架与旋翼主轴之间安装有深沟球轴承，轴承端盖安装在主轴支架的下端。