RU2703018C1

RU2703018C1 - Method of determining characteristics of swinging aerodynamic surface of an unmanned aerial vehicle

Info

Publication number: RU2703018C1
Application number: RU2018145717A
Authority: RU
Inventors: Виталий Александрович Павелко
Original assignee: Акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение"
Priority date: 2018-12-24
Filing date: 2018-12-24
Publication date: 2019-10-15

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: invention relates to tests of aircrafts, namely to vibration tests. Method consists in the fact that the unmanned aerial vehicle is installed on the test equipment, for example, a vibration test bench, sensors for vibration measurements, for example, accelerometers, are fixed on aerodynamic surface, droned aircraft body and drive of aerodynamic surface inside the drones. Vibrations are excited by means of test equipment according to a predetermined program, oscillation characteristics are recorded in points of installation of vibration measurement sensors using an oscillation analyzer.

EFFECT: technical result is higher information value and reliability of test results.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области испытаний летательных аппаратов, а именно вибрационным испытаниям.The invention relates to the field of testing aircraft, namely vibration tests.

Из уровня техники известен способ измерения нагрузок, действующих на крыло летательного аппарата в полете (патент РФ №2315274, дата приоритета 01.09.2006, МПК G01M 5/00, G01N 9/04), состоящий в том, что на поверхности и силовом наборе крыла в различных точках по определенной системе располагают тензодатчики, измеряют крутящие и изгибающие моменты, перерезывающие силы, и на основе измерений определяют параметры колебаний.The prior art method of measuring loads acting on the wing of an aircraft in flight (RF patent No. 2315274, priority date 09/01/2006, IPC G01M 5/00, G01N 9/04), which consists in the fact that on the surface and power set of the wing Strain gages are located at various points in a specific system, torque and bending moments are measured, shear forces are measured, and vibration parameters are determined based on the measurements.

Недостатком способа измерения нагрузок, действующих на крыло летательного аппарата в полете, является невозможность применения способа при наземных испытаниях.The disadvantage of the method of measuring the loads acting on the wing of an aircraft in flight is the inability to use the method in ground tests.

Также из уровня техники известен способ испытания руля на вибростенде («Методы и средства обеспечения аэроупругой устойчивости беспилотных летательных аппаратов», Парафесь С.Г., Смыслов В.И., Издательство МАИ, 2013), наиболее близкий к предлагаемому изобретению и выбранный в качестве прототипа. Способ испытания руля на вибростенде состоит в том, что устанавливают акселерометры на трех-пяти хордах руля, а также на корпусе и противоположной рулевой поверхности, производят измерения.Also known from the prior art is a method for testing a rudder on a vibration bench (“Methods and means for ensuring aeroelastic stability of unmanned aerial vehicles”, Parafes SG, Smyslov VI, Publisher MAI, 2013), which is closest to the proposed invention and selected as prototype. The method of testing the steering wheel on a vibration bench is that accelerometers are mounted on three to five steering chords, as well as on the body and the opposite steering surface, and measurements are made.

Недостатком способа испытания руля на вибростенде является отсутствие данных о колебаниях привода аэродинамической поверхности, и, соответственно, о влиянии колебаний привода аэродинамической поверхности на колебания аэродинамической поверхности, что снижает достоверность результатов испытаний.The disadvantage of the method of testing the steering wheel on a vibrating stand is the lack of data on the vibrations of the drive of the aerodynamic surface, and, accordingly, on the influence of the vibrations of the drive of the aerodynamic surface on the vibrations of the aerodynamic surface, which reduces the reliability of the test results.

Изобретение направлено на решение следующей технической проблемы: повышение информативности и, как следствие, обеспечение достоверности результатов испытаний.The invention is aimed at solving the following technical problem: increasing information content and, as a result, ensuring the reliability of test results.

Техническая проблема решается за счет того, что при осуществлении способа определения характеристик колебаний поворотной аэродинамической поверхности беспилотного летательного аппарата фиксируют корпус беспилотного летательного аппарата от перемещения, закрепляют на аэродинамической поверхности, по меньшей мере, один датчик виброизмерений, закрепляют на корпусе беспилотного летательного аппарата, по меньшей мере, один датчик виброизмерений, закрепляют на приводе аэродинамической поверхности внутри корпуса беспилотного летательного аппарата, по меньшей мере, один датчик виброизмерений, производят возбуждение колебаний по заранее заданной программе, регистрируют характеристики колебаний в точках установки датчиков виброизмерений с помощью анализатора колебаний.The technical problem is solved due to the fact that when implementing the method for determining the vibration characteristics of the rotary aerodynamic surface of an unmanned aerial vehicle, the body of the unmanned aerial vehicle is fixed from moving, at least one vibration measurement sensor is fixed on the aerodynamic surface, and at least one of the unmanned aerial vehicle is fixed at least one vibration measurement sensor is mounted on the drive of the aerodynamic surface inside the body of an unmanned aerial vehicle At least one vibration meter, excite oscillations according to a predetermined program, record the vibration characteristics at the points of installation of the vibration sensors using an oscillation analyzer.

В частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что на аэродинамической поверхности закрепляют четыре датчика виброизмерений, на корпусе беспилотного летательного аппарата - три датчика виброизмерений, и на приводе аэродинамической поверхности внутри корпуса беспилотного летательного аппарата - два датчика виброизмерений.In the particular case of the method, the technical problem is solved due to the fact that four vibration sensors are mounted on the aerodynamic surface, three vibration sensors are mounted on the unmanned aerial vehicle’s body, and two vibration sensors are mounted on the aerodynamic surface drive inside the unmanned aerial vehicle’s body.

В другом частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что в качестве датчиков виброизмерений используют акселерометры.In another particular case of the method, the technical problem is solved due to the fact that accelerometers are used as vibration measurement sensors.

В третьем частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что беспилотный летательный аппарат располагают на вибростенде.In the third particular case of the method, the technical problem is solved due to the fact that the unmanned aerial vehicle is placed on a vibrating stand.

В четвертом частном случае осуществления способа техническая проблема решается за счет того, что беспилотный летательный аппарат располагают на стапеле, а аэродинамическую поверхность беспилотного летательного аппарата соединяют с силовозбудителем.In the fourth particular case of the method, the technical problem is solved due to the fact that the unmanned aerial vehicle is mounted on a slipway, and the aerodynamic surface of the unmanned aerial vehicle is connected to a power exciter.

Изобретение позволяет достичь следующего технического результата: повышение информативности и достоверности результатов проведения испытаний.The invention allows to achieve the following technical result: increasing the information content and reliability of the test results.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:The essence of the invention is illustrated by drawings:

На фиг. 1 схематически изображено расположение датчиков на корпусе, приводе и аэродинамической поверхности, вид сзади.In FIG. 1 schematically shows the location of the sensors on the housing, drive and aerodynamic surface, rear view.

На фиг. 2 схематически изображено расположение датчиков на корпусе, приводе и аэродинамической поверхности, вид сверху.In FIG. 2 schematically shows the location of the sensors on the housing, drive and aerodynamic surface, top view.

Способ определения характеристик колебаний поворотной аэродинамической поверхности беспилотного летательного аппарата (далее - способ) заключается в следующем:The method for determining the characteristics of the oscillations of the rotary aerodynamic surface of an unmanned aerial vehicle (hereinafter - the method) is as follows:

Фиксируют корпус 1 беспилотного летательного аппарата от перемещения, как линейного, так и углового. В варианте осуществления способа для этого используют вибростенд (на фиг. не показан), на котором располагают корпус 1 беспилотного летательного аппарата, в другом варианте осуществления способа располагают беспилотный летательный аппарат на стапеле и соединяют аэродинамическую поверхность 2 с силовозбудителем (на фиг. не показаны).The body 1 of the unmanned aerial vehicle is fixed from displacement, both linear and angular. In an embodiment of the method, a vibrostand is used for this (not shown in FIG.), On which the body of an unmanned aerial vehicle is placed; in another embodiment of the method, an unmanned aerial vehicle is mounted on a slipway and the aerodynamic surface 2 is connected with a power exciter (not shown in FIG.) .

Закрепляют на аэродинамической поверхности 2, по меньшей мере, один датчик виброизмерений 3. Датчик виброизмерений 3 - датчик, позволяющий зарегистрировать изменение перемещения, скорости, угловой скорости, ускорения, деформации и т.д. - любого параметра, изменяемого при возникновении механических колебаний. В качестве датчика виброизмерений 3 в варианте осуществления способа использован акселерометр, также могут быть использованы тензодатчики, датчики угловых скоростей и т.д. Способ допускает использование датчиков виброизмерений 3 разного вида одновременно.At least one vibration sensor 3 is fixed on the aerodynamic surface 2. The vibration sensor 3 is a sensor that allows you to register changes in displacement, speed, angular velocity, acceleration, deformation, etc. - any parameter that changes when mechanical vibrations occur. An accelerometer is used as a vibration measurement sensor 3 in an embodiment of the method, strain gauges, angular velocity sensors, etc. can also be used. The method allows the use of vibration sensors 3 of different types at the same time.

В варианте осуществления способа на аэродинамической поверхности 2 расположены четыре датчика виброизмерений 3, по одному вблизи каждого из концов бортовой и концевой хорд аэродинамической поверхности 2. Дополнительные датчики виброизмерений 3 могут быть расположены вдоль трех-пяти хорд аэродинамической поверхности 2, включая бортовую и концевую хорды.In an embodiment of the method, four vibration measurement sensors 3 are located on the aerodynamic surface 2, one near each of the ends of the side and end chords of the aerodynamic surface 2. Additional vibration measurements 3 can be located along three to five chords of the aerodynamic surface 2, including the side and end chords.

Закрепляют на корпусе 1 беспилотного летательного аппарата, по меньшей мере, один датчик виброизмерений 3. В варианте осуществления способа на корпусе 1 беспилотного летательного аппарата закрепляют три датчика виброизмерений, причем один из датчиков виброизмерений 3 закреплен на корпусе 1 беспилотного летательного аппарата в месте крепления аэродинамической поверхности 2, второй - на противоположной стороне корпуса 1 в плоскости того же поперечного сечения, что и первый - эти датчики виброизмерений 3 позволяют регистрировать угловое перемещение корпуса 1. Третий датчик виброизмерений 3 закреплен в верхней точке корпуса 1 летательного аппарата, расположенного на испытательном оборудовании и позволяет регистрировать перемещения корпуса в вертикальном направлении, место его закрепления напрямую не зависит от мест положения двух других датчиков виброизмерений 3, закрепленных на корпусе 1.At least one vibration meter 3 is fixed on the body 1 of the unmanned aerial vehicle 3. In an embodiment of the method, three vibration gauges are mounted on the body 1 of the unmanned aerial vehicle, and one of the vibration gauges 3 is mounted on the body 1 of the unmanned aerial vehicle at the mount of the aerodynamic surface 2, the second - on the opposite side of the housing 1 in the plane of the same cross section as the first - these vibration sensors 3 allow you to register the angular per displacements of the housing 1. The third sensor 3 is fixed vibration measurements at the top of the body 1 of the aircraft, located on the test equipment and allows to register movement of the housing in the vertical direction, place of fixing is not directly dependent on the position places the other two vibration measurements sensors 3 fixed to the housing 1.

Закрепляют на приводе 4 аэродинамической поверхности 2, например, внутри корпуса 1 беспилотного летательного аппарата, по меньшей мере, один датчик виброизмерений 3. В варианте осуществления способа на приводе 4 аэродинамической поверхности 2 закрепляют два датчика виброизмерений 3.At least one vibration sensor 3 is mounted on the drive 4 of the aerodynamic surface 2, for example, inside the body 1 of the unmanned aerial vehicle. In an embodiment of the method, two vibration measurement sensors 3 are fixed on the drive 4 of the aerodynamic surface 2.

Производят возбуждение колебаний аэродинамической поверхности 2 с помощью, например, вибростенда или силовозбудителя, по заранее заданной программе, которая определяется характером проводимых испытаний и не имеет прямого отношения к сущности способа.The vibrations of the aerodynamic surface 2 are excited using, for example, a vibrating stand or force exciter, according to a predetermined program, which is determined by the nature of the tests carried out and is not directly related to the essence of the method.

Регистрируют показания датчиков виброизмерений 3 с помощью анализатора колебаний (на фиг. не показан). Анализатор колебаний - устройство, позволяющее регистрировать данные, поступающие с датчиков виброизмерений в процессе проведения испытаний, например, изменения скоростей или ускорений элементов беспилотного летательного аппарата, и преобразовывать эти данные в характеристики колебаний, такие, как частота и амплитуда, выполненный, например, в виде электронной вычислительной машины.Record the readings of the vibration sensors 3 using an oscillation analyzer (not shown in FIG.). Oscillation analyzer - a device that allows you to register data coming from vibration sensors during testing, for example, changes in speeds or accelerations of elements of an unmanned aerial vehicle, and convert this data into vibration characteristics, such as frequency and amplitude, made, for example, in the form electronic computer.

Способ определения характеристик колебаний поворотной аэродинамической поверхности беспилотного летательного аппарата предназначен для применения при проведении вибрационных испытаний беспилотных летательных аппаратов и позволяет повысить информативность и достоверность результатов проведения испытаний.The method for determining the characteristics of the oscillations of the rotary aerodynamic surface of an unmanned aerial vehicle is intended for use in vibration testing of unmanned aerial vehicles and can increase the information content and reliability of the test results.

Claims

1. A method for determining the vibration characteristics of a rotary aerodynamic surface of an unmanned aerial vehicle, in which the body of the unmanned aerial vehicle is fixed from moving, at least one vibration measurement sensor is fixed on the aerodynamic surface, and at least one vibration measurement sensor is fixed on the body of the unmanned aircraft excite oscillations of the aerodynamic surface according to a predetermined program, register the characteristics of the oscillations at points installing vibration sensors using an oscillation analyzer, characterized in that at least one vibration sensor is additionally mounted on the drive of the aerodynamic surface inside the body of the unmanned aerial vehicle.

2. The method according to claim 1, characterized in that four vibration sensors are mounted on the aerodynamic surface, three vibration sensors are mounted on the unmanned aerial vehicle’s body, and two vibration sensors are mounted on the aerodynamic surface drive inside the unmanned aerial vehicle’s body.

3. The method according to p. 1, characterized in that accelerometers are used as vibration sensors.

4. The method according to p. 1, characterized in that they fix the body of the unmanned aerial vehicle and excite vibrations of the aerodynamic surface using a vibrating stand.

5. The method according to p. 1, characterized in that the test equipment using the slipway, on which the unmanned aerial vehicle is located, and a power exciter, which is connected to the aerodynamic surface of the unmanned aerial vehicle.