发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的不足，提供一种实用的旋翼类飞机水面漂浮特性模型试验装置及方法。

本发明的技术方案：为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提出一种旋翼类飞机水面漂浮特性模型试验装置，包括旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100、水域导轨200、试验水域调整支架300、风速模拟系统400、造波系统500、模型连接部件600、传感器系统700、控制系统800；

所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100置于试验水域水池中；

所述水域导轨200为两条平行于试验水域水池两侧池壁的钢制铁轨，固定连接于试验水域水池两侧池壁；所述试验水域调整支架300位于试验水域水池上方并且可沿所述水域导轨200自由滑动；可用于在试验过程中模型位置调整和航向控制；

所述风速模拟系统400位于试验水域水池水面上方，其两端分别与试验水域水池两侧池壁固定连接，可模拟输出满足试验要求的风载大小；

所述造波系统500安装于试验水域水池靠近所述风速模拟系统400一端与两侧池壁，可用于输出并调节目标参数波浪；

所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100与所述试验水域调整支架300通过所述模型连接部件600相连；在试验过程中，试验人员能够通过所述模型连接部件600控制和调节模型航向与位置；

所述传感器系统700安装于所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100上，用于实时监测采集模型在漂浮过程中的运动姿态信息，并与所述控制系统800进行信息通信；

所述控制系统800设置于所述试验水域调整支架300上，与所述传感器系统700通信连接。

在一个可能的实施例中，所述试验水域调整支架300包括试验操作平台301、底部加强结构302、滑轮装置303；所述试验操作平台301位于所述试验水域调整支架300上平面，可作为试验人员的活动区域；所述底部加强结构302为桁架式结构，固定连接于所述试验操作平台301下方，用于加强试验操作平台的整体结构强度；所述滑轮装置303设置于所述试验操作平台301下方两侧对称位置，与所述试验操作平台301下方固定连接；所述滑轮装置303与所述水域导轨200滑动配合连接，可用于调整试验水域调整支架与水域导轨之间的相对位置。

在一个可能的实施例中，所述风速模拟系统400包括风机组401、风机安装梁402；所述风机安装梁402用于安装所述风机组401，所述风机安装梁402两端分别与试验水域水池两侧侧向池壁固定连接；所述风机组401安装在所述风机安装梁402下方，所述风机组401可模拟输出满足试验要求的风载大小。

在一个可能的实施例中，所述造波系统500包括造波机电控部分、电动缸502、造波板503、消波板504；所述造波机电控部分可用于输入波浪参数和控制电动缸502的运动频率、运动线程；所述电动缸502与试验水域水池池壁固定连接；所述电动缸502与造波板503固定连接；所述电动缸502可带动所述造波板503进行机械运动，实现对目标波浪参数的模拟输出；所述消波板504与试验水域水池两侧侧向池壁铰接，所述消波板504能够对试验水域的水面波浪进行消波处理，使之快速恢复平静。

在一个可能的实施例中，所述模型连接部件600包括挂环601、凯夫拉系泊绳602；所述挂环601与所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100首尾两端固定连接，用于固结所述凯夫拉系泊绳602；所述凯夫拉系泊绳602用于控制试验模型的水面漂浮姿态/波浪遭遇方向，其一端与所述挂环601之间固结连接，另一端与所述试验水域调整支架300相连，由所述试验操作平台301上的试验人员人为控制。

在一个可能的实施例中，所述传感器系统700包括惯性测量单元701、无线采集器702、电池703、信号接收天线704、供电控制开关705；所述惯性测量单元701固定在所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100的重心处，用于实时监测模型在漂浮过程中的运动姿态；所述无线采集器702、电池703固定在所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100内部，所述无线采集器702用于采集、记录所述惯性测量单元701的测试参数；所述电池703与所述惯性测量单元701、无线采集器702、信号接收天线704分别电连接，用于对模型内部传感器供电；所述信号接收天线704固定在所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100外部顶部位置，用于接收控制系统发出的控制信号；所述供电控制开关705固定在所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100外部顶部位置，其作为所述电池703的控制开关，与所述电池703电连接。

在一个可能的实施例中，所述控制系统800包括远程遥控装置801、数据分析系统803；所述远程遥控装置801设置于所述试验操作平台301上，用于对所述传感器系统700中的信号接收天线704发出控制信号，以实现对所述无线采集器702工作状态远程操作；所述数据分析系统803用于对所述传感器系统700采集的试验数据的有效性进行分析论证。

进一步地，所述控制系统800还包括摄录系统802，所述摄录系统802可选用固定摄像机或手持式摄像机其中一种或两者的结合，用于捕捉试验过程中所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100的试验状态图像，由操作平台301上的工作人员人为控制。

根据本发明的第二方面，提出一种旋翼类飞机水面漂浮特性模型试验方法，采用上述一种旋翼类飞机水面漂浮特性模型试验装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：预调试所述风速模拟系统400和造波系统500的运行参数，确保模拟输出的风速、波浪参数满足试验精度要求；

步骤2：在上述工作准备完成后，拉起所述造波系统500中的消波板504，使所述消波板504远离水面并与试验水域水池水面保持垂直状态；

步骤3：开启所述传感器系统700中的供电控制开关705后，通过所述模型连接部件600中的所述凯夫拉系泊绳602的活动端将所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100放置于所述试验水域调整支架300与所述风速模拟系统400之间的试验水域，并调整至试验目标航向；

步骤4：依次启动所述造波系统500、风速模拟系统400、控制系统800，使其正常工作；

步骤5：当波浪、风速干扰到达所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100所在的试验水域后，通过调整控制凯夫拉系泊绳602活动端与模型之间的相对角度和绝对长度，控制模型遭遇浪向；试验过程中，所述无线采集器702实时记录所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100在水面漂浮过程的横滚角、俯仰角、横滚角速度、俯仰角速度参数，所述摄录系统802记录所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100运动的全过程；

步骤6：当所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100在水面的漂浮时间达到目标值，关闭所述造波系统500、风速模拟系统400、控制系统800中的远程遥控装置801和摄录系统802，使所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100停止摇荡和漂移，通过凯夫拉系泊绳601将所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100打捞以复核和调整试验状态；

步骤7：采用所述控制系统800中的数据分析系统803，利用所述传感器系统700获取的横滚角、俯仰角、横滚角速度、俯仰角速度参数，绘制滚转角随时间的时历变化曲线，通过分析曲线变化规律与模型运动状态的相关性，对试验状态有效性进行评估，并剔除无效数据，所记录的有效数据应包括模型重量、重心位置、风速、模型航向、波浪参数、横滚角、俯仰角、横滚角速度、俯仰角速度随时间的变化曲线情况。

在一个可能的实施例中，在所述步骤5中，通过调整所述试验水域调整支架300在水域导轨200上的相对位置，以回避所述旋翼类飞机水面漂浮特性试验模型100在运动过程中与试验水域调整支架300之间产生的不利碰撞干扰。

本发明的有益效果：本发明通过开展旋翼类飞机水面漂浮特性模型试验方法研究，可对旋翼类飞机模型在水面漂浮过程中的稳定平衡能力、风浪响应参数、漂浮时间进行测量，为全尺寸旋翼类飞机的水面使用条件和应急逃生程序编制提供技术支持，为减少旋翼类飞机因漂浮能力不足所产生的人员伤亡和机体结构损伤提供指导建议。该方法实用、可行、操作简单，试验结果可靠，适用范围广。