带扰流片的升力风扇操纵特性数据采集系统设计

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1、第4卷第3期2013年8月航空工程进展ADVANCESINAERoNAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGVoL4No．3Aug．2013文章编号：1674—8190(2013)03—274一06带扰流片的升力风扇操纵特性数据采集系统设计张冰融，詹浩，张怡哲，张炜(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：以带扰流片的升力风扇为动力系统的无人机，在动力学建模和控制方式上与传统升力风扇无人机有很大不同，升力风扇的操纵特性是这类升力风扇无人机动力学建模的关键，而目前国内尚未检索到对此进行研究或实验的报告或文献。因此，为了研究带扰流片的

2、升力风扇动力系统的动态操纵特性，利用LabVIEW设计并制作一套动态数据试验采集系统，设计试验输入，完成带扰流片的升力风扇操纵特性动态数据采集，所获得数据及后续建模过程表明本试验采集系统是正确、有效的。关键词：数据采集；升力风扇；扰流片；操纵特性；LabVIEW中图分类号：V216．8文献标识码：ADataAcquisitionSystemDesignforManipulatiVeCharacteristicsoftheLift—fanPowerSystemwithSpoilersZhangBingrong，ZhanHao，ZhangYizhe，Zha

3、ngWei(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Incompa“sonwiththeconventionallift_fanUAVaircraft，thelift-fanUAVwithspoilershasgreatdifferencesinkinematicmodelingandcontmllingmode．Themainkeyofkinematicmodelingismanipulativeperformance．How

4、ever，uptonowtherehavebeenfewresearches，reportsorreferencesonitinourcountry．Inordertoobtainthedynamiccharacte“sticsofthiskindofpowersystem(1ift—fanwithspoiler)，asetofdynamicdataacquisition(DAQ)systembasedonLabVIEWisdesignedandproduced，includingexperimentaldatainputandcoUationofdy

5、namiccharacteristics．Thedataacquiredandthesuccessivemodelingprocessindicatethatthesystemiscorrectandefficient．Keywords：dataacquisition；lift_fan；spoiler；manipulativecharacteristics；LabVIEW0引言升力风扇无人机是升力风扇技术在无人机设计中新的应用方向，能够实现超短距离／垂直起降，具备悬停能力并且能够以固定翼飞机方式飞行。与传统固定翼飞机相比，它对起降场地要求低，且具有可悬

6、停的优势；与传统直升机相比，它具有更快的飞行速度[1]。另外，升力风扇动力系统相对于鹞式飞机采用的升力发动机系统在提供垂直推力方面要更高效，相对于倾转旋翼式和直升机在提供收稿日期：2012—11一07；修回日期：2013一01—14通信作者：张冰融，18327578@qq．com垂直推力方面效率较低[2]。带扰流片的升力风扇动力系统，在继承普通升力风扇优点的同时，通过扰流片的偏转，还能产生一个垂直于升力方向的侧向力及一个附加力矩，同时可以通过扰流片调整涵道面积直接改变升力，这比通过转速来调整升力，大大提高了控制效率。带扰流片的升力风扇动力系统方案并不新

7、颖，最早有二战后期德国的Omniplane，后有通用电气与Ry—an联合研制的XV一5，但因当时的技术限制没有完成。在进入20世纪90年代后，随着电子设备及加工技术等方面的进步，升力风扇再次被提上议程，最具代表性的是美国的F一35及正在研制中的以色列“空中骡子”，但国内外尚未有文献对此类升力风扇动力系统的研究和实验进行报道。第3期张冰融等：带扰流片的升力风扇操纵特性数据采集系统设计275本文以带扰流片的升力风扇系统为研究对象，以LabⅥEw虚拟仪器及USB6009数据采集卡为工具，通过实验测量的方式，研究带扰流片的升力风扇系统在扰流片动作时，升力风扇系

8、统输出的力和力矩的变化规律。这对设计以带扰流片的升力风扇系统为动力的升力风扇无人机具有一定的意