一種無人直升機傘降系統(tǒng)空中彈射開傘試驗裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈射開傘的試驗裝置和方法，特別是一種空中垂直彈射開傘的試驗裝置和方法，屬于飛行器回收系統(tǒng)地面試驗領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無人直升機應(yīng)急傘降系統(tǒng)2用于飛行過程中發(fā)生意外故障出現(xiàn)失控情況下實現(xiàn)無人直升機的緩慢降落與安全回收，以減少損失，保護數(shù)據(jù)信息，降低對地面人員的安全威脅。無人直升機應(yīng)急傘降系統(tǒng)2在工作時，彈射器23垂直彈射傘艙蓋21并帶出降落傘傘包22，隨即拉直降落傘，降落傘充氣張滿完成開傘。在傘降系統(tǒng)2應(yīng)用于直升機應(yīng)急回收前，須對傘降系統(tǒng)2的工作性能進行試驗驗證。以往針對無人直升機傘降系統(tǒng)2的試驗方法均是基于地面的彈傘試驗驗證方法，僅能在地面驗證彈射開傘方案的可行性及降落傘系是否可靠拉出并拉直，不能模擬空中彈射開傘過程，無法判斷無人直升機能否有效回收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種無人直升機傘降系統(tǒng)空中垂直彈傘的試驗裝置及相應(yīng)的試驗方法，實現(xiàn)了對無人直升機失控狀態(tài)下傘降回收系統(tǒng)工作環(huán)境和工作過程的模擬。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種無人直升機傘降系統(tǒng)空中彈射開傘試驗裝置，包括:無人直升機模擬結(jié)構(gòu)、傘降系統(tǒng)、點火控制裝置、投放控制裝置和圖像處理裝置；所述無人直升機模擬結(jié)構(gòu)與實際無人直升機的外形尺寸和重量完全相同，無人直升機模擬結(jié)構(gòu)通過投放控制裝置吊掛在試驗塔的塔臂上，傘降系統(tǒng)和點火控制裝置固定在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)上，圖像處理裝置位于地面；投放控制裝置根據(jù)外部指令從塔臂上釋放無人直升機模擬結(jié)構(gòu)，點火控制裝置在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)自由下落后控制傘降系統(tǒng)彈射出去，圖像處理裝置獲取無人直升機模擬結(jié)構(gòu)落地時的圖像并計算出無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)降著陸速度，并通過比較著陸速度實測值與理論值，給出試驗結(jié)果。
[0006]所述傘降系統(tǒng)包括傘艙蓋、傘包、彈射器、和傘艙；傘艙的底部固定安裝在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的上表面，彈射器穿過傘艙底部中心和傘艙蓋中心，彈射器的頂部通過螺釘與傘艙蓋連接，傘包填充在傘艙內(nèi)部；彈射器在點火控制裝置的控制下點火，彈射器點火后，傘艙蓋及傘包一起彈出。
[0007]所述點火控制裝置包括電池組、控制盒、點火電纜、拔銷開關(guān)和拔銷繩；電池組及控制盒固定在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的中層安裝面，拔銷開關(guān)安裝于無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的上端面，拔銷繩一端系在拔銷開關(guān)的拔銷上，另一端系留在塔臂上；電池組為控制盒供電，控制盒通過點火電纜與拔銷開關(guān)連接，當(dāng)無人直升機模擬結(jié)構(gòu)自由下落使得拔銷繩完全張緊并拉出拔銷開關(guān)的拔銷后，拔銷開關(guān)閉合，接通控制盒與彈射器，控制盒通過點火電纜控制彈射器的點火器點火。
[0008]所述投放控制裝置包括吊帶、連接繩、切割器、釋放控制裝置；四根吊帶的一端分別固定在塔臂橫梁上，四根吊帶的另一端設(shè)有端部帶環(huán)，四根吊帶穿過無人直升機模擬結(jié)構(gòu)后，連接繩依次穿過四個端部帶環(huán)和切割器，切割器通過電纜與釋放控制裝置連接，釋放控制裝置接收外部指令控制切割器切斷連接繩。
[0009]所述吊帶的長度為15m ;所述切割器有兩個，互為備份。
[0010]一種無人直升機傘降系統(tǒng)空中彈射開傘試驗方法，包括如下步驟:
[0011](a)將點火控制裝置的電池組、控制盒安裝固定在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)中部的安裝板上，拔銷開關(guān)安裝于無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的上端面；
[0012](b)將裝配完整的傘降系統(tǒng)安裝在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的上表面，并將彈射器與點火電纜連接；
[0013](c)通過四根吊帶、連接繩和切割器，將無人直升機模擬結(jié)構(gòu)起吊在塔臂上，并通過控制電纜將切割器與釋放控制裝置連接，將拔銷繩的一端固定在塔臂上；
[0014](d)將無人直升機模擬結(jié)構(gòu)起吊至投放高度后，釋放控制裝置接收外部指令，啟動切割器，切斷連接繩，釋放吊帶，使得無人直升機模擬結(jié)構(gòu)自由下落，拔銷繩拉直后拔出拔銷開關(guān)的拔銷，點火控制裝置啟動，引爆彈射器，彈出傘艙蓋，從而拉出傘包；
[0015](e)在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)著陸時，利用圖像處理裝置記錄無人直升機模擬結(jié)構(gòu)著陸瞬間的圖像；
[0016](f)利用步驟(5)獲得的無人直升機模擬結(jié)構(gòu)著陸前后瞬時的過程圖像，計算出無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)降著陸速度；將著陸速度實測值與理論值比較，當(dāng)且僅當(dāng)兩者的差值絕對值小于0.3m/s時，判定試驗成功。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0018](I)本發(fā)明采用無人直升機模擬結(jié)構(gòu)替代無人直升機結(jié)構(gòu)，模擬無人直升機的外形尺寸、重量和著陸姿態(tài)，該方式具有結(jié)構(gòu)簡單，移動、安裝方便快捷的優(yōu)點；所述無人直升機模擬結(jié)構(gòu)與實際無人直升機的外形尺寸和重量完全相同。
[0019](2)本發(fā)明采用由吊帶、連接繩、切割器和釋放控制裝置組成的試驗裝置將無人直升機模擬結(jié)構(gòu)起吊，并采用帶有拔銷開關(guān)的點火控制裝置，實現(xiàn)了傘降系統(tǒng)彈射器的被動點火控制，能夠保證從無人直升機失控到傘降系統(tǒng)工作的連貫性，有效模擬無人直升機失控條件下傘降系統(tǒng)的高空工作環(huán)境和垂直彈蓋、開傘、著陸的一系列回收過程；
[0020](3)本發(fā)明采用圖像處理裝置同時實現(xiàn)了無人直升機模擬結(jié)構(gòu)圖像的記錄和直升機穩(wěn)降著陸速度的測量，拍攝圖像及測量數(shù)據(jù)能夠一一對應(yīng)，有助于試驗比對分析。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明試驗裝置安裝示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明無人直升機模擬結(jié)構(gòu)外形示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明傘降系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明點火控制裝置組成示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明投放控制裝置組成示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計的一種無人直升機傘降系統(tǒng)空中彈射開傘試驗裝置，包括:無人直升機模擬結(jié)構(gòu)1、傘降系統(tǒng)2、點火控制裝置3、投放控制裝置4和圖像處理裝置；無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I通過投放控制裝置4吊掛在試驗塔塔臂5上，傘降系統(tǒng)2和點火控制裝置3固定在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I上，圖像處理裝置位于地面；投放控制裝置4根據(jù)外部指令從塔臂5上釋放無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I，點火控制裝置3在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I自由下落后控制傘降系統(tǒng)2彈射出去，圖像處理裝置獲取無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I落地時的圖像并計算出無人直升機模擬結(jié)構(gòu)的穩(wěn)降著陸速度，并通過比較著陸速度實測值與理論值，給出試驗結(jié)果。
[0027]如圖2所示，無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I由模擬框架11和起落架12兩部分組成，整體采用框架結(jié)構(gòu)，機身11和起落架12通過螺釘連接，其整體外形尺寸長X寬X高為1200mmX621mmX633mm,重量為60kg，與實際無人直升機的外形尺寸和重量完全相同，上層橫梁和下層橫梁上分別有一塊安裝板，分別提供傘降系統(tǒng)2和點火控制裝置3的安裝面，模擬無人直升機的外形尺寸、重量和著陸姿態(tài)。
[0028]如圖3所示，所述傘降系統(tǒng)2包括傘艙蓋21、傘包22、彈射器23、和傘艙24 ;傘艙24的底部固定安裝在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I的上表面，彈射器23穿過傘艙24底部中心和傘艙蓋21中心，彈射器23的頂部通過螺釘與傘艙蓋21連接，傘包22填充在傘艙24內(nèi)部；彈射器23在點火控制裝置3的控制下點火，彈射器23點火后，傘艙蓋21及傘包22 —起彈出。
[0029]如圖4所示，所述點火控制裝置3包括電池組31、控制盒32、點火電纜33、拔銷開關(guān)34和拔銷繩35 ;電池組31及控制盒32固定在無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I的中層安裝面，拔銷開關(guān)34安裝于無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I的上端面，拔銷繩35 —端系在拔銷開關(guān)34的拔銷上，另一端系留在塔臂5上；電池組31為控制盒32供電，控制盒32通過點火電纜33與拔銷開關(guān)34連接，當(dāng)無人直升機模擬結(jié)構(gòu)I自由下落使得拔銷繩35完全張緊并拉出拔銷開關(guān)34的拔銷后，拔銷開關(guān)34閉合，接通控制盒32