复杂背景和光照下双旋翼直升机桨尖间距实时测量方法

针对现有双旋翼直升机桨尖间距测量方法不适应室外复杂环境的问题,提出一种基于深度网络的桨尖间距实时测量方法。首先,采集桨尖图像制作数据集,搭建并训练YOLOv3-tiny网络;其次,利用训练好的网络定位桨尖区域;再次,采用OTSU分割区域图像并提取桨尖轮廓,定位上下桨尖气动中心,计算桨尖间距;最后,通过在模拟和真实环境分别开展测量实验,模拟实验结果表明本文方法精度高,相机离桨尖20 m时桨尖间距测量的最大误差为1.99 mm;真实实验结果表明本文方法适应能力强和速度快,可以适应不同复杂背景和光照下的桨尖间距测量,帧率达50 fps,已用于现场实验。

共轴刚性旋翼桨尖间距建模与参数影响研究

共轴刚性旋翼桨尖间距是涉及直升机飞行安全的关键问题,建立了共轴刚性旋翼综合气弹分析模型,开展了升力偏置、前进比、旋翼交叉角、提前操纵角以及高阶气动载荷等因素对桨尖间距影响的数值计算和分析研究.研究结果表明,升力偏置是影响桨尖间距最重要的因素,随着升力偏置量增大,桨尖间距呈线性减小趋势,而且旋翼拉力越大,趋势直线的斜率就越大,本质上桨尖间距是由桨根动态挥舞弯矩决定的,桨尖间距不会随飞行速度的增大而减小,旋翼交叉角对桨尖间距有一定的调节作用,提前操纵角和高阶气动载荷则对桨尖间距影响很小.

高速升力偏置旋翼桨叶结构形变特性研究

对于共轴刚性旋翼而言,过大的桨叶结构变形可能导致上下旋翼桨尖发生碰撞,从而影响高速直升机的飞行安全。本文建立了一套含升力偏置配平目标的共轴刚性旋翼综合气弹分析模型,并利用XH-59A风洞试验数据验证了计算方法的有效性,获得了不同升力偏置和前进比状态下的桨叶结构变形特性,并进一步从剖面来流动压、剖面桨距角以及桨根挥舞弯矩载荷等方面进行剖析,揭示了桨叶结构变形的影响作用机理。研究结果表明,在低速小前进比阶段,桨叶结构变形主要由升力偏置控制决定,随着前飞速度的增加,前进比的影响将越来越突出,两者均对桨叶结构变形有重要影响,在高速飞行状态下,适当增大升力偏置可以减小桨叶结构变形,进而有利于桨尖间距控制。