直升机浮囊着水试验平台及其数据采集系统研究

摘要

直升机在海上执行任务时，由于机械故障、控制系统失灵或极端天气影响，需要在海面应急迫降，如果缺乏有效的防护措施，会造成机毁人亡的损失。因此，对直升机应急防护装置的研究意义重大。本文的直升机应急浮囊着水试验，就是使用缩小的直升机和浮囊模型，模拟真实直升机迫降着水工况和姿态参数，采集在水面迫降条件下的直升机和浮囊连接处的力学数据，作为浮囊的设计计算和分析的依据。
　　根据要求，模拟的直升机着水工况和姿态参数为：最大水平速度10m/s，垂直速度不小于1.5m/s，直升机模型仰角不大于10°，偏航角不大于15°着水。
　　直升机模型试验的水平速度由沿水平轨道运动的牵引小车牵引试验模型提供，垂直速度由直升机距离水面一段距离自由落体运动后获得，直升机的仰角和偏航角由姿态调整装置实现。安装在浮囊内部和表面压力传感器采集着水过程中浮囊各部分的压力变化情况；安装在直升机模型和浮囊连接处的六分力天平采集连接处的受力情况。
　　本文的数据采集系统要求对上述的试验数据进行采集，由于需要采集的数据数量和种类比较多，采集系统设计要求最大支持72路数据的采集，采集的信号有电压和电流两种类型，为了减小采集系统的体积，采集系统设计采用了PC104+总线类型的采集卡和计算机。为了增加采集系统的灵活性，数据采集板采用专业公司生产的产品，并将各数据采集通道的信号类型设置成与传感器输出匹配的类型，同时各个采集通道可以在试验中自由定义，整个采集系统的硬件设计具有灵活通用的特点。
　　软件设计采用了Visual C++6.0编程环境，编程语言使用了VC++，主要实现上位机与下位机的通讯，以及对采集到的数据进行保存。上位机与下位机的通讯，一方面下位机程序将陀螺仪采集到的三个角度数据无线传输至上位机，另一方面上位机向下位机发送命令字节，通过下位机程序控制采集卡将采集到的数据进行保存。
　　现场试验表明，本文设计的数据采集系统很好地完成了直升机模型着水试验的数据采集工作。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的背景、国内外现状、意义

1.2本文研究的主要工作

第2章 直升机浮囊着水试验平台的实现

2.1 现有水上救生综合试验水池的参数条件

2.2 试验平台的直升机模型水平输送的实现

2.3 试验平台的直升机模型着水姿态的实现

2.4 直升机模型着水垂直速度的实现

2.5 直升机模型释放后2/3升力的实现

2.6 本章小结

第3章 试验数据采集系统硬件设计

3.1 数据采集系统的硬件设计总体方案

3.2 数据采集系统的工作流程

3.3 试验数据采集系统的传感器选择

3.4 PC104+总线的主板选型

3.5 陀螺仪的选型

3.6 无线通信模块选型

3.7 数据采集系统硬件电路设计

3.8 本章小结

第4章 试验数据采集系统软件设计

4.1 PL2624B数据采集卡系统程序

4.2 数据采集程序模块的设计

4.3主采集子系统的数据通信程序

4.4 U盘自动拷贝程序

4.5 试验数据转换程序

4.6上位机监控界面

4.7 本章小结

第5章 数据采集系统的现场试验

第6章 结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

附录 A