副油箱模型风洞自由投实验技术研究

摘要

续航能力是评价飞行器性能优劣的重要指标，而加装副油箱是显著提高飞行器续航能力最直接有效一种方法。在燃油耗尽或飞行器进入突发状态时需要对加装的副油箱实施飞行投放，投放过程中副油箱受强气流干扰，会产生轨迹突变发生危险。为避免此类危险的产生，在设计阶段必须对副油箱投放轨迹进行实验分析从而保证飞行器投放安全。现阶段，在高度模拟飞行器飞行流场的风洞中对副油箱模型实施自由投放实验是在设计阶段获得副油箱投放位姿参数的主要手段，因此，对副油箱模型自由投实验技术进行研究是十分必要的。本文在已有的风洞投放实验理论基础上，对副油箱模型风洞自由投实验系统展开设计及实验研究工作，具体内容包括:
　　(1)针对副油箱模型风洞自由投实验要求，完成副油箱模型风洞自由投实验投放系统的整体设计并对其进行实验验证。结果表明:所研制的自由投放系统能够在承受较大横向风载的情况下对副油箱模型投放姿态进行精确控制;
　　(2)针对副油箱模型轨迹位姿测量要求，开发副油箱模型风洞自由投实验位姿测量系统。选定副油箱模型位姿测量方法，制定图像采集方案并对兴趣标记点布局及安装进行设计。实验表明:所提出的位姿测量图像采集方法能够较好的适用于风洞复杂实验环境，并保证了较高的图像采集质量;
　　(3)研究基于双目视觉理论的序列图像处理方法，针对副油箱模型表面标记点由于模型滚转引起的双目图像对应点难匹配问题，提出了基于自发光彩色编码的标记点匹配识别方法。实验表明:所设计的彩色编码匹配方法能够准确的建立匹配关系，去除消隐现象引起的单幅点。完成了双目对应点的快速准确匹配;
　　(4)根据副油箱模型自由投实验室实验要求，以上述研究为基础，搭建副油箱模型自由投地面实验平台，对副油箱模型风洞自由投实验系统进行地面模拟实验，并对实验数据进行分析。结果表明:所研制的副油箱模型风洞自由投实验系统满足实验要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 课题来源

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国内外投放系统研究现状

1．3．2 国内外位姿测量系统研究现状

1．4 论文的主要研究内容

2 自由投实验投放系统研究

2．1 副油箱模型风洞投放系统方案制定

2．2 副油箱模型投放机构设计

2．3 副油箱模型分离过程分析

2．4 投放系统侧载投放实验

2．5 本章小结

3 副油箱模型位姿测量图像采集方法研究

3．1 视觉测量成像模型

3．2 副油箱模型图像采集方案设计

3．3 标记点布局及设计安装

3．3．1 副油箱模型标记点布局

3．3．2 标记点设计安装

3．4 图像采集实验及结果分析

3．5 本章小结

4 副油箱模型位姿测量图像处理方法研究

4．1 标记点中心提取

4．2 基于颜色编码的特征标记匹配识别方法

4．2．1 视觉颜色识别

4．2．2 环绕式颜色编码

4．2．3 编码片段整体匹配识别

4．3 标记点三维重建

4．4 副油箱模型位姿求解

4．5 本章小结

5 副油箱模型自由投实验及结果分析

5．1 自由投实验系统硬件设计

5．1．1 副油箱模型投放系统

5．1．2 自由投实验控制系统

5．1．3 双目视觉位姿测量系统

5．2 自由投实验及结果分析

5．3 静态精度验证实验

5．4 投放机构重复性实验

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢