本發(fā)明涉及飛行試驗技術(shù)，尤其涉及一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，屬于直升機飛行試驗領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、隨著航空業(yè)的不斷發(fā)展，直升機憑借其獨特的飛行性能，在諸多特殊場景中都有著廣泛應(yīng)用，其中就包括極地地區(qū)以及其他被積雪覆蓋的區(qū)域。直升機在極地或其他覆蓋積雪的場景起飛著陸、貼地懸停、貼地飛行時，旋翼與地面干擾形成復(fù)雜的非定常流場。在這一復(fù)雜流場的作用下，旋翼產(chǎn)生的下洗氣流會將地面雪粒從旋翼附近迅速卷起，從而引發(fā)直升機雪盲。雪盲現(xiàn)象一旦出現(xiàn)，最直接的后果便是駕駛艙外能見度顯著降低，飛行員的視線遭到嚴(yán)重遮擋，致使其無法準(zhǔn)確看清地面空間位置，極大地影響了飛行的安全性與精準(zhǔn)性。

2、與此同時，直升機發(fā)動機進(jìn)氣系統(tǒng)部件在積雪環(huán)境中也面臨著積雪堆積的問題。當(dāng)積雪積累到一定程度時，必然會對發(fā)動機的進(jìn)氣功能產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)而破壞發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使直升機飛行安全面臨嚴(yán)重威脅。

3、鑒于上述直升機雪域飛行及雪盲現(xiàn)象對飛行安全造成的重大影響，深入研究其影響特性具有不可忽視的重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。

2、鑒于此，為解決現(xiàn)有國內(nèi)在直升機雪域飛行和雪盲技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究空白的問題，本發(fā)明提供一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法。

3、本發(fā)明技術(shù)方案為一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，具體包括以下步驟：

4、s1.選擇滿足試驗條件的試驗環(huán)境和試驗場地；

5、s2.根據(jù)無人直升機的性能以及試驗環(huán)境和試驗場地的限制，確定試驗安全的飛行工況；

6、s3.無人直升機操控員需在無雪的地面上，按照確定的飛行工況進(jìn)行試飛演練；并判斷試驗場地現(xiàn)有的積雪是否符合能被旋翼下洗氣流吹起形成雪盲情景的試驗要求，積雪狀態(tài)符合試驗要求直接進(jìn)行s4步驟；現(xiàn)有自然積雪不符合試驗要求，需采取措施使地面積雪達(dá)到符合試驗要求的狀態(tài)；

7、s4.在試驗場地確定無人直升機的飛行軌跡后,安裝試驗所用設(shè)備；

8、s5.進(jìn)行無人直升機飛行前檢查；

9、s6.測量試驗場地積雪的物理特性；

10、s7.根據(jù)確定的飛行工況開展試驗；

11、s8.單一車次試驗結(jié)束后,確保無人直升機停止動力輸出，檢查無人直升機狀態(tài)；

12、s9.再次對試驗場地積雪各參數(shù)進(jìn)行測量，記錄無人直升機飛行對積雪變化影響情況；

13、s10.確認(rèn)當(dāng)天是否有剩余試驗；若當(dāng)天還有剩余試驗轉(zhuǎn)入s5；若全天試驗結(jié)束，將所有試驗所用測量設(shè)備收起并存放于室內(nèi)，對無人直升機進(jìn)行防腐處理；

14、s11.分析所記錄的數(shù)據(jù)，評估氣象環(huán)境、地面積雪參數(shù)、無人直升機起飛重量及飛行工況對雪盲嚴(yán)重程度的影響。

15、進(jìn)一步地，s2所述飛行工況包括無人直升機的起飛重量、飛行軌跡、飛行高度、水平速度、垂向速度、飛行和懸停時間。

16、進(jìn)一步地，s3所述試驗場地現(xiàn)有自然積雪無法滿足雪盲試驗的要求時，需采取措施具體方法為：

17、物理方法松散雪層：使用機械設(shè)備直接作用于雪層，通過物理方式使雪層變得松散；或者，人工造雪：通過造雪機人工造雪，然后使用推雪機或鏟雪設(shè)備將造雪機生成的雪均勻分布在試驗場地上，從而形成試驗所需的松散雪地條件。

18、進(jìn)一步地，s4所述試驗所用設(shè)備包括云臺相機、移動氣象站、風(fēng)速儀、攝像機；所述無人直升機機身前部安裝云臺相機；所述移動氣象站位于試驗場地安全位置；

19、開展無人直升機垂直起降和懸停試驗時，以無人直升機主旋翼槳轂中心地面投影為基準(zhǔn)圓心，在兩倍旋翼半徑范圍內(nèi)選取位置布置風(fēng)速儀，攝像機在試驗場地地面架設(shè)位置需使攝像機的成像視場水平距離不小于六倍旋翼半徑；

20、開展前飛試驗時，以無人直升機飛行軌跡上無人直升機主旋翼槳轂中心地面投影為地面基準(zhǔn)軌跡線，分別在地面基準(zhǔn)軌跡線兩側(cè)兩倍旋翼半徑范圍內(nèi)選取位置布置風(fēng)速儀，試驗場地地面攝像機架設(shè)位置依據(jù)地面基準(zhǔn)軌跡線而定，攝像機成像視場水平距離不小于六倍旋翼半徑。

21、進(jìn)一步地，s6所述試驗場地積雪的物理特性測量方法，具體包括：

22、積雪溫度測量方法：使用探針式溫度傳感器插入積雪待測區(qū)，得到不同深度的雪溫數(shù)據(jù)；

23、積雪深度與密度測量方法：使用透明積雪密度采樣測量器從上方垂直向下插入積雪待測區(qū)，直至接觸地面，此時測量器已完成積雪采樣，用蓋板將測量器底部封住，將積雪移出，通過透明測量器上刻度線讀取積雪深度，同時測量容器內(nèi)積雪重量，即可得到積雪的整體密度；

24、雪粒形狀與粒徑測量方法：使用帶刻度的電子顯微鏡進(jìn)行積雪待測區(qū)雪顆粒形狀、粒徑的測量，具體步驟為：將電子顯微鏡放置于室外，使雪粒保持原本形狀，接通設(shè)備電源，打開ccd相機和顯示屏，用雪樣采集板對待測雪顆粒采樣后放置于電子顯微鏡觀測區(qū)，調(diào)整led源亮度，調(diào)整鏡頭位置，使得顯示屏上圖像中雪晶圖片清晰，采集測量多組圖像信息，分析雪粒形狀、粒徑數(shù)據(jù)。

25、進(jìn)一步地，所述無人直升機需配備地面站和飛行數(shù)據(jù)采集、傳輸與記錄功能，實現(xiàn)實時監(jiān)控飛行狀態(tài)。

26、進(jìn)一步地，所述無人直升機通過飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，需能夠傳輸主旋翼轉(zhuǎn)速、總距以及無人直升機位置、高度、航向、水平速度、垂直速度，其中無人直升機位置信息由gps定位系統(tǒng)提供。

27、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

28、1.本發(fā)明可以深入研究直升機在雪域飛行及雪盲現(xiàn)象的影響特性，填補國內(nèi)在直升機雪域飛行和雪盲技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究的空白；

29、2.本發(fā)明通過在覆蓋積雪區(qū)域內(nèi)開展實際飛行試驗，能夠模擬出真實的直升機雪盲現(xiàn)象，讓研究人員可以直觀地觀察到雪盲發(fā)生時的實際情況，更貼合實際飛行中面臨的問題，為深入研究雪盲現(xiàn)象提供了可靠的現(xiàn)實依據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，s2所述飛行工況包括無人直升機(1)的起飛重量、飛行軌跡、飛行高度、水平速度、垂向速度、飛行和懸停時間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，s3所述試驗場地現(xiàn)有自然積雪無法滿足雪盲試驗的要求時，需采取措施具體方法為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，s4所述試驗所用設(shè)備包括云臺相機(2)、移動氣象站(3)、風(fēng)速儀(4)、攝像機(5)；所述無人直升機(1)機身前部安裝云臺相機(2)；所述移動氣象站(3)位于試驗場地安全位置；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，s6所述試驗場地積雪的物理特性測量方法，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，所述無人直升機(1)需配備地面站和飛行數(shù)據(jù)采集、傳輸與記錄功能，實現(xiàn)實時監(jiān)控飛行狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，其特征在于，所述無人直升機(1)通過飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，需能夠傳輸主旋翼轉(zhuǎn)速、總距以及無人直升機(1)位置、高度、航向、水平速度、垂直速度，其中無人直升機(1)位置信息由gps定位系統(tǒng)提供。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種基于室外寒冷環(huán)境的無人直升機雪盲試驗方法，屬于直升機飛行試驗領(lǐng)域。目的是解決現(xiàn)有國內(nèi)在直升機雪域飛行和雪盲技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究空白問題。本發(fā)明包括以下步驟：S1選擇滿足試驗條件的試驗環(huán)境和試驗場地；S2確定試驗安全的飛行工況；S3試飛演練；S4在試驗場地確定無人直升機的飛行軌跡后,安裝試驗所用設(shè)備；S5無人直升機飛行前檢查；S6測量試驗場地積雪物理特性；S7根據(jù)確定的飛行工況開展試驗；S8試驗結(jié)束；S9結(jié)束后參數(shù)測量；S10試驗后測量設(shè)備整理；S11分析所記錄數(shù)據(jù)。通過本發(fā)明，可以深入研究直升機在雪域飛行及雪盲現(xiàn)象的影響特性，填補國內(nèi)在直升機雪域飛行和雪盲技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)研究的空白。

技術(shù)研發(fā)人員：于文凱,邵天雙,劉向楠,陳寶,楊征,高洪波,劉實
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司哈爾濱空氣動力研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24