СТЕНД ДЛЯ НАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ МАШУЩИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Рассматриваются проблемы, возникшие при исследовании и натурном моделировании махолетов с целью получения экспериментальных данных, необходимых при проектировании летательных аппаратов с машущими крыльями (мембранными и жесткими). Особенности генерирования подъемной силы и силы тяги, в отличие от классических планерных летательных аппаратов, равно как винтовых аппаратов, приводят к невозможности использования уже существующих решений в данной области. Дана формальная постановка задачи, а также описание всех основных требований, выдвигаемых к подобным комплексам. Решение этой проблемы было реализовано в специально разработанном лабораторном стенде, выполненном в виде длинных направляющих, по которым перемещается объект исследования, а также наборов датчиков, регистрирующих физические параметры, такие как перемещение, силу тяги, подъемную силу, частоту махов, оборотов двигателя и т.п. Разработанный макет машущего летательного аппарата устанавливается на специальную каретку, перемещение которой регистрируется программно-аппаратным комплексом. Последствием махов крыльев, которые создают аэродинамические силы, каретка с аппаратом перемещается по этим направляющим. Полученные данные передаются в компьютер при помощи регистратора данных по шине данных USB (или посредством карты памяти SD) и затем обрабатываются в математическом пакете MATLAB. Данный лабораторный стенд позволит не только производить моделирование специально разработанной модели махолета, но и снять параметры с уже существующих машущих летательных аппаратов, разработанных как в различных лабораториях, так и любителями. Предложенный вариант такого лабораторного комплекса отличает простота и дешевизна конструкции по сравнению с вариантами, рассмотренными далее в статье. Отказ от оптических средств регистрации перемещения позволило значительно упростить и добиться систематизации моделирования махолетов различных размеров и конфигураций. Как результат, был разработан и представлен вариант такого стенда, решающий данную проблему, а также объект исследования - тестовый вариант махолета с перепончатыми крыльями, изготовленный при помощи метода 3D-печати.