无人机气流风洞测试系统

无人机气流风洞测试系统主要用于多旋翼无人机、固定翼无人机及相关航空器的气流环境模拟、风场测试、抗风性能研究和空气动力学试验。

系统由风室结构、送风系统、风管、调节风阀、整流装置、支撑结构、测压管路、风速测量系统、压力测量系统及控制系统组成，可根据无人机尺寸和试验风速要求定制不同规格的试验段。

标准方案可提供 2m×2m、3m×3m、4m×4m、5m×5m 等不同规格，也可根据试验对象、最大无人机尺寸、目标风速和安装场地进行非标设计。

产品用途、应用范围与常用名称

无人机气流风洞测试系统适用于：

多旋翼无人机抗风性能测试；
固定翼无人机气流试验；
无人机悬停风场模拟；
无人机侧风及迎风测试；
无人机飞行稳定性研究；
无人机结构风载试验；
无人机动力系统风环境测试；
无人机研发、型式试验及科研实验。

本设备在不同项目中也常称为：

无人机风洞试验装置、无人机风洞测试系统、无人机气流测试系统、无人机风洞实验室、无人机抗风测试系统、无人机风场模拟系统、无人机空气动力测试系统、大型无人机风洞试验室。

主要技术参数

1、试验系统结构

风洞实验室主要由以下部分组成：

风室主体结构；
送风及动力系统；
风管系统；
调节风阀；
整流及稳流装置；
支撑结构；
测压管及测压接口；
风速测量系统；
压力测量系统；
电气控制系统；
数据采集与分析系统。

2、风室结构

主体结构：碳钢壳体

根据试验要求可采用模块化拼装结构，便于运输、安装和后期扩展。

内部可根据风场品质要求配置整流网、蜂窝整流器、导流结构及稳流段。

3、风室规格

标准参考规格：

2m × 2m
3m × 3m
4m × 4m
5m × 5m

其中3m×3m可作为常规配置。

具体风室截面、长度及试验段有效尺寸可根据无人机尺寸及目标风速非标定制。

4、试验段尺寸

试验段尺寸根据无人机：

最大轴距；
最大翼展；
飞行姿态；
旋翼直径；
安全间距；
目标风场范围；

进行设计。

大型无人机可定制更大试验截面。

5、风量范围

相关标准配置可参考：

5000～50000m³/h

但实际无人机风洞设计时，风量应根据：

试验段有效截面积 × 目标风速

进行选型。

例如3m×3m有效试验截面，如要求较高无人机抗风测试风速，则需要配置更大风量的送风系统。

因此大风量系统可根据目标风速定制。

6、系统风压

送风系统压力能力：

≥3000Pa

具体压力等级应根据风管阻力、整流系统、试验段结构及目标风速进行匹配。

7、风速范围

风速范围根据试验段尺寸和送风系统容量设计。

支持低风速启动、连续调速和目标风速保持。

具体最大风速根据：

试验段截面积；
总风量；
系统压力；
风机功率；

进行确定。

8、风速调节方式

采用变频调速控制。

可设置：

目标风速；
升速时间；
保持时间；
降速时间；
试验持续时间。

可根据项目要求扩展连续风、阶梯风及变化风速试验。

9、风速测量

可配置多点风速测量系统，对试验段不同位置的实际风速进行同步采集。

可采用：

热线式风速传感器；
叶轮式风速传感器；
皮托管；
差压测量系统；

等方式。

根据试验需求可配置多点风速阵列，用于评价试验区域风速分布。

10、压力测量

风室及风管设置测压接口。

可测量：

静压；
全压；
差压；
风道压力变化。

系统可配置高精度差压传感器，并实时显示压力数据及变化曲线。

11、风量测量

可结合标准化风道、测压装置及风速测量系统计算空气流量。

风量、压力及相关空气动力性能测试可参照 GB/T 1236-2017 和 ANSI/AMCA 210-25 / ASHRAE 51-25 的相关测试方法设计。

12、环境参数测量

可选配：

温度；
相对湿度；
大气压力；

测量模块。

用于记录无人机风洞试验时的环境条件。

13、数据采集系统

系统可实时采集：

风速；
风量；
静压；
全压；
差压；
温度；
湿度；
大气压力；
试验时间。

数据可形成实时曲线并保存试验记录。

14、控制系统

采用PLC + 触摸屏或工业电脑控制。

支持：

风机启停；
变频调速；
目标风速设置；
风速自动调节；
试验时间设置；
数据实时显示；
曲线显示；
历史数据保存；
试验报告生成。

15、安全保护

系统配置：

过流保护；
过压保护；
过载保护；
电机过热保护；
风机故障保护；
变频器故障保护；
急停保护；
系统异常报警。

测试原理

无人机安装在风洞试验段内，通过送风系统产生稳定可控的气流。

气流经过风管、整流装置及稳流段后进入无人机试验区域，通过调节风机转速及风阀开度改变试验风速。

风速、压力、风量以及环境参数通过传感器实时采集。

试验人员可根据无人机实际应用工况设置不同风速条件，观察无人机在气流环境中的姿态稳定性、结构响应、动力系统状态及其他试验指标。

主要检测项目

无人机恒定风速测试；
无人机抗风性能研究；
无人机迎风测试；
无人机侧风测试；
无人机悬停风场测试；
无人机动力系统风环境测试；
无人机结构风载试验；
无人机气流稳定性测试；
试验段风速分布测试；
风量及风压测试。

根据控制系统配置，还可扩展阵风、风速变化及其他复杂风场模拟功能。

适用标准

GB/T 1236-2017《工业通风机 用标准化风道性能试验》

用于风机及标准化风道空气动力性能测试，目前为现行国家标准。

ANSI/AMCA 210-25 / ASHRAE 51-25 / ANSI/ASHRAE 51-16

用于风机空气动力性能实验室测试，可测量空气流量、压力、功率、空气密度、转速及效率等性能参数。

对于无人机整机抗风性能、飞行稳定性及特定风场试验，应根据被测无人机类别及实际适用标准、企业试验大纲或项目技术条件确定具体试验方法。

设备主要组成

无人机气流风洞测试系统主要由：

高强度风室；
大风量送风系统；
风管；
风阀；
蜂窝整流器；
稳流网；
试验段；
风速传感器；
压力传感器；
温湿度及大气压力传感器；
PLC控制系统；
工业电脑；
数据采集软件；

组成。

定制服务

深圳市朗斯科检测仪器有限公司可根据不同无人机尺寸及风洞试验要求提供定制方案。

选型时建议提供：

无人机最大轴距或翼展；
无人机最大尺寸；
无人机重量；
所需试验段尺寸；
最低及最高风速；
风速控制精度；
风场均匀性要求；
湍流度要求；
风量范围；
安装场地尺寸；
是否需要阵风或变化风速；
是否需要自动数据采集和试验报告。

根据以上参数确定风机功率、总风量、系统压力、试验段尺寸以及控制方案。

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