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无人机桨发匹配试验技术规范

1范围

本标准规定了桨发匹配技术的试验方法，包括对试验模型、试验设备、试验程序、试验数据处理以及试验报告编写的要求，并给出了桨发匹配技术说明、注意事项以及案例。

本标准适用于大、中、小、微型无人机，起飞质量在500kg以下的螺旋桨动力系统（含螺旋桨、发动机/电动机及控制系统）与无人机的匹配试验。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误表的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的必威体育精装版版本。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写

GB/T20000.1-2014标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用术语

GB/T16638.4-2008空气动力学概念、量和符号第4部分：飞机的空气动力、力矩及其系数和导数

GJB4296-2001风洞试验术语和符号

GJB2232-1994飞机螺旋桨系统通用规范

GJB3729-1999航空活塞发动机通用规范

GJB4395-2002航空航天器低速风洞测力试验方法

GJB6753-2009螺旋桨飞机带动力模型低速风洞试验方法

GJB242A-2018航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范

HB7809-2006飞机螺旋桨通用技术要求

HB7290-1996航空活塞发动机通用规范

Q/AVICGR-1标准编写规定

CCAR-35螺旋桨适航标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

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GJB4296-2001、GJB4395-2002界定的术语和定义适用于本标准。

3.1无人机桨发匹配matchingofpropellerandengineofUAV

无人机螺旋桨工作特性与无人机驱动系统性能的匹配，理想的匹配状态是螺旋桨设计工作点与驱动系统的最佳工作点刚好匹配。

3.2燃油消耗率specificfuelconsumption

一小时内产生单位有效功率所消耗的燃油质量，是描述发动机经济性的主要参数之一。

3.3总功率totalpower

无人机动力系统在运行过程中总体消耗的功率。

3.3轴功率shaftpower

无人机动力系统中驱动系统将其他形式的能量转化为机械能的功率部分，又称驱动系统的输出功率。

3.4油门throttle

无人机动力系统中控制驱动系统输出扭矩/功率的装置，燃油发动机油门控制燃油调节器，电动机油门控制功率调节器。

3.5动力系统特性曲线characteristiccurve

表征无人机动力系统性能参数间关系的曲线，包括：油门-拉力特性曲线、转速-拉力特性曲线、油门-扭矩特性曲线、油门-总功率特性曲线、油门-轴功率特性曲线等。

4试验目的

匹配性试验是测试螺旋桨与驱动系统匹配情况的试验，包括地面开敞环境无来流条件下的试验和/或常规低速风洞中进行特性匹配调整与验证，为从动力性、经济性和综合性等方面进行评价提供基础数据。

5试验原理

在螺旋桨与驱动系统的匹配过程中，首先要考虑的是扭矩的匹配。在给定转速点上螺旋桨的需用扭矩需和驱动系统的输出扭矩相等，即在给定工作点上螺旋桨的需用功率和驱动系统的输出功率相等。理想的匹配状态应该是螺旋桨的设计工作点与驱动系统的最佳工作点刚好匹配。

将无人机模型、驱动系统、螺旋桨及控制系统各个部件集成装配到测试台上。通过测力天平、转速传感器、燃油流量计、电流电压测试仪等仪器测量力、力矩、转速、电流、电压等数据并由动态数据采集系统完成数据采集。采集到的原始数据进行数据处理，去除无效数据后，绘制各项性能特性曲线，验证其是否满足各项参数指标要求。

上述特性曲线绘制示例见附录A。

若要对匹配情况进行评价，以下评价指标可供参考。

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1）在给定转速点上，驱动系统的输出功率能否达到螺旋桨的需用功率；

2）在驱动系统的输出功率满足螺旋桨工作点要求的情况下，是否具有足够的推力储备；

3）螺旋桨动力系统能否发挥出发动机的最大功率；

4）同等推力输出条件下，发动机油耗值或电动机总耗能越小，推进系统的经济型越好。

6试验件及安装要求

试验件包括驱动系统（发动机/电动机）、螺旋桨、无人机模型及控制系统各个部件。

试验件安装要求如下：

1）通过专用的工装安装在专用的动力系统