临近空间飞艇螺旋桨推进系统运行高度在20 km的高空,由于地面的空气密度约为该高度的14倍,因此在地面由于扭矩超限,推进系统并不能转到高空的额定转速,造成推进系统的动态特性在地面无法准确测试;另一方面,动态特性是反映推进系统整体性能的重要指标,也是研究工作中最值得关注的核心问题.目前主要有动态数值仿真、地面负载模拟器和全尺寸地面车载试验3种动态特性验证方法,这3种方法形成了一种梯次递进的验证途径,使验证结果逐步接近真实系统.全尺寸地面车载基本是推进系统在地面一定转速范围内的局部验证,由于该系统复杂性和篇幅所限,需要专题讨论,文章只针对前2种方法展开初步研究.根据电机和螺旋桨之间转速、力矩平衡关系在Matlab/Simulink中建立推进系统动态仿真模型,并进行某一实例仿真验证.通过在待测电机输出轴上联接负载模拟器,对推进系统分别进行加减速特性和抗突风特性测试,并进行半物理仿真分析.结果表明,文中基于动态数值仿真和地面负载模拟器的方法,在研究和评价系统动态特性时,有重要的参考价值.
临近空间 推进系统 动态特性 Matlab/Simulink仿真 负载模拟器