一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统及监测方法

1.本发明属于无人机螺旋桨性能监测技术领域，特别涉及一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统及监测方法。


背景技术：

2.无人机螺旋桨作为无人机的核心部件，螺旋桨结冰是威胁飞机安全性的重要因素，无人机螺旋桨结冰问题日益突出。无人机螺旋桨在低温天气下飞行过程中与空气中的过冷水相碰撞导致其表面结冰，螺旋桨外部形状发生变化，从而改变气动性能和载荷分布，影响了整机的平衡性能，使得飞行过程中的安全性大大降低，甚至会引发安全事故。因此，有必要对螺旋桨进行结冰观察实验，探究不同实验环境、整机不同工作状态下螺旋桨的结冰情况。
3.目前现有的螺旋桨结冰实验中对螺旋桨与过冷水的碰撞位置影响螺旋桨结冰缺少研究，无法在实验过程中对螺旋桨的空间位置进行调节，且无法准确测量到不同震动频率和幅度对无人机螺旋桨结冰的影响，对于螺旋桨的转速信号测量监测容易出现误差，螺旋桨高速旋转时振幅较大，对转速信号测量监测提出了新的考验。综上所述，开发一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统及监测方法迫在眉睫。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统及监测方法，能探究不同实验环境、整机不同工作状态下螺旋桨的结冰情况，并对螺旋桨的结冰过程进行观察。
5.本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，包括结冰风洞、实验段、高速相机、电机壳、螺旋桨、角度调节机构、测振仪、振动台、转速调节装置、配电箱、环境监测系统以及湿度调节装置；所述结冰风洞用于提供实验所需风速的冷风；所述转速调节装置与电机壳内安装的电机电性连接，用于监测并控制调节螺旋桨的转速；所述结冰风洞包括实验段，所述实验段采用透明外壳设计；所述高速相机设于实验段的上方以及两侧，用于记录过冷水与螺旋桨的碰撞过程以及螺旋桨的结冰过程；所述电机壳固定安装于角度调节机构上，所述螺旋桨安装于电机的输出轴头部，所述螺旋桨置于实验段内；所述环境监测系统和配电箱均安装在支架上，且环境监测系统处于结冰风洞内；所述角度调节机构设置在处于结冰风洞外侧的振动台上，角度调节机构用于控制螺旋桨的偏转角度，改变螺旋桨在实验段内的空间位置；测振仪与电机壳连接，用于对螺旋桨的振动频率和振幅进行实时监测；湿度调节装置用于将实验段区域的湿度维持在所需范围之内；所述配电箱的内部电源与电机、环境监测系统、振动台的电源输入端连接。
6.进一步的，所述角度调节机构包括从动摇杆、机架、铰接架、基座、连杆一、调节手柄、主动摇杆、固定杆以及连杆二；基座、机架固定于振动台上，铰接架通过轴承一与基座转
动连接，所述铰接架包括横杆部及对称设置在横杆部两端的l形杆，横杆部与轴承一的轴承外圈固接，每个l形杆的端部设有一个轴套，主动摇杆转动装配在两个轴套内，主动摇杆的中间主体部与横杆部相互平行；调节手柄固定在主动摇杆的中部；主动摇杆的两端均设有折弯部一，两个折弯部一分别通过球铰链与连杆一的一端和连杆二的一端对应连接，连杆一和连杆二相互平行分布；从动摇杆的两端均设有一折弯部二，两个折弯部二分别通过球铰链与连杆一的另一端和连杆二的另一端对应连接；从动摇杆的中部朝机架方向延伸形成安装杆，固定杆转动装配在机架上，固定杆上固设有轴承二，安装杆转动装配在轴承二内，安装杆向上延伸形成用于固定电机壳的固定臂；
7.角度调节机构运动时，手动控制主动摇杆上的调节手柄，当调节手柄向下拨动时，连杆一、连杆二向上推进从而带动从动摇杆的固定臂绕固定杆的轴线向右偏转；当调节手柄向上拨动时，连杆一、连杆二向下后退从而带动从动摇杆的固定臂向左偏转；当调节手柄沿逆时针方向转动时，铰接架相对于基座转动从而带动连杆一后退、连杆二前进，进而带动从动摇杆的固定臂向外偏转；当调节手柄的头部顺时针转动时，从动摇杆的固定臂向内偏转。
8.进一步的，所述转速调节装置包括飞控系统、电机、电子调速器、电池以及pwm信号线；电子调速器一端与电机连接，电池与电子调速器另一端连接，电子调速器用于将电池发出的直流电转换为三相交流电并提供给电机，电子调速器与飞控系统通过pwm信号线连接。
9.进一步的，所述湿度调节装置包括环形喷雾器、可调压力水泵、流量计、净水器、水箱、温度传感器、电加热器以及pid温度控制器；环形喷雾器安装于结冰风洞内壁，且位于结冰风洞中的实验段前端位置处；环形喷雾器、可调压力水泵、流量计、净水器、水箱依次连接，温度传感器、电加热器安装于水箱中，温度传感器、电加热器均与pid温度控制器连接。
10.进一步的，环境监测系统包括若干个不同的环境监测传感器，不同的环境监测传感器为风速传感器、温度传感器和湿度传感器，不同的环境监测传感器监测相应数据后传输给环境监测系统内的采集器，采集器通过无线数据模块将采集到的数据传输到网络云平台，网络云平台与终端无线通讯连接，通过终端能查看风洞实验的环境实时动态信息。
11.进一步的，环形喷雾器包括支撑环及安装在支撑环上的若干个喷头，支撑环内部中空形成水路并与喷头连通。
12.进一步的，所述测振仪采用高精度测振仪，用于对电机壳的加速度、速度、位移进行测量，使用条件的气温在-20
°
至50
°
、相对湿度为25％至90％、气压为65kpa至108kpa，该测振仪的探头前端与磁铁固定，磁铁吸附于电机壳下端。
13.一种基于模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统的监测方法，包括以下步骤：
14.启动电机，带动螺旋桨旋转，测振仪对螺旋桨的振动频率和振幅进行实时监测，振动台通过角度调节装置的传动作用为螺旋桨模拟无人机机身在飞行过程中的震动；当需要改变螺旋桨的振动参数时，通过震动台进行调节；
15.环境监测系统通过不同的环境监测传感器对结冰风洞内模拟大气的环境进行监测和数据传输，当结冰风洞内的风速和温度需要改变时通过结冰风洞，以保证结冰风洞内提供所需的风速和温度；当需要增大湿度时，湿度调节装置完成湿度调节；
16.转速调节装置对螺旋桨转速进行测量和调节，角度调节机构模拟螺旋桨在空间中的各方向偏转，从而改变螺旋桨与过冷水的碰撞位置；
17.高速相机从多个角度拍摄螺旋桨，完成螺旋桨的全方位监测并记录下结冰过程。
18.与现有的技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明的监测系统结构紧凑、运行可靠、不易受安装环境的影响，结冰风洞的实验段湿度控制可调，可满足不同湿度环境要求进行实验，角度调节机构能灵活改变螺旋桨在结冰风洞中的空间位置，模拟无人机螺旋桨在运动过程中整机的倾斜，改变过冷水的撞击螺旋桨的位置，从而能探究不同实验环境、整机不同工作状态下螺旋桨的结冰情况，对螺旋桨的结冰过程进行全方位观察研究。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
20.图1为本发明一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统的整体结构示意图。
21.图2至图3均为本发明中的角度调节机构结构示意图。
22.图4为本发明中的转速调节装置结构示意图。
23.图5为本发明中的湿度调节装置结构示意图。
24.附图标记说明：
25.1-结冰风洞，2-实验段，3-高速相机，4-电机壳，5-螺旋桨，6-角度调节机构，7-测振仪，8-振动台，9-转速调节装置，10-支架，11-配电箱，12-环境监测系统，13-湿度调节装置，901-飞控系统，902-电机，903-电子调速器，904-电池，905-pwm信号线，600-球铰链，601-从动摇杆，6011-折弯部二，6012-安装杆，6013-固定臂，602-机架，603-铰接架，6031-横杆部，6032-l形杆，604-基座，605-连杆一，606-调节手柄，607-主动摇杆，6071-折弯部一，608-固定杆，609-连杆二，610-轴承一，611-轴套，612-轴承二，1301-环形喷雾器，13011-支撑环，13012-喷头，1302-可调压力水泵，1303-流量器，1304-净水器，1305-水箱，1306-电加热器，1307-温度传感器，1308-pid温度控制器。
具体实施方式
26.以下结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
27.本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
28.如图1至图5，一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，包括结冰风洞1、实验段2、高速相机3、电机壳4、螺旋桨5、角度调节机构6、测振仪7、振动台8、转速调节装置9、配电箱11、环境监测系统12、湿度调节装置13。所述结冰风洞1可模拟不同的结冰环境，可调节风洞环境的风速、温度，用于提供实验所需风速的冷风；转速调节装置9与电机壳4内安装的电机902电性连接，用于监测并控制调节螺旋桨5的转速；结冰风洞1包括实验段2，实验段属于结冰风洞的后端部分，所述实验段2采用透明外壳设计，以便于能够随时监测螺旋桨5的结冰情况；所述高速相机3用于记录过冷水与螺旋桨5碰撞过程以及螺旋桨5结冰过程，本
实施例中，高速相机设置有三个，分别处于实验段的上方以及径向上的两侧(径向方向垂直于结冰风洞内部风向)，结合图1可知，实验时所述螺旋桨处于结冰风洞的实验段中心位置或靠近中心位置，高速相机设在实验段外且处于螺旋桨正上方及两侧；其它实施例中，也可围绕螺旋桨配置更多的高速相机。所述电机壳4固定安装于角度调节机构6上，所述螺旋桨5安装于电机902的输出轴头部；所述环境监测系统12和配电箱11均安装在支架10上，且环境监测系统12处于结冰风洞1内，支架同时可以用于支撑结冰风洞，环境监测系统具有较好的环境适应能力，可在恶略的环境中正常工作，环境监测系统12通过不同的环境监测传感器(包括风速传感器、温度传感器、湿度传感器)，由环境监测传感器监测后传输给环境监测系统12内的采集器，采集器通过无线数据模块将采集到的数据传输到网络云平台，网络云平台与终端为无线通讯连接，可通过终端(如手机、电脑等)直接查看风洞实验的环境实时动态信息；所述角度调节机构6与电机壳4连接，角度调节机构6用于控制螺旋桨5的偏转角度，改变螺旋桨在实验段2内的空间位置，模拟无人机螺旋桨5在运动过程中的倾斜状态。测振仪7与电机壳4连接，用于对螺旋桨5的震动频率和振幅进行实时监测；振动台8设置在结冰风洞外，所述角度调节机构6安装在振动台8上；湿度调节装置13用于将实验区域的湿度维持在所需范围之内，以便于和结冰风洞吹过来的冷风配合形成过冷水。所述配电箱的内部电源用于为电机、环境监测系统、振动台提供电源。
29.所述结冰风洞1内部配有制冷系统，可模拟低温结冰实验环境，为降低实验过程中风洞内部冷量的损耗，风洞外部设计有保冷系统，结冰风洞1的实验段2采用透明外壳，可外部观察其内部螺旋桨的结冰情况；此外，当螺旋桨5结冰完成后，也可从结冰风洞1中取出作进一步研究。
30.所述振动台8与角度调节机构6连接，振动台8的振动频率和振幅可以通过振动台8自行调节。
31.所述测振仪7采用现有高精度测振仪，可以对加速度、速度、位移进行测量，使用条件气温在-20
°
至50
°
，相对湿度为25％至90％，气压在65kpa至108kpa，该测振仪的探头前端与磁铁固定，磁铁吸附于电机壳4下端，主机对测量数据进行实时监测和记录。
32.如图3至图3所示，所述角度调节机构6包括从动摇杆601、机架602、铰接架603、基座604、连杆一605、调节手柄606、主动摇杆607、固定杆608以及连杆二609。通过螺栓将基座604、机架602固定于振动台8上，铰接架603通过轴承一610与基座604转动连接，铰接架包括横杆部6031及对称设置在横杆部两端的l形杆6032，横杆部与轴承一610的轴承外圈固接，每个l形杆的端部设有一个轴套611，主动摇杆607转动装配在两个轴套611内，主动摇杆的中间主体部与横杆部相互平行，铰接架对于主动摇杆起到转动支撑的作用；调节手柄606固定在主动摇杆的中部；主动摇杆607的两端均设有折弯部一6071，两个折弯部一6071分别通过球铰链600与连杆一605的一端和连杆二609的一端对应连接，连杆一605和连杆二609相互平行分布；从动摇杆的两端均设有一折弯部二6011，两个折弯部二6011分别通过球铰链与连杆一605的另一端和连杆二609的另一端对应连接；球铰链为现有技术；从动摇杆的中部朝机架方向延伸形成一安装杆6012，固定杆608转动装配(如通过轴承)在机架上，固定杆上固设有轴承二612，安装杆6012转动装配在轴承二612内，安装杆6012向上延伸形成一个用于固定电机壳4的固定臂6013，电机壳4内的电机转速通过外部的转速调节装置9进行调节。
33.结合图3，角度调节机构运动时，手动控制主动摇杆607上的调节手柄606，当调节手柄606向下拨动时，连杆一605、连杆二609向上推进从而带动从动摇杆601的固定臂6013绕固定杆的轴线向右偏转；当调节手柄606向上拨动时，连杆一605、连杆二609向下后退从而带动从动摇杆601头部的固定臂向左偏转；当调节手柄606沿逆时针方向转动时，铰接架603相对于基座604转动从而带动连杆一605后退、连杆二609前进，连杆一605、连杆二609位置的改变能带动从动摇杆601头部的固定臂向外偏转，电机壳向外偏转；同理，当调节手柄606的头部顺时针转动时，从动摇杆601头部固定的电机壳将向内偏转。角度调节机构运动改变了螺旋桨5在结冰风洞1中的空间位置，模拟无人机螺旋桨5在运动过程中整机的倾斜，改变过冷水的撞击螺旋桨5的位置。
34.如图4所示，所述转速调节装置9包括飞控系统901、电机902、电子调速器903、电池904以及pwm信号线905，飞控系统901通过pwm信号线905控制电机902转速，电子调速器903与电机902连接，电池与电子调速器903连接，电子调速器903用于将电池904发出的直流电转换为三相交流电并提供给电机902，以驱动电机902转动；电子调速器903可随时监测和显示螺旋桨5转速，并且可以按照实验要求改变螺旋桨5转速，电子调速器903与飞控系统901通过pwm信号线905连接，电机902输出轴头部与螺旋桨5连接。
35.如图5所示，所述湿度调节装置13包括环形喷雾器1301、可调压力水泵1302、流量计1303、净水器1304、水箱1305、温度传感器1307、电加热器1306以及pid温度控制器1308；其中，环形喷雾器1301呈环状结构，安装于结冰风洞内壁，且位于结冰风洞中的实验段前端位置处，与结冰风洞内的冷风结合形成过冷水，环形喷雾器包括支撑环13011及安装在支撑环上的四个喷头13012，支撑环内部中空形成水路并与喷头连通，水雾喷出方向与结冰风洞内的风向相同；优选的，支撑环包括其直径方向延伸中间管，中间管上也设置有喷头，此举使得水雾更均匀得分布在结冰风洞内。环形喷雾器1301、可调压力水泵1302、流量计1303、净水器1304、水箱1305依次连接，温度传感器1307、电加热器1306安装于水箱1305中，温度传感器1307、电加热器1306均与pid温度控制器1308连接。作业时，向水箱1305中倒入足够的水，此时打开pid温度控制器1308，温度传感器1307监测水箱1305的水温，当水温低于pid温度控制器1308所设定温度时，电加热器1306开始对水箱1305中的水进行加热，当到达设定温度后停止加热，打开可调压力泵1302和流量器1303开关，水箱1305的水首先通过净水器1304进行过滤杂质，可调压力泵抽水，流量计开始测量水流流量，环形喷雾器1301喷出水雾，实现了结冰风洞1内部湿度的调节，对可调压力水泵的压力调节可以改变喷雾大小，从而完成风洞内部的湿度的调节；作业结束后，抽出水箱1305内的剩余水，可调压力水泵1302继续作业一段时间，排出支撑环内部水路中的多余水汽。
36.本实施例中，高速相机、振动台、飞控系统、环境监测系统、pid温度控制器以及结冰风洞配置的制冷系统均与主控系统连接，由主控系统进行控制。
37.基于上述一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，本发明提出一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测方法，包括以下步骤：
38.启动电机，带动螺旋桨旋转，测振仪对螺旋桨的振动频率和振幅进行实时监测，振动台通过角度调节装置的传动作用为螺旋桨模拟无人机机身在飞行过程中的震动；当需要改变螺旋桨的振动参数时，通过震动台进行调节；
39.环境监测系统通过不同的环境监测传感器对结冰风洞内模拟大气的环境进行监
测和数据传输，当结冰风洞内的风速和温度需要改变时通过结冰风洞，以保证结冰风洞内提供所需的风速和温度；当需要增大湿度时，湿度调节装置完成湿度调节；
40.转速调节装置对螺旋桨转速进行测量和调节，角度调节机构模拟螺旋桨在空间中的各方向偏转，从而改变螺旋桨与过冷水的碰撞位置；
41.高速相机从多个角度拍摄螺旋桨，完成螺旋桨的全方位监测并记录下结冰过程。
42.通过相机进行螺旋桨表面结冰信息的采集，监测螺旋桨结冰过程，本发明可以监测不同材料的螺旋桨在不同温湿度环境、不同飞行角度的抗结冰能力的强弱；通过改变不同环境参数，观察螺旋桨在不同环境下的结冰情况。
43.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，且未详述之处均为现有技术；任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：包括结冰风洞、实验段、高速相机、电机壳、螺旋桨、角度调节机构、测振仪、振动台、转速调节装置、配电箱、环境监测系统以及湿度调节装置；所述结冰风洞用于提供实验所需风速的冷风；所述转速调节装置与电机壳内安装的电机电性连接，用于监测并控制调节螺旋桨的转速；所述结冰风洞包括实验段，所述实验段采用透明外壳设计；所述高速相机设于实验段的上方以及两侧，用于记录过冷水与螺旋桨的碰撞过程以及螺旋桨的结冰过程；所述电机壳固定安装于角度调节机构上，所述螺旋桨安装于电机的输出轴头部，所述螺旋桨置于实验段内；所述环境监测系统和配电箱均安装在支架上，且环境监测系统处于结冰风洞内；所述角度调节机构设置在处于结冰风洞外侧的振动台上，角度调节机构用于控制螺旋桨的偏转角度，改变螺旋桨在实验段内的空间位置；测振仪与电机壳连接，用于对螺旋桨的振动频率和振幅进行实时监测；湿度调节装置用于将实验段区域的湿度维持在所需范围之内；所述配电箱的内部电源与电机、环境监测系统、振动台的电源输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：所述角度调节机构包括从动摇杆、机架、铰接架、基座、连杆一、调节手柄、主动摇杆、固定杆以及连杆二；基座、机架固定于振动台上，铰接架通过轴承一与基座转动连接，所述铰接架包括横杆部及对称设置在横杆部两端的l形杆，横杆部与轴承一的轴承外圈固接，每个l形杆的端部设有一个轴套，主动摇杆转动装配在两个轴套内，主动摇杆的中间主体部与横杆部相互平行；调节手柄固定在主动摇杆的中部；主动摇杆的两端均设有折弯部一，两个折弯部一分别通过球铰链与连杆一的一端和连杆二的一端对应连接，连杆一和连杆二相互平行分布；从动摇杆的两端均设有一折弯部二，两个折弯部二分别通过球铰链与连杆一的另一端和连杆二的另一端对应连接；从动摇杆的中部朝机架方向延伸形成安装杆，固定杆转动装配在机架上，固定杆上固设有轴承二，安装杆转动装配在轴承二内，安装杆向上延伸形成用于固定电机壳的固定臂；角度调节机构运动时，手动控制主动摇杆上的调节手柄，当调节手柄向下拨动时，连杆一、连杆二向上推进从而带动从动摇杆的固定臂绕固定杆的轴线向右偏转；当调节手柄向上拨动时，连杆一、连杆二向下后退从而带动从动摇杆的固定臂向左偏转；当调节手柄沿逆时针方向转动时，铰接架相对于基座转动从而带动连杆一后退、连杆二前进，进而带动从动摇杆的固定臂向外偏转；当调节手柄的头部顺时针转动时，从动摇杆的固定臂向内偏转。3.根据权利要求1所述的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：所述转速调节装置包括飞控系统、电机、电子调速器、电池以及pwm信号线；电子调速器一端与电机连接，电池与电子调速器另一端连接，电子调速器用于将电池发出的直流电转换为三相交流电并提供给电机，电子调速器与飞控系统通过pwm信号线连接。4.根据权利要求1所述的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：所述湿度调节装置包括环形喷雾器、可调压力水泵、流量计、净水器、水箱、温度传感器、电加热器以及pid温度控制器；环形喷雾器安装于结冰风洞内壁，且位于结冰风洞中的实验段前端位置处；环形喷雾器、可调压力水泵、流量计、净水器、水箱依次连接，温度传感器、电加热器安装于水箱中，温度传感器、电加热器均与pid温度控制器连接。5.根据权利要求1所述的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：环境监测系统包括若干个不同的环境监测传感器，不同的环境监测传感器为风速传感器、
温度传感器和湿度传感器，不同的环境监测传感器监测相应数据后传输给环境监测系统内的采集器，采集器通过无线数据模块将采集到的数据传输到网络云平台，网络云平台与终端无线通讯连接，通过终端能查看风洞实验的环境实时动态信息。6.根据权利要求4所述的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：环形喷雾器包括支撑环及安装在支撑环上的若干个喷头，支撑环内部中空形成水路并与喷头连通。7.根据权利要求1所述的一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统，其特征在于：所述测振仪采用高精度测振仪，用于对电机壳的加速度、速度、位移进行测量，使用条件的气温在-20
°
至50
°
、相对湿度为25％至90％、气压为65kpa至108kpa，该测振仪的探头前端与磁铁固定，磁铁吸附于电机壳下端。8.一种基于模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统的监测方法，其特征在于包括以下步骤：启动电机，带动螺旋桨旋转，测振仪对螺旋桨的振动频率和振幅进行实时监测，振动台通过角度调节装置的传动作用为螺旋桨模拟无人机机身在飞行过程中的震动；当需要改变螺旋桨的振动参数时，通过震动台进行调节；环境监测系统通过不同的环境监测传感器对结冰风洞内模拟大气的环境进行监测和数据传输，当结冰风洞内的风速和温度需要改变时通过结冰风洞，以保证结冰风洞内提供所需的风速和温度；当需要增大湿度时，湿度调节装置完成湿度调节；转速调节装置对螺旋桨转速进行测量和调节，角度调节机构模拟螺旋桨在空间中的各方向偏转，从而改变螺旋桨与过冷水的碰撞位置；高速相机从多个角度拍摄螺旋桨，完成螺旋桨的全方位监测并记录下结冰过程。

技术总结
一种模拟大气环境下螺旋桨震动结冰监测系统及监测方法，其中监测系统包括结冰风洞、实验段、高速相机、电机壳、螺旋桨、角度调节机构、测振仪、振动台、转速调节装置、环境监测系统及湿度调节装置，转速调节装置与电机壳内安装的电机电性连接，实验段采用透明外壳设计，高速相机设于实验段的上方及两侧；电机壳安装于角度调节机构上，螺旋桨安装于电机的输出轴头部，螺旋桨置于实验段内；环境监测系统处于结冰风洞内；角度调节机构设置在振动台上，角度调节机构用于改变螺旋桨在实验段内的空间位置；测振仪与电机壳连接；湿度调节装置用于将实验段区域的湿度维持在所需范围之内。本发明能探究不同实验环境、整机不同工作状态下螺旋桨的结冰情况。旋桨的结冰情况。旋桨的结冰情况。


技术研发人员：何强 李安铃 杨云云 熊升华 石兵红 任帅阳 许泽华 许渊 贾洋洋
受保护的技术使用者：中国民用航空飞行学院
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/5/30