带Flight Stand软件的螺旋桨风洞测试

· 1 分钟阅读 · Admin Staff

propeller wind tunnel testing

由 Kaleb Mannion

现代无人机、eVTOL 和航空平台需要日益精确的性能数据，以确保安全、高效和可靠。在可控的风洞环境中进行动态测试，可让工程师在模拟真实场景的条件下全面表征螺旋桨。

随着 WindShaper 控制功能现已集成到 Flight Stand 软件中，螺旋桨测试变得简单、严谨且可重复。用户可以在不离开实验室的情况下应用可控的飞行速度、将电机输入与气流剖面同步，并获取完整的性能包络。

本指南将向您介绍如何使用 Flight Stand 软件 连接、配置并控制 WindShaper。

目录：

  1. 连接 WindShaper

  2. 映射控制

  3. 配置 WindShaper 设置

  4. 手动测试

  5. 自动测试

  6. 停止测试

  7. 故障排除

  8. 为什么动态测试很重要

第 1 步：连接 WindShaper

  1. 将以太网电缆插入计算机。

  2. 通过电源开关开启 WindShaper。

  3. 在 Flight Stand 软件中，打开 Hardware 选项卡。WindShaper 应显示在设备列表中。

    • 注意：如果遇到错误消息，请在软件中断开并重新连接设备，以刷新连接。

  4. 在 Built-in Systems 下，您将看到风扇油门、RPM、固件版本和系统标识（例如 2×2 风墙）等关键指标，这些指标可确认硬件配置。

    wind tunnel software setup

图 1：在 Flight Stand 软件中连接 WindShaper 风洞

第 2 步：映射控制

要实现同步测试，请映射动力测试台和 WindShaper：

  • 在 Powertrain Mappings 下，分配 ESC 油门（例如 Tyto 1585）。

  • 在 Extra Mappings 下，添加 WindShaper 风扇油门。

这可确保 Manual Control 选项卡中同时提供螺旋桨和气流控制。

wind tunnel control software
图 2：映射 WindShaper 的风扇油门

第 3 步：配置 WindShaper 设置

在 Manual Control 选项卡中，点击油门滑块旁边的齿轮图标，以配置 WindShaper 的控制：

  • 开环： 完整的 0–100% 油门范围。

  • 闭环： 受控的 0–95% 油门范围，确保更稳定的 RPM 和一致的飞行速度。

  • 油门范围限制： 通过限制输出（例如在 120V/15A 电路上限制为 30%）来保护您的电源和电路。

Wind tunnel configuration
图 3：配置 WindShaper 设置

第 4 步：手动测试

要开始手动螺旋桨测试，请在 Manual Control 选项卡中：

  • 勾选其油门滑块旁边的复选框，以激活 WindShaper。

  • 拖动油门滑块至所需值，或在命令框中输入。

  • 勾选其油门滑块旁边的复选框，以激活动力测试台。

  • 拖动油门滑块至所需的 PWM 值，或在命令框中输入。

  • 在实时数据图表中查看螺旋桨推力、扭矩和 RPM 等实时数据，以及风洞风扇速度和油门。

wind tunnel manual control
图 4：Series 1585 动力测试台和 WindShaper 的手动控制 

第 5 步：自动测试

为了可重复的风洞测试，请使用 Automatic Control 选项卡来规划您的测试：

  1. 在 Automatic Control 选项卡中，选择一种测试类型：Step、Ramp 或 Python API（用于高级控制）。

  2. 对于 Step 或 Ramp 测试，您可以在表格中手动输入油门步进值，或上传包含所需步进值的 CSV 文件。

  3. 在动力测试台和 WindShaper 的单独列中输入油门步进值。

Flight Stand 软件会绘制并导出所有结果，从而生成详细的效率曲线、性能包络，并对不同螺旋桨设计进行参数化比较。

automated wind tunnel test
图 5：WindShaper（黑色）和动力测试台（橙色）正在进行的自动测试

第 6 步：停止测试

  • 停止手动测试： 要停止手动测试，只需点击油门滑块旁边的“x”，即可返回 0% 油门。取消勾选油门滑块旁边的复选框，以停用控制。

  • 停止自动测试： 自动测试将在序列完成后自动停止。如果您希望提前停止测试，请使用 Emergency Cutoff（见下文）。

  • 紧急切断： 专用红色按钮可立即禁用 所有输出。这对于在高功率测试期间保护设备和操作人员至关重要。

wind tunnel safety cutoff
图 6：动力测试台和 WindShaper 的紧急切断

故障排除

以下是您可能遇到的常见问题或错误消息，以及相应的故障排除步骤和解决方案：

  • 未检测到 WindShaper： 通过在互联网浏览器中访问 WindControl GUI 来测试连接，IP 为：(192.168.88.40)。如果 WindControl GUI 成功打开，Flight Stand 软件应该能够检测到机器。如果您无法连接到 WindControl GUI，请检查您的以太网设置和网络设置。

  • 控制令牌正在使用中： 如果运行 WindControl GUI 的浏览器持有了 WindShaper 控制令牌，Flight Stand 软件将无法连接到机器。请从浏览器中的 WindControl GUI 释放令牌，重新启动 Flight Stand 软件，然后尝试重新连接。

  • 防火墙限制： 如果出现“无法启动服务器连接”的错误，请在 Windows 防火墙中将 Flight Stand 软件添加到公用网络和专用网络的白名单中。

  • 风扇转速波动： 在低油门时，风扇 RPM 可能会波动。增加油门或使用闭环模式以提高稳定性。

为什么动态螺旋桨测试很重要

动态风洞测试对于将静态螺旋桨数据转化为真实的飞行见解至关重要。通过将动力测试台测量与可控气流相结合，您可以：

  • 绘制螺旋桨效率在不同飞行速度范围内的分布图

  • 研究气流对系统推力和扭矩的影响

  • 研究高攻角下的失速行为

  • 在安全且可重复的条件下对不同螺旋桨设计进行基准测试

通过集成 WindShaper 和 Flight Stand，螺旋桨测试发展为完整的动态性能映射，为您提供优化推进系统所需的数据。

结论

通过将 WindShaper 与 Flight Stand 软件相结合，您可以精确控制气流，将其与动力测试台输出同步，并获取详细的测试数据。凭借手动和自动模式，您将拥有可靠动态推进测试所需的一切。

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