不同形状植保无人机药箱防晃性能对比试验
发布时间：2021-04-06 11:08
植保无人机在作业过程中经常做出起飞、降落、急停、转向、平移、绕点旋转和仿地飞行等动作,此时药箱内的药液在激励的作用下剧烈晃动,无疑会对植保无人机的整机作业性能产生很大影响,包括飞行安全性、轨迹精准性、作业精确性和动力续航性。本文实验研究了圆柱形药箱与U型药箱2种不同形状药箱在晃动时药箱内药液对药箱内壁的压力变化,对结果进行分析,发现U型药箱的防晃性能优于圆柱形药箱。
【文章来源】：湖北农机化. 2020,(17)
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
U型药箱不同充液比下内壁压力变化
图2为U型植保无人机药箱0.3、0.5、0.7、0.9充液比时，在水平加速度为3m/s2时，药箱内部内壁参考面上的受力曲线图，结合图4U型药箱不同充液比的示意图可以看出，当U型药箱充液比为0.3时，液体占据药箱下部区域的50%，对比矩形药箱和圆柱形药箱充液比0.5时的曲线图，可以发现压力曲线的变化趋势大致相同；同时我们对比U型药箱充液比0.5时与矩形药箱和圆柱形药箱充液比0.9时的工况，曲线图变化趋势同样相近；当U型药箱充液比0.7时，结合示意图可看出药液液面均已在U型药箱两侧空间，当施加激励后药液会在药箱两侧的空间进行往复运动，而由于药箱两侧呈扁平状，药液在其活动的空间较小，药液由于惯性做往复运动的频率增加，在曲线图中就体现为上下波动的变化时间较短，变化幅度较小；当U型药箱充液比0.9时，工况分析结果与充液比0.7时相差无几，所以我们可以看到在压力曲线图上，充液比0.7与充液比0.9的曲线图大致相同。3 结论
图1为圆柱形植保无人机药箱0.3、0.5、0.7、0.9充液比时，在水平加速度为3m/s2时，药箱内部内壁参考面上的受力曲线图，从图中可以看出，压力曲线上的峰值大小和峰值到达时间与矩形药箱同充液比时相比几乎没有差别。但从总体趋势来看，圆柱形药箱内壁的压力变化趋势相对于矩形药箱更加平滑，在药箱内壁压力恢复到初始静压的过程中压力的波动起伏相较较小，这种比较在充液比0.9时最为明显，根据图1我们可以明显看出，圆柱形药箱充液比0.9时的压力线在3s之后就基本没有什么上下起伏，根据上文数值模拟中的气液两相图，我们可以推论这是由于当施加激励后药液在药箱内作往复运动，药液因为惯性水平冲击药性内壁时，圆柱形药箱由于内壁两侧为圆弧形，药液在冲击内壁的同时，药液会沿内壁冲击点向两侧分散，同时瞬时压力也会相应地减小，这就导致同样的激励下，圆柱形药箱内壁压力曲线的走势相较于矩形药箱更为平滑。同时我们通过表2可以看出，随着充液比的增大，药箱内壁压力峰值发生的时间依次递减，其中充液比0.3～0.7之间压力峰值的大小呈递增趋势，而在充液比0.9时峰值出现不合规律地下降。结合上文数值模拟的气液两相图，我们可以大致推测，在充液比0.7～0.9时，药箱内药液晃动程度最为剧烈，随着药液充液比的继续增大，药箱接近满载时，由于晃动时药液在药箱内的晃动空间减小，晃动程度减弱。因此，我们可以建议在植保无人机飞行作业时尽量将药箱加满。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植保无人机技术推广的优势与难点[J]. 郑炳祥,许奕. 现代农机. 2019(06)
[2]新时代背景下农业经济可持续发展的问题及解决对策[J]. 王晓红. 南方农机. 2019(22)
[3]解析植保无人机发展现状及未来展望[J]. 陈仕洲. 农业开发与装备. 2019(10)
[4]植保无人机行业现状和发展建议[J]. 顾伟,薛新宇,杨林. 农业工程. 2019(10)
[5]航天器贮箱内液体大幅晃动动力学分析[J]. 于强,王天舒. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2019(02)
本文编号：3121324
【文章来源】：湖北农机化. 2020,(17)
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
U型药箱不同充液比下内壁压力变化
图2为U型植保无人机药箱0.3、0.5、0.7、0.9充液比时，在水平加速度为3m/s2时，药箱内部内壁参考面上的受力曲线图，结合图4U型药箱不同充液比的示意图可以看出，当U型药箱充液比为0.3时，液体占据药箱下部区域的50%，对比矩形药箱和圆柱形药箱充液比0.5时的曲线图，可以发现压力曲线的变化趋势大致相同；同时我们对比U型药箱充液比0.5时与矩形药箱和圆柱形药箱充液比0.9时的工况，曲线图变化趋势同样相近；当U型药箱充液比0.7时，结合示意图可看出药液液面均已在U型药箱两侧空间，当施加激励后药液会在药箱两侧的空间进行往复运动，而由于药箱两侧呈扁平状，药液在其活动的空间较小，药液由于惯性做往复运动的频率增加，在曲线图中就体现为上下波动的变化时间较短，变化幅度较小；当U型药箱充液比0.9时，工况分析结果与充液比0.7时相差无几，所以我们可以看到在压力曲线图上，充液比0.7与充液比0.9的曲线图大致相同。3 结论
图1为圆柱形植保无人机药箱0.3、0.5、0.7、0.9充液比时，在水平加速度为3m/s2时，药箱内部内壁参考面上的受力曲线图，从图中可以看出，压力曲线上的峰值大小和峰值到达时间与矩形药箱同充液比时相比几乎没有差别。但从总体趋势来看，圆柱形药箱内壁的压力变化趋势相对于矩形药箱更加平滑，在药箱内壁压力恢复到初始静压的过程中压力的波动起伏相较较小，这种比较在充液比0.9时最为明显，根据图1我们可以明显看出，圆柱形药箱充液比0.9时的压力线在3s之后就基本没有什么上下起伏，根据上文数值模拟中的气液两相图，我们可以推论这是由于当施加激励后药液在药箱内作往复运动，药液因为惯性水平冲击药性内壁时，圆柱形药箱由于内壁两侧为圆弧形，药液在冲击内壁的同时，药液会沿内壁冲击点向两侧分散，同时瞬时压力也会相应地减小，这就导致同样的激励下，圆柱形药箱内壁压力曲线的走势相较于矩形药箱更为平滑。同时我们通过表2可以看出，随着充液比的增大，药箱内壁压力峰值发生的时间依次递减，其中充液比0.3～0.7之间压力峰值的大小呈递增趋势，而在充液比0.9时峰值出现不合规律地下降。结合上文数值模拟的气液两相图，我们可以大致推测，在充液比0.7～0.9时，药箱内药液晃动程度最为剧烈，随着药液充液比的继续增大，药箱接近满载时，由于晃动时药液在药箱内的晃动空间减小，晃动程度减弱。因此，我们可以建议在植保无人机飞行作业时尽量将药箱加满。
【参考文献】：
期刊论文
[1]植保无人机技术推广的优势与难点[J]. 郑炳祥,许奕. 现代农机. 2019(06)
[2]新时代背景下农业经济可持续发展的问题及解决对策[J]. 王晓红. 南方农机. 2019(22)
[3]解析植保无人机发展现状及未来展望[J]. 陈仕洲. 农业开发与装备. 2019(10)
[4]植保无人机行业现状和发展建议[J]. 顾伟,薛新宇,杨林. 农业工程. 2019(10)
[5]航天器贮箱内液体大幅晃动动力学分析[J]. 于强,王天舒. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2019(02)
本文编号：3121324
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