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KXT1431型无人机吹尘吹砂试验箱,由科翔试验设备根据GB/T 38924.10-2020《民用轻小型无人机系统环境试验方法 第 10 部分:砂尘试验》设计、研发、制造,适用于起飞重量 0.25kg~150kg 的民用轻小型无人机系统防尘可靠性测试。
一、试验逻辑与工作原理
(一)标准试验分类
该标准根据无人机作业场景将受试设备分为两类,对应不同试验工况:
D 类设备:仅经受吹尘影响(如未铺装地面起降场景),仅需开展吹尘试验。
S 类设备:同时经受吹砂 + 吹尘影响(如沙漠 / 戈壁作业场景),需完成吹尘、吹砂两项试验。
(二)设备核心工作原理
试验箱采用密闭腔体闭式循环 + 定向砂尘喷射的核心逻辑,完整复现无人机野外遭遇的扬尘、风沙环境:
砂尘循环悬浮:底部储料单元存放标准砂尘,通过高压循环风机抽取砂尘,经风道系统均匀送入试验工作室,形成全域稳定的悬浮砂尘气流;砂尘撞击受试无人机后沉降回底部储料结构,实现闭环循环,维持箱内浓度恒定。
定向风速模拟:通过变频风机与导流机构输出可控风速,分别对应低空扬尘(吹尘)、高速风沙冲击(吹砂)两种场景,气流正对无人机受试表面,模拟飞行 / 起降时的迎风砂尘作用。
双温阶环境模拟:配套加热与除湿系统,设置常温、高温两个试验阶段,同时维持低湿度避免砂尘结块,匹配野外昼夜、高温沙漠的真实沙尘环境。
多面遍历测试:配合可旋转样品工装,对无人机 3 个正交轴的 6 个方向依次测试,完整覆盖机身所有缝隙与结构面。
二、整机核心组成
对应标准第 5 章 “试验设备和仪器” 要求,试验箱由以下核心单元构成:
1. 密闭试验腔体
内胆采用 不锈钢焊接成型,底部为锥形集尘结构,无积尘死角;外壳为冷轧钢板喷塑。
标准强制约束:箱壁采用导电性材料并接地,避免静电吸附砂尘导致浓度失真;腔体具备高密封性,试验过程无砂尘泄漏。
标准配置:密封试验门、双层钢化玻璃观察窗、可旋转样品支架、防护网格(防止砂尘撞击损坏样品 / 风机);预留测试转接接口,支持无人机通电工况测试。
2. 砂尘供给与回收系统
储料单元:底部锥形料斗,配套振动搅拌装置,防止砂尘结块搭桥,保证下料均匀。
喷射输送单元:高压离心风机 + 专用风道 / 喷嘴,将砂尘均匀送入工作室;吹砂工况的喷嘴与受试表面距离≥3m,确保砂粒到达样品时达到规定风速。
过滤回收单元:分级滤网实现砂尘分级循环,试验结束后可集中收集砂尘,无外溢污染,符合职业健康安全要求。
3. 风速与气流调控单元
变频离心风机 + 精密风量调节阀,支持宽范围风速连续调节,覆盖吹尘、吹砂两类工况的风速要求。
配套风速传感器实时闭环反馈,保证工作区域风速稳定在标准允许范围内。
4. 温湿度控制系统
加热模块:不锈钢加热器,实现常温~60℃范围控温,满足 25℃、55℃两个试验阶段的温度要求。
除湿单元:干燥气路 / 除湿模块,将箱内相对湿度稳定控制在≤30% RH,防止砂尘受潮结块,保证悬浮均匀性。
配套温湿度传感器,测量精度满足 ±2℃,湿度偏差符合标准要求。
5. 智能测控系统
PLC + 触摸屏人机界面,可设定试验模式、砂尘浓度、风速、温度、试验时长、方向切换逻辑等参数。
支持双温度阶段自动切换、多方向自动循环测试,实时记录运行数据,具备超温、风机过载、砂尘泄漏等异常报警与保护功能。
6. 配套计量仪器
包含砂尘浓度采样装置、风速仪、温湿度传感器,所有仪器均需经计量校准,测量不确定度小于被测参数最大允许误差的 1/3。
三、核心技术参数
(一)通用基础参数
适用对象:起飞重量 0.25kg~150kg 民用轻小型无人机系统。
试验方向:3 个正交轴共 6 个方向,每个方向每阶段试验≥1h。
温度阶段:双阶段:25℃±2℃、55℃±2℃(或设备最高工作温度)。
相对湿度:全程≤30% RH。
吹砂喷射距离:喷嘴至受试表面≥3m。
内箱尺寸:可定制。
(二)吹尘试验(D 类 / S 类设备通用)专项参数
对应标准 4.2 节要求:
试验介质
成分:红高岭土或石英粉,SiO₂含量 97%~99%;
粒径分布:100%(质量占比)颗粒直径<150μm;其中 50%±2% 颗粒直径为 20μm±5μm;
石英粉替代方案:约 98% 颗粒直径<108μm,约 2% 颗粒直径>108μm;
尘浓度:3.5 g/m³ ~ 8.8 g/m³;
风速范围:2.4 m/s ~ 8.9 m/s;
试验时长:每个温度阶段、每个试验方向≥1h。
(三)吹砂试验(S 类设备专用)专项参数
对应标准 4.3 节要求:
试验介质
成分:SiO₂含量≥95% 的石英砂,带棱角结构,克伦宾数 0.5~0.7,莫氏硬度为 7;
粒径分布:90%±5% 颗粒尺寸为 150μm~600μm;至少 5% 颗粒尺寸≥600μm。
砂浓度(分三档场景)
自然暴露场景:0.18⁺⁰・² g/m³;
地面车辆附近作业:1.1 g/m³ ± 0.3 g/m³;
直升机起降区域作业:2.2 g/m³ ± 0.5 g/m³。
风速范围
常规风沙场景:18 m/s ~ 29 m/s;
试验时长:每个温度阶段、每个试验方向≥1h。
科翔试验设备无人机试验设备客户有:大疆、中汽研、福建电科院、广东质检院、江苏质检院等。
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