一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法技术

本发明专利技术公开了一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，属于风洞试验技术领域。方法通过设计了一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量工装与模型配合精确连接，装置上设计有测量平台，用象限仪测量平台的角度间接测量模型的滚转角，经过风洞试验使用该方法方便可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法
本专利技术属于试验空气动力学领域，涉及一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法。
技术介绍
通过变换不同的滚转角与迎角机构耦合测量试验模型的横向气动特性的方法是一种常用的风洞试验方法。对于轴对称模型，沿模型周向按一定间隔角度刻线，采用高度尺测量刻线的方法测量试验模型的滚转角，对于上方带有平面的模型，在滚转角不大时通常采用象限仪测量平面测量滚转角，而对于上方没有平面的非轴对称模型则无法采用上述方法测量滚转角。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是克服现有技术的不足，提供一种测量非轴对称风洞试验模型滚转角的方法。本专利技术的技术方案是：一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台的圆盘结构，平台内部加工配合内腔用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘上且位于平台的外侧加工观察窗，平台用于提供象限仪测量滚转角的平面；第二步，确定圆盘上且位于平台的外侧柱销孔的加工位置，保证工装与所述的模型安装到位时，平台的其中一个平台水平时，模型的滚转角为0°，并标记该平面为基准平面；第三步，将所述的模型的装配圆柱面插入配合内腔且二者之间通过安装在柱销孔内的柱销牢固连接；第四步，确定平台上与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，判断该平面是否为基准平面，若为基准平面，则直接根据象限仪的指示确定模型当前的滚转角，否则，根据当前测量平面与基准平面之间的位置关系结合根据象限仪的指示，确定模型当前的滚转角；第五步，判断模型当前的滚转角是否为试验时需要安装的滚转角，若是，则在当前位置装配模型与天平并卸掉工装；否则，转第六步；第六步，计算需要旋转的角度，判断该角度在当前测量平面是否能够旋转到位，若能，则根据象限仪的指示旋转需要的角度，到位后装配模型与天平并卸掉工装；若当前测量平面不能旋转到位，则在当前测量平面范围内旋转模型并记录旋转的角度，之后重新选择与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，重复第六步。一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台的圆盘结构，平台内部加工配合内腔用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘上且位于平台的外侧加工观察窗，平台用于提供象限仪测量滚转角的平面；第二步，确定圆盘上且位于平台的外侧柱销孔的加工位置，保证工装与所述的模型安装到位时，平台的其中一个平台水平时，模型的滚转角为0°，并标记该平面为基准平面；根据其它平面与基准平面之间的位置关系，确定每个平面能够测量滚转角的范围；第三步，将所述的模型的装配圆柱面插入配合内腔且二者之间通过安装在柱销孔内的柱销牢固连接；第四步，根据试验时需要安装的模型滚转角及第二步中各个平面能够测量滚转角的范围，将需要安装的模型滚转角处于测量范围的平面作为测量平面；第五步，将测量平面旋转至水平并安装象限仪，根据当前测量平面与基准平面之间的位置关系结合根据象限仪的指示，确定模型当前的滚转角；第六步，根据模型当前的滚转角结合试验时需要安装的滚转角，计算需要旋转的角度，则根据象限仪的指示旋转需要的角度，到位后装配模型与天平并卸掉工装。基准平面的确定通过下述方式实现：首先，将模型的装配圆柱面插入配合内腔，旋转模型处于滚转角为0°的状态，并旋转工装使平台的某一平面处于水平状态；将满足上述条件的模型和工装进行固连；然后在圆盘上且位于平台5的外侧与模型一起加工至少2个柱销孔，上述处于水平状态的平面即为基准平面。所述的平台为四边形或六边形平台。当平台为四边形时，当前测量平面是否能够旋转到位的判断依据为当前测量平面与水平面的夹角+需要旋转的角度＜45°。当平台为六边形时，当前测量平面是否能够旋转到位的判断依据为当前测量平面与水平面的夹角+需要旋转的角度＜30°。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：通常轴对称模型是根据试验任务对滚转角的安装要求，沿弹体周向刻画一定间隔角度且与轴线平行的刻线，用高度尺放在基准平台上测量刻线安装间隔角度整数倍的滚转角，而非轴对称模型时采用刻线的方法缺点一是刻线刻画位置精准度不易保证，特别是曲面弧度较大时不易保证刻线在同一水平面上，二是特别是扁平外形时高度尺测量时不易对准刻线，测量精度不能满足安装要求。本专利技术的方法通过间接测量的手段克服了现有技术的不足，滚转角安装误差<3′，满足试验对模型安装精度的要求。附图说明图1是本专利技术使用的工装结构示意图；图2是与该装置配合的模型配合面结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施实例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台5的圆盘结构，平台5内部加工配合内腔1用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘2上且位于平台5的外侧加工观察窗4，平台5用于提供象限仪测量滚转角的平面，本例中平台为四边形结构。观察窗本例中周向均布4个，其作用既用来减轻平台的重量，又用来观察模型配合端面上销孔的位置，便于销孔对正安装，第二步，确定圆盘2上且位于平台5的外侧柱销孔3的加工位置(本例中加工2个柱销孔)，保证工装与所述的模型安装到位时，平台5的其中一个平台水平时，模型的滚转角为0°，并标记该平面为基准平面；首先，将模型的装配圆柱面7插入配合内腔1，旋转模型处于滚转角为0°的状态，并旋转工装使平台的某一平面处于水平状态；将满足上述条件的模型和工装进行固连；然后在圆盘2上且位于平台5的外侧与模型一起加工至少2个柱销孔，上述处于水平状态的平面即为基准平面。第三步，将所述的模型的装配圆柱面7插入配合内腔1，并使工装与模型配合截面6紧密接触，且二者之间通过安装在柱销孔3内的柱销牢固连接；第四步，确定平台上与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，判断该平面是否为基准平面，若为基准平面，则直接根据象限仪的指示确定模型当前的滚转角，否则，根据当前测量平面与基准平面之间的位置关系结合根据象限仪的指示，确定模型当前的滚转角；第五步，判断模型当前的滚转角是否为试验时需要安装的滚转角，若是，则拧紧拉紧螺栓8，通过垫片10压紧模型，使模型锥面9与天平牢固配合，然后卸掉工装，并把模型头部装上，滚转角安装完成。；否则，转第六步；第六步，计算需要旋转的角度，判断该角度在当前测量平面是否能够旋转到位，例如本例中若第四步中的测量平面与水平面的夹角为10°，则对于四边形平台，该测量平面能够允许的旋转角度最多35°；若能，则根据象限仪的指示旋转需要的角度，到位后装配模型与天平并卸掉工装；若当前测量平面不能旋转到位，则在当前测量平面范围内旋转模型并记录旋转的角度，之后重新选择与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，重复第六步。实施例2一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台5的圆盘结构，平台5内部加工配合内腔1用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘2上且位于平台5的外侧加工观察窗4，平台5用于提供象限仪测量滚转角的平面；第二步，确定圆盘2上且位于平台5的外侧柱销孔3的加工位置，保证工装与所述的模型安装到位时，平台5的其中一个平台水平时，模型的滚转角为0°，并标记该平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，其特征在于步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台(5)的圆盘结构，平台(5)内部加工配合内腔(1)用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘(2)上且位于平台(5)的外侧加工观察窗(4)，平台(5)用于提供象限仪测量滚转角的平面；第二步，确定圆盘(2)上且位于平台(5)的外侧柱销孔(3)的加工位置，保证工装与所述的模型安装到位时，平台(5)的其中一个平台水平时，模型的滚转角为0°，并标记该平面为基准平面；第三步，将所述的模型的装配圆柱面(7)插入配合内腔(1)且二者之间通过安装在柱销孔(3)内的柱销牢固连接；第四步，确定平台上与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，判断该平面是否为基准平面，若为基准平面，则直接根据象限仪的指示确定模型当前的滚转角，否则，根据当前测量平面与基准平面之间的位置关系结合根据象限仪的指示，确定模型当前的滚转角；第五步，判断模型当前的滚转角是否为试验时需要安装的滚转角，若是，则在当前位置装配模型与天平并卸掉工装；否则，转第六步；第六步，计算需要旋转的角度，判断该角度在当前测量平面是否能够旋转到位，若能，则根据象限仪的指示旋转需要的角度，到位后装配模型与天平并卸掉工装；若当前测量平面不能旋转到位，则在当前测量平面范围内旋转模型并记录旋转的角度，之后重新选择与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，重复第六步。...

【技术特征摘要】
1.一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，其特征在于步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台(5)的圆盘结构，平台(5)内部加工配合内腔(1)用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘(2)上且位于平台(5)的外侧加工观察窗(4)，平台(5)用于提供象限仪测量滚转角的平面；第二步，确定圆盘(2)上且位于平台(5)的外侧柱销孔(3)的加工位置，保证工装与所述的模型安装到位时，平台(5)的其中一个平台水平时，模型的滚转角为0°，并标记该平面为基准平面；第三步，将所述的模型的装配圆柱面(7)插入配合内腔(1)且二者之间通过安装在柱销孔(3)内的柱销牢固连接；第四步，确定平台上与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，判断该平面是否为基准平面，若为基准平面，则直接根据象限仪的指示确定模型当前的滚转角，否则，根据当前测量平面与基准平面之间的位置关系结合根据象限仪的指示，确定模型当前的滚转角；第五步，判断模型当前的滚转角是否为试验时需要安装的滚转角，若是，则在当前位置装配模型与天平并卸掉工装；否则，转第六步；第六步，计算需要旋转的角度，判断该角度在当前测量平面是否能够旋转到位，若能，则根据象限仪的指示旋转需要的角度，到位后装配模型与天平并卸掉工装；若当前测量平面不能旋转到位，则在当前测量平面范围内旋转模型并记录旋转的角度，之后重新选择与水平面夹角最小的平面作为测量平面安装象限仪，重复第六步。2.一种非轴对称风洞试验模型的滚转角测量方法，其特征在于步骤如下：第一步，设计工装，所述的工装主体为中心向外凸出一平台(5)的圆盘结构，平台(5)内部加工配合内腔(1)用于与非轴对称风洞试验模型配合，圆盘(2)上且位于平台(5)的外侧加工观察窗(4)，平台(5)用于提供象限仪测...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫卫锋，欧平，赵香兰，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11