本發明屬于試驗空氣動力學領域，涉及一種非軸對稱風洞試驗模型的滾轉角測量方法。

背景技術：

通過變換不同的滾轉角與迎角機構耦合測量試驗模型的橫向氣動特性的方法是一種常用的風洞試驗方法。對于軸對稱模型，沿模型周向按一定間隔角度刻線，采用高度尺測量刻線的方法測量試驗模型的滾轉角，對于上方帶有平面的模型，在滾轉角不大時通常采用象限儀測量平面測量滾轉角，而對于上方沒有平面的非軸對稱模型則無法采用上述方法測量滾轉角。

技術實現要素：

本發明要解決的問題是克服現有技術的不足，提供一種測量非軸對稱風洞試驗模型滾轉角的方法。

本發明的技術方案是：一種非軸對稱風洞試驗模型的滾轉角測量方法，步驟如下：

第一步，設計工裝，所述的工裝主體為中心向外凸出一平臺的圓盤結構，平臺內部加工配合內腔用于與非軸對稱風洞試驗模型配合，圓盤上且位于平臺的外側加工觀察窗，平臺用于提供象限儀測量滾轉角的平面；

第二步，確定圓盤上且位于平臺的外側柱銷孔的加工位置，保證工裝與所述的模型安裝到位時，平臺的其中一個平臺水平時，模型的滾轉角為0°，并標記該平面為基準平面；

第三步，將所述的模型的裝配圓柱面插入配合內腔且二者之間通過安裝在柱銷孔內的柱銷牢固連接；

第四步，確定平臺上與水平面夾角最小的平面作為測量平面安裝象限儀，判斷該平面是否為基準平面，若為基準平面，則直接根據象限儀的指示確定模型當前的滾轉角，否則，根據當前測量平面與基準平面之間的位置關系結合根據象限儀的指示，確定模型當前的滾轉角；

第五步，判斷模型當前的滾轉角是否為試驗時需要安裝的滾轉角，若是，則在當前位置裝配模型與天平并卸掉工裝；否則，轉第六步；

第六步，計算需要旋轉的角度，判斷該角度在當前測量平面是否能夠旋轉到位，若能，則根據象限儀的指示旋轉需要的角度，到位后裝配模型與天平并卸掉工裝；若當前測量平面不能旋轉到位，則在當前測量平面范圍內旋轉模型并記錄旋轉的角度，之后重新選擇與水平面夾角最小的平面作為測量平面安裝象限儀，重復第六步。

一種非軸對稱風洞試驗模型的滾轉角測量方法，步驟如下：

第一步，設計工裝，所述的工裝主體為中心向外凸出一平臺的圓盤結構，平臺內部加工配合內腔用于與非軸對稱風洞試驗模型配合，圓盤上且位于平臺的外側加工觀察窗，平臺用于提供象限儀測量滾轉角的平面；

第二步，確定圓盤上且位于平臺的外側柱銷孔的加工位置，保證工裝與所述的模型安裝到位時，平臺的其中一個平臺水平時，模型的滾轉角為0°，并標記該平面為基準平面；根據其它平面與基準平面之間的位置關系，確定每個平面能夠測量滾轉角的范圍；

第三步，將所述的模型的裝配圓柱面插入配合內腔且二者之間通過安裝在柱銷孔內的柱銷牢固連接；

第四步，根據試驗時需要安裝的模型滾轉角及第二步中各個平面能夠測量滾轉角的范圍，將需要安裝的模型滾轉角處于測量范圍的平面作為測量平面；

第五步，將測量平面旋轉至水平并安裝象限儀，根據當前測量平面與基準平面之間的位置關系結合根據象限儀的指示，確定模型當前的滾轉角；

第六步，根據模型當前的滾轉角結合試驗時需要安裝的滾轉角，計算需要旋轉的角度，則根據象限儀的指示旋轉需要的角度，到位后裝配模型與天平并卸掉工裝。

基準平面的確定通過下述方式實現：

首先，將模型的裝配圓柱面插入配合內腔，旋轉模型處于滾轉角為0°的狀態，并旋轉工裝使平臺的某一平面處于水平狀態；將滿足上述條件的模型和工裝進行固連；然后在圓盤上且位于平臺5的外側與模型一起加工至少2個柱銷孔，上述處于水平狀態的平面即為基準平面。

所述的平臺為四邊形或六邊形平臺。

當平臺為四邊形時，當前測量平面是否能夠旋轉到位的判斷依據為當前測量平面與水平面的夾角+需要旋轉的角度＜45°。

當平臺為六邊形時，當前測量平面是否能夠旋轉到位的判斷依據為當前測量平面與水平面的夾角+需要旋轉的角度＜30°。

本發明與現有技術相比的有益效果是：

通常軸對稱模型是根據試驗任務對滾轉角的安裝要求，沿彈體周向刻畫一定間隔角度且與軸線平行的刻線，用高度尺放在基準平臺上測量刻線安裝間隔角度整數倍的滾轉角，而非軸對稱模型時采用刻線的方法缺點一是刻線刻畫位置精準度不易保證，特別是曲面弧度較大時不易保證刻線在同一水平面上，二是特別是扁平外形時高度尺測量時不易對準刻線，測量精度不能滿足安裝要求。本發明的方法通過間接測量的手段克服了現有技術的不足，滾轉角安裝誤差<3′，滿足試驗對模型安裝精度的要求。

附圖說明

圖1是本發明使用的工裝結構示意圖；

圖2是與該裝置配合的模型配合面結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施實例對本發明做進一步詳細說明。

實施例1

一種非軸對稱風洞試驗模型的滾轉角測量方法，步驟如下：

第一步，設計工裝，所述的工裝主體為中心向外凸出一平臺5的圓盤結構，平臺5內部加工配合內腔1用于與非軸對稱風洞試驗模型配合，圓盤2上且位于平臺5的外側加工觀察窗4，平臺5用于提供象限儀測量滾轉角的平面，本例中平臺為四邊形結構。觀察窗本例中周向均布4個，其作用既用來減輕平臺的重量，又用來觀察模型配合端面上銷孔的位置，便于銷孔對正安裝，

第二步，確定圓盤2上且位于平臺5的外側柱銷孔3的加工位置(本例中加工2個柱銷孔)，保證工裝與所述的模型安裝到位時，平臺5的其中一個平臺水平時，模型的滾轉角為0°，并標記該平面為基準平面；

首先，將模型的裝配圓柱面7插入配合內腔1，旋轉模型處于滾轉角為0°的狀態，并旋轉工裝使平臺的某一平面處于水平狀態；將滿足上述條件的模型和工裝進行固連；然后在圓盤2上且位于平臺5的外側與模型一起加工至少2個柱銷孔，上述處于水平狀態的平面即為基準平面。

第三步，將所述的模型的裝配圓柱面7插入配合內腔1，并使工裝與模型配合截面6緊密接觸，且二者之間通過安裝在柱銷孔3內的柱銷牢固連接；

第四步，確定平臺上與水平面夾角最小的平面作為測量平面安裝象限儀，判斷該平面是否為基準平面，若為基準平面，則直接根據象限儀的指示確定模型當前的滾轉角，否則，根據當前測量平面與基準平面之間的位置關系結合根據象限儀的指示，確定模型當前的滾轉角；

第五步，判斷模型當前的滾轉角是否為試驗時需要安裝的滾轉角，若是，則擰緊拉緊螺栓8，通過墊片10壓緊模型，使模型錐面9與天平牢固配合，然后卸掉工裝，并把模型頭部裝上，滾轉角安裝完成。；否則，轉第六步；

第六步，計算需要旋轉的角度，判斷該角度在當前測量平面是否能夠旋轉到位，例如本例中若第四步中的測量平面與水平面的夾角為10°，則對于四邊形平臺，該測量平面能夠允許的旋轉角度最多35°；若能，則根據象限儀的指示旋轉需要的角度，到位后裝配模型與天平并卸掉工裝；若當前測量平面不能旋轉到位，則在當前測量平面范圍內旋轉模型并記錄旋轉的角度，之后重新選擇與水平面夾角最小的平面作為測量平面安裝象限儀，重復第六步。

實施例2

一種非軸對稱風洞試驗模型的滾轉角測量方法，步驟如下：

第一步，設計工裝，所述的工裝主體為中心向外凸出一平臺5的圓盤結構，平臺5內部加工配合內腔1用于與非軸對稱風洞試驗模型配合，圓盤2上且位于平臺5的外側加工觀察窗4，平臺5用于提供象限儀測量滾轉角的平面；

第二步，確定圓盤2上且位于平臺5的外側柱銷孔3的加工位置，保證工裝與所述的模型安裝到位時，平臺5的其中一個平臺水平時，模型的滾轉角為0°，并標記該平面為基準平面；根據其它平面與基準平面之間的位置關系，確定每個平面能夠測量滾轉角的范圍；

基準平面的確定參照實施例1，當平臺為四邊形時，假設以基本平面順時針分別標記其它平面為A、B、C；則基準平面能夠測量滾轉角的范圍為-45°～+45°；A平面的范圍為-90°～-45°，45°～90°，B平面的范圍為-135°～-90°，90°～135°；C平面的范圍為-180°～-135°，135°～180°。

第三步，將所述的模型的裝配圓柱面7插入配合內腔1并使工裝與模型配合截面6緊密接觸，且二者之間通過安裝在柱銷孔3內的柱銷牢固連接；

第四步，根據試驗時需要安裝的模型滾轉角及第二步中各個平面能夠測量滾轉角的范圍，將需要安裝的模型滾轉角處于測量范圍的平面作為測量平面；

第五步，將測量平面旋轉至水平并安裝象限儀，根據當前測量平面與基準平面之間的位置關系結合根據象限儀的指示，確定模型當前的滾轉角；

第六步，根據模型當前的滾轉角結合試驗時需要安裝的滾轉角，計算需要旋轉的角度，則根據象限儀的指示旋轉需要的角度，到位后擰緊拉緊螺栓8，通過墊片10壓緊模型，使模型錐面9與天平牢固配合，然后卸掉工裝，并把模型頭部裝上，滾轉角安裝完成。

當風洞試驗需要多次調整模型的滾轉角時，進行完一次試驗后重新安裝工裝，按照上述方法調整至所需的滾轉角。

以上所述僅為本發明的具體實施例子，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結合均屬于本發明保護的范圍。

本發明未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知常識。