[發明專利]一種超聲速風洞二元撓性壁噴管型面檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201710579945.7
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN109269436B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 楊洋;林學東;鄧吉龍;楊昕鵬;周波;涂清;羊璽;劉光遠;王瑞波;陳學孔;謝疆宇;周洪
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

1.一種超聲速風洞二元撓性壁噴管型面檢測方法，包括：

通過激光跟蹤儀測量噴管上固定的點、線，并以此建立基準坐標系；

成型給定馬赫數對應的噴管型面并鎖緊；

通過靶球，激光跟蹤儀獲得整個噴管型面的空間坐標；

激光跟蹤儀進行數據處理后，與實測結果進行比對，確定實測噴管型面質量；

其特征在于所述基準坐標系建立是在激光跟蹤儀架設在噴管出口下游的獨立平臺上測量噴管上固定的點、線為前提；

通過XOY面、XOZ面以及根據噴管出口法蘭面構建的平面為交點作為基準坐標系原點，通過該原點建立基準坐標系；并且上下壁板側邊沿空間坐標的測量方式為靶球同時緊貼噴管側壁以及上下壁板沿軸向移動測量；所述XOZ面指的是；

測量噴管入口上下邊沿的空間坐標，分別擬合得到直線AB和DC，進而擬合得到直線AB和DC的中線GH；

測量噴管出口上下邊沿的空間坐標，分別擬合得到直線MN和PQ，進而擬合得到直線MN和PQ的中線RS；

利用直線GH和RS構建一個平面，記為XOZ面，其正方向指向噴管上壁板；所述XOY面指的是：

分別測量上和下壁板側邊沿的空間坐標，分別擬合得到線段IJ和KL，利用這兩條線段構建一個平面，將該平面沿其法向移動給定距離構建另一平面，記為XOY面，正方向指向順氣流噴管右側壁；該給定距離為風洞噴管寬度的一半，方向為靠近風洞左右對稱面；

所述根據噴管出口法蘭面構建的平面指的是：

測量噴管出口法蘭面坐標并擬合出一個面，將該平面沿其法向方向移動給定距離構建另一平面，以此作為基準坐標系原點0所在平面，該平面正方向指向風洞下游。

2.根據權利要求1所述的一種超聲速風洞二元撓性壁噴管型面檢測方法，其特征在于所述通過靶球，激光跟蹤儀獲得整個噴管型面的空間坐標：具體過程是：

將靶球貼著噴管型面移動，直至走完整個型面；靶球移動期間，跟蹤頭將實時跟蹤測量靶球的位置，從而獲得基于激光跟蹤儀的球坐標系下整個噴管型面的空間坐標。

3.根據權利要求1所述的一種超聲速風洞二元撓性壁噴管型面檢測方法，其特征在于所述激光跟蹤儀進行數據處理后，與實測結果進行比對，確定實測噴管型面質量；具體包括：

利用激光跟蹤儀自帶軟件進行軸系轉換，將基于激光跟蹤儀球坐標系下的噴管型面空間坐標轉換為基準坐標系下的噴管型面空間坐標；

將實測結果與噴管型面理論結果比對，確定實測噴管型面質量。

4.一種超聲速風洞二元撓性壁噴管型面檢測裝置，通過超聲速風洞二元撓性壁噴管型面檢測方法實現的，其特征在于包括：

基準坐標系建立模塊：用于通過激光跟蹤儀測量噴管上固定的點、線，并以此建立基準坐標系；

噴管型面成型模塊：用于成型給定馬赫數對應的噴管型面并鎖緊；

空間坐標獲取模塊，用于通過靶球，激光跟蹤儀獲得整個噴管型面的空間坐標；

噴管型面質量判斷模塊，用于激光跟蹤儀進行數據處理后，與實測結果進行比對，確定實測噴管型面質量；

其中，基準坐標系建立模塊是在激光跟蹤儀架設在噴管出口下游的獨立平臺上測量噴管上固定的點、線為前提；通過XOY面、XOZ面以及根據噴管出口法蘭面構建的平面為交點作為基準坐標系原點，通過該原點建立基準坐標系；并且上下壁板側邊沿空間坐標的測量方式為靶球同時緊貼噴管側壁以及上下壁板沿軸向移動測量；

所述XOZ面指的是；

測量噴管入口上下邊沿的空間坐標，分別擬合得到直線AB和DC，進而擬合得到直線AB和DC的中線GH；

測量噴管出口上下邊沿的空間坐標，分別擬合得到直線MN和PQ，進而擬合得到直線MN和PQ的中線RS；

利用直線GH和RS構建一個平面，記為XOZ面，其正方向指向噴管上壁板；所述XOY面指的是：

分別測量上/下壁板側邊沿的空間坐標，分別擬合得到線段IJ和KL，利用這兩條線段構建一個平面，將該平面沿其法向移動給定距離構建另一平面，記為XOY面，正方向指向順氣流噴管右側壁；該給定距離為風洞噴管寬度的一半，方向為靠近風洞左右對稱面；

所述根據噴管出口法蘭面構建的平面指的是：

測量噴管出口法蘭面坐標并擬合出一個面，將該平面沿其法向方向移動給定距離構建另一平面，以此作為基準坐標系原點0所在平面，該平面正方向指向風洞下游。