[发明专利]一种超声速风洞二元挠性壁喷管型面检测方法及装置

权利要求书

1.一种超声速风洞二元挠性壁喷管型面检测方法，包括：

通过激光跟踪仪测量喷管上固定的点、线，并以此建立基准坐标系；

成型给定马赫数对应的喷管型面并锁紧；

通过靶球，激光跟踪仪获得整个喷管型面的空间坐标；

激光跟踪仪进行数据处理后，与实测结果进行比对，确定实测喷管型面质量；

其特征在于所述基准坐标系建立是在激光跟踪仪架设在喷管出口下游的独立平台上测量喷管上固定的点、线为前提；

通过XOY面、XOZ面以及根据喷管出口法兰面构建的平面为交点作为基准坐标系原点，通过该原点建立基准坐标系；并且上下壁板侧边沿空间坐标的测量方式为靶球同时紧贴喷管侧壁以及上下壁板沿轴向移动测量；所述XOZ面指的是；

测量喷管入口上下边沿的空间坐标，分别拟合得到直线AB和DC，进而拟合得到直线AB和DC的中线GH；

测量喷管出口上下边沿的空间坐标，分别拟合得到直线MN和PQ，进而拟合得到直线MN和PQ的中线RS；

利用直线GH和RS构建一个平面，记为XOZ面，其正方向指向喷管上壁板；所述XOY面指的是：

分别测量上和下壁板侧边沿的空间坐标，分别拟合得到线段IJ和KL，利用这两条线段构建一个平面，将该平面沿其法向移动给定距离构建另一平面，记为XOY面，正方向指向顺气流喷管右侧壁；该给定距离为风洞喷管宽度的一半，方向为靠近风洞左右对称面；

所述根据喷管出口法兰面构建的平面指的是：

测量喷管出口法兰面坐标并拟合出一个面，将该平面沿其法向方向移动给定距离构建另一平面，以此作为基准坐标系原点0所在平面，该平面正方向指向风洞下游。

2.根据权利要求1所述的一种超声速风洞二元挠性壁喷管型面检测方法，其特征在于所述通过靶球，激光跟踪仪获得整个喷管型面的空间坐标：具体过程是：

将靶球贴着喷管型面移动，直至走完整个型面；靶球移动期间，跟踪头将实时跟踪测量靶球的位置，从而获得基于激光跟踪仪的球坐标系下整个喷管型面的空间坐标。

3.根据权利要求1所述的一种超声速风洞二元挠性壁喷管型面检测方法，其特征在于所述激光跟踪仪进行数据处理后，与实测结果进行比对，确定实测喷管型面质量；具体包括：

利用激光跟踪仪自带软件进行轴系转换，将基于激光跟踪仪球坐标系下的喷管型面空间坐标转换为基准坐标系下的喷管型面空间坐标；

将实测结果与喷管型面理论结果比对，确定实测喷管型面质量。

4.一种超声速风洞二元挠性壁喷管型面检测装置，通过超声速风洞二元挠性壁喷管型面检测方法实现的，其特征在于包括：

基准坐标系建立模块：用于通过激光跟踪仪测量喷管上固定的点、线，并以此建立基准坐标系；

喷管型面成型模块：用于成型给定马赫数对应的喷管型面并锁紧；

空间坐标获取模块，用于通过靶球，激光跟踪仪获得整个喷管型面的空间坐标；

喷管型面质量判断模块，用于激光跟踪仪进行数据处理后，与实测结果进行比对，确定实测喷管型面质量；

其中，基准坐标系建立模块是在激光跟踪仪架设在喷管出口下游的独立平台上测量喷管上固定的点、线为前提；通过XOY面、XOZ面以及根据喷管出口法兰面构建的平面为交点作为基准坐标系原点，通过该原点建立基准坐标系；并且上下壁板侧边沿空间坐标的测量方式为靶球同时紧贴喷管侧壁以及上下壁板沿轴向移动测量；

所述XOZ面指的是；

测量喷管入口上下边沿的空间坐标，分别拟合得到直线AB和DC，进而拟合得到直线AB和DC的中线GH；

测量喷管出口上下边沿的空间坐标，分别拟合得到直线MN和PQ，进而拟合得到直线MN和PQ的中线RS；

利用直线GH和RS构建一个平面，记为XOZ面，其正方向指向喷管上壁板；所述XOY面指的是：

分别测量上/下壁板侧边沿的空间坐标，分别拟合得到线段IJ和KL，利用这两条线段构建一个平面，将该平面沿其法向移动给定距离构建另一平面，记为XOY面，正方向指向顺气流喷管右侧壁；该给定距离为风洞喷管宽度的一半，方向为靠近风洞左右对称面；

所述根据喷管出口法兰面构建的平面指的是：

测量喷管出口法兰面坐标并拟合出一个面，将该平面沿其法向方向移动给定距离构建另一平面，以此作为基准坐标系原点0所在平面，该平面正方向指向风洞下游。