[发明专利]一种高速风洞旋转导弹自由转速测量系统

说明书

本发明涉及风洞试验装置，更具体地说，本发明涉及一种高速风洞旋转导弹自由转速测量系统，该系统是一个由导弹模型、磁片、天平杆、霍尔元件和信号处理系统组成的测量系统；导弹模型通过天平杆支撑在风洞中，导弹模型可以绕天平杆轴线自由转动；磁片固定在导弹模型的尾部，可以跟随导弹模型一起旋转，且转速相同；霍尔传感器固定在天平杆尾部，可以在磁片旋转时产生脉冲信号；信号处理系统通过数据线与霍尔传感器相连接，可以将霍尔传感器产生的脉冲信号换算成磁片的转速，进而求得所述导弹模型的转速。该装置因具有机构简单、精度较高、成本低的特点，特别是整体结构对流场干扰小，相应的误差很小，这对高速风洞导弹转速的正确测量是至关重要的。

技术领域

本发明是涉及一种风洞试验装置，具体涉及一种高速风洞旋转导弹自由转速测量系统。

技术背景

旋转导弹因其简单、高效、可靠的特点，在军事武器领域有广泛的应用，并且随着对军事武器自动化、智能化的需求越来越大，旋转导弹的应用也越来越广。因此，对旋转导弹各方面的研究也十分重要。

旋转导弹从发射到击中目标的过程中，通过弹体的高速旋转，可以增加导弹的稳定性和抗干扰能力，实现对目标的有效打击。但是同时，高速旋转带来各种气动效应，比如“马格鲁斯”效应，给旋转导弹的动力学特性研究增加了困难。其中，导弹的转速是研究这些动力学特性的一个重要参数。因此对旋转导弹进行风洞试验测量其转速就很有必要。

目前，传统的旋转导弹自由转速测量方法有诸多的不足，比如吹风过程中由于轴向力的存在，产生了较大的阻尼，使得实验中转速测量不准，有时甚至出现卡滞。针对这一问题，现有技术公开了一种鸭式布局旋转导弹的风洞动态测力实验装置，其中通过舵机驱动装置，使得导弹能够以特定的转速进行旋转，实现稳定的动态测力。这种方法虽然解决了传统方法旋转卡滞的问题，但是，由于加入了转速控制系统，试验在一定程度上模拟的也就不是导弹在流场中真实旋转的转速，这给后期动态测力以及飞行控制带来了一定的误差；同时舵机驱动装置的引入，也增加了试验成本，机械结构更加复杂，同时使试验操作更加繁琐。

因此，对于高速风洞中旋转导弹自由转速测量试验，急需一种误差较小、结构简单且高效的测量装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种较为简单的高速风洞旋转导弹自由转速测量系统，该测量系统要具有机构简单、误差较小、成本低的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：导弹模型通过天平杆支撑，可在其上实现绕杆轴线的自由旋转。导弹模型尾部固定有磁片，天平杆尾部布置霍尔元件，导弹模型的旋转带动磁片旋转，两者转速相等。固定在天平杆上的霍尔元件可以在磁片旋转时产生脉冲信号，通过数据线把脉冲信号传输到信号处理系统中，根据对应公式将脉冲的周期信号换算成磁片的转速，进而求得导弹模型的转速。具体方案如下：

本发明所述一种高速风洞旋转导弹自由转速测量系统，该系统是放置在高速风洞内，其特点是：包括导弹模型、磁片、天平杆、霍尔传感器和信号处理系统。

所述导弹模型通过所述天平杆支撑在风洞中，所述导弹模型可以绕所述天平杆轴线自由转动；所述磁片固定在所述导弹模型的尾部，可以跟随所述导弹模型一起旋转，且转速相同；所述霍尔传感器固定在所述天平杆尾部，可以记录下所述磁片旋转式时产生的脉冲信号；所述信号处理系统通过数据线与所述霍尔传感器相连接，可以将所述霍尔传感器记录下的脉冲信号换算成所述磁片的转速，进而求得所述导弹模型的转速。

所述导弹模型采用分段设计方案，模型从前到后分为五部分：前段、中段、中后段、尾段及固定环。所述各段之间通过销钉连接固定。

其中，所述前段为所述导弹模型头部曲线段，且在所述前段周线均匀布置四片鸭舵。其中所述鸭舵中，竖直安放的两片没有舵偏角，水平安放的两片有舵偏角。这样的设计可以用于研究鸭舵不同偏角下，对旋转导弹自由转速的影响。