本發(fā)明涉及一種單擺式導(dǎo)彈模型轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量機(jī)構(gòu)及其測量方法。

背景技術(shù)：

隨著飛行器的設(shè)計(jì)對風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的要求不斷提高，風(fēng)洞試驗(yàn)朝著精細(xì)化的方向發(fā)展。作為真實(shí)導(dǎo)彈的風(fēng)洞模擬，導(dǎo)彈模型不僅要在外形上按比例相似，還有模擬真實(shí)導(dǎo)彈的質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。質(zhì)心可以在導(dǎo)彈模型加工完成后運(yùn)用吊線法測量，但由于導(dǎo)彈模型的不規(guī)則，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測量從前一般按數(shù)模進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。但由于真實(shí)加工裝配后的實(shí)彈與原始數(shù)模之間或多或少存在差異，因此導(dǎo)彈模型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量結(jié)果始終準(zhǔn)確度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上不足之處，本發(fā)明的目的提供一種單擺式導(dǎo)彈模型轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量機(jī)構(gòu)及其測量方法，以解決非規(guī)則導(dǎo)彈模型僅能通過軟件進(jìn)行數(shù)值模擬導(dǎo)致的準(zhǔn)確度不高的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：一種單擺式導(dǎo)彈模型轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量機(jī)構(gòu)，包括框架、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架、彈夾和周期測量裝置，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架安裝在框架上，彈夾安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架上，導(dǎo)彈模型通過彈夾夾持在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架上；周期測量裝置在框架附近用來測量擺動(dòng)周期；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架包括連接桿桿、銷軸、叉型件、軸承副、下圓板、多根螺桿和上、下圓板；連接桿的一端與框架連接，連接桿的另外一端與叉型件連接，銷軸安裝在叉型件上，軸承套在銷軸上，軸承座與上圓板連接，上圓板通過多根螺桿與下圓板連接，彈夾安裝在下圓板上。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

1、采用如上所述的測量機(jī)構(gòu)得出的一種單擺式導(dǎo)彈模型轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量方法，如下：首先利用該測量機(jī)構(gòu)測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架和安裝有導(dǎo)彈模型時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架的擺動(dòng)周期，然后運(yùn)用掉線法測量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架和安裝有導(dǎo)彈模型時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架的質(zhì)心，再利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與擺動(dòng)周期之間的數(shù)學(xué)原理公式，即能夠計(jì)算出非規(guī)則導(dǎo)彈模型的真實(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

2、如上所述的測量方法，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架擺動(dòng)角度不大于5°，利用周期測量裝置，記錄N個(gè)擺動(dòng)周期所用時(shí)間T，得到擺動(dòng)周期為T/N；

再利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與擺動(dòng)周期之間的數(shù)學(xué)原理公式，求得導(dǎo)彈模型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其詳細(xì)公式為：

首先測量“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”和“導(dǎo)彈模型”總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量記為I1，

然后測量單獨(dú)“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量記為I2，公式如下：

導(dǎo)彈繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：

I₀＝I₁-I₂

由平行軸定理得導(dǎo)彈繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：

I＝I₀-m₀d²

上述公式中符號說明：m₁為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架質(zhì)量，m₀為導(dǎo)彈質(zhì)量，L₁“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”和“導(dǎo)彈”整體質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離，R為“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸距離，d為導(dǎo)彈質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離。

本機(jī)構(gòu)能夠有效避免從前只能依靠數(shù)模進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算所導(dǎo)致的數(shù)模計(jì)算結(jié)果和真實(shí)模型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量存在誤差的問題，其利用可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量。本機(jī)構(gòu)具有精度高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明對于提高導(dǎo)彈模型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量準(zhǔn)確度具有重要作用，其應(yīng)用前景十分廣闊。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、框架，2、連接桿，3、是銷軸，4、叉型件，5、軸承副，6、上圓板，7、螺桿，8、彈夾，9、下圓板，10、導(dǎo)彈模型，11、周期測量裝置。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖3為彈夾的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)說明書附圖舉例對本發(fā)明做進(jìn)一步解釋：

實(shí)施例1

如圖1-3所示，一種單擺式導(dǎo)彈模型轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量機(jī)構(gòu)，包括框架、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架、彈夾和周期測量裝置，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架安裝在框架上，彈夾安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架上，導(dǎo)彈模型通過彈夾夾持在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架上；周期測量裝置在框架附近用來測量擺動(dòng)周期；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架包括連接桿桿、銷軸、叉型件、軸承副、下圓板、多根螺桿和上、下圓板；連接桿的一端與框架連接，連接桿的另外一端與叉型件連接，銷軸安裝在叉型件上，軸承套在銷軸上，軸承座與上圓板連接，上圓板通過多根螺桿與下圓板連接，彈夾安裝在下圓板上。

本發(fā)明框架采用槽鋼焊接形式，立置與合適高度的平臺上，縱梁存在于單邊，為的是另一邊留空間給高速攝像機(jī)拍照所用。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架整體為鋁制，通過框架上橫梁的中心孔進(jìn)行螺栓連接，可微調(diào)橫向位置。彈夾可固定在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架的下圓板上，另外彈夾上的鎖緊結(jié)構(gòu)可將導(dǎo)彈模型牢牢的鎖緊在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架上，導(dǎo)彈模型的縱向位置可通過彈夾的松開與鎖緊調(diào)節(jié)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的單擺式導(dǎo)彈模型轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測量機(jī)構(gòu)，測量基于單擺原理，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架能夠以銷軸為中心擺動(dòng)，要求擺動(dòng)角度不大于5°，利用周期測量裝置，如高速相機(jī)或秒表，記錄N個(gè)擺動(dòng)周期所用時(shí)間T，即可得到擺動(dòng)周期為T/N。

再利用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與擺動(dòng)周期之間的數(shù)學(xué)原理公式，求得導(dǎo)彈模型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。其詳細(xì)公式為：

首先測量“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”和“導(dǎo)彈模型”總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量記為I1，

然后測量單獨(dú)“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量記為I2，公式如下：

導(dǎo)彈繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：

I₀＝I₁-I₂

由平行軸定理得導(dǎo)彈繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：

I＝I₀-m₀d²

上述公式中符號說明：m₁為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架質(zhì)量，m₀為導(dǎo)彈質(zhì)量，L₁“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”和“導(dǎo)彈”整體質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離，R為“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試架”質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸距離，d為導(dǎo)彈質(zhì)心到轉(zhuǎn)軸的距離。