Optotrak系统在风洞模型变形与姿态测量中的应用研究.pdf

《Optotrak系统在风洞模型变形与姿态测量中的应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011年第30卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)65Optotrak系统在风洞模型变形与姿态测量中的应用研究宋晋，马军，蒋敏，胡娟(中国空气动力研究与发展中心低速所，四川绵阳621000)摘要：风洞试验中模型的变形量与空间姿态角是非常重要的参数，变形量可用于CFD修正，而模型姿态角的准确度直接影响到试验数据的质量和特性。为了准确获取这些参数，介绍了一种基于三线阵CCD交汇原理的光学测量设备一0ptotmk系统，以及应用该系统开展的测量试验技术。通过在沿翼展方向的多个剖

2、面上安装Marker点，获取模型在不同风速下的变形量；并采用计算向量夹角的方法测量模型姿态角。试验结果表明：该系统取得了良好的应用效果，变形量数据曲线趋势合理，姿态角数据测量准确度达到0．004。。关键词：Optotrak系统；变形；姿态；测量中图分类号：TP232文献标识码：A文章编号：1000--9787(2011)12-0065-03ApplicationresearchofOptotraksysteminmodeldeformationandattitudemeasurementinwindtunnelSONGJin，MAJu

3、n，JIANGMin，HUJuanfChinaAerodynamicsResearch&DevelopmentCenterLowSpeedAerodynamicsInstitute，Mianyang621000，China)Abstract：Modeldeformationandattitudeangleareveryimportantparametersinwindtunneltest．ThedeformationdatacanbeusedforCFDcorrection，andtheaccuracyofattitudeanglea

4、ffectsqualityandcharacteristicoftestdata．Inordertogetthetestparameters．Akindofopticalmeasurementdevicebasedonthree—linearayCCDs-Optotraksystem，andthemeasurementtechnologybythesystemisintroduced．Deformationdataswithdifferentvelocitiesareobtained，byinstallingMarkersonseve

5、ralaerofoils，andtheattitudeangleismeasuredbyvectorcalculation．Thetestresultshowsthatthesystemrealizegoodapplicationeffect，deformationdatacurveisresonable，andthemeasurementaccuracyofattitudeangledataachieves0．004。．Keywords：Optotraksystem；deformation；attitude；measurement0

6、引言而模型俯仰角作为测力试验中非常重要的试验参数，飞机在大气中飞行时，气动载荷会使机翼产生弹性模在风洞试验中一般采用模型姿态控制系统的控制值，但由态振动，并引起飞机的颠簸，最终造成疲劳损伤甚至损坏。于模型自重导致支撑机构弹性变形、系统机构间隙及控制这种干扰在低空飞行时尤为严重，不仅影响飞机乘员舒适精度等因素的影响j，导致控制值与姿态角真实值之间存程度，而且影响飞机的操作特性与安全。然而，目前常规风在误差，由于内式应变天平测量的力和力矩都会从天平轴洞试验的模型被认为是刚性模型，不考虑气动载荷引起的系转换到风轴系中去，这个过程中一般要求俯

7、仰角误差小模型形状的改变。但其改变却会使风洞试验结果与实际情于0．01。，否则，会对阻力的测量产生不利影响。况及基于刚性假设的CFD结果有较大差别。尤其是对于为了获取真实的试验数据，对模型变形量与姿态角的超临界机翼、大展弦比机翼以及大后掠机翼的飞行器]，有效测量是非常必要的，Optotrak系统在国外风洞中大量模型的翼载荷较大，而且机翼压心距离模型机身对称面的应用于此类试验，本文就该系统在国内风洞试验中的研究距离也较大，容易造成较大的机翼弯矩，甚至是扭矩(对于进行了介绍。后掠机翼)，机翼产生较明显的变形。这种变形会造成机1常用变形与姿

8、态测量方法翼环量分布发生改变，使其与无风载时不一致，因而，严重自2000年以来，从国外风洞NASA和DNW的有关资影响试验结果与定义模型的准确性。料中发现，模型变形量和姿态角测量已普遍采用基于光学收稿日期：2011-05