小型直升机桨距角的高精度地面测量方法

摘要

一种小型直升机桨距角的高精度地面测量方法，其流程为：(1.1)将直升机水平放置，在直升机旋翼桨叶所对应的位置安装反射镜，并与直升机旋翼桨叶弦线所在平面垂直；(1.2)在反射镜与平滑的垂直墙面之间设置激光水准仪，使激光水准仪发出的水平激光束照射在反射镜上；(1.3)激光水准仪发出水平激光束，经反射镜反射到平滑的垂直墙面上；旋转激光水准仪，将直射在平滑的垂直墙面上的水平激光束标记为水平基准线；测量并记录反射镜的镀银反射面距离平滑的垂直墙面的距离L，测量并记录反射激光束在平滑的垂直墙面上的照射位置与水平基准线之间的距离H；(1.4)总距α：本发明具有原理简单、操作简便、实现成本低、测量精度高等优点。

主权项

一种小型直升机桨距角的高精度地面测量方法，其特征在于，流程为：(1.1)将直升机水平放置，在直升机旋翼桨叶(1)所对应的位置安装反射镜(2)，并与直升机旋翼桨叶(1)弦线所在平面垂直；(1.2)在反射镜(2)与平滑的垂直墙面(4)之间设置激光水准仪(3)，使激光水准仪(3)发出的水平激光束(5)照射在反射镜(2)上；(1.3)激光水准仪(3)发出水平激光束(5)，经反射镜(2)反射到平滑的垂直墙面(4)上；旋转激光水准仪(3)，将直射在平滑的垂直墙面(4)上的水平激光束(5)标记为水平基准线；测量并记录反射镜(2)的镀银反射面距离平滑的垂直墙面(4)的距离L，测量并记录反射激光束(6)在平滑的垂直墙面(4)上的照射位置与水平基准线之间的距离H；(1.4)总距记为α，按下式(1)得到：$\alpha =\frac{1}{2}·{\tan }^{-1}\frac{H}{L}---\left(1\right);$在得到直升机总距的基础上进行周期距测量，周期距的测量流程为：(2.1)将反射镜(2)安装在倾斜盘(7)上，反射面与倾斜盘(7)的参考面垂直，测量某一方位上对应平滑的垂直墙面(4)上的反射激光点相对水平激光基准的高度H，然后根据式(1)求得该处的倾斜盘倾角，记为θ；(2.2)变换三次以上反射镜(2)的安装位置，获取倾斜盘(7)圆周不同位置处的反射激光点坐标；(2.3)对获得的三维空间离散点进行平面拟合；(2.4)以拟合平面中的一点为圆心，依据直升机桨距调节杆(8)所在倾斜盘(7)的大小取得半径，绘制位于拟合平面上的圆形；(2.5)求出圆周上每一位置处半径方向的倾斜角θ，最大值即为倾斜盘(7)的倾角，所在方位角ψ就是倾斜盘(7)的倾斜方向，分别由下式(2)和(3)得到：$\theta ={\sin }^{-1}\frac{\mathrm{\Delta h}}{r}---\left(2\right)$其中：Δh＝z_h‑z₀，为倾斜导致的直升机桨距调节杆(8)高度变化计算值，该值在第(2.4)步得到拟合倾斜盘后，由坐标值即可从数学上计算得出；z_h为拟合倾斜盘圆周上的点坐标Z值，z₀为拟合倾斜盘圆心的坐标Z值；r为倾斜盘(7)的半径，sin^‑1‑反正弦值；$\psi ={\cos }^{-1}\frac{x_h-x_0}{\sqrt{{(x_h-x_0)}^2+{(y_h-y_0)}^2}}---\left(3\right)$其中：ψ‑倾斜盘的方位角，x_h‑拟合倾斜盘圆周上的点坐标X值，y_h‑拟合倾斜盘圆周上的点坐标Y值，x₀‑拟合倾斜盘圆心的坐标X值，y₀‑拟合倾斜盘圆心的坐标Y值，cos^‑1‑反余弦值；(2.6)通过倾斜盘(7)及直升机桨距调节杆(8)的几何关系就可得到旋翼周期距变化情况，由下式(4)得到：${\alpha }_1={\sin }^{-1}\frac{\mathrm{\Delta h}}{l_0}---\left(4\right)$其中：α₁‑旋翼迎角，l₀‑调节旋翼迎角的力臂长度。