[發明專利]一種大推力火箭發動機三向力測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201810995320.3
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109084982B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 李大海;劉洋;唐斌運;郭立;沈繼彬;李亮;楊戰偉
• 申請（專利權）人: 西安航天動力試驗技術研究所
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01L5/13
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.一種大推力火箭發動機三向力測量裝置，包括試車動架(1)和試車定架(2)、試車動架(1)通過四組砝碼-杠桿式預緊力裝置安裝在試車定架(2)上，其特征在于：還包括上層側向推力測量單元(3)、下層側向推力測量單元(4)和軸向推力測量單元(5)；在X、Y、Z三維坐標系中，定義試車動架(1)的軸向為Z向，徑向為X、Y向；

所述試車定架(2)包括外層支撐架(21)、定架上環梁(22)、定架下環梁(23)、定架輔助梁(24)和定架連接梁(25)；所述定架上環梁(22)和定架下環梁(23)固定設置在外層支撐架(21)的內側，所述定架輔助梁(24)固定設置在定架下環梁(23)的下方，所述定架連接梁(25)固定設置在定架上環梁(22)、定架下環梁(23)之間，且沿定架上環梁(22)、定架下環梁(23)的周向設置；

所述試車動架(1)包括動架上環梁(11)、動架下環梁(12)、內層支撐架(13)；所述動架上環梁(11)和動架下環梁(12)通過內層支撐架(13)連接，所述動架上環梁(11)位于定架上環梁(22)和定架下環梁(23)之間，所述動架下環梁(12)位于定架下環梁(23)下方；

所述定架上環梁(22)、定架下環梁(23)、動架上環梁(11)、動架下環梁(12)均同軸設置；

所述軸向推力測量單元(5)為四組，四組軸向推力測量單元(5)安裝在動架上環梁(11)與定架上環梁(22)之間，且沿定架上環梁(22)的周向均布，用于測量發動機軸向推力；

所述下層側向推力測量單元(4)為兩組，兩組下層側向推力測量單元(4)相互垂直設置，且安裝在定架輔助梁(24)和動架下環梁(12)之間，用于測量發動機下層側向力；

所述上層側向推力測量單元(3)為八組，兩組在X向平行設置，兩組在-X向平行設置，兩組在Y向平行設置，兩組在-Y向平行設置；

所述上層側向推力測量單元(3)設置在定架連接梁(25)和動架上環梁(11)之間，所述上層側向推力測量單元(3)包括預緊拉桿(31)、第三柔性連接件(32)、第二雙向測量傳感器(33)和組件支撐架(34)；所述組件支撐架(34)固定設置在定架連接梁(25)上，所述預緊拉桿(31)設置在組件支撐架(34)內，預緊拉桿(31)的一端與組件支撐架(34)螺紋連接，預緊拉桿(31)的另一端與第三柔性連接件(32)的一端螺紋連接，第三柔性連接件(32)的另一端通過第二雙向測量傳感器(33)與動架上環梁(11)固定連接。

2.根據權利要求1所述的大推力火箭發動機三向力測量裝置，其特征在于：所述軸向推力測量單元(5)包括第一柔性連接件(51)、測力傳感器(52)和支柱(53)；所述支柱(53)的一端與定架上環梁(22)連接，所述測力傳感器(52)的一端與動架上環梁(11)連接，所述支柱(53)的另一端與測力傳感器(52)另一端通過第一柔性連接件(51)連接。

3.根據權利要求2所述的大推力火箭發動機三向力測量裝置，其特征在于：所述下層側向推力測量單元(4)包括第二柔性連接件(41)和第一雙向測量傳感器(42)，所述第一雙向測量傳感器(42)的一端安裝在定架輔助梁(24)上，另一端通過第二柔性連接件(41)與動架下環梁(12)連接。

4.根據權利要求3所述的大推力火箭發動機三向力測量裝置，其特征在于：所述第一柔性連接件(51)、第二柔性連接件(41)和第三柔性連接件(32)結構相同，包括圓柱狀本體(611)，在X_r、Y_r、Z_r三維坐標系中，定義圓柱狀本體(611)的軸向為Z_r向，徑向為X_r、Y_r向；

所述圓柱狀本體(611)沿軸向Z_r依次設置有凹口組Ⅰ和凹口組Ⅱ，所述凹口組Ⅰ在圓柱狀本體X_r方向設置，所述凹口組Ⅱ在圓柱狀本體Y_r方向設置；所述凹口組Ⅰ包括兩個第一凹口(612)，兩個第一凹口(612)關于圓柱狀本體(611)的軸線對稱設置；所述凹口組Ⅱ包括兩個第二凹口(613)，兩個第二凹口(613)關于圓柱狀本體(611)的軸線對稱設置。