[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

本發明涉及一種大推力火箭發動機三向力測量裝置及測量方法，解決現有大推力火箭發動機三向力測量方法無法有效保證測量準確性，使得測量準確性降低的問題。該測量裝置包括試車動架、試車定架、上層側向推力測量單元、下層側向推力測量單元和軸向推力測量單元；試車定架包括外層支撐架、定架上環梁、定架下環梁、定架輔助梁和定架連接梁；試車動架包括動架上環梁、動架下環梁、內層支撐架；軸向推力測量單元安裝在動架上環梁與定架上環梁之間；下層側向推力測量單元設置在定架輔助梁和動架下環梁之間；上層側向推力測量單元為八組，設置在定架連接梁和動架上環梁之間。同時，本發明還提供一種基于上述裝置的三向力測量方法。

技術領域

本發明涉及大推力火箭發動機試驗領域，具體涉及一種大推力火箭發動機三向力測量裝置及測量方法。

背景技術

現有大推力火箭發動機的試驗只考慮發動機主推力大小，而對發動機側向推力的研究較少。目前在進行火箭發動機側向推力測量時，主要采用基于多分力計的推力測量方法和基于單向力傳感器的推力測量方法(基于六自由度平臺的測量方法和基于正交坐標系的推力測量方法)。

由于大推力火箭發動機體型龐大、推力高，若采用多分力計的推力測量方法，則在發動機的側向無法安裝側向預緊裝置，嚴重降低了發動機試車過程的可靠性，進而發動機各向推力的測量精度也無法得到保證，使得測量準確性降低。

多組單向力傳感器相配合的方式對發動機側向推力進行測量的方法，已廣泛應用在小推力發動機的三向推力測量過程中，此種方式需解決發動機推力測量過程中各傳感器測量值相互耦合的問題，若此種方法應用在大推力火箭發動機的三向推力測量中，大推力火箭發動機相較于小推力發動機測量各向力的力值差距較大，由于大推力互擾的影響，較小推力方向力值易受較大推力方向力值的影響，往往無法有效保證測量準確性，使得測量準確性降低。

發明內容

本發明的目的是解決現有大推力火箭發動機三向力測量方法無法有效保證測量準確性，使得測量準確性降低的問題，提供了一種大推力火箭發動機三向力測量裝置及測量方法，利用該方法能夠實現1200kN大推力液氧煤油發動機三向推力的精確測量。

本發明的技術方案是：

一種大推力火箭發動機三向力測量裝置，包括試車動架和試車定架，試車動架通過四組砝碼-杠桿式預緊力裝置安裝在試車定架上，其特殊之處在于，還包括上層側向推力測量單元、下層側向推力測量單元和軸向推力測量單元；在X、Y、Z三維坐標系中，定義試車動架的軸向為Z向，徑向為X、Y向；

所述試車定架包括外層支撐架、定架上環梁、定架下環梁、定架輔助梁和定架連接梁；所述定架上環梁和定架下環梁固定設置在外層支撐架的內側，所述定架輔助梁固定設置在定架下環梁的下方，所述定架連接梁固定設置在定架上環梁、定架下環梁之間，且沿定架上環梁、定架下環梁的周向設置；

所述試車動架包括動架上環梁、動架下環梁、內層支撐架；所述動架上環梁和動架下環梁通過內層支撐架連接，所述動架上環梁位于定架上環梁和定架下環梁之間，所述動架下環梁位于定架下環梁下方；

所述定架上環梁、定架下環梁、動架上環梁、動架下環梁均同軸設置；

所述軸向推力測量單元為四組，四組軸向推力測量單元安裝在動架上環梁與定架上環梁之間，且沿定架上環梁的周向均布，用于測量發動機軸向推力；

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