[發明專利]火箭發動機三向力測量裝置側向力標定工裝及標定方法

有效

• 申請號: 202010574592.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111623920B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 唐斌運;陳雨;劉洋;郭玉鳳;史雪梅;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: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明公開了一種火箭發動機三向力測量裝置側向力標定工裝及標定方法。該標定工裝包括左框架、右框架、動架模擬梁、固定梁、力加載油缸、加載力傳感器以及8個標定傳感器；將4個待標定柔性聯接件安裝在左框架和動架模擬梁左端之間，將4個待標定柔性聯接件安裝在右框架和動架模擬梁右端之間，通過力加載油缸向動架模擬梁施加推力，從而標定出8個待標定柔性聯接件的剛性比，并對8個待標定柔性聯接件同一剛性比相差最小的原則進行搭配并重新裝于標定工裝內，按照三遍六檔加載原則獲取左框架以及右框架處的剛性比。通過本發明避免了在三向力測量裝置上直接進行標定所帶來的標定周期長，能耗大，成本高的問題。

技術領域

本發明涉及大推力火箭發動機試驗領域，涉及一種火箭發動機三向力測量裝置側向力標定工裝及標定方法。

背景技術

中國專利，申請號為：2018109953203，公開了一種大推力火箭發動機三向力測量裝置及測量方法，該發明的主要目標是在發動機試驗過程中完成軸向、切向、徑向三個方向的推力測量，由于該項推力測量研究主要針對推力新一代液氧煤油發動機試驗，該試驗系統采用動、定架結構，在動、定架之間直接采用多個柔性聯接件進行聯接。其測量模型如下圖1和2所示，三向力測量裝置包括軸向力測量單元01、下層側向推力測量單元02以及上層側向推力測量單元03。

三向力測量裝置中需要重點解決的一個問題是各方向的互擾問題，理想的彈性約束原件在自身承力方向表現為剛體，非承力方向表現為柔性聯接件。柔性聯接件如圖3所示，柔性聯接件為圓柱狀，定義其軸線方向為Z軸，其上設有凹口組Ⅰ和凹口組Ⅱ，且凹口組Ⅰ和凹口組Ⅱ沿Z軸依次設置；其中，凹口組Ⅰ包括兩個第一凹口，兩個第一凹口分別朝向X軸的正向和負向，且兩個第一凹口關于Z軸對稱設置；凹口組Ⅱ包括兩個第二凹口，兩個第二凹口分別朝向Y軸的正向和負向，且兩個第二凹口關于Z軸對稱設置，其實際的柔性聯接件雖然具有極高的各項剛性比，但無法具有理想的特性，因此如何將其核心的柔性聯接件的各方向剛性標定出來，同時將多個柔性聯接件已最優的方式組合使用，并且在使用前搞清此種組合下的系統組合剛性比及低頻動態下的特性，以便為后期數據分析提供有效的修正數據變得非常重要。

試驗針對的系統龐大，如果在線對三向力測量裝置進行標定，則需在發動機點火產生推力的情況下進行，但是由于測量動架質量大、結構復雜，因此如果在發動機試驗過程中進行三向力測量裝置側向力(即圖2中所示的X、Y向)標定，則會導致標定周期長，能耗大，成本高。因此急需提供一種簡單且標定精準的方式對三向力測量裝置側向力進行標定。

發明內容

為了解決現有三向力測量裝置在線進行側向力標定時，標定周期長，能耗大，成本高的問題，本發明提供了一種火箭發動機三向力測量裝置側向力標定工裝及標定方法。

本發明的具體技術方案是：

本發明提供了一種火箭發動機三向力測量裝置側向力標定工裝，包括左框架、右框架、動架模擬梁、固定梁、力加載油缸、加載力傳感器以及8個標定傳感器7；

左框架包括兩個平行設置的支腿、固定連接于支腿之間，且位于頂部的頂梁以及固定連接于支腿之間，且位于中部的中間梁；兩個支腿、頂梁以及中間梁圍成一個待標定柔性聯接件安裝區域；

右框架結構與左框架完全相同，且左框架、右框架平行設置；

左框架的頂梁與右框架頂梁之間固定連接有固定梁；

力加載油缸固定連接于固定梁中部，力加載油缸的活動端與所述動架模擬梁的中部連接；

待標定柔性聯接件為8個，其中4個待標定柔性聯接件位于左框架的待標定柔性聯接件安裝區域，并且4個待標定柔性聯接件呈十字形排布，每個待標定柔性聯接件的一端與動架模擬梁左端連接，另一端與左框架連接；

另外4個待標定柔性聯接件位于左框架的待標定柔性聯接件安裝區域，并且4個待標定柔性聯接件呈十字形排布，每個待標定柔性聯接件的一端與動架模擬梁右端連接，另一端與右框架連接；