雙發(fā)并聯(lián)推力測試系統(tǒng)的標(biāo)定研究.pdf

1、航空航天技術(shù)是信息技術(shù)、測控技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的深度融合，集中了眾多科學(xué)領(lǐng)域的新成就。航空航天技術(shù)的發(fā)展更新對世界政治、軍事、經(jīng)濟(jì)以至于人們的生活方式有著重要的影響。近幾十年來，空間探測及宇航技術(shù)不斷發(fā)展，火箭發(fā)動機(jī)作為航天器動力核心起著至關(guān)重要的作用。發(fā)動機(jī)在定型之前需要對其推力矢量性能進(jìn)行一系列測試，而測試系統(tǒng)的精度評定過程即為對測試系統(tǒng)的標(biāo)定過程，可見對測試系統(tǒng)的標(biāo)定研究顯得尤其重要。
　　本文以雙發(fā)動機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)為研究對象，

2、闡述了火箭發(fā)動機(jī)推力矢量標(biāo)定及測試臺架的發(fā)展概況及其標(biāo)定原理。結(jié)合壓電傳感器在火箭推力測試方面的研究成果，針對雙發(fā)并聯(lián)系統(tǒng)的標(biāo)定測試難點，通過方案對比、理論分析計算、有限元仿真分析和實驗驗證等，對標(biāo)定系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。
　　本文以實現(xiàn)雙發(fā)動機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)矢量合力的標(biāo)定為目的，明確了矢量力表示方法及其各參數(shù)定義，分析了測試要求和標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計難點。對于雙發(fā)動機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)，由于矢量合力存在作用于測力儀四傳感器呈正方形布置的支撐平面之內(nèi)和之外

3、兩種情況，分別對兩種矢量力工況下的傳感器輸出進(jìn)行力分量解耦計算，為標(biāo)定實驗設(shè)計提供理論基礎(chǔ)。建立了標(biāo)定測試系統(tǒng)力學(xué)模型，重點分析了測力儀和轉(zhuǎn)接架對標(biāo)定系統(tǒng)的影響。對四傳感器呈正方形布置時參數(shù)a的取值范圍進(jìn)行理論分析計算，結(jié)合雙發(fā)動機(jī)并聯(lián)的特點確定a的取值;利用有限元軟件對測力儀上板進(jìn)行仿真分析并改進(jìn)尺寸參數(shù);為實現(xiàn)測力儀與發(fā)動機(jī)之間一對二的轉(zhuǎn)接功能，對轉(zhuǎn)接架提出了三種整體式設(shè)計方案并進(jìn)行多方面對比分析，最終確定喇叭型為實際實施方案。為得

4、到系統(tǒng)測力儀各方向上的靜態(tài)性能指標(biāo)，對測試系統(tǒng)進(jìn)行了三向正交靜態(tài)標(biāo)定，通過標(biāo)定擬合曲線得到測力儀中各傳感器的歸一化靈敏度和向間干擾補(bǔ)償系數(shù)。最后為了驗證雙發(fā)源測試系統(tǒng)對推力矢量測量的準(zhǔn)確性，研究設(shè)計了偏斜加載標(biāo)定試驗和發(fā)動機(jī)工況模擬標(biāo)定試驗。
　　三向正交力標(biāo)定實驗數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明測試系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)特性。由于三向力傳感器各向之間存在向間干擾，故計算了向間干擾系數(shù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償處理。系統(tǒng)標(biāo)定調(diào)試實驗結(jié)果表明，該推力標(biāo)定測試系統(tǒng)可