固体火箭发动机六分力试验台改进设计(2)
时间:2018-10-08 21:08 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（1）飞行试验所需周期长，经济性差； （2）飞行试验并不能完整地获得所有所需数据； （3）新型发动机的飞行试验安全性无法得到保证，极易失败[4]。 因此，为了获得发动机各项数据，地面试验成为了主要手段。而随着科学的发展，固体火箭发动机的设计变得繁复，所以测试系统的精度和可靠性也更加重要。现代高运算能力的电脑的出现，和测试技术相辅相成，推动着地面试验技术的进步。 1.2 国内外的发展现状 1.3 课题研究的主要内容 本文根据固体火箭发动机优尔分力试验台设计要求和应用要求，设计出满足要求的国体火箭发动机优尔分力试验台，并对试验台进行校核和分析。主要的研究内容体现在下述三个方面： （1）固体火箭发动机优尔分力试验台的设计主要包括定架设计、动架设计、挠性杆设计、侧向调节装置设计等。 （2）校核设计尺寸是否满足要求。 （3）分析优尔分力试验台的测试原理。 2 推力矢量测量原理 2.1 概述 固体火箭发动机在进行地面试验时，发动机所产生的推力并不是恒定不变的，由于空气扰动和燃烧室内燃烧不均等因素，推力的大小和方向都会随着时间而发生改变，这就是推力矢量[17]。推力矢量是衡量火箭发动机技术指标的一个关键的物理量。 由于发动机的推力矢量无法得出理论值，所以单推力试验台无法满足要求。因此，需要一个可以测量各个方向推力大小的装置，即能够测量推力在X、Y、Z轴上的分力和绕各个坐标轴的转矩，以此可以得知推力矢量。 推力矢量的测量原理是：把发动机看做是刚体，而因为刚体能够进行的运动只有三个方向上的平动和绕三根轴的转动，所以可以通过安装一些约束条件，限制发动机的优尔个自由度，使发动机受力平衡，然后通过测量出轴向力和侧向力，就可以求解出推力矢量，推力偏心角和推力偏心距的实际数值 [1]。 2.2 试验台的选择 2.2.1 立式和卧式的选择 优尔分力试验台可以分为以下2种：发动机水平安装的试验台称作卧式优尔分力试验台，发动机垂直安装的试验台称作立式优尔分力试验台[18]。 卧式试验台的优点是： （1）发动机的轴向力垂直于竖直方向，因此发动机因燃烧室燃烧产生的推进剂质量的变化与轴向推力无关，同理，对水平方向的侧向力也没有影响； （2）水平安装使调试和测量变得容易，测试精度也比较高； （3）结构比立式简单，操作方便。 卧式试验台的缺点是： （1）燃烧室的燃烧会使发动机质量的大小发生改变，所以质心的位置也会随之发生改变，从而影响竖直方向内侧向力的测定； （2）火箭发动机和动架在试验时产生的振动会影响铅垂面内传感器的测试结果，从而给结果带来较大动态误差。 立式试验台的优点：因为火箭发动机和它的主推力一样，都与重力方向相同，同时，主推力远大于推进剂质量，所以因推进剂燃烧造成的质量和质心的改变对传感器造成的结果能不考虑。 立式试验台的缺点：试验台所需空间大，结构复杂，同时，操作、测量、调试安装等十分困难。 综合分析，为了能都得到高精度的主推力矢量，该课题采纳立式试验台。 (责任编辑：qin) |