雙發(fā)并聯(lián)推力測試系統(tǒng)的標定研究.pdf

1、航空航天技術是信息技術、測控技術和機械制造技術的深度融合，集中了眾多科學領域的新成就。航空航天技術的發(fā)展更新對世界政治、軍事、經(jīng)濟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不斷發(fā)展，火箭發(fā)動機作為航天器動力核心起著至關重要的作用。發(fā)動機在定型之前需要對其推力矢量性能進行一系列測試，而測試系統(tǒng)的精度評定過程即為對測試系統(tǒng)的標定過程，可見對測試系統(tǒng)的標定研究顯得尤其重要。
　　本文以雙發(fā)動機并聯(lián)系統(tǒng)為研究對象，

2、闡述了火箭發(fā)動機推力矢量標定及測試臺架的發(fā)展概況及其標定原理。結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，對標定系統(tǒng)進行了深入研究。
　　本文以實現(xiàn)雙發(fā)動機并聯(lián)系統(tǒng)矢量合力的標定為目的，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定系統(tǒng)設計難點。對于雙發(fā)動機并聯(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行力分量解耦計算，為標定實驗設計提供理論基礎。建立了標定測試系統(tǒng)力學模型，重點分析了測力儀和轉接架對標定系統(tǒng)的影響。對四傳感器呈正方形布置時參數(shù)a的取值范圍進行理論分析計算，結合雙發(fā)動機并聯(lián)的特點確定a的取值;利用有限元軟件對測力儀上板進行仿真分析并改進尺寸參數(shù);為實現(xiàn)測力儀與發(fā)動機之間一對二的轉接功能，對轉接架提出了三種整體式設計方案并進行多方面對比分析，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，對測試系統(tǒng)進行了三向正交靜態(tài)標定，通過標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確性，研究設計了偏斜加載標定試驗和發(fā)動機工況模擬標定試驗。
　　三向正交力標定實驗數(shù)據(jù)處理結果表明測試系統(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)并進行數(shù)據(jù)補償處理。系統(tǒng)標定調試實驗結果表明，該推力標定測試系統(tǒng)可