[发明专利]一种固体火箭发动机虚拟试验基础系统及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机试验与测试技术领域，特别涉及一种固体火箭 发动机虚拟试验基础系统及试验方法。

背景技术

近年来，随着固体火箭发动机多型号研制任务的并举，试验任务数量在逐 年增加，现有的人力资源及试验设备资源已出现瓶颈；固体火箭发动机传统试 验模式难以复现发动机工作过程，导致试验事故分析困难、故障查找效率低、 “技术归零”时间过长；传统试验方法不具备对发动机数字化设计进行验证的 手段，数字化试验能力有待提高。

随着虚拟试验技术的飞速发展，其已广泛应用于航空、航天、国防、军事 领域，取得了令人瞩目的成果。虚拟试验技术属于可控、无破坏性、耗费小并 允许多次重复的试验手段，采用虚拟试验技术对传统试验模式进行改进，国内 外实践证明，采用虚拟试验技术能够实现：降低人力及试验设备资源需求、有 效解决试验资源瓶颈问题；复现试验过程、检验故障修正效果，提高事故分析 效率；是提高数字化试验/测试水平和能力的有效途径。

开展固体火箭发动机虚拟试验技术研究，是解决传统试验模式存在的试验 资源瓶颈问题、有效提高发动机试验效率及数字化试验水平的有效途径，以达 到缩短试验周期、降低试验费用、提高新型号设计质量的目的，为建立固体火 箭发动机虚拟试验基础系统、扩充固体火箭发动机试验方法奠定技术基础，以 提高固体火箭发动机试验灵活性、增强数字化试验验证能力。

发明内容

本发明是一种固体火箭发动机虚拟试验基础系统及试验方法，针对固体火 箭发动机试验特点及传统试验模式出现的瓶颈问题，开展固体火箭发动机虚拟 试验基础技术研究，为改进固体火箭发动机传统试验模式、深入开展该领域虚 拟试验技术的应用研究奠定技术基础，建立固体火箭发动机虚拟试验基础系统， 使该系统在一定程度上具有与真实固体火箭发动机地面试验相似的流程和功 能。

本发明上述目的是通过下述方案来实现的：

固体火箭发动机虚拟试验基础系统包括支撑工具层，模型层，接口层，运 行支撑环境层。

支撑工具层是建立固体火箭发动机虚拟试验基础系统运行平台的基础，支 撑工具层的核心是数据库；数据库通过数据接口结构化存储虚拟试验系统的试 验信息、试验过程数据和输入/输出数据，对试验信息、试验过程数据和输入/ 输出数据进行管理；通过数据库对固体火箭发动机虚拟试验模型、试车台模型、 传感器模型进行调度、管理。

模型层包括固体火箭发动机虚拟试验模型、试车台模型和传感器模型，根 据真实固体火箭发动机设计参数、试车台结构、试验台装置参数、试验环境温 度和包括传感器、测试线缆、测试系统在内的测试环节信息，确定固体火箭发 动机虚拟试验模型、试车台模型和传感器模型。将固体火箭发动机设计参数输 入到固体火箭发动机虚拟试验模型中，确定与真实固体火箭发动机形成映射关 系的固体火箭发动机虚拟试验模型；根据试车台结构、试验台装置参数、试验 环境温度，确定虚拟试验试车台模型，利用均匀试验设计方法定量分析试车台 模型的工装同轴度、工装连接弹阻力、工装预紧力的影响因素权重，通过模型 接口将试车台模型工装同轴度、工装连接弹阻力、工装预紧力的影响因素权重 施加到固体火箭发动机虚拟试验模型上；根据真实试验所用的包括传感器、测 试线缆、测试系统在内的测试环节信息，确定与测试环节对应的传感器模型， 利用均匀试验设计方法定量分析传感器模型校准精度影响因素权重，通过模型 接口将传感器模型的校准精度影响因素权重施加到固体火箭发动机虚拟试验模 型上。