[发明专利]一种大推力固体火箭发动机压电测试装置

说明书

本发明属于传感、测控技术领域，提供了一种大推力固体火箭发动机压电测试装置。本发明实现了固体火箭发动机的六维力在线标定的要求，并对标定结果设计了相应的验证结构，增加了本装置的可靠性。本发明装置由支撑架、脚轮、支撑圆台、侧向加载装置、转接架、测力仪、标准力传感器、连接筒、液压动力系统组成。该装置量程大，结构工艺性好，精度高，能够同时进行空间力和力矩的测试，能够更全面、准确的测试发动机推力矢量特性。

技术领域

本发明属于传感、测控技术领域，涉及一种大推力固体火箭发动机压电测试装置，在航空航天、国防军工等领域发动机的推力矢量测试中有重要意义，特别应用于固体火箭发动机的推力矢量测试。

背景技术

随着现代航空航天业的快速发展，对推进系统的可靠性要求越来越高，发动机推力的精确控制对控制飞行器运行姿态、提高目标命中精度等具有重要意义。依靠固体推进剂的化学能作为能源的火箭发动机被称为固体火箭发动机，已被广泛用作火箭、导弹、宇宙飞船及航天飞机等各种飞行器的动力装置。推力矢量是火箭发动机的关键性能参数，为了确保采用发动机作为动力装置的飞行器成功发射，发动机交付使用前必须对其性能进行试验测试，测试达标后方可作为火箭的动力装置。

国内外用于测试固体火箭发动机推力矢量的装置可分为多分力天平和多分力推力矢量试车台两类，其中六分力推力矢量试车台是目前使用最多的测试装置，但是仍存在如发动机安装调试复杂且时间长、试车台架固有频率较低等问题。

弗罗里达理工大学设计的六自由度固体火箭发动机试验台是目前可供查阅到的较为先进的推力矢量测试装置，可以进行火箭发动机六维力的测试，主向力能够测试10000磅(约为44482N)的力，但这个力值对于固体火箭发动机实际需要所测的力值仍相差甚远。并且，这种测试装置并不能在测试结束后对测试结果有相应的校验，试验结果的可靠性仍存在问题。

因此，对于固体火箭发动机推力矢量的测试，需要一种可以方便、可靠地测量大推力固体火箭发动机推力矢量的测试装置。本发明在利用压电传感器的基础上，并设计相应的结构来测试固体火箭发动机推力矢量。

发明内容

本发明目的在于实现固体火箭发动机推力矢量的在线测试，在满足固体火箭发动机方便、可靠地安装与调试的同时，能够实现固体火箭发动机大推力测试的要求。

本发明的技术方案：

一种大推力固体火箭发动机压电测试装置，包括支撑架6、脚轮装置7、转接架1、支撑圆台4、侧向加载装置3、测力仪2、标准力传感器10、主向液压动力系统5、后端中心拉杆8、前端中心拉杆11、连接筒9、标定板12和加载螺母13；

所述的支撑架6由方形基板、4根加强立筋与8根加强横筋焊接而成，加强立筋分别垂直焊接在方形基板的四个角上；两组脚轮装置7分别安装在支撑架6两侧；

所述的支撑圆台4由上板、下板、承力筒和加强筋组成，安装固定于支撑架6上端；其中，上板和下板通过承力筒相连，承力筒为圆筒；所述的加强筋分为两种，一种为方形板，安装于上板和下板间，并固定于承力筒上；另一种为T型板，T型板安装于上板和下板间，T型板的横板位于外侧，对应于上表面的键槽处；方形板和T型板均匀、交替安装在上板和下板中间，形成一个整体；

所述的支撑圆台4的上表面设有8个均布的键槽，键通过销与螺栓固定在键槽内，即为8个工位；所述的支撑圆台4的上表面每个工位上布置5组间距相同的螺纹孔，任意相间的两组螺纹孔实现定位，实现3个位置的变换；当Y向两个相对的侧向加载装置3分别居于相反的两个极限位置时，即实现转矩M_X的模拟加载；

所述的侧向加载装置3共8个，通过键与螺栓均匀安装在支撑圆台4的上表面的外圆周，各自沿着其对应的键滑动；