CN112161813A - 一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***及其安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***及其安装方法，该测量***由定架、动架、支撑架、发动机、抱环、过渡架、测力组件、承力墩、顶杆构成；动架与承力墩均螺栓固定于定架，支撑架螺栓固定于动架上，抱环连接于支撑架上；承力墩前端螺栓固定有顶杆，后端连接测力组件；测力组件后端连接过渡架，过渡架螺栓固定连接发动机前裙。该装置的整体结构省去了原位校准装置，结构相比传统固定式板簧连接结构更加简单，精度也更高。

Description

一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***及其安装 方法
技术领域
本发明涉及一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***及其安装方法，属于固体火箭发动机技术领域。
背景技术
固体火箭发动机地面试验是一种不可逆、高成本、高风险的试验。发动机工作时间短，需获取的信息量大，过程控制和关键参数要求精度高。而固体火箭发动机推力测试又是地面试验中最重要的环节，在推力测试中试车架是其推力测试的关键设备，对发动机推力、瞬态推力和负推力等测试精度有很大影响，原因在于试验过程中，试车架要承受发动机及其所有附件的压力、对发动机保持一定的姿态进行固定限位以确保发动机的轴线与测力组件对准，其结构性能对发动机工作的安全可靠性以及推力测量的精确性都有直接的影响。
目前国内技术成熟的试车架主要是固定的板簧式的试车架。板簧是试验架的弹性约束元件，具有较好的弹阻力重复性。但板簧式试车架有以下的不足：
1.板簧的摩擦力是变值，一般随着发动机质量的的变化而变化，影响试验精度；
2.试验时，板簧处于失稳状态，影响试验精度；
3.板簧侧向刚度相对较弱，有扭曲变形的现象发生，影响试验精度；
4.一般板簧连接时采用4块，但各块板簧的阻尼是各向的；
5.一般板簧连接的试车架都需要配套原位校准装置。
发明内容
为了克服上述困难，本发明提供一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***。
本发明的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，由定架、动架、支撑架、发动机、抱环、过渡架、测力组件、承力墩、顶杆构成；动架与承力墩均螺栓固定于定架，支撑架螺栓固定于动架上，抱环连接于支撑架上；承力墩前端螺栓固定有顶杆，后端连接测力组件；测力组件后端连接过渡架，过渡架螺栓固定连接发动机前裙。
进一步的，移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***中的承力墩为整体加工件，其内部结构具有中心高度一致性和定位孔的同轴度；其与动架由对中件对中后螺栓固定。
进一步的，发动机与支撑架螺栓连接，且发动机与支撑架由对中件进行对中固定。
进一步的，动架为大阻尼的空气弹簧支撑结构。该方式可以较好的将***与振源隔离，将***组装成动态的刚性结构可以保证***内部的相对稳定性，且可以降低在外界的影响下产生共振的几率，提高***的稳定性。
进一步的，动架芯部为蜂窝状支撑结构。该支撑结构可以充分的提高硬重比，具有较高硬重比的平台可以增加***内部的刚性达到提高***性能的目的。
进一步的，动架表面采用铁磁不锈钢材质，芯部蜂窝结构支撑的结构。这种结构不但充分的发挥了铁磁不锈钢材料刚性好、温度膨胀系数小、耐腐蚀的优点，而且提高了硬重比，增加了刚性，降低了变形量，提高了抗静力矩能力；而且铁磁不锈钢耐腐蚀，能吸附磁性底座，可以方便的搭建其他模块***，适用于承载较大，对抗振性要求较高的***。
进一步的，动架内部设置有质量监测模块，可实时反馈质量数据。
另外，本发明还提供一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***的安装方法：步骤一，将动架螺栓固定于定架；步骤二，承力墩通过对中件与动架对中后螺栓固定于定架，前端螺纹连接顶杆、后端连接测力组件；步骤三，将发动机放置于支撑架上，通过对中件与动架对中，用螺栓将发动机与动架固定，抱环将发动机加固于支撑架上；步骤四，发动机前裙固定过渡架，过渡架与测力组件后端连接；步骤五，将固定后的测量***螺栓固定于方舱，方舱可以直接放置在专用车辆上。
本发明具备如下有益效果：
1.本发明将传统的固定试车架升级为移动式微摩擦力试车架，实现一个试车架可以测试多种类型的固体火箭发动机推力，跟着试验测试场地需求移动的功能。
2.本发明中试车架有以下优势：
(1)动架和定架之间运动副采用气体润滑，其摩擦系数极小(约为0.0005左右)，故驱动功率可大大降低；
(2)因系非接触性摩擦，摩擦力值小，且为一相对稳定值，能长期保持精度，
(3)气膜具有误差均化作用，可提高动架运动精度；
(4)气膜厚度几乎不受速度的影响，即使在极低速时也不会产生爬行，运动平稳；
(5)动架和定架之间运动副几乎不产生热量，不会发生粘度变化，无需添加冷却措施；
(6)动架和定架之间采用此运动副可省掉原位校准装置，这样整体的结构更简单，可靠性更高。
3.本发明中在动架下面安装质量监测模块，可反馈实时的质量参数。
附图说明
图1为现有技术固定板簧式固体火箭发动机推力测量***；
图2为本申请移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***；
其中：1-底架；2-原位校准力源；3-承力架；4-标准力组件；5-传力组件；6-测力组件；7-悬吊板簧；8-动架；9-支撑板簧；10-发动机；11-龙门架；12-定架；13-动架；14-支撑架；15-发动机；16-抱环；17-过渡架；18-测力组件；19-承力墩；20-顶杆。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，由定架12、动架13、支撑架14、发动机15、抱环16、过渡架17、测力组件18、承力墩19、顶杆20构成；动架13与承力墩19均螺栓固定于定架12，支撑架14螺栓固定于动架13上，抱环16连接于支撑架14上；承力墩19前端螺栓固定有顶杆20，后端连接测力组件18；测力组件18后端连接过渡架17，过渡架17螺栓固定连接发动机15前裙。该装置的整体结构省去了原位校准装置，结构相比传统固定式板簧连接结构更加简单，精度也更高。
移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***中的承力墩19为整体加工件，其内部结构具有中心高度一致性和定位孔的同轴度；其与动架13由对中件对中后螺栓固定。承力墩为整体加工工件，可以避免现有技术中各个部件相对移动时所产生的误差，提高测量精度。
发动机15与支撑架14螺栓连接，且发动机15与支撑架14由对中件进行对中固定。动架和定架之间运动副几乎不产生热量，不会发生粘度变化，无需添加冷却措施，采用此运动副可省掉原位校准装置，这样整体的结构更简单，可靠性更高。
动架13为大阻尼的空气弹簧支撑结构。该方式可以较好的将***与振源隔离，将***组装成动态的刚性结构可以保证***内部的相对稳定性，且可以降低在外界的影响下产生共振的几率，提高***的稳定性。
动架13芯部为蜂窝状支撑结构。该支撑结构可以充分的提高硬重比，具有较高硬重比的平台可以增加***内部的刚性达到提高***性能的目的。
动架13表面采用铁磁不锈钢材质，芯部蜂窝结构支撑的结构。这种结构不但充分的发挥了铁磁不锈钢材料刚性好、温度膨胀系数小、耐腐蚀的优点，而且提高了硬重比，增加了刚性，降低了变形量，提高了抗静力矩能力；而且铁磁不锈钢耐腐蚀，能吸附磁性底座，可以方便的搭建其他模块***，适用于承载较大，对抗振性要求较高的***。
动架13内部设置有质量监测模块，可实时反馈质量数据。
移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***的安装方法：步骤一，将动架13螺栓固定于定架12；步骤二，承力墩19通过对中件与动架13对中后螺栓固定于定架12，前端螺纹连接顶杆20、后端连接测力组件18；步骤三，将发动机15放置于支撑架14上，通过对中件与动架13对中，用螺栓将发动机15与动架13固定，抱环16将发动机15加固于支撑架14上；步骤四，发动机15前裙固定过渡架17，过渡架17与测力组件18后端连接；步骤五，将固定后的测量***螺栓固定于方舱，方舱可以直接放置在专用车辆上。
本发明将整套试验***放置于方舱内进行固体发动机地面点火试验的整体装置，该装置的整体结构省去了原位校准装置，结构相比传统固定式板簧连接结构更加简单，精度也更高。将方舱直接放置在专用车辆上，根据试验要求用专用车辆运送至试验地点，将方舱吊起平稳固定于地面即可进行发动机的安装及试车，具有机动灵活、安装使用方便的特点。
综上，以上仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明的核心思想在于采用移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***及其安装方法，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：该测量***由定架(12)、动架(13)、支撑架(14)、发动机(15)、抱环(16)、过渡架(17)、测力组件(18)、承力墩(19)、顶杆(20)构成；动架(13)与承力墩(19)均螺栓固定于定架(12)，支撑架(14)螺栓固定于动架(13)上，抱环(16)连接于支撑架(14)上；承力墩(19)前端螺栓固定有顶杆(20)，后端连接测力组件(18)；测力组件(18)后端连接过渡架(17)，过渡架(17)螺栓固定连接发动机(15)前裙。
2.根据权利要求1所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：所述承力墩(19)为整体加工件，其内部结构具有中心高度一致性和定位孔的同轴度；其与动架(13)由对中件对中后螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：发动机(15)与支撑架(14)螺栓连接，且发动机(15)与支撑架(14)由对中件进行对中固定。
4.根据权利要求1所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：动架(13)为大阻尼的空气弹簧支撑结构。
5.根据权利要求1所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：动架(13)芯部为蜂窝状支撑结构。
6.根据权利要求1所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：动架(13)表面采用铁磁不锈钢材质，芯部蜂窝结构支撑的结构。
7.根据权利要求1所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***，其特征在于：动架(13)内部设置有质量监测模块，可实时反馈质量数据。
8.一种如权利要求1-7所述的移动式微摩擦力固体火箭发动机推力测量***的安装方法，其特征在于，安装上述***包括如下步骤：步骤一，将动架13螺栓固定于定架12；步骤二，承力墩19通过对中件与动架13对中后螺栓固定于定架12，前端螺纹连接顶杆20、后端连接测力组件18；步骤三，将发动机15放置于支撑架14上，通过对中件与动架13对中，用螺栓将发动机15与动架13固定，抱环16将发动机15加固于支撑架14；步骤四，发动机15前裙固定过渡架17，过渡架17与测力组件18后端连接；步骤五，将固定后的测量***螺栓固定于方舱，方舱可以直接放置在专用车辆上。
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