RU2692591C1 - Traction measuring device for testing liquid thrust low-thrust engines in stationary mode of operation - Google Patents
Traction measuring device for testing liquid thrust low-thrust engines in stationary mode of operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692591C1 RU2692591C1 RU2018123907A RU2018123907A RU2692591C1 RU 2692591 C1 RU2692591 C1 RU 2692591C1 RU 2018123907 A RU2018123907 A RU 2018123907A RU 2018123907 A RU2018123907 A RU 2018123907A RU 2692591 C1 RU2692591 C1 RU 2692591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thrust
- measuring
- elastic beam
- measuring device
- sensor
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 7
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/96—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by specially adapted arrangements for testing or measuring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/13—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles
- G01L5/133—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles for measuring thrust of propulsive devices, e.g. of propellers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к испытаниям жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРДМТ), используемых в качестве исполнительных органов систем управления объектами ракетно-космической техники в эксплуатационных условиях.The invention relates to rocket and space technology, in particular to the testing of liquid rocket thruster (LRDMT), used as the executive bodies of control systems of objects of rocket and space technology in operating conditions.
Известен способ, реализуемый в тягоизмерительном устройстве (RU №2307331 С1, МПК G01L 5/13, опубл. 27.09.2007 г.), обеспечивающий установку двигателя на один конец рычажного элемента, закрепленного в станине с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, запуск двигателя и измерение тяги путем воздействия рычажного элемента на измерительный преобразователь.There is a method implemented in the thrust-measuring device (RU # 2307331 C1,
Описанному способу сопутствуют следующие недостатки: при градуировке устройства действует дополнительное усилие, создаваемое подводящими трубопроводами на торсионную трубку, т.е. градуировка проводится с систематической погрешностью, которую необходимо учитывать при измерениях тяги; существует ограничение диапазона измерений тяги; невозможность проводить градуировку устройства в условиях вакуума и др.The described method is accompanied by the following disadvantages: when calibrating the device, an additional force is created by the supply pipes to the torsion tube, i.e. graduation is carried out with a systematic error, which must be considered when measuring thrust; there is a limit to the measurement range of thrust; the inability to carry out the calibration of the device in vacuum conditions, etc.
Наиболее близким к заявленному является устройство (Жуковский А.Е. Испытания жидкостных ракетных двигателей: Учебник для студентов авиационных специальностей ВУЗов [Текст] / А.Е. Жуковский, B.C. Кондрусев, В.В. Окорочков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 352 с. (стр. 295)) в виде консольно закрепленной на массивной опоре упругой балки, на которую монтируется ЖРДМТ, чаще всего в вертикальном положении соплом вниз. При работе двигателя балка изгибается и по значению упругой деформации можно определить значение действующей тяги. Возникающие в балке напряжения регистрируются, например, с помощью двух тензопреобразователей, наклеенных на противоположные стороны балки для увеличения сигнала и компенсации воздействия температуры окружающей среды. Чтобы погасить колебания упругой системы, появляющееся в моменты запуска и останова ЖРДМТ, а также при переходе с одного режима на другой, применяется гидравлический демпфер. Устройство обеспечивает достаточно высокую точность измерения тяги на стационарных режимах работы.The closest to the claimed device is (Zhukovsky, AE, Testing of liquid rocket engines: A textbook for students of aviation specialties of universities [Text] / AE Zhukovsky, VS Kondrusev, VV Okorochkov. - 2nd ed., Revised and additional - M .: Mashinostroenie, 1992. - 352 p. (p. 295)) in the form of an elastic beam mounted on a massive support, on which a liquid propellant is mounted, most often in a vertical position with the nozzle down. When the engine is running, the beam is bent and the value of the acting thrust can be determined from the value of the elastic deformation. The stresses arising in the beam are recorded, for example, with the help of two strain gauges pasted on opposite sides of the beam to increase the signal and compensate for the effect of the ambient temperature. To suppress oscillations of the elastic system, which appears at the moments of starting and stopping the LRDC, as well as when switching from one mode to another, a hydraulic damper is used. The device provides a sufficiently high accuracy of thrust measurement in stationary modes of operation.
Недостатками описанного устройства являются следующие: ограничения по уровню измеряемой тяги двигателей как в большую, так и в меньшую сторону, влияние на измеряемые параметры температуры окружающей среды (отличия от градуированных значений), невозможность провести градуировку устройства в эксплуатационных условиях (в вакууме), точность измерений определяется техническими параметрами используемых тензорезисторов, технологией их наклейки и др.The disadvantages of the described device are the following: restrictions on the level of measured thrust of engines both upwards and downwards, the effect on the measured parameters of the ambient temperature (differences from graded values), the inability to calibrate the device under operating conditions (in vacuum), the measurement accuracy is determined by the technical parameters of the strain gauges used, the technology of their stickers, etc.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение являются: повышение точности измерения тяги ЖРДМТ, обеспечение возможности проведения градуировок в условиях вакуума (эксплуатационные условия), получение результатов измерений в реальном времени.The tasks to be solved by the invention are: improving the accuracy of measuring thrust of LRDCs, ensuring the possibility of carrying out calibrations in vacuum conditions (operating conditions), obtaining measurement results in real time.
Данные задачи решаются за счет того, что заявленное тягоизмерительное устройство для испытаний ЖРДМТ в стационарном режиме работы, состоящее из упругой балки с элементами крепления двигателя, узла крепления балки, выполнено в едином корпусе и снабжено двумя датчиками силы - измерительным и задающим, градуировочной системой создания усилий на упругую балку, при этом один конец упругой балки закреплен на корпусе устройства, а к противоположному концу балки прикреплен весоизмерительный датчик силы, при этом, на корпусе устройства закреплены упоры, ограничивающие перемещение балки в процессе работы, а упругая балка и задающий датчик силы соединены с градуировочной системой создания усилий с помощью соединительной и передающей тяг.These tasks are solved due to the fact that the declared load-measuring device for testing LRDCs in stationary mode of operation, consisting of an elastic beam with engine mountings, a beam mount, is made in a single case and equipped with two force sensors - measuring and defining, calibration force generation on an elastic beam, with one end of the elastic beam fixed to the device body, and a weight measuring force sensor is attached to the opposite end of the beam, while fixing to the device body There are stops that limit the movement of the beam in the course of work, and the elastic beam and the driver force sensor are connected to the calibration system to create efforts using the connecting and transfer rods.
Кроме того, градуировочная система создания усилий на упругую балку выполнена в виде сильфонного блока, соединенного со стендовыми магистралями подачи и дренажа сжатого газа.In addition, the calibration system for creating forces on an elastic beam is designed as a bellows unit connected to bench lines for supplying and draining compressed gas.
Кроме того, узел крепления упругой балки относительно корпуса устройства выполнен, по меньшей мере, в виде одной металлической ленты.In addition, the attachment of the elastic beam relative to the body of the device is made, at least in the form of a single metal tape.
Кроме того, весоизмерительный и задающий датчики силы соединены со стендовой компьютерной системой.In addition, the weighing and force sensors are connected to a bench computer system.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является высокая точность измерения тяги ЖРДМТ в непрерывном режиме работы, поскольку используются высокоточные силоизмерительные датчики, возможность проводить до и послепусковые градуировки в условиях вакуума, а также контрольные поверочные градуировки, в случае необходимости, в ходе проведения испытаний изделий в реальном времени.The technical result provided by the above set of features is the high accuracy of thrust measurement in the LRDCT in continuous operation, since high-precision load sensors are used, the ability to carry out before and after start-up calibrations in vacuum conditions, and also control calibration calibrations, if necessary, during the testing of products in real time.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично представлено тягоизмерительное устройство для испытаний ЖРДМТ в стационарном режиме работы.The invention is illustrated in the drawing, which schematically presents the thrust measuring device for testing LRDC in stationary mode of operation.
На чертеже изображены:The drawing shows:
ЖРДМТ 1, упругая балка 2, узел крепления 3, тяга соединительная 4, тяга передающая 5, рабочий стол вакуумной камеры 6, градуировочная система 7 создания усилий на упругую балку, задающий датчик 8 силы, стойка 9, пружина 10, весоизмерительный датчик 11 силы, корпус устройства 12 с упорами, ограничивающими перемещение балки в процессе работы.
Работает тягоизмерительное устройство следующим образом.Works thrust measuring device as follows.
Датчик, с помощью которого производится измерение тяги, требует специальной системы для проведения его градуировки. Этим и обуславливается установка двух датчиков (весоизмерительного 11 и задающего 8) в составе тягоизмерительного устройства. Градуировку тягоизмерительного устройства можно разделить на два этапа: до установки датчиков в устройство и после.The sensor used to measure thrust requires a special system for its calibration. This also determines the installation of two sensors (weighing 11 and defining 8) as part of a weight-bearing device. Graduation of the load-bearing device can be divided into two stages: before installation of sensors in the device and after.
Перед установкой датчиков в стендовую систему измерения тяги каждый из датчиков нагружается грузами известной массы. Сигналы с каждого датчика записываются в компьютере. По соотношениям между контрольными грузами и сигналами с датчиков, регистрирующихся в виде кода, строятся градуировочные зависимости для каждого из датчиков, которые, как правило, имеют линейный вид.Before installing the sensors in the bench thrust measurement system, each of the sensors is loaded with weights of a known mass. Signals from each sensor are recorded in the computer. According to the relationship between the control weights and the signals from the sensors, recorded in the form of a code, calibration dependences are built for each of the sensors, which, as a rule, have a linear appearance.
После градуировки оба датчика устанавливаются в корпус устройства. Следует отметить высокие требования к обеспечению соосности камеры изделия и оси приложения силы к весоизмерительному датчику 11, исключению влияния места крепления балки 3 к корпусу 12 на сигнал с датчиков, обеспечению минимального значения жесткости системы ЖРДМТ-магистрали подвода компонентов. Очевидно, полностью исключить влияния последнего на сигнал с датчика невозможно, поэтому после сбора устройства проводится определение корректирующего градуировочного коэффициента измерения тяги для весоизмерительного датчика.After graduation, both sensors are installed in the device case. It should be noted the high requirements for ensuring coaxiality of the product chamber and the axis of force application to the
Строится схема расположения датчиков при нахождении корректирующего градуировочного коэффициента измерения тяги весоизмерительного датчика 11. Натяжение пружины 10 ослабляется, и задающий датчик 8 приходит в рабочее положение. В качестве градуировочной системы 7 создания усилий на упругую балку используется пневматический сильфон. Под воздействием сжатого воздуха от системы стенда сильфон 7 создает силу, которая через передающую тягу 5 прикладывается к задающему датчику 8 и через соединительную тягу 4 к весоизмерительному датчику 11 одновременно. Показания с датчиков регистрируются в компьютере. Так как заранее была получена градуировочная характеристика задающего датчика, сигнал с него является эталонным значением силы, прикладываемой к весоизмерительному датчику 11. По соотношению сигналов с задающего 8 и измерительного 11 датчиков находится корректирующий градуировочный коэффициент измерения тяги.A sensor layout is constructed when a corrective calibration coefficient for measuring the thrust of the
Определение корректирующего градуировочного коэффициента тяги проводится как до проведения испытаний, так и после. Расхождение между до- и послепусковым корректирующим градуировочным коэффициентом измерения тяги, как правило, отсутствует.Determination of the corrective calibration coefficient of thrust is carried out both before the test, and after. As a rule, there is no discrepancy between the pre- and post-start correction calibration coefficient for measuring thrust.
После определения корректирующего градуировочного коэффициента измерения тяги весоизмерительного датчика 11, тягоизмерительное устройство приводится в рабочее состояние. Прекращается подача воздуха к градуировочной системе 7, ослабляется передающая тяга 5, пружина 10 сжимается и отводит задающий датчик 8, ослабляется соединительная тяга 4 и разъединяется силовая связь между двумя датчиками.After determining the corrective calibration factor for measuring the thrust of the
Значение тяги в ходе испытаний определяется по градуировке весоизмерительного датчика 11 с поправкой на корректирующий градуировочный коэффициент измерения тяги.The value of the thrust during the test is determined by the calibration of the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123907A RU2692591C1 (en) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Traction measuring device for testing liquid thrust low-thrust engines in stationary mode of operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123907A RU2692591C1 (en) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Traction measuring device for testing liquid thrust low-thrust engines in stationary mode of operation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2692591C1 true RU2692591C1 (en) | 2019-06-25 |
Family
ID=67038333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123907A RU2692591C1 (en) | 2018-06-29 | 2018-06-29 | Traction measuring device for testing liquid thrust low-thrust engines in stationary mode of operation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2692591C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2735286C1 (en) * | 2020-02-27 | 2020-10-29 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Device for adjustment of clamping force of stitcher roller to mandrel |
RU2790353C1 (en) * | 2022-03-05 | 2023-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "ЗОЯ" | Method and devices for testing small arms and/or stand tests of rocket engines |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU459698A1 (en) * | 1972-07-05 | 1975-02-05 | Предприятие П/Я В-2636 | Stand for measuring engine gi |
RU2172725C1 (en) * | 2000-01-17 | 2001-08-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Керамика" | Blend for preparing refractory products |
RU2307331C2 (en) * | 2005-11-14 | 2007-09-27 | Закрытое Акционерное Общество Конструкторское Бюро "Полет" (Зао Кб "Полет") | Method and device for determining power thrust of microscopic engine |
US20170175680A1 (en) * | 2014-04-03 | 2017-06-22 | Snecma | Method and device for monitoring a parameter of a rocket engine |
-
2018
- 2018-06-29 RU RU2018123907A patent/RU2692591C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU459698A1 (en) * | 1972-07-05 | 1975-02-05 | Предприятие П/Я В-2636 | Stand for measuring engine gi |
RU2172725C1 (en) * | 2000-01-17 | 2001-08-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Керамика" | Blend for preparing refractory products |
RU2307331C2 (en) * | 2005-11-14 | 2007-09-27 | Закрытое Акционерное Общество Конструкторское Бюро "Полет" (Зао Кб "Полет") | Method and device for determining power thrust of microscopic engine |
US20170175680A1 (en) * | 2014-04-03 | 2017-06-22 | Snecma | Method and device for monitoring a parameter of a rocket engine |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Жуковский А.Е. и др. Испытание жидкостных ракетных двигателей: Учебник для студентов авиационных специальностей ВУЗов. М., Маш., 1992, с.295. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2735286C1 (en) * | 2020-02-27 | 2020-10-29 | Акционерное общество "Пермский завод "Машиностроитель" | Device for adjustment of clamping force of stitcher roller to mandrel |
RU2790353C1 (en) * | 2022-03-05 | 2023-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "ЗОЯ" | Method and devices for testing small arms and/or stand tests of rocket engines |
RU2799168C1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Method and device for testing small arms and/or bench tests of rocket engines |
RU2819322C1 (en) * | 2024-01-10 | 2024-05-17 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Calibration device of force-measuring machine for test bench of small-size gas turbine engines |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107202660B (en) | 4-25N attitude control engine thermal vacuum environment stable state thrust calibration measuring device | |
CN107238457B (en) | A kind of low thrust measuring device | |
Tavakolpour-Saleh et al. | A novel multi-component strain-gauge external balance for wind tunnel tests: Simulation and experiment | |
CN109766609B (en) | Method for dynamic modeling of hoop-pipeline system | |
CN101451897A (en) | Electromagnetic balance type small force value standard device | |
RU2692591C1 (en) | Traction measuring device for testing liquid thrust low-thrust engines in stationary mode of operation | |
CN109115510A (en) | A kind of Time series analysis and its accidentally method for determining difference | |
Li et al. | Force measurement and support integrated device in hypersonic wind tunnel | |
CN109100083A (en) | Attitude control engine vectored thrust measuring device calibrates control system and method | |
Ewald | Multi-component force balances for conventional and cryogenic wind tunnels | |
CN107389240A (en) | 4 25N attitude control engine thermal vacuum environment stable state thrust-measuring devices | |
CN112611568A (en) | Solid attitude/rail control engine thrust vector testing device | |
Li et al. | A new airframe/propulsion-integrated aerodynamic testing technology in hypersonic wind tunnel | |
CN113928605B (en) | Micro-low gravity environment simulation device and method for variable mass load | |
Runyan et al. | Thrust stand design principles | |
CN106092582A (en) | Hub bearing unit torque rigidity test device and method | |
Neumann et al. | The 250mN Thrust Balance for the DLR Goettingen EP Test Facility | |
Begishev et al. | Features and modernization methods of thrust measurement devices for liquid rocket engine test stands | |
RU2307331C2 (en) | Method and device for determining power thrust of microscopic engine | |
Krouglicof et al. | Development of a mechanically coupled, six degree-of-freedom load platform for biomechanics and sports medicine | |
RU2250446C2 (en) | Bench for testing turbojet engine | |
CN214373349U (en) | Solid attitude/rail control engine thrust vector testing device | |
CN208780465U (en) | A kind of Time series analysis | |
Liu et al. | Design and calibration test of a support force measuring system for hypersonic vehicle aerodynamic measurement | |
KIENHOLZ et al. | Very low frequency suspension systems for dynamic testing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200630 |