航空矢量发动机试车台推力校准技术综述

简述了航空矢量发动机试车台推力校准的必要性,介绍了现有涡扇发动机轴向试车台推力测量系统的校准方法,结合矢量推力试车台的结构特点,对矢量推力试车台校准现状、校准步骤进行了分析说明,给出了矢量推力试车台现场校准程序,最后对航空矢量发动机试车台推力校准技术研究进行了展望。     

某型固体火箭发动机试车台推力测量分析及优化设计

根据发动机试车台轴向推力测量和推力偏心测量要求,对试车台的台架结构进行了设计与分析。通过增加台架的动态特性,减小台架结构对测量准确度的影响;采取增加动架的轴向刚度和减小横向刚度设计,提高动架的固有频率,消除发动机启动时动架的振动影响等,满足了某型小推力火箭发动机测试要求。     

航空发动机室内试车台推力测量及其溯源体系分析

航空发动机推力测量相关影响参数的准确获取是保障台架推力测试准确性的前提。本文通过梳理室内试车台架推力附加阻力气动修正方法中所用到的关键试验参数、航空发动机试验与推力测量相关的常见控制参数、测量工具以及溯源标准及要求,最终形成相对完整的溯源体系,为实际试车工况下发动机推力测量校准技术的研究提供了借鉴。     

一种倾斜式中小推力火箭发动机试车架设计

火箭发动机热试车试验需要在试车架上进行,但目前采用的试车架存在占地面积大或结构复杂、建设成本高的问题,不适合中小推力火箭发动机试验。为解决这些问题,该文提出一种操作简易、成本低廉的倾斜式中、小推力火箭发动机试车架设计方案。试车架采用简支框架结构设计,通过强度仿真完善设计方案;根据工程经验,选配性能稳定的推力传感器;采用流体仿真(CFD)模拟试验火箭发动机的燃气羽流场来设计与试车架相匹配的燃气导流槽。在试车架安装调试后,进行火箭发动机热试车试验,结果表明火箭发动机的推力轴线偏差满足指标要求,推力传感器测试正常。     

矢量推力模拟加载及测试校准技术研究

航空发动机推力矢量技术是目前国际上的研究热点,为了适应矢量推力发动机的试车试验,国内部分主机场所已经研制或正在研制发动机矢量推力试车台,而如何对矢量推力进行准确的测试及校准一直是难点。本文提出了利用液压加载装置配合不同角度楔形块实现标准矢量力加载的方法,为了验证设计方案的可行性,设计搭建了一套简易的矢量推力模拟加载及测试装置,通过试验给出了测试的误差及存在的问题,为进一步准确测试矢量推力提供了依据。     

全机推力试车台推力测量和校准方法

以目前国内唯一可进行发机装机状态下推力测试的试验设备为研究对象,介绍了其全机推力试车台的台架总体结构及飞机装机推力测量方式,重点对推力测量系统及其校准方法进行了详细描述,分析了全机推力测量的影响因素、测量结果修正方法及目前校准方法存在的不足,提出了装机校准、左右平台联合校准、伺服加载校准和原位校准等多种改进措施,提高了全机推力测量系统的校准准确度以及发动机装机推力的测量准确度,对于其他同类设备的校准也具有重要的参考和借鉴价值。     

航空发动机试车台架推力测量误差

分析了航空发动机试车台推力测量系统的误差来源，并给出系统误差的计算方法。     

轻型固体火箭发动机试车台校准技术研究

通过对火箭发动机试车台工作原理及性能的研究,对试车台轴向推力、推力偏心、发动机外壁壁温等参数模块化校准。本文主要介绍轴向推力校准模块、推力偏心校准模块、发动机外壁壁温校准模块,实现试车台多参数的原位校准。     

涡喷涡扇发动机试车台推力测量校准现状及展望

就涡喷涡扇发动机试车台推力测量校准的现状进行了综述,介绍了平面加载校准、中心加载校准以及试车间气动附加阻力修正的研究结论,并对未来的相关研究工作做了展望。     

液体火箭发动机多维力测量装置原位校准技术研究

受试验现场诸多因素的影响,多维力传感器实验室校准系数已不适用于液体火箭发动机试验现场测试使用。针对液体火箭发动机多维力测量装置开展现场原位校准方法研究,对真空环境干扰、管路约束力以及温漂等影响因素进行了分析。结果表明,该方法能有效降低多维力测量装置的不确定度,为多维力测量领域的现场校原位准提供了参考。     

小推力液体火箭发动机动态推力测试台架设计

推力测试台架是准确测量火箭发动机推力的关键技术之一，但现有的测试台架能够很好兼顾长、短脉冲测试的较少。针对此况，采用传感器陶瓷厚膜技术，设计了100N范围内小推力液体火箭发动机动态推力测试台架，通过热试车试验考核，该台架可兼顾长、短脉冲的测量，在满足稳态精度的同时，具有良好的动态特性，为小推力液体火箭发动机测试台架的设计提供了一种新思路。     

固体火箭发动机随动推力作用下细长体亚临界试车及动力学失稳临界推力预示

设计了随动推力作用下细长体模拟件试车试验系统,开展固体火箭发动机试车;理论推导了耦合模态频率差?推力关系的多项式,结合亚临界试车数据外推预示失稳临界推力。研究结果表明：理论分析与地面试验结果吻合,只需开展少数几次安全可控的亚临界试车试验,获取系统的振动响应数据,即可准确预测临界推力;亚临界试验验证了随动推力横向分量引起模态间的刚度耦合,对于弯曲振动明显的细长体飞行器,推力对结构的影响应视为随动载荷。     

发动机试车台推力测量系统中心加载现场校准技术研究

介绍了发动机试车台推力秤中心加载校准方法,并与平面加载校准方法进行了试验比较,进而得出相应结论.     

基于LabVIEW的试车台天平原位校准

试车台是一种用于发动机推力测量的专用测试台,本文所述试车台天平是一种新型的6分量大载荷测力天平.为了消除安装发动机模型后对测力的影响、提高测量的精度,对这种天平采用了原位校准的方法.校准时天平安装在正常使用的位置,不用拆卸到实验室进行校准.该方法将所需的标准加载装置安装到实验现场的测力机构上,在不改变天平使用位置的情况下对天平进行现场校准.本文主要阐述了编写和使用LabVIEW程序对校准过程进行控制的方法.通过控制8轴的伺服系统来产生实验所需的标准力,同时测量天平的应变量.通过多组实验数据,最终计算出天平的校准公式、精度、准度等重要指标.     

航空发动机涡轮出口总温测控系统在线校准方法

以气流温度测量原理为基础,简述了航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统的现场校准方法,分析航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统的现场校准存在的缺陷,提出了在现场校准的基础上,通过在校台用航空发动机上安装精密抽气式热电偶组, 对航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统进行在线校准的方法,同时给出了测量不确定度的评估.     

微小推力测量系统动态响应特性研究

为满足微小卫星姿态和轨道控制发动机微小推力(几百毫牛量级)动态特性研究和测试的需要,在一种微小推力测量系统上(其推力范围为0～400 mN)开展了动态响应特性研究,分别采用小球加载和电磁加载技术给系统加力,对比了小球下落、负阶跃力响应和电磁加载的动态响应过程.实验结果表明:电磁加载标定方式简单实用,避免了运动部件和操作因素等随机干扰带来的误差;测量系统的响应时间达到了15 ms,并具有很好的测量稳定性和重复性,可以满足微小卫星用发动机的动态推力测量的需要,具有很好的应用前景.     

室内发动机试车台推力校准的数值研究

运用数值模拟手段实现了额定状态、最大状态和全加力状态下某室内发动机试车台推力的气动校准,并初步验证了计算准确性。结果表明:数值计算较好地模拟了室内发动机试车台内气流的流动情况,各部分修正阻力在变化趋势和数值范围上合理可信;大流量状态下进气冲量对推力校准的影响最为显著,喷口阻力和进气道附加阻力也有一定的影响。     

Stewart式六维力传感器轻量化设计

空间复合力测量是空间感知技术的重要发展方向之一。六维力传感器作为主要的空间复合力测量装置,被广泛应用于火箭发动机推力测试、航天器对接等领域。目前,轻量化已成为六维力传感器的主要研究方向之一,但由于其设计指标多且各项指标间存在相互制约,故采用理论推导、数值仿真及实验验证相结合的方法进行研究。首先,利用螺旋理论建立Stewart式六维力传感器在理想条件下的力映射模型,通过求解综合性能目标函数来确定其各向同性度理论最优时的结构参数。然后,利用ABAQUS有限元分析软件构建Stewart式六维力传感器仿真模型,并对其初始样机的质量、刚度、强度和灵敏度进行了详细分析;在此基础上,分析了上、下加载盘主要结构参数对传感器质量、刚度和强度的影响,进而对加载盘结构参数进行了优化并设计了一种具有正四面体特征的半球形减重结构,实现了传感器的轻量化设计。最后,对优化后Stewart式六维力传感器的性能进行了仿真分析和实验验证。结果表明,基于多目标参数优化结合数值仿真、实验验证可有效提高设计效率和降低设计成本;所设计的减重结构可有效改善Stewart式六维力传感器的质量分布和提高其质量利用率,优化后传感器的质量减小了17.65%且综合性能优异。研究结果可为六维力传感器的轻量化设计和综合性能优化提供参考。     

航空发动机气动附加阻力修正测点布置与试验

通过对某型发动机的室内试车间的整场流场特性进行数值模拟研究,得到发动机试车间内的流场状况,分析了试车间内的速度、静压等物理量,绘制整场流线,针对试车间的气动附加阻力截面法修正方法,研究了在不同截面下的速度、静压变化规律,为气动附加阻力修正截面法在实际试车中的测量布点提供了依据,并且做了某型发动机室内试车台的实测试验,得到了测量及计算结果。结果表明,数值模拟可以清晰的模拟出试车时的整场状态,能得到实测不便测量部分的数据,可以对试车间不便搭建测量的位置进行补充,基于仿真得到的测点布局满足测量和计算的需求。     

基于LabVIEW的动态力测量仿真系统研究

基于LabVIEW设计了动态力测量仿真系统,该系统应用系统辨识和动态补偿来提高力传感器的动态性能,使之适用于动态测量。着重介绍了该系统对力传感器仿真模型进行系统辨识与动态补偿的原理、方法和步骤。仿真实验证明：通过选择合适的激励信号,该系统能够准确辨识力传感器仿真模型并提高力传感器系统的动态性能。