[发明专利]一种固体火箭发动机柔性喷管摆角及摆心漂移测试方法

说明书

本发明公开一种固体火箭发动机柔性喷管摆角及摆心漂移测试方法，其特征在于，包括：靶标，粘贴在柔性喷管外壁；高速摄像机，帧率可调，对靶标进行拍照捕捉；光源，提供充足的照明环境；靶标上设有两个直径相等的圆，且圆心的连线水平，圆心距为a，直径为R；根据高速摄像机拍摄的画面，计算每一帧图像中靶标两圆心连线中点相对于初始位置的位移，计算出摆角、摆心漂移。本发明为非接触式测试，避免了设备繁琐的安装、调试，且测试精度高。

技术领域

本发明属于固体火箭发动机柔性喷管的性能参数的测试领域，更具体的涉及到一种柔性喷管的摆角、摆心的测量测试方法。

背景技术

火箭发动机由固定姿态控制向矢量控制发展，固体火箭发动机矢量喷管包括柔性喷管和轴承喷管，在实际工作中，为达到较好的控制要求，需要在试验中测试出冷零位、热零位，摆角及工作中(含不同内压工作状态)作动器推力与摆角、控制摆角与实际摆角、不同摆角与摆心之间的关系，此外还需考虑单摆与双摆耦合等因素的影响，来验证考察细节设计的合理性。

现行的固体火箭发动机柔性喷管摆角及摆心的测量方法为通过在柔性喷管的各个特征位置布置位移传感器以获取各个特征点的位移数据变化来计算出柔性喷管的摆角及摆心数据。但由于位移传感器布置位置受限且位移传感器在柔性喷管高频摆动试验中数据采集存在延时且位移传感器布置过程繁琐精度较低，不能有效的满足对柔性喷管矢量特性的测试，因此亟待寻找一钟新型的柔性喷管的摆心及摆角的测量方法。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供一种测试精度高、测试效率高的固体火箭发动机柔性喷管摆角及摆心漂移测试方法。

为达到上述目的，本发明设计的固体火箭发动机柔性喷管摆角及摆心漂移测试方法，其特征在于，包括：

靶标，粘贴在柔性喷管外壁；

高速摄像机，帧率可调，对靶标进行拍照捕捉；

光源，提供充足的照明环境；

靶标上设有两个直径相等的圆，且圆心的连线水平，圆心距为a，直径为R；

根据高速摄像机拍摄的画面，计算每一帧图像中靶标两圆心连线中点相对于初始位置的位移，计算出摆角、摆心漂移。

优选的，每一帧图像中靶标两圆心的距离为L、两圆心连线中点相对于初始位置在X轴上的位移为△x，靶标相对于初始位置在X轴上的实际位移为△X＝△x·a/L；每一帧图像中靶标两圆心的距离为L、两圆心连线中点相对于初始位置在Y轴上的位移为△y，靶标相对于初始位置在Y轴上的实际位移为△Y＝△y·a/L。

优选的，靶标两圆心连线中点相对于初始位置的坐标为(△X，△Y)，靶标两圆心连线中点相对于初始位置的摆角为a＝arctan(△x/△y)。

优选的，记录每一帧靶标两圆心连线中点的实际位置，若干离散位置点则形成靶标的运动轨迹，作运动轨迹任意两点连线的中垂线，若干中垂线的交点为摆心漂移的分布区间。

优选的，所述圆心距a的范围为30mm～50mm。

优选的，所述直径R的范围为10mm～20mm。

本发明的有益效果是：本发明为非接触式测试，避免了设备繁琐的安装、调试，且测试精度高。

附图说明

图1为0.2MPa压力下三角波摆心漂移分布图

图2为6.89MPa压力下三角波摆心漂移分布图

具体实施方式