[发明专利]一种用于推力矢量测试系统的可控力源产生装置

摘要

本发明提供了一种用于推力矢量测试系统的可控力源产生装置，属于传感、测控技术领域。本发明避免了地面点火试验高成本、易污染环境、技术和过程复杂的难题，作为外界力源产生装置，所产生的外界加载力作为火箭发动机的模拟力作用于装配有火箭发动机的推力矢量测试系统。根据力的合成原理将产生的正交可控单向力合成为可控复合力，通过上下移动液压加载装置来改变力的作用点，从而控制力矢量的大小、方向和作用点。该装置作为外界加载力源，所产生的三向正交力可模拟被测对象的受力状态，产生的力矩可模拟被测对象的偏航、俯仰与滚转状态。此外，本发明可检定任意推力矢量测试系统的静态性能，使推力矢量测试系统实现了测、控、标一体化。

主权项

1.一种用于推力矢量测试系统的可控力源产生装置，其特征在于，包括支撑与测量系统、被测模拟对象系统、标定架和力源加载系统；所述的支撑与测量系统主要由固定脚架(5)、支撑架(6)、固定圆盘(7)、防护罩(8)、压电测力仪(9)、加载板(10)、转接法兰(11)和连接螺栓(17)组成；所述的固定脚架(5)有四个，通过地脚螺栓固定在地面；所述的支撑架(6)为四脚支架，通过螺栓与固定脚架(5)连接；所述的固定圆盘(7)上设有中心通孔，通过螺栓固定在支撑架(6)顶部；所述的压电测力仪(9)通过螺栓和固定圆盘(7)相连，外部通过防护罩(8)保护，防止外界环境对压电测力仪(9)的精度造成影响；所述的加载板(10)与压电测力仪(9)的上板固连，加载板(10)上通过连接螺栓(17)固定连接转接法兰(11)；所述的被测模拟对象系统主要由卡环(12)、竖直加载板(13)、切向加载板(14)、向心加载板(15)和被测模拟对象(16)组成；所述的被测模拟对象(16)为圆柱体，与转接法兰(11)固连，两个卡环(12)通过螺栓夹紧在被测模拟对象(16)上；所述的竖直加载板(13)、切向加载板(14)和向心加载板(15)按照各自的方向通过螺栓连接固定在两个卡环(12)的外围；所述的标定架主要由固定横梁(1)、立柱(2)、可移动横梁(3)和顶部横梁(4)组成；所述的标定架为中空方体加强筋结构，既减轻了装置的重量，又保证了装置的刚度和强度；所述的立柱(2)共四根，两相邻立柱(2)间固定安装有固定横梁(1)，位于立柱(2)的底部，构成方形框架底面；所述的可移动横梁(3)安装在相邻立柱(2)间，可沿立柱(2)竖直方向上下移动；所述的顶部横梁(4)有四根以上，其中，四根顶部横梁(4)固定于立柱(2)的顶部，首尾固接成方形结构，其余顶部横梁(4)固定在方形结构所形成的内部空间内，实现进一步加强固定；所述的力源加载系统主要由向心加载力源装置(Ⅰ)、轴向加载力源装置(Ⅱ)、竖直加载力源装置(Ⅲ)和切向加载力源装置(Ⅳ)组成；所述的向心加载力源装置(Ⅰ)给推力矢量测试系统施加向心力F_x、F_y，包括液压加载头c(24)、标准力传感器(19)、液压缸(20)和固定底板(21)；所述的固定底板(21)固连在可移动横梁(3)的中间位置，所述的液压缸(20)通过螺栓与固定底板(21)固连，所述的标准力传感器(19)一端与液压缸(20)相连，另一端通过螺纹与液压加载头c(24)相连；所述的液压加载头c(24)通过螺栓固连在向心加载板(15)上；所述的轴向加载力源装置(Ⅱ)给推力矢量测试系统施加主向力F_z，包括液压加载头a(18)、标准力传感器(19)、液压缸(20)和固定底板(21)；所述的固定底板(21)、液压缸(20)、标准力传感器(19)和液压加载头a(18)依次固定连接成为一个整体；所述的固定底板(21)固定连接在被测模拟对象(16)正上方的顶部横梁(4)上；所述的液压加载头a(18)固定连接在被测模拟对象(16)的顶部；所述的竖直加载力源装置(Ⅲ)给推力矢量测试系统施加弯矩M_x、M_y，包括液压加载头b(22)、标准力传感器(19)、液压缸(20)和固定底板(21)；所述的固定底板(21)、液压缸(20)、标准力传感器(19)和液压加载头b(22)依次固定连接成为一个整体；所述的固定底板(21)固定连接在竖直加载板(13)上方的顶部横梁(4)上；所述的液压加载头b(22)通过螺母固连在竖直加载板(13)上；所述的切向加载力源装置(Ⅳ)给推力矢量测试系统施加弯矩M_z，包括液压加载头d(25)、标准力传感器(19)、液压缸(20)和固定底板(21)；所述的固定底板(21)、液压缸(20)、标准力传感器(19)和液压加载头d(25)依次固定连接成为一个整体；所述的固定底板(21)固定连接在与切向加载板(14)同侧的可移动横梁(3)内侧；所述的液压加载头b(22)通过螺母固连在竖直加载板(14)上；所述的向心加载力源装置(Ⅰ)与切向加载力源装置(Ⅳ)可沿立柱(2)的竖直方向上下移动，实现力的作用点的移动上下移动。