[发明专利]一种大推力双摆发动机推力模拟试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大推力双摆发动机推力模拟试验装置，具体说涉及一种能够真实模拟火箭飞行时双摆发动机推力的试验装置，所述的大推力是指推力不小于70T。

背景技术

对发动机而言，发动机有推力(发动机点火工作)与无推力时相比，发动机以及发动机机架变形、发动机摇摆时受力(摩擦力、弹性力)、发动机刚度等差别很大。理想情况，在发动机试车、特别是动力系统试车点火时，对发动机进行推力矢量验证最为真实，但受制于成本(单次热试车成本超过500万、动力试车更是天文数字)、安全(发动机点火时环境极其恶劣)等因素，真实环境次数有限，且测试不充分。为此，需搭建发动机推力模拟试验装置，在试验室内对发动机推力进行模拟。

目前，探月、空间站等发射任务对火箭推力要求越来越高，需要更大推力的火箭发动机；同时，由于环保原因，要求发动机采用无毒无污染燃料，为此，新研制了推力为70T、以液氢液氧为燃料的双摆发动机。

现有技术中的模拟装置是针对CZ-3A系列三级发动机，该发动机为双摆发动机，其推力模拟采用单钢丝绳加载，在发动机摇摆十字轴上加工螺孔，加载钢丝绳一端通过螺接与发动机摇摆十字轴固定，另一端接与基座固定的加载液压缸的活塞杆上，通过液压钢、单钢丝绳直接对发动机进行轴向加载。受发动机摇摆十字轴尺寸以及钢丝承力所限，该加载方式仅适用于较小推力(≤15T)条件下的推力加载。针对推力为70T、以液氢液氧为燃料的双摆发动机上述的装置不能够满足其大推力要求，因此在试验室对该大推力发动机进行推力加载模拟，需要研制基于该双摆发动机推力的模拟试验装置。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种大推力双摆发动机推力模拟试验装置，该试验装置是针对70T级大推力液氢液氧双摆发动机所展开的模拟试验。

本发明的技术解决方案是：

一种大推力双摆发动机推力模拟试验装置，该装置包括两个承力支耳、发动机机架、基座、摇摆十字轴、常平座、两根钢丝绳、连接块、第一销轴、第一关节螺栓、调节拉杆、第二关节螺栓、第二销轴、第三销轴、杠杆和加载液压缸；钢丝绳的两端带有螺纹；

发动机通过摇摆十字轴与常平座相连，常平座与发动机机架固定连接，发动机机架固定连接在基座上；

两个承力支耳固定连接在发动机主承力部位的两侧，两根钢丝绳的上端各与一个承力支耳螺纹连接；

连接块的两端各有一个光孔，两根钢丝绳各穿过一个光孔后与连接块固定连接，连接块的中间部分带有缺口，该缺口用于放置第一关节螺栓，在该缺口的前端面和后端面上均有光孔，第一销轴依次穿过前端面上的光孔、第一关节螺栓和后端面上的光孔，第一销轴与连接块固定连接；

调节拉杆的上端与第一销轴固定连接，调节拉杆的下端与第二关节螺栓的一端固定连接，第二关节螺栓的另一端通过第三销轴与杠杆固定连接；杠杆通过第二销轴与基座固定连接；加载液压缸固定连接在在基座上；

加载液压缸内的活塞杆在杠杆上的作用点为施力点，第二销轴的中心点为杠杆的支点，第三销轴的中心点为杠杆的受力点。

杠杆为6－10倍杠杆，连接块在基座上的投影与杠杆在基座上的投影之间的夹角为30-60°，优选45°，调节拉杆两端的螺纹一端为左旋一端为右旋。

有益效果

(1)本发明在发动机机承力环设置两个承力支耳，该承力支耳与发动机双向摇摆轴呈45°夹角，便于对发动机实现推力加载；

(2)本发明通过两根带螺纹的钢丝绳实现发动机主体与加载连接块间的连接，利用钢丝绳的变形吸收发动机双向摇摆过程中钢丝绳两端螺纹连接带来的影响；

(3)本发明的调节拉杆连端选用阴阳螺纹，与第一关节螺栓和第二关节螺栓配套使用，可方便调节连接块与杠杆间的距离；

(4)采用四连杆(2根钢丝绳+连接块+发动机)+调节拉杆组成的加载机构，可确保在发动机双向摇摆期间，轴向推力加载均匀。

(5)本发明采用杠杆机构实现推力加载，利用较小的液压力即可实现70T推力加载，结构简单、可靠；

(6)本发明加载机构全部通过螺栓、销轴连接，安装、拆卸方便，易于维护。

附图说明

图1为本发明的模拟试验装置的结构示意图；

图2为承力支耳与发动机双向摇摆轴的夹角示意图；

图3为连接块的立体结构示意图。

具体实施方式