[发明专利]一种火箭发动机推力测量装置动态校准系统

说明书

本发明公开了一种火箭发动机推力测量装置动态校准系统，包括定架、工作力传感器、磁铁、线圈、导线1、电源、导线2、高速继电开关、导线3、标准力传感器、校准支架、测量电缆1、控制电缆、计算机、测量电缆2。高速继电开关为常闭型，通电后，线圈与磁铁间形成相互排斥的磁场，工作力传感器与标准力传感器所受到的力，大小相等，方向相反。计算机发出断开命令后，通过控制电缆驱动高速继电开关断开，线圈内电磁场消失，线圈与磁铁间的相互作用力消失，工作力传感器和标准力传感器上的作用力同时消失，实现了标准力的快速卸载，产生负阶跃动态力。测量出工作力传感器的负阶跃信号，并与标准力传感器的数值进行比对就实现了动态校准。

技术领域

本发明涉及一种火箭发动机推力测量装置校准系统，尤其是涉及一种火箭发动机推力测量装置动态校准系统，适用于对火箭发动机推力测量装置进行动态校准。

背景技术

预研、设计、生产、试验是研制任何一种新型火箭发动机的四个基本环节。其中，试验工作极为重要，有些发动机专家甚至认为火箭发动机不是研究的成果，而是试验的结晶。这主要是因为在研制发动机过程中遇到的所有问题，几乎都是依靠试验来解决的。

火箭发动机的工作过程比较复杂，在理论研究中单靠分析计算无法把这一过程描述清楚，也无法严格确定发动机各性能参数之间的数量关系。只有通过各种试验，取得大量实测数据，对发动机理论与发动机实际工作状态的符合程度反复检查，不断修正，才能使发动机的有关理论逐步完善和提高。

推力是火箭发动机的一个重要参数，反映了火箭发动机的驱动能力。通过对推力和流量的测量可以计算出火箭发动机的比冲。目前航天领域采用专门的推力测量系统进行推力测量。

为了测量火箭发动机脉冲推力，需要推力测量装置有较高的频响。为了检测推力测量装置的动态特性，要求其校准装置有较高的频响，能够产生阶跃动态力。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于如何产生快速的负阶跃动态力。

为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的：本发明公开了一种火箭发动机推力测量装置动态校准系统，包括定架(1)、工作力传感器(2)、磁铁(3)、线圈(4)、导线1(5)、电源(6)、导线2(7)、高速继电开关(8)、导线3(9)、标准力传感器(10)、校准支架(11)、测量电缆1(12)、控制电缆(13)、计算机(14)、测量电缆2(15)。

其中工作力传感器(2)安装在定架(1)上，磁铁(3)与工作力传感器(2)相连，线圈(4)与磁铁(3)布置在同一水平线上，线圈(4)与电源(6)使用导线1(5)相连，电源(6)与高速继电开关(8)用导线2(7)相连，高速继电开关(8)与线圈(4)用导线3(9)相连。线圈(4)与标准力传感器(10)布置在同一水平线上，两者相互连接。标准力传感器(10)安装在校准支架(11)上。计算机(14)与工作力传感器(2)之间用测量电缆1(12)连接，计算机(14)通过测量电缆1(12)来测量工作力传感器(2)的信号。计算机(14)与标准力传感器(10)之间用测量电缆2(15)连接，计算机(14)通过测量电缆2(15)来测量标准力传感器(10)的信号。计算机(14)与高速继电开关(8)之间用控制电缆(13)连接。高速继电开关(8)为常闭型，其闭合时，线圈(4)所在电路内通电，线圈(4)由于电磁感应，产生电磁力。通电后，线圈(4)与磁铁(3)间形成相互排斥的磁场，使得磁铁(3)对工作力传感器(2)施加水平向左的力，线圈(4)对标准力传感器(10)施加水平向右的力。工作力传感器(2)与标准力传感器(10)所受到的力，大小相等，方向相反。

由于采用了上述方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)结构简单，实现方便。

(2)可以实现快速卸载。

(3)校准过程标准力传感器与工作力传感器之间没有机械连接，没有摩擦力，也没有机械迟滞，能产生负阶跃动态力。