[发明专利]两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置及试验方法

权利要求书

1.两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，包括：配重发动机(1)、旋转轴(2)、旋转平台(5)、试验发动机(6)和变方向试验装置；所述旋转轴(2)固定在旋转平台(5)中心，驱动单元(12)用于驱动所述旋转轴(2)转动，所述配重发动机(1)和试验发动机(6)沿所述旋转轴(2)对称固定在旋转平台(5)上；所述配重发动机(1)的质量等于试验发动机(6)和变方向试验装置的质量和；所述变方向试验装置用于驱动所述试验发动机(6)绕其自身轴线转动，以调节试验发动机(6)承受过载的过载面，从而模拟试验发动机(6)周向不同过载面上的过载点火试验。

2.如权利要求1所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，所述变方向试验装置包括旋转系统(7)；所述旋转系统(7)一端固定在旋转平台(5)上，另一端与所述试验发动机(6)传动配合，用于驱动所述试验发动机(6)绕其自身轴线旋转。

3.如权利要求1或2所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，所述变方向试验装置还包括推力测量系统(4)；所述推力测量系统(4)固定在旋转平台(5)上，其测量端与所述试验发动机(6)前裙抵触配合，用于测量所述试验发动机(6)的推力。

4.如权利要求2所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，所述旋转系统(7)包括轴承B(8)、套筒B(9)、发动机齿轮轴(10)、电机齿轮轴(11)、连接环(13)和电机(15)；所述发动机齿轮轴(10)同轴固定在试验发动机(6)的后裙外周；所述套筒B(9)同轴套装在试验发动机(6)的外周，其为两端开孔的筒体结构，其两端分别通过轴承B(8)支撑在发动机齿轮轴(10)的外周和试验发动机(6)的前裙外周，所述套筒B(9)周向设定角度范围内开设扇形通孔，所述电机齿轮轴(11)安装在电机(15)的输出端并穿过套筒B(9)周向的扇形通孔与所述发动机齿轮轴(10)啮合；所述套筒B(9)通过连接环(13)与推力测量系统(4)固定连接；其中，所述电机(15)固定安装在旋转平台(5)上。

5.如权利要求1、2或4所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，还包括一对以上悬臂梁(3)，每对悬臂梁(3)包括左悬臂梁(31)和右悬臂梁(32)，每对悬臂梁(3)中的左悬臂梁(31)的固定端和右悬臂梁(32)的固定端分别固定在旋转轴(2)的同一径向的两相对侧；所述配重发动机(1)和试验发动机(6)分别通过左悬臂梁(31)和右悬臂梁(32)对称固定在旋转轴(2)的两相对侧。

6.如权利要求4所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，所述旋转系统(7)还包括试验工装(14)，所述试验工装(14)一端与试验发动机(6)的前裙固定连接，另一端与所述推力测量系统(4)为面接触。

7.如权利要求1所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，所述驱动单元(12)采用电机。

8.如权利要求4或6所述的两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验装置，其特征在于，所述发动机齿轮轴(10)为两端开口的阶梯轴，其直径较大端和所述电机齿轮轴(11)啮合。

9.两自由度旋转固体火箭发动机过载点火试验方法，它使用如权利要求4所述的点火试验装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据试验发动机(6)试验时需承受实际过载，确定每对悬臂梁(3)自由端的长度，将每对悬臂梁(3)分别与试验发动机(6)外周的套筒B(9)和配重发动机(1)固定连接；

步骤2：启动驱动单元(12)驱动旋转平台(5)旋转，带动固定在其上的配重发动机(1)、试验发动机(6)和变方向试验装置绕旋转轴(2)旋转；

步骤3：试验发动机(6)在旋转情况下承受过载，试验发动机(6)点火工作，进行过载点火试验；

步骤4：根据试验发动机(6)实际的过载要求，确定试验发动机(6)绕其自身的转动方向和转动角度；

步骤5：启动电机(15)，带动电机齿轮轴(11)绕自身轴线旋转，进而带动发动机齿轮轴(10)绕自身轴线旋转，从而带动试验发动机(6)沿步骤4所确定的转动方向绕自身轴线旋转步骤4中确定的转动角度。