[发明专利]一种燃气舵测力五分量天平及分力的计算方法

说明书

本发明一种燃气舵测力五分量天平及分力的计算方法，包括以下步骤：S1、采集数据，发动机点火后燃气舵在发动机喷流中按照指定规律偏转，采集五分量天平中五分量的电压数据，及燃气舵舵偏角δ，所述五分量包括轴向力F_x、法向力F_y、X轴弯矩M_x、Y轴弯矩M_y、铰链力矩M_z；S2、计算校准。本方法测得数据丰富，规律性良好，具备良好的可操作性和较高的效率，获取的数据可以全面、准确地描述其性能，为相关专业提供有效数据支撑，同时降低工程研制成本和缩短研制周期，有较强的工程实用价值，针对具体的发动机与燃气舵系统结构形式、外形尺寸、性能指标等要求，可准确获取燃气舵性能参数，指导发动机与燃气舵设计与性能优化。

技术领域

本发明属于测量技术领域，具体，特别涉及一种燃气舵测力五分量天平及分力的计算方法。

背景技术

燃气舵技术是最早应用于火箭发动机推力矢量控制的方案之一，具备结构简单、铰链力矩小、控制力强、响应速度快的优点。近年来，燃气舵在各型导弹、火箭弹等型号中有越来越多的应用。

燃气舵性能评估作为气动设计的一个重要环节，试车试验的方法与设备将直接影响获取数据的效率和精度。五分量天平是一个悬臂式应变传感器，悬臂上安装有多组应变片，可以直接测得单片舵舵面坐标系下所受的轴向力、法向力及三个方向的力矩，通过处理可得到的升力、阻力、铰链力矩、压心位置等数据，用于全弹制导稳定和弹道计算。此方法的优点明显，可以分别给出每片燃气舵的五分量气动性能参数，且不需要解算，提高了数据精度。并且可以通过一次试车获取多枚舵片的气动性能参数，效率较高。

在这种情况下，结合现有的技术水平和研制能力，开发一种燃气舵测力五分量天平，对燃气舵受力情况进行测量，获取其气动性能，并进行分析评估与优化迭代，指导燃气舵设计，是一项既有创造性又有实用价值的工作。

发明内容

本发明的一种燃气舵测力五分量天平及分力的计算方法，可以满足各类发动机与燃气舵试车试验的测量需求，获取的数据丰富，规律性好，利于指导燃气舵优化迭代设计，和燃气舵性能的分析评估,有较强的工程实用价值。

一种燃气舵测力五分量天平分力的计算方法，包括以下步骤：

S1、采集数据，发动机点火后燃气舵在发动机喷流中按照指定规律偏转，采集五分量天平中五分量的电压数据，及燃气舵舵偏角δ，所述五分量包括轴向力F_x、法向力F_y、X轴弯矩M_x、Y轴弯矩M_y、铰链力矩M_z；

S2、计算校准，计算校准公式为：

式中：F_i是分量，单位是N或Nm，F_i包括F₁-F₅，分别对应F_x、F_y、M_x、M_y、M_z五分量；V_Fx、V_Fy、V_Mx、V_My、V_Mz是各分量的输出电压，系数c₁～c₅是主系数和一次干扰系数，c₆～c₁₀是分别对应V_Fx、V_Fy、V_Mx、V_My、V_Mz的平方项干扰系数，c₁₁～c₂₀是二次相互干扰系数；