[发明专利]姿轨控发动机多点协同加载校准装置及方法

说明书

本发明提供了一种姿轨控发动机多点协同加载校准装置及方法，包括静态多点协同加载校准和动态多点协同加载校准，在龙门结构上安装同轴环绕姿轨控发动机的轨道，若干个力源装置通过移位机构安装在轨道上，力源装置的伺服机构通过力源顶杆施加到姿轨控发动机上，力传感器安装在力源顶杆一端，测量施加力的大小；协同控制器接收力传感器的输出信号，控制各个伺服机构按照设定的工作顺序以及加载力值幅度、加载速率、加载上升时间和保持加载力值持续时间进行动作。本发明能够模拟在姿控发动机姿控喷管和轨控喷管施加力，完成对测试系统试极限验证校准，提高高频多维脉冲推力矢量测试系统测试的准确性。

技术领域

本发明属于发动机试验与测试领域，主要用于模拟姿轨控发动机工况条件下，对构建测试系统进行极限验证校准。

背景技术

在国内姿轨控发动机地面试验前校准方法中，一般都采用成熟的原位静态校准技术。

原位校准技术属于对工作传感器进行模拟实际工作状态的静态校准，以消除试验台固有的静态装配间隙和误差。原位校准是通过标准力源分别对标准传感器和多分力试验台施加不同标准力，进行X轴、Y轴、Z轴三个方向原位校准，采用最小二乘法形成校准方程，给出各方向测试不确定度。原位校准技术对于传统的固体火箭发动机地面试验可以提高测试系统的准确度，但是对于典型的固体燃气姿轨控发动机来说，由于其产品特点与工作特点决定了姿控喷管和轨控喷管在两个不同端面，按照工作时序协同工作，产生连续多维空间瞬态推力矢量，原位校准方法没有按照产品实际工况进行极限校准，仅限于沿三个方向分别施加单一方向的模拟推力，未模拟产品实际工作环境空间矢量力，施加单一方向模拟推力得到的结果无法直接反映测试系统的性能指标。为了提高多维脉冲推力矢量测试系统的准确性，需要结合固体燃气姿轨控发动机姿控和轨控喷管协同工作模式进行多点协同加载校准技术研究，研制多点协同加载校准装置与方法研究，开展测试系统的极限校准。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种姿轨控发动机多点协同加载校准装置，能够模拟在姿控发动机姿控喷管和轨控喷管施加力的静态多点协同和动态多点协同加载校准，完成对测试系统试极限验证校准，提高高频多维脉冲推力矢量测试系统测试的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种姿轨控发动机多点协同加载校准装置，包括姿控施力机构、轨控施力机构及协同控制器。

所述的姿控施力机构和轨控施力机构均包括支架、力源装置和移位机构，所述的支架在龙门结构上安装同轴环绕姿轨控发动机的轨道，若干个力源装置通过移位机构安装在轨道上，并能够沿轨道运动和定位；所述的力源装置包括伺服机构、力源顶杆和力传感器，伺服机构的输出通过力源顶杆施加到姿轨控发动机上，所述的力传感器安装在力源顶杆一端，测量施加力的大小；所述的协同控制器接收力传感器的输出信号，控制各个伺服机构按照设定的工作顺序以及加载力值幅度、加载速率、加载上升时间和保持加载力值持续时间进行动作。

所述的姿控施力机构采用C型轨道，轨道开口朝下；所述的轨控施力机构采用O型轨道。

所述的轨道通过高低调节机构安装在支架上。

所述的支架下端设置底座，底座底部设置导轨槽，与铸铁基础平台上的定位导轨相匹配。

所述的力源顶杆根据发动机直径不同，设计不同长度。

所述的移位机构通过手轮实现在轨道上移动，通过固定螺栓固定位置。

所述的协同控制器对加载力值幅度、加载速率、加载上升时间和保持加载力值持续时间进行设定，根据模拟加载工况要求输出任意组合控制信号，经过驱动控制器进行放大，驱动力源装置完成静力加载；协同控制器输出单路瞬态激振信号、两路瞬态激振信号或连续瞬态激振信号，瞬态激振信号通过功率放大器进行放大，推动力源装置对姿轨控发动机进行激振。