[发明专利]多维复合喷管装置单元推力解算方法

摘要

本发明属于传感测控技术领域，尤其是在航空航天中针对推力发生装置开展力学性能研究，多维复合喷管装置单元推力解算方法，具体为一种多维复合喷管装置在复合点火条件下进行单元力解算。首先，根据多维复合喷管装置所需要的运动方式，多维复合喷管装置上的喷管单元点火。点火后由测量装置检测出多维复合喷管装置上所受的合力与合力矩，然后结合上述方法，列出合力平衡方程与合力矩平衡方程，解算出参与点火的每一个喷管单元的推力，从而得到每一个喷管单元的推力输出性能曲线，实现对每一个喷管单元的标定与评估。

主权项

1.一种多维复合喷管装置单元推力解算方法，其特征在于，步骤如下：六维力测试平台：传感器(3)安装于底座(2)与上盖板(4)之间，通过双头螺柱(7)连接；圆柱销(13)通过底座(2)上的销孔(6)，六维力测试平台在多维复合喷管装置测试台架(12)上完成定位，并通过螺钉(11)穿过底座(2)上的螺纹孔(1)实现固定；六维力测试平台的上盖板(4)通过圆锥销(14)穿过销孔(8)，实现与转接法兰(10)的定位，并通过连接螺栓实现固定；设六维力测试平台中心为原点O，底座(2)所在的平面为x、z轴方向，垂直于底座(2)的方向为y轴方向；多维复合喷管装置定位安装在转接法兰(10)上，确保多维复合喷管装置的中轴线与原点O重合；喷管点火时，多维复合喷管装置产生2个方向的力和3个方向的力矩；滚转力矩：其中：m为2、5卦限点火喷管的个数；n为第1、6卦限点火喷管的个数；h为多维复合喷管装置参与点火的喷管层数；F_xi为第2、5卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力；F_xj为第1、6卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力；F_zt为第1、6卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力；F_zw为第2、5卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力；l_k为参与点火喷管中心线与y轴之间距离；偏航力矩：其中：h为多维复合喷管装置参与点火的喷管层数；p为1、2卦限点火喷管个数；q为5、6卦限点火喷管个数；F_za为1、2卦限点火喷管产生的推力在z向的分力；F_zb为5、6卦限点火喷管产生的推力在z向的推力；a_k为参与点火喷管中心线与多维喷管复合装置中心的距离；俯仰力矩：其中：h为多维复合喷管装置参与点火的喷管层数；r为1、5卦限参与点火喷管个数；s为2、6卦限参与点火喷管个数；F_xc为第1、5卦限参与点火喷管产生的推力在x方向的分力；F_xd为第2、6卦限参与点火喷管产生的推力在x方向的推力；a_k为参与点火喷管的中心线与多维喷管复合装置中心的距离；升力：其中：r为1、5卦限参与点火的喷管个数；s为2、6卦限参与点火的喷管个数；F_xc为1、5卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力；F_xd为2、6卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力；侧向力：其中：p为1、2卦限参与点火的喷管个数；q为5、6卦限参与点火的喷管个数；F_za为1、2卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力；F_zb为5、6卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力；喷管点火时，由六维力测试平台测得的滚转力矩为：其中：F_x1、F_x2、F_x3、F_x4为1、2、3、4号传感器测得的x向分力；F_z1、F_z2、F_z3、F_z4为1、2、3、4号传感器测得的z向分力；d传感器与坐标轴之间距离；六维力测试平台测得的偏航力矩为：其中：F_y1、F_y2、F_y3、F_y4为1、2、3、4号传感器测得的y向分力；b为传感器与多维喷管复合装置中心之间距离；六维力测试平台测得的俯仰力矩为：其中：F_y1、F_y2、F_y3、F_y4为1、2、3、4号传感器测得的y向分力；b为传感器与多维喷管复合装置中心之间距离；六维力测试平台测得的升力为：其中：F_xi为传感器测得的x向分力；六维力测试平台测得的侧向力为：其中：F_zi为传感器测得的z向分力；由公式(1)～(10)，解算出当喷管点火时多维复合喷管装置所产生的力和力矩，同时也解算出参与点火的单个喷管所产生的推力，得到每个喷管的推力输出性能曲线。