火箭發動機地面試驗一般在試驗台上進行。在發動機地麵點火試驗中,試驗台的精度是整個發動機試驗的基礎和前提,直接影響著發動機內彈道參數測量精度及測試和控制系統的工作質量。
基本介紹
- 中文名：火箭發動機試驗台
- 外文名：The rocket engine test stand
- 常用於：發動機地麵點火試驗
- 目的：檢驗發動機是否合格
- 分類：水平、垂直、傾斜
- 精度：整個發動機試驗的基礎和前提
背景,分類,重要性,試驗台設計要求,
背景
發動機作為火箭的動力裝置是火箭的心臟,其工作性能的好壞對整個火箭的工作起決定作用。固體火箭發動機主要由裝藥、燃燒室、噴管、點火裝置、連線密封等部分組成。這些主要部件是否正常工作都將影響到發動機的工作,故試驗前都要對其進行檢查測試。發動機試驗通常有飛行試驗和地面試驗。它們試驗的目的不同,測量的參數也不同。飛行試驗是對檢驗合格的發動機作最終的性能評判,它一般結合整個飛行器來綜合衡量。試驗常考慮在不同的溫度、大氣壓力、密度或濕度下進行。火箭發動機地面試驗一般在試驗台上進行。
分類
按試驗時的安裝狀態分,發動機試驗台可有水平(臥式)試驗台、垂直(立式)試驗台與傾斜試驗台三類,以滿足各類型火箭發動機的試驗需要。
水平試驗台可以在測試時消除發動機質量與重力對推力測量機構的影響,在這一點上,較垂直試驗台優越。而垂直試驗台的主要優點則為在伺服控制機構工作時,可精確測定作用在發動機上的控制力與干擾力。以美國航空噴氣發動機公司為例,直徑為3m以內,長度在24m以內,推力為5800kN量級的發動機可在水平台上試驗;直徑為4.5m、推力為13500kN的發動機,既可垂直,也可水平試驗。垂直試驗台可進行直徑6.6m、33700kN的巨型發動機試驗,試驗時發動機噴管向上,便於在台上直接裝填與固化。設計時應根據所要試驗的火箭發動機類型,正確選擇。
重要性
在發動機地麵點火試驗中,試驗台的精度是整個發動機試驗的基礎和前提,直接影響著發動機內彈道參數測量精度及測試和控制系統的工作質量。
試驗台設計要求
試驗台的設計要求如下:
(1)台架要有足夠強度和剛度
發動機工作產生的推力從點火開始達到最大推力時間很短,甚至只有幾個毫秒,對試驗台架產生強烈的衝擊振動"對這樣的動載荷,不僅應保證台架在最大推力和允許的過載力作用下不致破壞,而且定架應具有足夠的剛度,其變形和推力感測器相比小的很多,可以忽略不計,可把台架看成剛體,只考慮推力感測器和彈簧板的變形。
(2)試驗台要有較高的精度高
試驗台的精度取決於試驗台架的精度,試驗台系統的動態特性以及數據採集和處理系統對數據採集和處理的能力。台架的精度一方面取決於台架中各零件的加工質量和安裝精度,另一方面取決於動架與定架之間的摩擦約束阻力大小。因此,試驗台架應有調整水平和同心的可調機構及基準面,或另備檢測量具,以保證台架安裝調整後達到所要求的水平度和同心度。摩擦約束阻力的大小應滿足試驗台精度的要求,用彈簧板支撐可得到滿意的效果。試驗台應能夠快速、準確反映推力壓力信號隨時間的快速變化,因此試驗台應具有較好動態特性"數據採集和處理系統對數據的採集和處理能力主要包括感測器的精度和採集卡的採集頻率以及測試軟體的功能等。
火箭發動機試驗台
(3)推力感測器能進行原位標定
通常的推力感測器是在專用的設備上標定後再安裝在台架上,這樣來回裝卸容易帶來誤差,操作也麻煩費時。該試驗台設計要求最大推力為2kN,為小推力試驗台,同時為了能達到推力測量有較高精度,應能對推力感測器進行原位標定。採用原位標定可以提高推力測量的精度、縮短試驗周期。
(4)試驗台要結構簡單,安裝、調試、載入方便。
固體火箭發動機試驗台設計包括基座設計、台架設計、標定系統設計、數據採集和處理系統設計。
