一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，具體說涉及一種能夠真實(shí)模擬火箭飛行時雙擺發(fā)動機(jī)推力的試驗(yàn)裝置，所述的大推力是指推力不小于70T。
【背景技術(shù)】
[0002]對發(fā)動機(jī)而言，發(fā)動機(jī)有推力(發(fā)動機(jī)點(diǎn)火工作)與無推力時相比，發(fā)動機(jī)以及發(fā)動機(jī)機(jī)架變形、發(fā)動機(jī)搖擺時受力(摩擦力、彈性力)、發(fā)動機(jī)剛度等差別很大。理想情況，在發(fā)動機(jī)試車、特別是動力系統(tǒng)試車點(diǎn)火時，對發(fā)動機(jī)進(jìn)行推力矢量驗(yàn)證最為真實(shí)，但受制于成本(單次熱試車成本超過500萬、動力試車更是天文數(shù)字)、安全(發(fā)動機(jī)點(diǎn)火時環(huán)境極其惡劣)等因素，真實(shí)環(huán)境次數(shù)有限，且測試不充分。為此，需搭建發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，在試驗(yàn)室內(nèi)對發(fā)動機(jī)推力進(jìn)行模擬。
[0003]目前，探月、空間站等發(fā)射任務(wù)對火箭推力要求越來越高，需要更大推力的火箭發(fā)動機(jī)；同時，由于環(huán)保原因，要求發(fā)動機(jī)采用無毒無污染燃料，為此，新研制了推力為70T、以液氫液氧為燃料的雙擺發(fā)動機(jī)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的模擬裝置是針對CZ-3A系列三級發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)為雙擺發(fā)動機(jī)，其推力模擬采用單鋼絲繩加載，在發(fā)動機(jī)搖擺十字軸上加工螺孔，加載鋼絲繩一端通過螺接與發(fā)動機(jī)搖擺十字軸固定，另一端接與基座固定的加載液壓缸的活塞桿上，通過液壓鋼、單鋼絲繩直接對發(fā)動機(jī)進(jìn)行軸向加載。受發(fā)動機(jī)搖擺十字軸尺寸以及鋼絲承力所限，該加載方式僅適用于較小推力15T)條件下的推力加載。針對推力為70T、以液氫液氧為燃料的雙擺發(fā)動機(jī)上述的裝置不能夠滿足其大推力要求，因此在試驗(yàn)室對該大推力發(fā)動機(jī)進(jìn)行推力加載模擬，需要研制基于該雙擺發(fā)動機(jī)推力的模擬試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置是針對70T級大推力液氫液氧雙擺發(fā)動機(jī)所展開的模擬試驗(yàn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，該裝置包括兩個承力支耳、發(fā)動機(jī)機(jī)架、基座、搖擺十字軸、常平座、兩根鋼絲繩、連接塊、第一銷軸、第一關(guān)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)拉桿、第二關(guān)節(jié)螺栓、第二銷軸、第三銷軸、杠桿和加載液壓缸；鋼絲繩的兩端帶有螺紋；
[0008]發(fā)動機(jī)通過搖擺十字軸與常平座相連，常平座與發(fā)動機(jī)機(jī)架固定連接，發(fā)動機(jī)機(jī)架固定連接在基座上；
[0009]兩個承力支耳固定連接在發(fā)動機(jī)主承力部位的兩側(cè)，兩根鋼絲繩的上端各與一個承力支耳螺紋連接；
[0010]連接塊的兩端各有一個光孔，兩根鋼絲繩各穿過一個光孔后與連接塊固定連接，連接塊的中間部分帶有缺口，該缺口用于放置第一關(guān)節(jié)螺栓，在該缺口的前端面和后端面上均有光孔，第一銷軸依次穿過前端面上的光孔、第一關(guān)節(jié)螺栓和后端面上的光孔，第一銷軸與連接塊固定連接；
[0011]調(diào)節(jié)拉桿的上端與第一銷軸固定連接，調(diào)節(jié)拉桿的下端與第二關(guān)節(jié)螺栓的一端固定連接，第二關(guān)節(jié)螺栓的另一端通過第三銷軸與杠桿固定連接；杠桿通過第二銷軸與基座固定連接；加載液壓缸固定連接在在基座上；
[0012]加載液壓缸內(nèi)的活塞桿在杠桿上的作用點(diǎn)為施力點(diǎn)，第二銷軸的中心點(diǎn)為杠桿的支點(diǎn)，第三銷軸的中心點(diǎn)為杠桿的受力點(diǎn)。
[0013]杠桿為6 — 10倍杠桿，連接塊在基座上的投影與杠桿在基座上的投影之間的夾角為30-60°，優(yōu)選45°，調(diào)節(jié)拉桿兩端的螺紋一端為左旋一端為右旋。
[0014]有益效果
[0015](1)本發(fā)明在發(fā)動機(jī)機(jī)承力環(huán)設(shè)置兩個承力支耳，該承力支耳與發(fā)動機(jī)雙向搖擺軸呈45°夾角，便于對發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)推力加載；
[0016](2)本發(fā)明通過兩根帶螺紋的鋼絲繩實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)主體與加載連接塊間的連接，利用鋼絲繩的變形吸收發(fā)動機(jī)雙向搖擺過程中鋼絲繩兩端螺紋連接帶來的影響；
[0017](3)本發(fā)明的調(diào)節(jié)拉桿連端選用陰陽螺紋，與第一關(guān)節(jié)螺栓和第二關(guān)節(jié)螺栓配套使用，可方便調(diào)節(jié)連接塊與杠桿間的距離；
[0018](4)采用四連桿(2根鋼絲繩+連接塊+發(fā)動機(jī))+調(diào)節(jié)拉桿組成的加載機(jī)構(gòu)，可確保在發(fā)動機(jī)雙向搖擺期間，軸向推力加載均勻。
[0019](5)本發(fā)明采用杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推力加載，利用較小的液壓力即可實(shí)現(xiàn)70T推力加載，結(jié)構(gòu)簡單、可靠；
[0020](6)本發(fā)明加載機(jī)構(gòu)全部通過螺栓、銷軸連接，安裝、拆卸方便，易于維護(hù)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的模擬試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為承力支耳與發(fā)動機(jī)雙向搖擺軸的夾角示意圖；
[0023]圖3為連接塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，該裝置包括兩個承力支耳2、發(fā)動機(jī)機(jī)架3、螺栓4、基座5、搖擺十字軸6、備緊螺母7、常平座8、螺栓9、兩根鋼絲繩10、連接塊11、備緊螺母12、備緊螺母13、第一銷軸14、第一關(guān)節(jié)螺栓15、備緊螺母16、調(diào)節(jié)拉桿17、第二關(guān)節(jié)螺栓18、備緊螺母19、第二銷軸20、第三銷軸21、杠桿22和加載液壓缸23 ;鋼絲繩10的兩端帶有螺紋；
[0025]發(fā)動機(jī)1通過搖擺十字軸6與常平座8相連，常平座8與發(fā)動機(jī)機(jī)架3固定連接，發(fā)動機(jī)機(jī)架3固定連接在基座5上；
[0026]兩個承力支耳2固定連接在發(fā)動機(jī)1主承力部位的兩側(cè)，兩根鋼絲繩10的上端各與一個承力支耳2螺紋連接；
[0027]如圖3所示，連接塊11的兩端各有一個光孔，兩根鋼絲繩10各穿過一個光孔后與連接塊11通過螺母13進(jìn)行固定連接，并通過螺母12備緊，連接塊11的中間部分帶有缺口，該缺口用于放置第一關(guān)節(jié)螺栓15，由于該缺口使得連接塊11形成了前端面和后端面，在前端面和后端面上均有光孔，第一銷軸14依次穿過前端面上的光孔、第一關(guān)節(jié)螺栓15和后端面上的光孔，第一銷軸14通過螺母與連接塊11固定連接；
[0028]調(diào)節(jié)拉桿17的上端通過螺栓與第一銷軸14固定連接，并通過備緊螺母16備緊；調(diào)節(jié)拉桿17的下端通過螺栓與第二關(guān)節(jié)螺栓18的一端固定連接，并通過備緊螺母19備緊；第二關(guān)節(jié)螺栓18的另一端通過第三銷軸21與杠桿22固定連接，并通過螺母備緊；杠桿22通過第二銷軸20與基座5固定連接；加載液壓缸23通過螺栓25固定連接在在基座5上；
[0029]加載液壓缸23內(nèi)的活塞桿24在杠桿22上的作用點(diǎn)為施力點(diǎn)，第二銷軸20的中心點(diǎn)為杠桿22的支點(diǎn)，第三銷軸21的中心點(diǎn)為杠桿22的受力點(diǎn)。
[0030]杠桿22為6 — 10倍杠桿。
[0031]如圖2所示，連接塊11在基座5上的投影與杠桿22在基座5上的投影之間的夾角為45°。
[0032]調(diào)節(jié)拉桿17兩端的螺紋一端為左旋一端為右旋。
[0033]加載過程為:通過外部液壓能源給加載液壓缸23提供高壓油，推動活塞桿24向下移動，實(shí)現(xiàn)對杠桿22的C點(diǎn)進(jìn)行推力加載，由于杠桿22的C點(diǎn)通過第二銷軸20固定在基座5上，杠桿22能夠繞第二銷軸20進(jìn)行轉(zhuǎn)動，杠桿22的B點(diǎn)通過調(diào)節(jié)拉桿17、連接塊11、鋼絲繩10等與發(fā)動機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)1的推力加載。
[0034]由杠桿原理，經(jīng)加載液壓缸施加較小的液壓推力，經(jīng)杠桿傳遞，即可對雙擺發(fā)動機(jī)施加最大至70T的軸向推力加載。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:該裝置包括兩個承力支耳(2)、發(fā)動機(jī)機(jī)架(3)、基座(5)、搖擺十字軸￠)、常平座(8)、兩根鋼絲繩(10)、連接塊(11)、第一銷軸(14)、第一關(guān)節(jié)螺栓(15)、調(diào)節(jié)拉桿(17)、第二關(guān)節(jié)螺栓(18)、第二銷軸(20)、第三銷軸(21)、杠桿(22)和加載液壓缸(23);鋼絲繩(10)的兩端帶有螺紋; 發(fā)動機(jī)(1)通過搖擺十字軸(6)與常平座(8)相連，常平座(8)與發(fā)動機(jī)機(jī)架(3)固定連接，發(fā)動機(jī)機(jī)架(3)固定連接在基座(5)上； 兩個承力支耳(2)固定連接在發(fā)動機(jī)(1)主承力部位的兩側(cè)，兩根鋼絲繩(10)的上端各與一個承力支耳(2)螺紋連接； 連接塊(11)的兩端各有一個光孔，兩根鋼絲繩(10)各穿過一個光孔后與連接塊(11)固定連接，連接塊(11)的中間部分帶有缺口，該缺口用于放置第一關(guān)節(jié)螺栓(15)，在該缺口的前端面和后端面上均有光孔，第一銷軸(14)依次穿過前端面上的光孔、第一關(guān)節(jié)螺栓(15)和后端面上的光孔，第一銷軸(14)與連接塊(11)固定連接； 調(diào)節(jié)拉桿(17)的上端與第一銷軸(14)固定連接，調(diào)節(jié)拉桿(17)的下端與第二關(guān)節(jié)螺栓(18)的一端固定連接，第二關(guān)節(jié)螺栓(18)的另一端通過第三銷軸(21)與杠桿(22)固定連接；杠桿(22)通過第二銷軸(20)與基座(5)固定連接；加載液壓缸(23)固定連接在在基座(5)上； 加載液壓缸(23)內(nèi)的活塞桿(24)在杠桿(22)上的作用點(diǎn)為施力點(diǎn)，第二銷軸(20)的中心點(diǎn)為杠桿(22)的支點(diǎn)，第三銷軸(21)的中心點(diǎn)為杠桿(22)的受力點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:杠桿(22)為6 — 10倍杠桿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:連接塊(11)在基座(5)上的投影與杠桿(22)在基座(5)上的投影之間的夾角為30-60°。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:連接塊(11)在基座(5)上的投影與杠桿(22)在基座(5)上的投影之間的夾角為45°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:調(diào)節(jié)拉桿(17)兩端的螺紋一端為左旋一端為右旋。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大推力雙擺發(fā)動機(jī)推力模擬試驗(yàn)裝置，具體說涉及一種能夠真實(shí)模擬火箭飛行時雙擺發(fā)動機(jī)推力的試驗(yàn)裝置，所述的大推力是指推力不小于70T。該裝置包括兩個承力支耳、發(fā)動機(jī)機(jī)架、基座、搖擺十字軸、常平座、兩根鋼絲繩、連接塊、第一銷軸、第一關(guān)節(jié)螺栓、調(diào)節(jié)拉桿、第二關(guān)節(jié)螺栓、第二銷軸、第三銷軸、杠桿和加載液壓缸；鋼絲繩的兩端帶有螺紋。本發(fā)明通過兩根帶螺紋的鋼絲繩實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)主體與加載連接塊間的連接，利用鋼絲繩的變形吸收發(fā)動機(jī)雙向搖擺過程中鋼絲繩兩端螺紋連接帶來的影響；本發(fā)明采用杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推力加載，利用較小的液壓力即可實(shí)現(xiàn)70T推力加載，結(jié)構(gòu)簡單、可靠。
【IPC分類】G01M15/00, G01M15/02
【公開號】CN105388014
【申請?zhí)枴緾N201510673381
【發(fā)明人】景光輝, 張曉莎, 趙迎鑫, 楊霖, 寧振雷
【申請人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月16日