免费论文：运载火箭发效果比对式和差动式推力丈量本领接洽

小推力运载火箭发效果已普遍运用于航天器之中，其推力径直反应了发效果的安排本能，对其推力透彻丈量有格外要害的意旨。正文针比较对式和差动式这两种新式小推力丈量办法举行了接洽，安排和搭建了比对式推力丈量安装、差动式推力丈量安装以及与之配系的供应煤气体例和监测控制体例，对差动式推力丈量安装的精巧系数、构造强度及动静个性举行了领会，对这两个推力丈量安装的丈量不决定度举行了领会，辨别对这两个推力丈量安装举行了发端考证性考查，并对冷流考查发效果及考查喷管举行了流场仿真。第一，安排和搭建了1000N级的比对式推力丈量安装。它由推力架、液压配气体例、氢氧考查发效果和冷流考查发效果等构成，安排推力丈量范畴为0-1500N，推力丈量对立扩充不决定度安排值小于0.5％。它有两种比对式考查形式：恒压预紧力形式及非恒压预紧力形式，处置了惯例推力丈量安装标定后须要将规范传感器摆脱考查安装的题目，并取消了推力丈量时油压预紧力变革所带来的丈量不决定度感化。它不妨举行气氢气氧运载火箭发效果热试和收缩气氛冷流考查。第二，安排和搭建了100N级推力差的差动式推力丈量安装。它由规范喷管、待测喷管、处事圆筒、扩压器、立柱、应急丈量组件、集气箱、均流栅和减振器等构成，其安排静推力差丈量范畴为1-110N，推力差丈量对立扩充不决定度安排值小于3%。经过丈量应急丈量组件中绷簧片的应急，来径直丈量两个喷管的推力差，不妨用来举行喷管型面优化考查。第三，安排和搭建了配系的供应煤气体例和监测控制体例。该供应煤气体例囊括：气源、氧气气氛配气安排台、氢气氮气配气安排台。供应煤气体例可满意比对式推力丈量安装1500N推力热试时，氢氧搀和比2~4、室压3~7MPa工况下的压力及氢氧流量诉求；可满意两个推力丈量安装冷试时，室压3~7MPa工况下1kg/s的收缩气氛流量诉求。监测控制体例囊括计划机、监测控制软硬件、多通道数据搜集卡、继电遏制卡、传感器、电磁阀、电源及电缆等。开拓了可视化的监测控制软硬件，能实行考查进程的机动丈量和遏制。第四，对差动式推力丈量安装敏锐系数举行了领会。开始用曲梁表面对差动式推力丈量安装的丈量中心元件绷簧片的力学个性举行领会，得出其精巧系数公式。而后用悬臂梁表面对差动式推力丈量安装的简化模子举行构造领会，得出其构造精巧系数公式，再按照应急片及电桥表面得出其电旗号精巧系数公式。纵然表面公式预估值比考查值小40.37%，然而表面公式仍旧不妨较好地引导该推力丈量安装的发端安排。第六，对差动式推力丈量安装举行结束构强度领会。开始对65Mn、2Al12、1Cr18Ni9Ti举行了张力考查，选定了65Mn动作该推力丈量安装丈量中心元件——应急套筒及绷簧片的资料，1Cr18Ni9Ti动作其余元件的资料。用悬臂梁及内压圆筒表面对应急套筒的敏锐元件薄壁圆筒构造举行了表面领会，给出了其在拉拢力效率下各个要害场所处等效力力的拟合公式。进一步用有限元数值仿真对应急丈量组件举行领会，给出其在拉拢力效率下各个要害场所处等效力力的拟合公式。经过上述两组拟合公式给出了该推力丈量安装许用推力差及内压拉拢，并用12kgf的静力考查考证结束构安排的有理性。第六，对差动式推力丈量安装举行了动静个性领会。将该推力丈量安装简化成绷簧-品质模子，导出了其无阻尼自在振荡方程、粘性阻尼自在振荡方程、粘性阻尼受阶跃力效率的相应方程。由简化模子公式、有限元数值仿真及考查获得的1阶固有频次辨别为6.493 Hz、5.408 Hz和4.628Hz，这表白简化模子公式不妨对体例安排举行定性地引导，但数值仿真值更逼近本质情景。创造4Hz低通赶快傅里叶数值滤波不妨灵验地滤除振荡干预。安排了由表里圆筒构成的减振器，它不妨使振荡赶快衰减。第七，辨别比较对式和差动式推力丈量安装举行了不决定度领会。截止表白比对式推力丈量安装的两种丈量形式的扩充不决定度都小于0.4%，实行了安排预期；非恒压预紧力形式对运载火箭发效果长程热试车比拟实用。将差动式推力丈量安装推力差的不决定度与1000N级惯例推力丈量安装推力差丈量不决定度比拟较，创造前者的丈量不决定度远小于后者的丈量不决定度。当推力差一致值为6.86N时，惯例办法测得的推力差的对立扩充不决定度为102.4%；而差动式推力丈量安装丈量的对立扩充不决定度为4.4%，这充溢证明差动式推力丈量安装在小推力差丈量时的上风。第八，辨别比较对式和差动式推力丈量安装举行了发端考证性考查，并对冷流考查发效果及考查喷管举行了流场仿真领会。比较对式推力丈量安装举行了推力和喷管压降考查，推力和喷管压降的考查值、表面值和仿真截止顺序普遍。对差动式推力丈量安装举行了冷流推力差考查，推力差的考查数据与仿真数据展现出一致的变革顺序。综上所述，舆论比较对式和差动式推力丈量安装的道理、构造、处事形式和个性举行了深刻的表面、考查和关系数值仿真接洽，获得差动式推力丈量安装的精巧系数、许用功况、动静个性以及两个推力丈量安装的丈量不决定度，考证了两个推力丈量安装的考查本领，为工程试验供给了参考，也为进一步研制小推力发效果高精度推力丈量安装打下了本领普通。

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