CN102937509A - 推进系统综合测试平台 - Google Patents

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周波
郭林
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Abstract

推进系统综合测试平台，所述的推进系统包括动力装置和螺旋桨两部分；直线滑移组件(3)由直线导轨和低阻尼导向块组成，直线导轨固定于固定托板(2)上，低阻尼导向块与滑动底板(4)连接，通过低阻尼导向块与直线导轨的相互配合，使得滑动底板(4)相对固定托板(2)单自由度滑动；推拉力轴承座(6)固定于滑动底板(4)前端，被测试动力装置安装在滑动底板(4)上，被测试动力装置的输出轴通过扭矩转速传感器(7)与动力传动轴系(5)连接，动力传动轴系(5)穿过推拉力轴承座(6)与被测螺旋桨连接；拉力传感器(9)两端通过万向连接装置(8)分别固定在滑动底板(4)和固定托板(2)上，固定托板(2)固定在支架(1)上。

Description

推进系统综合测试平台
技术领域
本发明涉及一种推进系统测试设备，可用于飞行器推进系统的性能仿真测试。
背景技术
在飞行器研究和设计过程中，需要进行推进系统的性能测试。一般通过风洞试验或车载试验模拟飞行工况，测量推进系统的动态特性，为研究和设计工作提供依据。其中，测试技术是一种重要手段，因此各种测量设备广泛使用，而这些设备的安装和使用往往直接影响到试验数据采集和测量的精度和准确度。随着研究的需要和测试技术的不断发展，被测设备已经由最初的静态测量向动态测量转变，这就要求测量设备能够准确测量被测设备的动态特性。
在风洞中进行推进系统测试时，一般采用天平机构。而常规天平机构由于结构上的缺陷，各自由度运动会产生耦合，以致各自由度方向的测量数据会互相干扰。此外，当推进系统运转时，会产生较大的振动，对传感器的影响很大，严重影响测量精度，以致得出的数据淹没在振动噪音中而无法使用。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种推进系统综合测试平台，在进行推进系统的动态特性测试时，可排除各自由度之间的干扰，并且将振动最大限度的隔离，提高测量精度。
本发明的技术解决方案是：推进系统综合测试平台，所述的推进系统包括动力装置和螺旋桨两部分；包括支架、固定托板、直线滑移组件、滑动底板、万向连接装置、动力传动轴系、推拉力轴承座、拉力传感器、扭矩转速传感器。
直线滑移组件由直线导轨和低阻尼导向块组成，直线导轨固定于固定托板上，低阻尼导向块与滑动底板连接，通过低阻尼导向块与直线导轨的相互配合，使得滑动底板相对固定托板单自由度滑动；推拉力轴承座固定于滑动底板前端，被测试动力装置安装在滑动底板上，被测试动力装置的输出轴通过扭矩转速传感器与动力传动轴系连接，动力传动轴系穿过推拉力轴承座与被测螺旋桨连接；拉力传感器两端通过万向连接装置分别固定在滑动底板和固定托板上，固定托板固定在支架上。
所述的低阻尼导向块与直线导轨采用滑槽结构，二者的配合面安装滚珠。
所述的低阻尼导向块与直线导轨之间的滑动摩擦系数不大于0.005。
本发明与现有技术相比有益效果为：
(1)本发明装置在进行推进系统的动态特性测试时，排除了各自由度之间的干扰，将推进系统运转时的振动和外界干扰(如气动干扰等)最大限度的隔离，提高了测量精度。
(2)本发明直线滑移组件上安装滑动底板，滑动底板只可沿推力线方向滑动，滑动摩擦系数不大于0.005；滑动底板其它自由度运动被直线滑移组件限制，直线滑移组件的制造精度可有效降低推进系统运转时其它自由度方向的振动和位移，有效减小拉力传感器测量误差。
(3)本发明扭矩传感器安装于推拉力轴承座和被测试动力装置之间，推拉力轴承座可限制动力传动轴系除沿轴线旋转外的其它自由度，可将推力线方向力直接传递到滑动底板，并将推力线方向力和动力传动轴径向跳动与扭矩传感器隔离，有效减小扭矩传感器测量误差。
(4)本发明拉力传感器通过万向连接装置固定在固定托板和滑动底板上，拉力传感器位置可根据被测动力装置位置进行轴线对中调节，使其准确测量推力线方向力。
附图说明
图1为本发明装配总图；
图2为本发明局部视图；
图3a、3b为本发明直线滑移组件俯视图、正视图；
图4为本发明推拉力轴承座局部视图
具体实施方式
推进系统综合测试平台主要应用于小型飞行器推进系统性能测试。其包括支架1、固定托板2、直线滑移组件3、滑动底板4、万向连接装置8、动力传动轴系5、推拉力轴承座6、拉力传感器9、扭矩转速传感器7，如图1、2所示；本发明通过相对独立的运动机构，将各自由度运动隔离，排除了各自由度之间的干扰，将推进系统运转时的振动和外界干扰如气动干扰等最大限度的隔离，提高了测量精度。实施方式如下：
轴向推力线方向自由度，固定托板2以厚板材和型材构成刚度较大的复合框架结构，安装面精磨后，安装直线滑移组件3的滑动导轨31，滑动导轨上嵌入低阻尼导向块32，滑动底板4与低阻尼导向块固定，使得滑动底板4相对固定托板2只可沿推力线方向滑动，滑动摩擦系数不大于0.005；滑动底板4其它自由度运动被直线滑移组件3限制，直线滑移组件3的制造精度可有效降低推进系统运转时其它自由度方向的振动和位移，并减小滑动摩擦力；拉力传感器9两端固定点通过万向连接装置8固定在固定托板2和滑动底板4上，拉力传感器9位置可根据被测动力装置位置进行轴线对中调节，使其准确测量推力线方向力，有效减小其它自由度受力和振动对拉力传感器9的干扰，提高测量精度。
所述的低阻尼导向块与直线导轨采用燕尾滑槽结构，二者的配合面安装滚珠，如图3a、3b所示。由于低阻尼导向块32与滑动导轨31结合面采用燕尾滑槽结构，二者相对位移自由度被限制在推力线方向。二者配合面安装的滚珠起到两个作用，一是减小滑动摩擦系数，二是减小除推力线方向自由度外其它自由度方向的振动和位移。
动力传动轴系回转方向自由度：动力传动轴系5、推拉力轴承座6、扭矩转速传感器7、被测试动力装置同轴安装在滑动底板4上，滑动底板4为刚性体，且安装面精磨处理，以保证同轴度；推拉力轴承座6安装于扭矩传感器7之前，推拉力轴承座6承受推力线方向力，并将推力线方向力传递到滑动底板4，推拉力轴承座6内安装高精度双向角推力轴承61，如图4所示，可将推力线方向力和轴系径向跳动与扭矩转速传感器7有效隔离，扭矩转速传感器7仅承受轴系回转方向自由度的扭矩，使其准确测量轴系回转扭矩和转速。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.推进系统综合测试平台，所述的推进系统包括动力装置和螺旋桨两部分；其特征在于：包括支架(1)、固定托板(2)、直线滑移组件(3)、滑动底板(4)、万向连接装置(8)、动力传动轴系(5)、推拉力轴承座(6)、拉力传感器(9)、扭矩转速传感器(7)；
直线滑移组件(3)由直线导轨和低阻尼导向块组成，直线导轨固定于固定托板(2)上，低阻尼导向块与滑动底板(4)连接，通过低阻尼导向块与直线导轨的相互配合，使得滑动底板(4)相对固定托板(2)单自由度滑动；推拉力轴承座(6)固定于滑动底板(4)前端，被测试动力装置安装在滑动底板(4)上，被测试动力装置的输出轴通过扭矩转速传感器(7)与动力传动轴系(5)连接，动力传动轴系(5)穿过推拉力轴承座(6)与被测螺旋桨连接；拉力传感器(9)两端通过万向连接装置(8)分别固定在滑动底板(4)和固定托板(2)上，固定托板(2)固定在支架(1)上。
2.根据权利要求1所述的推进系统综合测试平台，其特征在于：所述的低阻尼导向块与直线导轨采用滑槽结构，二者的配合面安装滚珠。
3.根据权利要求1或2所述的推进系统综合测试平台，其特征在于：所述的低阻尼导向块与直线导轨之间的滑动摩擦系数不大于0.005。
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