CN109029332B - 一种用于复合壳体的地面试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于复合壳体的地面试验装置，待测试发动机包括头部的发动机前裙和尾部的发动机后裙，发动机前裙上安装前金属过渡环，发动机后裙上安装后金属过渡环，该装置还包括试车架，其一端上方设有弧形支座，另一端上方设有中心架，弧形支座上支撑前金属过渡环，包带压紧前金属过渡环且两端与弧形支座固定；后金属过渡环位于中心架内部，通过中心架滚轮压紧；该装置还包括推力过渡架和推力测量组件，推力过渡架一端连接前金属过渡环，另一端与推力测量组件连接。该装置由于金属过渡环不会产生径向膨胀，发动机尾部中心架滚轮可前后自由滑动，不会限制发动机试车过程中的轴向膨胀，还能实现了复合壳体发动机地面试车的可靠固定。
Description
技术领域
本发明属于发动机地试装置技术领域，具体涉及一种用于复合壳体的地面试验装置。
背景技术
固体火箭发动机地面试验主要用于验证发动机设计是否合理，考核和检验发动机及推进剂的各种性能，具有过程不可逆、高成本、高风险等特点。发动机工作时间短，需获取的信息量大，一般包括推力、温度、位移、压强、时间等，发动机结构完整、信息参数准确获得是地面试验成功重要标志。
现有技术是：发动机前、后各安装一只弧形座进行支撑，发动机上部通过龙门架压紧发动机对其进行限位。与金属壳体相比较，复合壳体发动机进行地面试车时，发动机径向及轴向均会产生更大的膨胀，发动机地试安装时龙门架安装过紧会限制发动机径向自由膨胀变形，对发动机壳体造成不利影响，龙门架安装过松发动机试车中会出现抖动对喷管造成不利影响；同时两只支撑弧形座限制了发动机的轴向自由膨胀。复合壳体发动机地面试车采用目前的固定方法存在较大的质量及安全风险。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于复合壳体的地面试验装置，实现快速检测发动机轴线与推力测量组件同轴度，且操作方便。
本发明所采取的技术方案是，一种用于复合壳体的地面试验装置，待测试发动机包括头部的发动机前裙和尾部的发动机后裙，发动机前裙上安装前金属过渡环，发动机后裙上安装后金属过渡环，该装置还包括试车架，其一端上方设有弧形支座，另一端上方设有中心架，弧形支座上支撑前金属过渡环，包带压紧前金属过渡环且两端与弧形支座固定；后金属过渡环位于中心架内部，通过中心架滚轮压紧；该装置还包括推力过渡架和推力测量组件，推力过渡架一端连接前金属过渡环，另一端与推力测量组件连接。
进一步地，所述前金属过渡环比发动机前裙的直径大3mm，后金属过渡环比发动机后裙的直径大3mm。
进一步地，所述弧形支座及包带上均铺设有毛毡层。
进一步地，所述中心架包括上中心架和下中心架，两者之间为可拆卸连接。
进一步地，所述推力过渡架包括前法兰和后法兰，前法兰与推力测量组件连接，后法兰与前金属过渡环连接，前法兰与后法兰之间通过多根立柱连接。
进一步地，所述立柱与立柱之间安装有加强筋，加强筋与前法兰或者后法兰所在平面平行。
进一步地，所述前金属过渡环与后金属过渡环采用钢材料制成。
进一步地，所述复合壳体指发动机壳体采用复合材料制成。
本发明还涉及采用所述装置的方法，包括以下步骤：
首先在试车架上安装弧形支座及下中心架，并在发动机前裙安装前金属过渡环，在发动机后裙安装后金属过渡环，将发动机连同前、后金属过渡环吊装安放在试车架上，其中弧形支座支撑前过渡环，后金属过渡位于下中心架上方，通过下中心架滚轮支撑；再安装包带压紧发动机前过渡环，在下中心架上方安装上中心架，通过上中心架的滚轮压紧发动机后裙的后金属过渡环，最后安装推力过渡架及推力测量组件，进行发动机试车。
该装置通过在发动机前裙和后裙上设置前金属过渡环和后金属过渡环，由于金属过渡环不会产生径向膨胀，采用发动机头部包带和后中心架对前、后金属过渡环固定不会限制发动机试车过程中的径向膨胀；发动机尾部中心架滚轮可前后自由滑动，不会限制发动机试车过程中的轴向膨胀。该装置实现了复合壳体发动机地面试车的可靠固定，又不会限制发动机试车过程径向及轴向的自由膨胀。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为发动机前金属过渡环和后金属过渡环安装示意图。
图3为发动机头部安装示意图。
图4为发动机尾部安装示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
如图1-4所示，一种用于复合壳体的地面试验装置，待测试发动机1包括头部的发动机前裙11和尾部的发动机后裙12，发动机前裙上安装前金属过渡环2，发动机后裙上安装后金属过渡环3，该装置还包括试车架4，其一端上方设有弧形支座5，另一端上方设有中心架6，弧形支座上支撑前金属过渡环，包带7压紧前金属过渡环且两端与弧形支座固定；后金属过渡环位于中心架内部，通过中心架滚轮61压紧；该装置还包括推力过渡架8和推力测量组件9，推力过渡架一端连接前金属过渡环，另一端与推力测量组件连接。
优选地方案中，所述前金属过渡环比发动机前裙的直径大3mm，后金属过渡环比发动机后裙的直径大3mm。
优选地方案中，所述弧形支座及包带上均铺设有毛毡层。对于对壳体进行缓冲。包带采用钢材质，具有较高强度。
优选地方案中，所述中心架包括上中心架62和下中心架63，两者之间为可拆卸连接。方便后期的发动机的吊装。
优选地方案中，所述推力过渡架包括前法兰81和后法兰82，前法兰与推力测量组件连接，后法兰与前金属过渡环连接，前法兰与后法兰之间通过多根立柱83连接。
进一步地，所述立柱与立柱之间安装有加强筋84，加强筋与前法兰或者后法兰所在平面平行。
进一步地，所述前金属过渡环与后金属过渡环采用钢材料制成。如45钢。
进一步地，所述复合壳体指发动机壳体采用复合材料制成。如碳纤维材料。复合壳体膨胀时，径向膨胀达到2mm，轴向膨胀为5mm。
推力测量组件主要为推力传感器及其连接件。
本发明还涉及所述装置的使用方法，包括以下步骤：
首先在试车架上安装弧形支座及下中心架，并在发动机前裙安装前金属过渡环，在发动机后裙安装后金属过渡环，将发动机连同前、后金属过渡环吊装安放在试车架上，其中弧形支座支撑前过渡环，后金属过渡位于下中心架上方，通过下中心架滚轮支撑；再安装包带压紧发动机前过渡环，在下中心架上方安装上中心架，通过上中心架的滚轮压紧发动机后裙的后金属过渡环，最后安装推力过渡架及推力测量组件，进行发动机试车。采用该装置及方法，既可以实现复合壳体发动机地面试车的可靠固定，又不会限制发动机试车过程径向及轴向的自由膨胀。
某发动机地面试验均使用该试验装置，顺利通过了地面试验，试验取得圆满成功，发动机地试安装安全可靠。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于复合壳体的地面试验装置，待测试发动机包括头部的发动机前裙和尾部的发动机后裙，其特征在于：发动机前裙上安装前金属过渡环，发动机后裙上安装后金属过渡环，该装置还包括试车架，其一端上方设有弧形支座，另一端上方设有中心架，弧形支座上支撑前金属过渡环，包带压紧前金属过渡环且两端与弧形支座固定；后金属过渡环位于中心架内部，通过中心架滚轮压紧；该装置还包括推力过渡架和推力测量组件，推力过渡架一端连接前金属过渡环，另一端与推力测量组件连接；所述中心架包括上中心架和下中心架，两者之间为可拆卸连接；所述弧形支座及包带上均铺设有毛毡层。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述前金属过渡环比发动机前裙的直径大3mm，后金属过渡环比发动机后裙的直径大3mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述推力过渡架包括前法兰和后法兰，前法兰与推力测量组件连接，后法兰与前金属过渡环连接，前法兰与后法兰之间通过多根立柱连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述立柱与立柱之间安装有加强筋，加强筋与前法兰或者后法兰所在平面平行。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述前金属过渡环与后金属过渡环采用钢材料制成。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于：所述复合壳体指发动机壳体采用复合材料制成。
7.权利要求1-6任意一项所述装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先在试车架上安装弧形支座及下中心架，并在发动机前裙安装前金属过渡环，在发动机后裙安装后金属过渡环，将发动机连同前、后金属过渡环吊装安放在试车架上，其中弧形支座支撑前过渡环，后金属过渡位于下中心架上方，通过下中心架滚轮支撑；再安装包带压紧发动机前过渡环，在下中心架上方安装上中心架，通过上中心架的滚轮压紧发动机后裙的后金属过渡环，最后安装推力过渡架及推力测量组件，进行发动机试车。
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