CN113686473B - 一种适用于l型脉冲推力器的推力测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置及测试方法，通过在圆形管状的壳体中心轴线的垂直方向上下对称位置处设置L型脉冲推力器的安装位置和弹性调节器的安装开口，进而设置定位销与卡位槽固定配合，防止待测推力器工作时产生自转；根据待测L型脉冲推力器的实际长度选取合适长度的弹性调节器，和适量的弹簧垫圈和防滑垫圈，并准确地调节弹性调节器使推力器喷口轴线与测试装置壳体轴线同轴，实现脉冲推力器静态测试时其推力测试结果的准确性，且本发明所设计的测试装置实用性更强，可以适用于多款型号和长度的L型脉冲推力器，极大的提高测试装置的通用性。

Description

一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及飞行器发动机测试领域，尤其是涉及一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置及测试方法。

背景技术

脉冲推力器可用于弹体姿态或飞行轨迹的控制，脉冲推力器安装在弹体头部，推力器产生的推力相对于弹体质心产生一定的力矩，使弹体姿态或轨迹得到调整。脉冲推力器按结构分有L型脉冲推力器、T型脉冲推力器、I型脉冲推力器及其它混合型等。所谓L型脉冲推力器最大特征是其燃烧室轴线与喷口轴线呈现为“L”形结构。类似的，T型脉冲推力器的特征为燃烧室轴线与喷口轴线呈现为“T”形结构。推力器的参数有总冲、推力、作用时间等，其中推力参数是脉冲推力器设计及其性能测试中重点关注的参数之一。特别是在推力器设计时，如何准确测量其实际输出推力，这对装药设计、控制系统设计以及提高推力器可靠性都是非常重要的。推力测试可分为静态推力测试和飞行动态测试。静态推力通常的做法是需要设计一套专门的脉冲推力器测试实验平台完成研制脉冲推力器，而飞行动态测试是搭载飞行弹体上进行真实工作测试。相对而言，“I型”脉冲推力器技术相对成熟。由于“L型”结构特殊性，在进行静态推力测试时，如何保证其喷口轴线与推力测试装置轴线同轴是准确测量推力的关键所在。目前脉冲推力器测试装置几乎是一对一的定制模式，其通用性较差，不利于加快研制进程、缩短产品的研发周期。

发明内容

本发明的目的一是解决L型脉冲推力器的静态推力测试时喷口轴线与推力测试装置轴线不易同轴，造成静态推力测试精度不高的问题，二是解决现有L脉冲推力器测试装置定制模式、通用性差的问题。针对上述两种问题，本发明设计了一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置及测试方法。

具体的，所述一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置，至少包括：呈圆形管状的壳体，分别在所述壳体中心轴线的垂直方向上下对称位置处开设L型脉冲推力器的安装位置及弹性调节器的安装开口，所述安装位置适配L型脉冲推力器的外径，所述安装位置设置卡位槽，所述卡位槽与所述L型脉冲推力器上的定位销配合固定安装；所述壳体的中心轴线方向上的一侧设置堵盖，另一侧为通气口；所述堵盖与所述L型脉冲推力器的喷孔均与所述壳体在同一中心轴线上；所述弹性调节器与所述L型脉冲推力器的中轴线对齐。

其中，所述安装位置呈圆形，所述卡位槽设置在圆形的边沿任一处。

进一步的，所述弹性调节器，还包括：弹性限位件，所述弹性限位件采用全螺纹六角螺栓穿过所述安装开口顶在所述L型脉冲推力器的底面中心位置处；所述弹性限位件与所述L型脉冲推力器的中轴线对齐。

进一步的，所述弹性限位件与所述壳体接触面处增设弹簧垫圈和防滑垫圈。

进一步的，所述弹簧垫圈和防滑垫圈的数量根据所述L型脉冲推力器的长度调整增加或减少。

进一步的，所述L型脉冲推力器为圆柱体形状，包括：推力器壳体，设置在所述推力器壳体上的定位销，所述推力器壳体内部设有燃烧室，及设置在所述燃烧室四周的装药室，所述燃烧室上方设置有点火具，所述燃烧室上方与喷孔连通。

进一步的，所述堵盖嵌在所述壳体管内侧且与所述壳体同轴对齐；所述堵盖上设有柱状体，所述柱状体直径与所述喷孔相等，并与喷孔中心轴线对齐；所述柱状体与所述堵盖一体成型设置。

作为另一优选的，本发明还提供了一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1：根据L型脉冲推力器的型号，选择适配的弹性调节器；

S2：测量喷孔中心位置距所述L型脉冲推力器的底端面的距离L；

S3：调配所述弹性调节器，直至所述弹性调节器与所述L型脉冲推力器底端面的接触面距所述壳体的中轴线间隔L’等于所述距离L，采用弹簧垫圈和防滑垫圈将所述弹性调节器紧固在所述安装开口处；通过定位销与卡位槽配合将所述弹性调节器固定在壳体中；

S4：点燃所述弹性调节器，待火药燃烧并通过喷孔朝通气口释能，通过堵盖上的柱状体顶住所述喷孔背面，将释能时的反作用力进行消除。

其中，所述堵盖采用铝材质。

进一步的，所述L型脉冲推力器（200）的型号，至少包括不同纵向的长度尺寸；所述弹性调节器（300）的长度；其中，/>为所述壳体（100）的内圆直径。

综上所述，本发明提供一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置及测试方法，通过在圆形管状的壳体中心轴线的垂直方向上下对称位置处设置L型脉冲推力器的安装位置和弹性调节器的安装开口，进而设置定位销与卡位槽固定配合，防止待测推力器工作时产生自转；根据待测L型脉冲推力器的实际长度选取合适长度的弹性调节器，和适量的弹簧垫圈和防滑垫圈，并准确地调节弹性调节器使推力器喷口轴线与测试装置壳体轴线同轴，实现脉冲推力器静态测试时其推力测试结果的准确性，且本发明所设计的测试装置实用性更强，可以适用于多款型号和长度的L型脉冲推力器，极大的提高测试装置的通用性。

附图说明

图1 为本发明所述的适用于L型脉冲推力器的推力测试装置结构图。

图2为本发明所述的安装位置示意图。

图3为图1的从通气口侧沿壳体中心轴线的视图。

图4为 L型脉冲推力器结构示意图。

其中，100-壳体，101-安装位置，102-安装开口，103-卡位槽，104-堵盖，105-通气口，106-柱状体，200-L型脉冲推力器，201-定位销，202-喷孔，203-推力器壳体，204-燃烧室，205-装药室，206-点火具，300-弹性调节器，301-弹性限位件，302-弹簧垫圈，303-防滑垫圈。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，为本发明提出的一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置，具体的，所述装置至少包括：呈圆形管状的壳体100，分别在所述壳体100中心轴线的垂直方向上下对称位置处开设L型脉冲推力器200的安装位置101及弹性调节器300的安装开口102，所述安装位置101适配L型脉冲推力器200的外径，所述安装位置101设置卡位槽103，所述卡位槽103与所述L型脉冲推力器200上的定位销201配合固定安装；所述壳体100的中心轴线方向上的一侧设置堵盖104，另一侧为通气口105；所述堵盖104与所述L型脉冲推力器200的喷孔202均与所述壳体100在同一中心轴线上；所述弹性调节器300与所述L型脉冲推力器200的中轴线对齐。

其中，所述安装位置101呈圆形如图2所示，且其直径略大于待测L型脉冲推力器外径，所述卡位槽103设置在圆形的边沿任一处，可防止待测推力器工作时产生自转。

进一步的，所述弹性调节器300，还包括：弹性限位件301，优选的，所述弹性限位件301采用全螺纹六角螺栓穿过所述安装开口102顶在所述L型脉冲推力器200的底面中心位置处，其通过螺纹与管状壳体的圆形端面连接；所诉弹性限位件301与所述L型脉冲推力器200的中轴线对齐。

为防止定位螺栓连接的松动，在定位螺栓和圆管间增加有弹簧垫圈302和防滑垫圈303。

进一步的，所述弹簧垫圈302和防滑垫圈303的数量根据所述L型脉冲推力器200的长度调整增加或减少。若待测L型脉冲推力器口径相同时，只需通过调整定位螺栓的长度、垫圈个数来调整推力器轴线和推力器测试装置轴线的同轴性，而无需重新设计定制新的推力器测试装置，可极大的提高装置的通用性。

如图4所示为本发明所述的L型脉冲推力器200，为圆柱体形状，包括：推力器壳体203，设置在所述推力器壳体203上的定位销201，所述推力器壳体203内部设有燃烧室204，及设置在所述燃烧室204四周的装药室205，所述燃烧室204上方设置有点火具206，所述燃烧室204上方与喷孔202连通。

所述堵盖104嵌在所述壳体100管内侧且与所述壳体100同轴对齐；所述堵盖104上设有柱状体106，所述柱状体106直径与所述喷孔202相等，并与喷孔202中心轴线对齐；所述柱状体106与所述堵盖104一体成型设置。优选的，堵盖为铝材质，其通过螺纹与管状壳体的圆形端面连接。脉冲推力器输出推力经由堵盖传递给外部推力传感器。静态测试时，L型脉冲推力器喷口处于堵盖相对一侧。

作为另一优选的，本发明还提供了一所述的适用于L型脉冲推力器的推力测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1：根据L型脉冲推力器200的型号，选择适配的弹性调节器300；

S2：测量喷孔202中心位置距所述L型脉冲推力器200的底端面的距离S；

S3：调配所述弹性调节器300，直至所述弹性调节器300与所述L型脉冲推力器200底端面的接触面距所述壳体100的中轴线间隔S’等于所述距离S，采用弹簧垫圈302和防滑垫圈303将所述弹性调节器300紧固在所述安装开口102处；通过定位销201与卡位槽103配合将所述弹性调节器300固定在壳体100中；

S4：点燃所述弹性调节器300，待火药燃烧并通过喷孔202朝通气口105释能，通过堵盖104上的柱状体106顶住所述喷孔202背面，将释能时的反作用力进行消除。

其中，所述L型脉冲推力器200的型号，至少包括不同纵向的长度尺寸；所述弹性调节器300的长度；其中，/>为所述壳体100的内圆直径。

本发明所述的方法，具有以下技术效果：

把待测L型脉冲推力器装入推力测试装置，脉冲推力器通过其定位销201与卡位槽固定，以避免脉冲推力器工作时产生自转，保证其静态测试的稳定性。

进一步的，将推力测试装置固定于测试架上，根据待测L型脉冲推力器的实际长度选取合适的弹性调节器和弹簧垫圈302和防滑垫圈303，并调节弹性调节器使推力器喷口轴线与测试装置壳体轴线同轴，以保证脉冲推力器静态测试时其推力测试结果的准确性。

进一步的，启动待测脉冲推力器，脉冲推力器的装药燃烧产生的高压气体从推力器侧边喷口喷出，推力器推力经由堵盖传递给推力传感器接触部件，从而使得传感器可以准确测量脉冲推力器工作时的输出推力。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种适用于L型脉冲推力器的推力测试装置，其特征在于，至少包括：呈圆形管状的壳体（100），分别在所述壳体（100）中心轴线的垂直方向上下对称位置处开设L型脉冲推力器（200）的安装位置（101）及弹性调节器（300）的安装开口（102），所述安装位置（101）呈圆形，适配L型脉冲推力器（200）的外径，所述安装位置（101）圆形边沿任一处设置卡位槽（103），所述卡位槽（103）与所述L型脉冲推力器（200）上的定位销（201）配合固定安装；所述壳体（100）的中心轴线方向上的一侧设置堵盖（104），另一侧为通气口（105）；所述堵盖（104）与所述L型脉冲推力器（200）的喷孔（202）均与所述壳体（100）在同一中心轴线上；所述弹性调节器（300）与所述L型脉冲推力器（200）的中轴线对齐；所述弹性调节器（300）还包括：弹性限位件（301），所述弹性限位件（301）与所述壳体（100）接触面处增设弹簧垫圈（302）和防滑垫圈（303）；所述弹簧垫圈（302）和防滑垫圈（303）的数量根据所述L型脉冲推力器（200）的长度调整增加或减少；

所述弹性限位件（301）采用全螺纹六角螺栓穿过所述安装开口（102）顶在所述L型脉冲推力器（200）的底面中心位置处；所述弹性限位件（301）与所述L型脉冲推力器（200）的中轴线对齐。

2.根据权利要求1所述的适用于L型脉冲推力器的推力测试装置，其特征在于，所述L型脉冲推力器（200）为圆柱体形状，包括：推力器壳体（203），设置在所述推力器壳体（203）上的定位销（201），所述推力器壳体（203）内部设有燃烧室（204），及设置在所述燃烧室（204）四周的装药室（205），所述燃烧室（204）上方设置有点火具（206），所述燃烧室（204）上方与喷孔（202）连通。

3.根据权利要求1所述的适用于L型脉冲推力器的推力测试装置，其特征在于，所述堵盖（104）嵌在所述壳体（100）管内侧且与所述壳体（100）同轴对齐；所述堵盖（104）上设有柱状体（106），所述柱状体（106）直径与所述喷孔（202）相等，并与喷孔（202）中心轴线对齐；所述柱状体（106）与所述堵盖（104）一体成型设置。

4.根据权利要求1-3任一所述的适用于L型脉冲推力器的推力测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据L型脉冲推力器（200）的型号，选择适配的弹性调节器（300）；

S2：测量喷孔（202）中心位置距所述L型脉冲推力器（200）的底端面的距离S；

S3：调配所述弹性调节器（300），直至所述弹性调节器（300）与所述L型脉冲推力器（200）底端面的接触面距所述壳体（100）的中轴线间隔S’等于所述距离S，采用弹簧垫圈（302）和防滑垫圈（303）将所述弹性调节器（300）紧固在所述安装开口（102）处；通过定位销（201）与卡位槽（103）配合将所述弹性调节器（300）固定在壳体（100）中；所述弹性调节器（300）的长度；其中，/>为所述壳体（100）的内圆直径；

S4：点燃所述L型脉冲推力器（200），待火药燃烧并通过喷孔（202）朝通气口（105）释能，通过堵盖（104）上的柱状体（106）顶住所述喷孔（202）背面，将释能时的反作用力进行消除。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述堵盖（104）采用铝材质。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：所述L型脉冲推力器（200）的型号，至少包括不同纵向的长度尺寸。