CN114563118A

CN114563118A - 侧推力矩测量结构

Info

Publication number: CN114563118A
Application number: CN202210195210.5A
Authority: CN
Inventors: 吴敏; 易清丰; 谢杨林; 何君; 王志昊; 金路轩; 李云峰; 汪耀源
Original assignee: Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Current assignee: Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology
Priority date: 2022-03-01
Filing date: 2022-03-01
Publication date: 2022-05-31

Abstract

本发明涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种侧推力矩测量结构。该侧推力矩测量结构包括安装组件以及转矩测量组件；安装组件包括安装筒、喷管及转动轴承；安装筒用于容置被测单元；安装筒用于通过转动轴承可转动地连接于地基；喷管连接于安装筒的外壁，且与安装筒连通，喷管用于排出被测单元工作时产生的气体；转矩测量组件与安装筒连接，转矩测量组件用于测量安装筒相对于地基转动的力矩。该侧推力矩测量结构其结构简单，能够方便进行旋转力矩测量，而且测量结果准确可靠。

Description

侧推力矩测量结构

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体而言，涉及一种侧推力矩测量结构。

背景技术

导弹是通过燃气发生器或发动机内的固体推进剂药柱在一定时间内稳定燃烧形成高温高压气体，并在气体喷出后产生推力，对弹体形成旋转力矩，从而实以现导弹转弯的功能。而现有技术中，并不能准确测量整个系统的力矩大小及作用效果。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种侧推力矩测量结构，其结构简单，能够方便进行旋转力矩测量，而且测量结果准确可靠。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种侧推力矩测量结构，侧推力矩测量结构包括安装组件以及转矩测量组件；

安装组件包括安装筒、喷管及转动轴承；安装筒用于容置被测单元；安装筒用于通过转动轴承可转动地连接于地基；喷管连接于安装筒的外壁，且与安装筒连通，喷管用于排出被测单元工作时产生的气体；

转矩测量组件与安装筒连接，转矩测量组件用于测量安装筒相对于地基转动的力矩。

在可选的实施方式中，侧推力矩测量结构包括多个喷管，多个喷管绕安装筒的轴线均布于安装筒的外周，且多个喷管均与安装筒连通。

在可选的实施方式中，每个喷管的排气方向均与安装筒的径向垂直。

在可选的实施方式中，安装组件还包括多个连接于安装筒外周的舵翼，多个舵翼绕安装筒的轴线分布于安装筒的四周。

在可选的实施方式中，安装组件包括多个喷管，多个喷管与多个舵翼一一对应连接。

在可选的实施方式中，每个舵翼均开设有与安装筒导通的排气通道，每个喷管均与对应的舵翼的排气通道导通。

在可选的实施方式中，每个喷管的轴向均与对应的舵翼的轴向垂直。

在可选的实施方式中，转矩测量组件包括连接杆以及推力传感器；推力传感器与地基固定连接，连接杆的两端分别与推力传感器及安装筒连接。

在可选的实施方式中，安装筒的外周壁开设有安装孔，连接杆的一端与安装孔连接。

在可选的实施方式中，连接杆的延伸方向与安装筒的外周相切。

本发明实施例的有益效果包括：

该侧推力矩测量结构包括安装组件以及转矩测量组件；安装组件包括安装筒、喷管及转动轴承；安装筒用于容置被测单元；安装筒用于通过转动轴承可转动地连接于地基；喷管连接于安装筒的外壁，且与安装筒连通，喷管用于排出被测单元工作时产生的气体；转矩测量组件与安装筒连接，转矩测量组件用于测量安装筒相对于地基转动的力矩。该侧推力矩测量结构其结构简单，能够方便进行旋转力矩测量，而且测量结果准确可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中侧推力矩测量结构第一视角的结构示意图；

图2为本发明实施例中侧推力矩测量结构第二视角的结构示意图；

图3为本发明实施例中安装筒的剖视图。

图标：200-侧推力矩测量结构；210-安装组件；220-转矩测量组件；211-安装筒；212-喷管；213-转动轴承；10-被测单元；214-舵翼；221-连接杆；222-推力传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1-图3，图1及图2示出了本发明实施例中侧推力矩测量结构的结构，图3示出了本发明实施例中安装筒的结构，本实施例提供了一种侧推力矩测量结构200，侧推力矩测量结构200包括安装组件210以及转矩测量组件220；

安装组件210包括安装筒211、喷管212及转动轴承213；安装筒211用于容置被测单元10；安装筒211用于通过转动轴承213可转动地连接于地基；喷管212连接于安装筒211的外壁，且与安装筒211连通，喷管212用于排出被测单元10工作时产生的气体；

转矩测量组件220与安装筒211连接，转矩测量组件220用于测量安装筒211相对于地基转动的力矩。

需要说明的是，在本实施例中，被测单元10为导弹，而在本发明的其他实施例中，被测单元10也可以为其他结构。

请参考图1-图3，该侧推力矩测量结构200的工作原理是：

该侧推力矩测量结构200包括安装组件210以及转矩测量组件220；其中，安装组件210包括安装筒211、喷管212及转动轴承213；在被测单元10为导弹时，导弹容置于安装筒211内，在导弹的发动机或燃气发生气工作后，便会产生稳定的高温燃气，而由于喷管212连接于安装筒211的外壁，且与安装筒211连通，故，安装筒211内的高温燃气便可由喷管212排出，从而产生推力，进而形成旋转力矩；在设置安装筒211时，安装筒211采用的是通过转动轴承213可转动地与地基连接的方式，由此，当导弹工作并向安装筒211施加旋转力矩时，安装筒211便可相对于地基转动，而且通过转动轴承213可减小旋转摩擦阻力，进而可提高旋转力矩的测量精确度。

由此，通过转矩测量组件220测量安装筒211相对于地基转动的力矩，便可可实时有效的监测喷管212推力形成的力矩值，进而获得导弹转弯系统力矩及调姿情况。

综上，该侧推力矩测量结构200其结构简单，能够方便进行旋转力矩测量，而且测量结果准确可靠。

需要说明的是，在设置安装筒211时，安装筒211为中空的圆柱形结构，为导弹的真实结构或近似模型，具体尺寸需要根据实物确定。

进一步地，请参考图1-图3，在本实施例中，侧推力矩测量结构200包括多个喷管212，多个喷管212绕安装筒211的轴线均布于安装筒211的外周，且多个喷管212均与安装筒211连通。具体的，本实施例采用的是设置4个喷管212的设置方式，喷管212为具有一定扩张比的拉瓦尔喷管212结构，可承受高温燃气的冲刷及烧蚀能力，燃气从喷管212扩张段高速流出产生推力，喷管212轴线基本与弹体轴线成90°垂直分布，4个喷管212共同形成旋转力矩。需要说明的是，多个喷管212的出口方向可为同一旋转方向安装，则为多个喷管212的力矩叠加作用；或根据工作要求，个别喷管212出口方向可为逆向安装，则为多个喷管212的力矩抵消，旋转合力存在抵消作用。

其外，为解决导弹的真实实物，故，安装组件210还包括多个连接于安装筒211外周的舵翼214，多个舵翼214绕安装筒211的轴线分布于安装筒211的四周。具体的，本实施例采用的是设置4个舵翼214的设置方式，舵翼214为长条形结构，舵翼214的安装角度可以根据设计要求有偏转角度。

由此，在本实施例中，安装筒211的外周设置有多个喷管212及舵翼214，而且多个喷管212与多个舵翼214一一对应连接。

进一步地，请参考图1-图3，为使得多个喷管212均能够与安装筒211的内部导通，故，可以使得每个舵翼214均开设有与安装筒211导通的排气通道，每个喷管212均与对应的舵翼214的排气通道导通。而在本发明的其他实施例中，也可以通过将喷管212与安装筒211内部直接导通。

在设置喷管212时，为使得多个喷管212配合，以形成旋转力矩，故，每个喷管212的排气方向均与安装筒211的径向垂直。而且每个喷管212的轴向均与对应的舵翼214的轴向垂直。

为对上述内容产生的力矩进行测量，故，转矩测量组件220包括连接杆221以及推力传感器222；推力传感器222与地基固定连接，连接杆221的两端分别与推力传感器222及安装筒211连接。连接杆221通常选用普通金属材料，长度与截面大小不受限制性要求，一般是长度满足各零件的安装空间和截面大小在受力条件下不会弯曲保证结构强度即可，连接杆221两端一般均是采用标准螺纹与其它零件连接。而推力传感器222是测量推力的重要设备，需要根据推力大小选择不同量程的传感器型号，一端与连接杆221连接固定，另一端顶在与地基固定的承力墙上起支撑作用。

而为安装连接杆221，故，安装筒211的外周壁开设有安装孔，连接杆221的一端与安装孔连接。连接杆221的延伸方向与安装筒211的外周相切，以通过这样的方式，使得连接杆221与安装筒211的连接处至安装筒211的转动轴线的距离即为旋转力矩的力臂。

综上，请参考图1-图3，该侧推力矩测量结构200测量过程如下：

在导弹的发生器或发动机点火工作后，产生的高温燃气从安装筒211外的喷管212喷出，从而形成高速气流，并对安装形成绕转动轴承213的轴线转动的力矩，而且，在多个喷管212的共同作用下会形成绕弹体的中轴线的旋转力矩；

在力矩的作用下，弹体会绕转动轴承213的中心轴旋转；

而在安装筒211的外壁上安装有一个连接杆221，连接杆221的轴线与安装筒211的轴线垂直，在连接杆221的另一端安装有一个测量推力的推力传感器222，推力传感器222另一端相对于地基固定，限制了转矩测量组件220的旋转；

由于推力传感器222能够快速实时监测到推力变化值，再通过F×L＝M获得了多个喷管212形成的实时变化的综合力矩值，该瞬时值即是代表整个导弹转弯设计系统形成的转弯力矩，随时间变化的力矩值M-t可应用于导弹控制系统设计。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述侧推力矩测量结构包括安装组件以及转矩测量组件；

所述安装组件包括安装筒、喷管及转动轴承；所述安装筒用于容置被测单元；所述安装筒用于通过所述转动轴承可转动地连接于地基；所述喷管连接于所述安装筒的外壁，且与所述安装筒连通，所述喷管用于排出所述被测单元工作时产生的气体；

所述转矩测量组件与所述安装筒连接，所述转矩测量组件用于测量所述安装筒相对于所述地基转动的力矩。

2.根据权利要求1所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述侧推力矩测量结构包括多个喷管，多个所述喷管绕所述安装筒的轴线均布于所述安装筒的外周，且多个所述喷管均与所述安装筒连通。

3.根据权利要求2所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

每个所述喷管的排气方向均与所述安装筒的径向垂直。

4.根据权利要求1所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述安装组件还包括多个连接于所述安装筒外周的舵翼，多个所述舵翼绕所述安装筒的轴线分布于所述安装筒的四周。

5.根据权利要求4所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述安装组件包括多个所述喷管，多个所述喷管与多个所述舵翼一一对应连接。

6.根据权利要求5所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

每个所述舵翼均开设有与所述安装筒导通的排气通道，每个所述喷管均与对应的所述舵翼的所述排气通道导通。

7.根据权利要求5所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

每个所述喷管的轴向均与对应的所述舵翼的轴向垂直。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述转矩测量组件包括连接杆以及推力传感器；所述推力传感器与所述地基固定连接，所述连接杆的两端分别与所述推力传感器及所述安装筒连接。

9.根据权利要求8所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述安装筒的外周壁开设有安装孔，所述连接杆的一端与所述安装孔连接。

10.根据权利要求8所述的侧推力矩测量结构，其特征在于：

所述连接杆的延伸方向与所述安装筒的外周相切。