RU2243516C2 - Method of and device for testing electric jet engine to determine thrust and thrust vector components - Google Patents
Method of and device for testing electric jet engine to determine thrust and thrust vector componentsInfo
- Publication number
- RU2243516C2 RU2243516C2 RU2002130296/28A RU2002130296A RU2243516C2 RU 2243516 C2 RU2243516 C2 RU 2243516C2 RU 2002130296/28 A RU2002130296/28 A RU 2002130296/28A RU 2002130296 A RU2002130296 A RU 2002130296A RU 2243516 C2 RU2243516 C2 RU 2243516C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric propulsion
- thrust
- engine
- rotation
- rocker
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области наземных испытаний космической техники и может быть использовано при испытаниях различных типов электрореактивных двигателей (ЭРД) и двигательных установок (ЭРДУ) на их основе.The invention relates to the field of ground testing of space technology and can be used in testing various types of electric propulsion engines (ERE) and propulsion systems (ERE) based on them.
Тяга двигателя является основным функциональным параметром ЭРД, причем двигатель должен выдавать как кратковременные импульсы тяги длительностью от нескольких секунд, так и длительные - до нескольких сотен часов. Кроме того, имеются требования по обеспечению двигателем нескольких режимов тяги, в несколько раз отличающихся друг от друга по величине. Таким образом, требуется оперативность в получении результатов испытаний по измерению тяги в течение времени порядка нескольких секунд и измерению нескольких значений тяги, различающихся в несколько раз.The engine thrust is the main functional parameter of the electric propulsion engine, and the engine should give out both short-term thrust pulses lasting from a few seconds, and long ones - up to several hundred hours. In addition, there are requirements for providing the engine with several thrust modes, several times different from each other in size. Thus, efficiency is required in obtaining test results for measuring traction over a period of the order of several seconds and measuring several values of traction that differ several times.
Для ЭРД, используемых в системах коррекции параметров орбиты космических аппаратов (КА), кроме требования получения определенного значения тяги, также предъявляется требование по ограничению угла отклонения вектора тяги от заданного направления. Это требование обусловлено тем, что при наличии отклонения вектора тяги от заданного направления при работе ЭРД коррекции неизбежно появление боковых составляющих вектора тяги и, как следствие, паразитных вращающих моментов, воздействующих на КА в целом. Требование к величине углов отклонения вектора тяги довольно жесткие: значения допускаемых отклонений вектора тяги от заданного направления для ЭРД не должны превышать одного градуса.For the electric propulsion used in the orbit correction system for spacecraft (SC), in addition to the requirement to obtain a specific thrust value, a requirement is also made to limit the angle of deviation of the thrust vector from a given direction. This requirement is due to the fact that if there is a deviation of the thrust vector from a given direction during the operation of the electric propulsion correction, the appearance of lateral components of the thrust vector and, as a result, spurious torques affecting the spacecraft as a whole will inevitably occur. The requirement for the magnitude of the angles of deviation of the thrust vector is rather stringent: the values of the permissible deviations of the thrust vector from the given direction for the electric propulsion should not exceed one degree.
Условия эксплуатации ЭРД на КА требуют также подтверждения работоспособности и стабильности параметров нескольких двигателей или их комбинаций, работающих при различных режимах и создающих различные уровни тяги.The operating conditions of the electric propulsion engine on a spacecraft also require confirmation of the operability and stability of the parameters of several engines or their combinations, operating under various conditions and creating different levels of thrust.
Известен способ измерения тяги ЭРД, который основан на регистрации величины деформации упругих элементов под действием тяги ЭРД.A known method of measuring the thrust of the electric propulsion rod, which is based on recording the magnitude of the deformation of the elastic elements under the influence of the electric propulsion rod.
Известно также устройство для измерения тяги ЭРД, содержащее упругие элементы, деформирующиеся под действием тяги ЭРД [1].A device for measuring thrust of electric propulsion is also known, which contains elastic elements that deform under the action of propulsion of electric propulsion [1].
Известен способ испытания ЭРД по определению его тяги, принятый за прототип, включающий монтаж ЭРД на тягоизмерительное устройство, балансировку тягоизмерительного устройства с установленным на нем ЭРД, включение ЭРД и проведение испытаний с измерением тяги при рабочих параметрах ЭРД путем его вращения вокруг геометрической оси.There is a known method for testing electric propulsion for determining its thrust, which is adopted as a prototype, which includes mounting the electric propulsion device on a load measuring device, balancing the electric propulsion device with an electric propulsion installed on it, turning on the electric propulsion and performing tests with thrust measurement at the operating parameters of electric propulsion by rotating it around the geometric axis.
Известно тягоизмерительное устройство типа крутильных весов, обеспечивающее реализацию известного способа испытаний, и принятое за прототип, содержащее горизонтально расположенное и подвешенное на упругом стержне коромысло, на одном конце которого смонтирован вращательный механизм испытуемого ЭРД вокруг его продольной геометрической оси, состоящий из узла вращения, содержащего привод вращения и отчетное устройство контроля угла вращения испытуемого ЭРД, и монтажный узел, на котором размещены блок подачи и регулирования расхода рабочего тела и испытуемый ЭРД, а на другом конце коромысла размещены уравновешивающая масса, отчетное устройство, регистрирующее крутящий момент, гибкие кабели подвода электрической энергии и трубопроводы подвода рабочего тела к ЭРД [2].Known traction device such as torsion scales, providing the implementation of the known test method, and adopted as a prototype, containing horizontally located and suspended on an elastic rod rocker, at one end of which is mounted the rotational mechanism of the test electric propulsion gear around its longitudinal geometric axis, consisting of a rotation unit containing a drive rotation and reporting device for controlling the angle of rotation of the tested electric propulsion, and the mounting unit, on which the feed and flow control unit the other body and the test electric propulsion unit, and at the other end of the rocker arm there is a balancing mass, a reporting device that records torque, flexible cables for supplying electric energy and pipelines for supplying the working fluid to the electric propulsion unit [2].
Известные аналог и прототип, как способ испытаний, так и устройство, имеют ряд существенных недостатков.The known analogue and prototype, both the test method and the device, have a number of significant drawbacks.
При испытаниях двигателя по известному способу при фиксированном положении (угле установки) ЭРД на коромысле, истинное значение осевой составляющей вектора тяги двигателя можно определить только после выполнения вращения вокруг его геометрической оси и регистрации показаний отчетного устройства тягоизмерительного устройства по меньшей мере для трех углов поворота ЭРД вокруг его геометрической оси (параметры вектора тяги можно однозначно определить по трем результатам измерений). Так как на выполнение каждого измерения необходим довольно значительный промежуток времени, то оперативность в определении тяги существенно снижается, и суммарное время определения тяги может превысить само время создания двигателем импульса тяги.When testing the engine according to the known method with a fixed position (angle of installation) of the electric propulsion engine on the beam, the true value of the axial component of the thrust vector of the engine can be determined only after performing rotation around its geometric axis and registering the readings of the reporting device of the measuring device for at least three angles of rotation of the electric propulsion device its geometric axis (parameters of the thrust vector can be uniquely determined by three measurement results). Since each measurement requires a rather significant period of time, the efficiency in determining the thrust is significantly reduced, and the total time for determining the thrust can exceed the very time the engine creates a thrust impulse.
Использование известных устройств с постоянной чувствительностью (характеристиками упругого стержня, на котором закреплено коромысло) не позволяет проводить испытания многорежимных по тяге ЭРД, или одновременные испытания ЭРД, имеющих различные уровни тяг. Это обусловлено тем, что при малых значениях тяг характеристики чувствительного элемента (упругого стержня) тягоизмерительного устройства должны быть такими, чтобы перемещения коромысла под действием этих тяг были достаточными для обеспечения требуемой точности измерения тяги. Однако при работе ЭРД в режимах, различающихся по уровню тяги в несколько раз, при постоянной чувствительности упругого элемента перемещения коромысла тягоизмерительного устройства под действием больших тяг становятся неприемлемо большими относительно ограничивающих габаритов вакуумных камер, в которых выполняются испытания по измерению тяги ЭРД. Поэтому испытания по измерению тяги и составляющих вектора тяги приходится проводить на различном приборном оборудовании или делать остановки испытаний для перенастройки используемого оборудования. Такое поэтапное прерывистое проведение испытаний значительно увеличивает трудоемкость испытаний, а применяемое многообразное оборудование и известные устройства имеют узкую область возможного использования при испытаниях в вакуумных камерах с малыми размерами.The use of known devices with constant sensitivity (characteristics of the elastic rod on which the beam is fixed) does not allow testing of multi-mode thrust by electric propulsion, or simultaneous testing of electric propulsion having different levels of thrust. This is due to the fact that, at small values of the rods, the characteristics of the sensitive element (elastic rod) of the traction measuring device should be such that the movements of the rocker arm under the action of these rods are sufficient to ensure the required accuracy of the thrust measurement. However, when the ERE operates in modes that differ by several times in thrust level, with a constant sensitivity of the elastic element, the rocker arms of the traction measuring device under the influence of large rods become unacceptably large relative to the limiting dimensions of the vacuum chambers in which tests are carried out to measure the thrust of the ERE. Therefore, tests to measure traction and components of the traction vector have to be carried out on various instrumentation equipment or to make test stops to reconfigure the equipment used. Such phased intermittent testing significantly increases the complexity of the tests, and the various equipment and known devices have a narrow area of possible use for testing in small vacuum chambers.
Целью изобретения является снижение трудоемкости процесса испытаний ЭРД путем совмещения испытаний по измерению тяги многорежимного ЭРД или возможности испытаний ЭРД различного уровня тяг за счет расширения (унификации) функциональных возможностей тягоизмерительного устройства.The aim of the invention is to reduce the complexity of the process of testing the electric propulsion system by combining the tests for measuring the thrust of a multi-mode electric propulsion system or the possibility of testing the electric propulsion of various levels of propulsion due to the expansion (unification) of the functionality of the measuring device.
Цель изобретения достигается тем, что в способе испытаний ЭРД, включающем монтаж ЭРД на тягоизмерительное устройство, балансировку тягоизмерительниго устройства с установленным на нем ЭРД, включение ЭРД и проведение испытаний с измерением тяги при рабочих параметрах ЭРД путем его вращения вокруг геометрической оси по меньшей мере для двух режимов тяги, согласно изобретению измерения тяги выполняют по меньшей мере в двух положениях ЭРД в плоскости размещения коромысла, причем после измерения тяги ЭРД в одном положении ЭРД поворачивают в плоскости размещения коромысла, при этом одновременно регистрируют угол поворота ЭРД, после чего проводят измерение тяги ЭРД в другом положении.The purpose of the invention is achieved by the fact that in the method of testing the electric propulsion device, which includes mounting the electric propulsion device on the load-measuring device, balancing the load-measuring device with the electric propulsion installed on it, turning on the electric propulsion device and conducting tests with measuring propulsion at the operating parameters of the electric propulsion device by rotating it around the geometric axis for at least two traction modes, according to the invention, traction measurements are performed in at least two positions of the electric propulsion in the plane of the rocker arm, and after measuring the electric propulsion of the electric propulsion in one position in the plane of placement of the rocker arm, while simultaneously registering the angle of rotation of the electric propulsion, then measure the thrust of the electric propulsion in another position.
Разворот ЭРД в плоскости размещения коромысла при испытаниях позволяет определять значения тяги в широком диапазоне, а также определять суммарное значение тяги при работе нескольких двигателей одновременно при постоянной чувствительности упругого элемента тягоизмерительного устройства.The reversal of the electric propulsion in the plane of the rocker arm during testing allows you to determine the thrust values in a wide range, as well as to determine the total thrust value when several engines are running at the same time with a constant sensitivity of the elastic element of the thrust measuring device.
Указанная цель также достигается тем, что в известном тягоизмерительном устройстве типа крутильных весов, содержащем горизонтально расположенное и подвешенное на упругом стержне коромысло, на одном конце которого смонтирован вращательный механизм испытуемого ЭРД вокруг его продольной геометрической оси, состоящий из узла вращения, содержащего привод вращения и отчетное устройство контроля угла вращения испытуемого ЭРД, и монтажный узел, на котором размещены блок подачи и регулирования расхода рабочего тела и испытуемый ЭРД, а на другом конце коромысла размещены уравновешивающая масса и отчетное устройство, регистрирующее крутящий момент, кабели подвода электрической энергии и трубопроводы подвода рабочего тела к ЭРД, согласно изобретению между коромыслом и вращательным механизмом размещен поворотный механизм испытуемого ЭРД в горизонтальной плоскости, состоящий из узла поворота, содержащего привод поворота и отчетное устройство контроля угла поворота испытуемого ЭРД относительно геометрической оси коромысла, и монтажный узел, на котором размещены вращательный механизм и испытуемый ЭРД.This goal is also achieved by the fact that in the known traction measuring device, such as torsion scales, containing a rocker located horizontally and suspended on an elastic rod, at one end of which a rotational mechanism of the test electric propulsion is mounted around its longitudinal geometric axis, consisting of a rotation unit containing a rotation drive and a reporting a device for controlling the rotation angle of the test electric propulsion device, and an assembly unit on which the block for supplying and regulating the flow rate of the working fluid and the test electric propulsion device are located, and on the other At the end of the rocker arm there is a balancing mass and a reporting device that records the torque, electric power supply cables and pipelines for supplying the working fluid to the electric propulsion device, according to the invention, a rotary mechanism of the tested electric propulsion engine is installed between the rocker and the rotary mechanism in the horizontal plane, consisting of a rotation unit containing a rotation drive and a reporting device for controlling the angle of rotation of the test electric propulsion relative to the geometrical axis of the beam, and the mounting unit, which is placed rotationally th gear and test electric propulsion.
На монтажном узле поворотного механизма может быть размещен по меньшей мере еще один дополнительный вращательный механизм дополнительного испытуемого ЭРД вокруг его продольной геометрической оси, состоящий из узла вращения, содержащего привод вращения и отчетное устройство контроля угла вращения дополнительного ЭРД, и монтажный узел, на котором размещены блок подачи и регулирования расхода рабочего тела и дополнительный испытуемый ЭРД.At least one additional rotational mechanism of the additional test electric propulsion unit around its longitudinal geometric axis, consisting of a rotation unit containing a rotation drive and a reporting device for controlling the rotation angle of the additional electric propulsion unit, and a mounting unit on which the unit is placed, can be placed on the mounting unit of the rotary mechanism supply and regulation of the flow of the working fluid and an additional test electric propulsion.
Снабжение тягоизмерительного устройства поворотные механизмом испытуемого ЭРД в горизонтальной плоскости коромысла позволяет изменять угол между геометрической осью ЭРД и коромыслом, обеспечивая тем самым одинаково высокую чувствительность тягоизмерительного устройства при измерениях различных уровней тяги в процессе функционирования многорежимного ЭРД без прерывания проведения испытаний, используя при этом одно и тоже измерительное оборудование.Providing the rotary thrust measuring device with the mechanism of the tested electric propulsion in the horizontal plane of the rocker arm allows you to change the angle between the geometrical axis of the electric propulsion and the rocker, thereby ensuring the same high sensitivity of the gravimetric measuring device when measuring various levels of thrust during operation of the multi-mode electric propulsion without interrupting the tests, using the same thing measuring equipment.
Также снабжение тягоизмерительного устройства поворотным механизмом позволяет унифицировать и расширить область применения такого тягоизмерительного устройства коромыслового типа при использовании его для измерений тяги различных ЭРД, отличающихся в несколько раз по своей мощности и соответственно величиной тяг.Also, supplying the traction device with a rotary mechanism makes it possible to unify and expand the scope of such a rocker type traction device when it is used to measure traction of various electric propulsion devices, which differ several times in their power and, accordingly, the size of the traction.
Размещение на монтажном узле поворотного механизма дополнительного вращательного механизма с дополнительно испытуемым ЭРД позволяет более реально воспроизвести условия применения двигателя с учетом факторов взаимодействия его с другими окружающими двигателями при его работе в составе КА.Placement of an additional rotary mechanism with an additionally tested electric propulsion engine on the mounting assembly of the rotary mechanism allows more realistic reproduction of the engine application conditions taking into account the factors of its interaction with other surrounding engines during its operation as a part of the spacecraft.
Таким образом способ испытаний ЭРД по определению тяги и составляющих вектора тяги и тягоизмерительное устройство для его осуществления, предлагаемые согласно изобретению, позволяют проводить испытания с определением тяги различных по составу ЭРДУ, например двигательного блока, состоящего из двигателей различной мощности и создающих разную тягу - одного из основных эксплуатационных параметров ЭРД.Thus, the method of testing the electric propulsion engine to determine the thrust and components of the thrust vector and the thrust measuring device for its implementation, proposed according to the invention, allow testing to determine the thrust of different composition of the electric propulsion system, for example, a motor unit consisting of engines of different power and creating different thrust - one of main operational parameters of electric propulsion.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 изображено предлагаемое тягоизмерительное устройство с поворотным механизмом на котором размещены два вращающих механизма для двух испытываемых ЭРД, которые вращают каждый ЭРД вокруг их собственных геометрических осей.Figure 1 shows the proposed traction device with a rotary mechanism on which there are two rotational mechanisms for two test electric propulsion devices, which rotate each electric propulsion device around their own geometric axes.
На фиг.2 изображена кинематическая схема, иллюстрирующая изменение моментов сил при повороте ЭРД в плоскости размещения коромысла во время работы ЭРД.Figure 2 shows a kinematic diagram illustrating the change in the moments of force during rotation of the electric propulsion in the plane of the rocker during operation of the electric propulsion.
Устройство по определению тяги и составляющих вектора тяги ЭРД, содержит коромысло 1, которое подвешено на упругом стержне 2, на одном конце которого смонтирован вращательный механизм испытуемого ЭРД вокруг его продольной геометрической оси, состоящий из узла вращения, содержащего привод вращения 4 и отчетное устройство контроля угла вращения 5 испытуемого ЭРД, и монтажный узел 6, на котором размещены блок подачи и регулирования расхода рабочего тела 13 и испытуемый ЭРД 7, а на другом конце коромысла размещены уравновешивающая масса 3 и отчетное устройство 8, регистрирующее крутящий момент. К ЭРД 7 подсоединены гибкие электрические кабели 9 и 10 подвода электрической энергии и гибкие трубопроводы 11 и 12 подачи рабочего тела. Между коромыслом 1 и вращательным механизмом размещен поворотный механизм испытуемого ЭРД в горизонтальной плоскости, состоящий из узла поворота, содержащего привод поворота 14 и отчетное устройство контроля угла поворота испытуемого ЭРД 15 относительно геометрической оси коромысла, и монтажный узел 16, на котором размещены вращательный механизм и испытуемый ЭРД. На монтажном узле 16 поворотного механизма может быть размещен по меньшей мере один дополнительный вращательный механизм дополнительного испытуемого ЭРД 21, состоящий из узла вращения, содержащего привод вращения 17 и отчетное устройство контроля угла вращения 18 дополнительного ЭРД, и монтажный узел 19, на котором размещены дополнительный блок подачи и регулирования расхода рабочего тела 20 и дополнительный испытуемый ЭРД.The device for determining the thrust and components of the thrust vector of the electric propulsion rod contains a rocker 1, which is suspended on an elastic rod 2, at one end of which is mounted the rotational mechanism of the test electric propulsion rod around its longitudinal geometric axis, consisting of a rotation unit containing a rotation drive 4 and a reporting angle control device rotation 5 of the tested ERD, and the mounting unit 6, on which the block for feeding and regulating the flow rate of the working fluid 13 and the test ERD 7 are placed, and at the other end of the rocker arm there is a balancing mass 3 and a report Noe device 8, recording torque. Flexible electric cables 9 and 10 for supplying electric energy and flexible pipelines 11 and 12 for supplying a working fluid are connected to the electric propulsion 7. Between the rocker arm 1 and the rotary mechanism, the rotational mechanism of the tested electric propulsion device is placed in a horizontal plane, consisting of a rotation unit containing the rotary drive 14 and a reporting device for controlling the rotation angle of the test electric propulsion device 15 relative to the geometric axis of the rocker arm, and the mounting unit 16, on which the rotational mechanism and the subject are located ERD At least one additional rotational mechanism of the additional test electric propulsion engine 21 can be placed on the mounting assembly 16 of the rotary mechanism, consisting of a rotation assembly comprising a rotation drive 17 and a reporting device for controlling the rotation angle 18 of the additional electric propulsion, and a mounting assembly 19, on which an additional unit is placed supply and regulation of the flow of the working fluid 20 and an additional test electric propulsion.
Способ испытаний ЭРД по определению тяги и составляющих вектора тяги осуществляется следующим образом.The method of testing the electric propulsion for determining thrust and components of the thrust vector is as follows.
Для случая испытаний однорежимного ЭРД перед проведением испытаний по определению тяги и составляющих вектора тяги ЭРД 7 устанавливают на монтажный узел 6 вращательного механизма ЭРД вокруг его геометрической оси. После монтажа ЭРД 7 выполняют балансировку тягоизмерительного устройства в целом при помощи уравновешивающей массы 3. После включения ЭРД и достижения рабочих параметров ЭРД вращают при помощи привода вращения 4 вокруг его геометрической оси. При этом одновременно с измерением тяги показаний отчетного устройства 8 регистрируют угол вращения ЭРД при помощи устройства 5 Это позволяет вычислить тягу как среднее арифметическое показаний отчетного устройства 8 в положениях ЭРД, повернутых относительно друг друга на 180 градусов, а боковую составляющую вектора тяги вычислить как полуразность показаний отчетного устройства в этих же положениях. Для повышения оперативности в определении тяги при работе ЭРД в кратковременных режимах создания тяги ЭРД (монтажный узел устройства вращения ЭРД вокруг его геометрической оси) поворачивают в плоскости размещения коромысла 1 при помощи привода поворота 14 таким образом, чтобы угол αп стал равным 90°. Контроль положения двигателя при повороте выполняется при помощи отчетного устройства 15. В положении угла αп, равном 90°, показания отчетного устройства 8 соответствуют тяге ЭРД.For the case of testing a single-mode electric propulsion, before conducting tests to determine the thrust and components of the thrust vector, the electric propulsion 7 is installed on the mounting unit 6 of the rotational electric propulsion engine around its geometric axis. After mounting the electric propulsion device 7, balancing the thrust measuring device as a whole is performed using the balancing mass 3. After switching on the electric propulsion device and reaching the operating parameters, the electric propulsion device is rotated by means of a rotation drive 4 around its geometric axis. In this case, simultaneously with the measurement of the draft of the readings of the reporting device 8, the angle of rotation of the electric propulsion is recorded using the device 5. This allows you to calculate the thrust as the arithmetic average of the readings of the reporting device 8 in the positions of the electric propulsion, turned 180 degrees relative to each other, and calculate the lateral component of the draft vector as the half-difference of readings reporting device in the same positions. To increase the efficiency in determining the thrust during the operation of the electric propulsion engine in short-term modes of creating the electric propulsion rod (the mounting unit of the device for rotating the electric propulsion axis around its geometric axis) is rotated in the plane of the rocker arm 1 by means of the rotation drive 14 so that the angle α p becomes 90 °. Monitoring the position of the engine during rotation is performed using the reporting device 15. In the position of the angle α p equal to 90 °, the readings of the reporting device 8 correspond to the thrust of the electric propulsion.
При одновременных испытаниях двух или больше однорежимных ЭРД после испытаний первого ЭРД испытания всех остальных выполняются в той же последовательности, что и первого ЭРД.In simultaneous testing of two or more single-mode EREs after testing the first ERE, the tests of all the others are performed in the same sequence as the first ERE.
Для случая испытаний многорежимного ЭРД перед проведением испытаний по определению тяги и составляющих вектора тяги ЭРД 7 устанавливают на монтажный узел 6 вращательного механизма ЭРД вокруг его геометрической оси. После монтажа ЭРД 7 выполняют балансировку тягоизмерительного устройства в целом при помощи уравновешивающей массы 3. После включения ЭРД и достижения рабочих параметров ЭРД вращают при помощи привода вращения 4 вокруг его геометрической оси При этом одновременно с измерением тяги показаний отчетного устройства 8 регистрируют угол вращения ЭРД при помощи устройства 5. Это позволяет вычислить тягу как среднее арифметическое показаний отчетного устройства 8 в положениях ЭРД, повернутых относительно друг друга на 180 градусов, а боковую составляющую вектора тяги вычислить как полуразность показаний отчетного устройства в этих же положениях. После завершения операции по определению тяги первого режима выполняют поворот ЭРД (монтажный узел устройства вращения двигателя вокруг его геометрической оси) в плоскости расположения коромысла 1 при помощи привода 14. При этом регистрируют угол поворота αп относительно геометрической оси коромысла при помощи отчетного устройства 15. Угол поворота αп должен быть таким, чтобы при работе ЭРД на другом режиме тяги отклонения коромысла тягоизмерительного устройства были равны или не превышали отклонения коромысла при работе в первом режиме. После поворота ЭРД в новое положение ЭРД переводится в новый режим тяги ЭРД вращают и измерения тяги выполняют в той же последовательности, что и для первого режима. При одновременных испытаниях ЭРД с разным уровнем тяги испытания ведутся в той же последовательности, что и при испытаниях многорежимного ЭРД.For the case of testing a multi-mode electric propulsion, before conducting tests to determine the thrust and components of the thrust vector, the electric propulsion 7 is installed on the mounting unit 6 of the rotational electric propulsion engine around its geometric axis. After installation of the electric propulsion system 7, balancing of the thrust measuring device as a whole is carried out with the help of balancing mass 3. After switching on the electric propulsion device and reaching the operating parameters, the electric propulsion device is rotated using a rotation drive 4 around its geometric axis. At the same time as measuring the thrust of the readings of the reporting device 8, the electric propulsion angle of rotation is recorded using device 5. This allows you to calculate the thrust as the arithmetic average of the readings of the reporting device 8 in the positions of the electric propulsion, rotated relative to each other by 180 degrees, and the lateral ulation thrust vector calculated as half the indications reporting device in the same positions. After the operation to determine the thrust of the first mode is completed, the ERD is rotated (mounting assembly of the engine rotation device around its geometric axis) in the plane of the rocker arm 1 using the drive 14. In this case, the rotation angle α p relative to the geometric axis of the rocker arm using the reporting device 15. The angle rotation α n must be such that in operation the other deflection ERE thrust rocker tyagoizmeritelnogo devices were not equal or exceed the deflection yoke when operating in the first Regis e. After turning the electric propulsion to the new position, the electric propulsion is transferred to the new thrust mode, the electric propulsion is rotated and the thrust measurements are performed in the same sequence as for the first mode. In simultaneous tests of electric propulsion with different levels of thrust, tests are carried out in the same sequence as in tests of multi-mode electric propulsion.
Принцип работы предлагаемого устройства иллюстрируется кинематической схемой на фиг.2, на которой ЭРД показан в положении с углом αп меньше 90°. При испытаниях угол поворота может быть и больше 90°, что определяется условиями расположения тягоизмерительного устройства в вакуумной камере и конфигурацией и габаритами вакуумной камеры. Если для первого режима работы ЭРД устанавливают на коромысле 1 тягоизмерительного устройства под углом αп, то при переходе двигателя в другой режим работы ЭРД поворачивают, изменяя угол αп. Отклонение вектора тяги (Ft) от геометрической оси двигателя на угол αд при работе двигателя создает момент силы тяги с плечом, равным отрезку ОкM1 (Ок - место закрепления упругого стержня 2 на коромысле 1). Для многорежимного ЭРД и сборки из двух ЭРД различной мощности с изменением угла αп изменяется соответственно и плечо ОкM1 таким образом, чтобы момент силы тяги был равен или не превышал момента, при котором отклонение тягоизмерительного устройства оставалось аналогично тому, что фиксировалось при измерениях выполняемых при первом режиме работы ЭРД.The principle of operation of the proposed device is illustrated by the kinematic diagram in figure 2, in which the electric propulsion is shown in a position with an angle α p less than 90 °. During testing, the rotation angle can be greater than 90 °, which is determined by the conditions of the arrangement of the load-measuring device in the vacuum chamber and the configuration and dimensions of the vacuum chamber. If for the first mode of operation, the electric propulsion is installed on the beam 1 of the thrust measuring device at an angle α p , then when the engine enters another mode of operation, the electric propulsion is rotated by changing the angle α p . The deviation of the thrust vector (Ft) from the geometric axis of the engine by the angle α d during engine operation creates a moment of thrust with a shoulder equal to the segment О к M 1 (О к is the place of fastening of the elastic rod 2 on the beam 1). For multi-mode ERE and assembly of two ERE of different power with angle α p changing, the arm О to M 1 changes accordingly, so that the moment of traction force is equal to or does not exceed the moment at which the deviation of the traction measuring device remains similar to that recorded during measurements performed in the first mode of operation of the electric propulsion.
Источники информацииSources of information
1. Яковлев В.А. Испытания космических электроракетных двигательных установок. Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1981, с.172.1. Yakovlev V.A. Tests of space electric propulsion systems. Textbook for high schools. - M.: Mechanical Engineering, 1981, p. 172.
2. Положительное решение о выдаче патента РФ от 01.10.2002 г. по заявке №2001100751 от 09.01.2002 г., кл. 7 G 01 L 5/00, G 01 M 15/00 - прототип.2. A positive decision on the grant of a patent of the Russian Federation dated 01.10.2002 by application No. 2001100751 dated 09.01.2002, class. 7 G 01 L 5/00, G 01 M 15/00 - prototype.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002130296/28A RU2243516C2 (en) | 2002-11-12 | 2002-11-12 | Method of and device for testing electric jet engine to determine thrust and thrust vector components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002130296/28A RU2243516C2 (en) | 2002-11-12 | 2002-11-12 | Method of and device for testing electric jet engine to determine thrust and thrust vector components |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002130296A RU2002130296A (en) | 2004-05-10 |
| RU2243516C2 true RU2243516C2 (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34387269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002130296/28A RU2243516C2 (en) | 2002-11-12 | 2002-11-12 | Method of and device for testing electric jet engine to determine thrust and thrust vector components |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243516C2 (en) |
-
2002
- 2002-11-12 RU RU2002130296/28A patent/RU2243516C2/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЯКОВЛЕВ В.А. Испытания космических электроракетных двигательных установок. Учебник для ВУЗов. - М.: Машиностроение, 1981, с.171 и 172. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4238960A (en) | Means for balancing rotors of a machine | |
| CN111947684B (en) | Inertial platform swinging dynamic precision testing method based on gravity vector measurement | |
| CN110823448A (en) | Method for measuring axial mass center of rotor assembly of gyroscope with two degrees of freedom | |
| RU2381511C1 (en) | Comprehensive test procedure for unified positioning systems based on micromechanical accelerometres and gyroscopes and automated test bench therefor | |
| RU2312316C1 (en) | Method and device for measuring thrust of electric jet engines | |
| RU2243516C2 (en) | Method of and device for testing electric jet engine to determine thrust and thrust vector components | |
| CN109974750A (en) | A kind of ring laser Temperature Modeling and compensation method based on fuzzy logic system | |
| US4846006A (en) | Method and apparatus for testing linear motion devices | |
| CN212158626U (en) | Universal calibration test system for small integrated inertial measurement unit | |
| CN117516803A (en) | Rotational inertia integrated testing device and testing method | |
| US5533380A (en) | Automatic force balance calibration system | |
| RU2114031C1 (en) | Method of estimation of position of center of mass of spacecraft in course of its control by means of power drives | |
| US4522074A (en) | Apparatus for measuring several force components | |
| RU2659330C1 (en) | Rotary test bench | |
| Krodkiewski et al. | Theory and experiment on a method for on-site identification of configurations of multi-bearing rotor systems | |
| KR100684953B1 (en) | Mass measuring system and method thereof | |
| RU2202773C2 (en) | Gear determining thrust and components of thrust vector of electric jet engine and process of its testing | |
| RU2114396C1 (en) | Calibration process of angle transmitter of electrostatic gyro | |
| RU2270793C2 (en) | Stand for simulating action of solar battery on spacecraft | |
| Macek et al. | Energy-saving mechatronic system for fatigue tests of materials under variable-amplitude proportional bending and torsion | |
| CN112166685B (en) | Accelerometer combination and control method thereof | |
| RU2243526C1 (en) | Method and device for measuring hinge moment of control surfaces of flying vehicle model during testing inside aerodynamic tunnel | |
| US20240210154A1 (en) | Coordinate measuring machine | |
| SU726446A1 (en) | Reactive moment measuring device | |
| RU2249173C1 (en) | Method to test a developed torque of an electro-pneumatic steering gear of guided missiles and projectiles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121113 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131020 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210506 |