RU2395065C1 - Method of determination jet engine thrust and device for realising said method - Google Patents
Method of determination jet engine thrust and device for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395065C1 RU2395065C1 RU2009115379/28A RU2009115379A RU2395065C1 RU 2395065 C1 RU2395065 C1 RU 2395065C1 RU 2009115379/28 A RU2009115379/28 A RU 2009115379/28A RU 2009115379 A RU2009115379 A RU 2009115379A RU 2395065 C1 RU2395065 C1 RU 2395065C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- lever element
- measuring
- thrust
- measuring transducer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной и силоизмерительной технике и может быть использовано в системах замера тяги реактивного двигателя (РД) при наземной отработке.The invention relates to rocket and power engineering and can be used in systems for measuring thrust of a jet engine (RD) for ground mining.
Известен способ, реализованный в тягомерном устройстве (RU №2221995 С2, МПК G01L 5/00, опубл. от 20.01.04), основанный на подаче рабочего тела предварительно в систему жестко скрепленных торсионной и рычажной трубы, а затем в рабочую камеру двигателя, который закреплен на рычажной трубе соплом вверх.The known method implemented in the traction device (RU No. 2221995 C2, IPC
Описанному способу присущи следующие недостатки: чем меньше торсионная труба, тем большее влияние оказывает конструкция соединительного узла подводящего патрубка с торсионной трубой, полностью избавиться от этого влияния невозможно, пока имеется жесткая механическая связь подающего трубопровода с рабочей камерой. При тарировке устройства действует паразитное усилие, создаваемое подводящим патрубком на торсионную трубу, т.е. тарировка проводится с систематической погрешностью, которая отразится на замерах тяги.The described method has the following disadvantages: the smaller the torsion tube, the greater the influence of the design of the connecting node of the inlet pipe with the torsion tube, it is impossible to completely get rid of this effect, as long as there is a rigid mechanical connection between the supply pipe and the working chamber. When calibrating the device, the parasitic force created by the inlet pipe to the torsion tube acts, i.e. calibration is carried out with a systematic error, which will affect traction measurements.
Наиболее близким к заявленному является способ (RU №2307331 Cl, МПК G01L 5/13, опубл. 27.09.2007 г.), включающий установку двигателя на один конец рычажного элемента, закрепленного в станине с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, запуск двигателя и измерение тяги путем воздействия рычажного элемента на измерительный преобразователь.Closest to the claimed is a method (RU No. 2307331 Cl, IPC
Недостатками описанного способа являются следующие: при установке датчика на нулевую отметку сложно учесть влияние массы рабочего тела на показания датчика тяги, кроме того, вследствие дросселирования через зазор возникает паразитный расход рабочего тела и трудности с определением фактического расхода рабочего тела из РД, ограничение диапазона измеряемой тяги.The disadvantages of the described method are the following: when the sensor is set to zero, it is difficult to take into account the influence of the mass of the working fluid on the readings of the traction sensor, in addition, due to throttling through the gap, parasitic flow of the working fluid and difficulties in determining the actual flow of the working fluid from the taxiway, limiting the range of measured thrust .
Задачей заявляемого изобретения является разработка способа, повышающего точность определения тяги и возможность измерения тяги в широких пределах ее изменения при одном и том же датчике давления.The task of the invention is to develop a method that improves the accuracy of determining traction and the ability to measure traction over a wide range of changes with the same pressure sensor.
Для устранения указанных недостатков предлагается способ определения тяги реактивного двигателя, включающий установку двигателя на один конец рычажного элемента, закрепленного в станине с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, запуск двигателя и измерение тяги путем воздействия рычажного элемента на измерительный преобразователь, при этом используют рычажный элемент, выполненный в виде подпружиненной двутавровой балки, и измерительный преобразователь, размещенный на другом конце рычажного элемента и представляющий собой датчик давления с гидравлической силоизмерительной системой, установку двигателя осуществляют вертикально или горизонтально, при этом расположение двигателя и измерительного преобразователя относительно оси вращения балки выбирают исходя из условия обеспечения необходимой точности определения тяги, перед запуском двигателя осуществляют нагружение датчика давления и регистрируют его начальное показание.To eliminate these drawbacks, a method for determining the thrust of a jet engine is proposed, including installing the engine on one end of a lever element mounted in a frame with a possibility of rotation around a horizontal axis, starting the engine and measuring traction by the action of the lever element on the transducer, using a lever element made in the form of a spring-loaded I-beam, and a measuring transducer located on the other end of the lever element and representing th pressure sensor with a hydraulic force measuring system, the engine is installed vertically or horizontally, while the location of the engine and the measuring transducer relative to the axis of rotation of the beam is selected based on the condition for ensuring the required accuracy of traction determination, before starting the engine, the pressure sensor is loaded and its initial reading is recorded.
Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что для определения тяги используют рычажный элемент, выполненный в виде подпружиненной двутавровой балки, и измерительный преобразователь, размещенный на другом конце рычажного элемента и представляющий собой датчик давления с гидравлической силоизмерительной системой, установку двигателя осуществляют вертикально или горизонтально, при этом расположение двигателя и измерительного преобразователя относительно оси вращения балки выбирают исходя из условия необходимой точности определения тяги, а перед запуском двигателя осуществляют нагружение датчика давления и регистрируют его начальное показание.The inventive method differs from the prototype in that for determining the thrust, a lever element made in the form of a spring-loaded I-beam and a measuring transducer located at the other end of the lever element and representing a pressure sensor with a hydraulic force measuring system are used, the engine is installed vertically or horizontally, with this arrangement of the engine and the transducer relative to the axis of rotation of the beam is selected based on the conditions of the necessary accuracy determined traction, and before starting the engine, the pressure sensor is loaded and its initial reading is recorded.
Рычажный элемент, выполненный в виде подпружиненной двутавровой балки, и измерительный преобразователь, размещенный на другом конце рычажного элемента и представляющий собой датчик давления с гидравлической силоизмерительной системой, такая схема устройства позволяет расширить диапазон значений измеряемой тяги, применяя при этом датчик давления. Возможность расположения двигателя и измерительного преобразователя относительно оси вращения горизонтально или вертикально в зависимости от требуемой точности определения тяги позволяет избежать погрешностей измерения, которые неизбежно возникают в прототипе в результате дросселирования через зазор. Масштабирование величины измеряемой тяги возможно за счет изменения площади поршня. Поршень с уменьшенной площадью дает увеличение давления для реактивных двигателей с малой тягой. Соответственно, увеличение площади поршня уменьшает давление для двигателей с большой тягой. Влияние массы патрубка на измерение тяги учитывается путем регистрации начального показания датчика давления.The lever element, made in the form of a spring-loaded I-beam, and a measuring transducer located on the other end of the lever element and which is a pressure sensor with a hydraulic force measuring system, this device scheme allows you to expand the range of measured thrust values, using a pressure sensor. The possibility of arranging the engine and the measuring transducer relative to the axis of rotation horizontally or vertically, depending on the required accuracy of determining the thrust, avoids the measurement errors that inevitably arise in the prototype as a result of throttling through the gap. Scaling of the measured thrust is possible due to a change in the piston area. The reduced piston gives an increase in pressure for low thrust jet engines. Accordingly, increasing the piston area reduces pressure for engines with high thrust. The influence of the mass of the nozzle on the draft measurement is taken into account by recording the initial reading of the pressure sensor.
Изменение массы реактивного двигателя в процессе его работы вносит погрешность в измерение тяги, однако, это устраняется, если ось расположить вертикально. В этом случае наличие подводящего патрубка и изменение массы реактивного двигателя при его работе не влияют на показания датчика давления. Для получения необходимой точности измерения необходимо обеспечить вертикальность оси и перпендикулярность опорной поверхности балки к продольной оси реактивного двигателя. Устройство должно быть оттарировано с использованием калиброванных нагрузок.A change in the mass of the jet engine during its operation introduces an error in the measurement of thrust, however, this is eliminated if the axis is placed vertically. In this case, the presence of the inlet pipe and the change in the mass of the jet engine during its operation do not affect the pressure sensor. To obtain the required measurement accuracy, it is necessary to ensure the vertical axis and perpendicularity of the supporting surface of the beam to the longitudinal axis of the jet engine. The device must be calibrated using calibrated loads.
Известно устройство для измерения тяги, наиболее близкое к заявляемому - тягомерное устройство "Техническое описание тягомерного устройства 07-21-0024, предприятие КБ "Южное", г.Днепропетровск, 1970 г.". Устройство содержит рычажную трубу, на одном плече которой вертикально установлен двигатель с соплом, направленным вверх, а на другом размещены грузы, уравновешивающие вес двигателя. Подача рабочего тела осуществляется через упругую и протяженную трубу, соединенную в центре с рычажной трубой. Прототип содержит также средства замера параметров рабочего тела (давления и температуры) на входе в двигатель и средство измерения тяги, к которому относится преобразователь (тензодатчик) линейного перемещения рычажной трубы в момент приложения силы.A device for measuring traction is closest to the claimed one - traction device "Technical description of the traction device 07-21-0024, enterprise KB" South ", Dnepropetrovsk, 1970." The device contains a lever pipe, on one shoulder of which the engine is vertically mounted with a nozzle directed upwards, and on the other weights are placed that balance the weight of the engine. The supply of the working fluid is carried out through an elastic and long pipe connected in the center with a lever pipe. The prototype also contains means for measuring the parameters of the working fluid (pressure and temperature) at the inlet of the engine and a means for measuring traction, which includes a transducer (strain gauge) for linear movement of the lever pipe at the moment of application of force.
Описанному устройству присущи следующие недостатки: из-за сложности изготовления тягомерного устройства на него накладываются дополнительные требования к подводящей торсионной трубе, от которой зависит погрешность измерения, кроме того, устройство имеет ограниченный диапазон измерения тяги.The described device has the following disadvantages: due to the complexity of manufacturing the draft device, additional requirements are imposed on it for the supply torsion tube, on which the measurement error depends, in addition, the device has a limited range of thrust measurement.
Для устранения указанных недостатков, с целью повышения точности измерения тяги и возможности измерения тяги в широких пределах ее изменения при одном и том же датчике давления, предлагается устройство, реализующее предложенный способ.To eliminate these drawbacks, in order to improve the accuracy of measuring traction and the ability to measure traction over a wide range of changes with the same pressure sensor, a device is proposed that implements the proposed method.
Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией устройства для определения тяги реактивного двигателя, которое содержит рычажный элемент, закрепленный в станине с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и выполненный с обеспечением установки на одном его конце реактивного двигателя, а на другом - измерительного преобразователя, при этом оно выполнено с обеспечением установки двигателя вертикально или горизонтально, а так же с возможностью изменения расположения двигателя и измерительного преобразователя относительно оси вращения балки, исходя из условия обеспечения необходимой точности определения тяги, рычажный элемент выполнен в виде подпружиненной двутавровой балки, измерительный преобразователь размещен на другом конце рычажного элемента и представляет собой датчик давления с гидравлической силоизмерительной системой, включающей толкатель, поршень, масляный резервуар, подвижно контактирующий с опорной плитой.The problem is solved by the proposed design of a device for determining the thrust of a jet engine, which contains a lever element mounted in the frame with the possibility of rotation around a horizontal axis and made to ensure installation on one end of the jet engine, and on the other a measuring transducer, while it is made with ensuring the installation of the engine vertically or horizontally, as well as with the possibility of changing the location of the motor and the measuring transducer about the axis of rotation of the beam, based on the conditions for ensuring the necessary accuracy in determining the thrust, the lever element is made in the form of a spring-loaded I-beam, the measuring transducer is located on the other end of the lever element and is a pressure sensor with a hydraulic force measuring system, including a pusher, piston, oil reservoir, movably in contact with the base plate.
Таким образом, заявляемое устройство устраняет следующие недостатки прототипа: за счет выполнения измерительного преобразователя в виде датчика давления с гидравлической силоизмерительной системой не требуется изготовления сложного и дорогостоящего тягомерного устройства за счет возможности перемещения двигателя и измерительного преобразователя относительно оси вращения подпружиненной с обоих концов балки исключается необходимость подбора и размещения груза, необходимого для уравновешивания двигателя, благодаря возможности в заявляемом устройстве размещения двигателя горизонтально, исключается паразитарный расход рабочего вещества, и не накладывается дополнительных требований на подводящий патрубок, который вносил в прототипе большую погрешность измерения.Thus, the claimed device eliminates the following disadvantages of the prototype: due to the implementation of the measuring transducer in the form of a pressure sensor with a hydraulic force measuring system, it is not necessary to manufacture a complex and expensive traction device due to the possibility of moving the motor and the measuring transducer relative to the axis of rotation of the spring-loaded beam from both ends, the need for selection and the placement of the load necessary to balance the engine, due to the possibility of the inventive device for placing the engine horizontally, the parasitic flow of the working substance is eliminated, and no additional requirements are imposed on the inlet pipe, which introduced a large measurement error in the prototype.
Предлагаемый способ реализуется описанным устройством для замера тяги, сущность которого иллюстрируется фиг.1, фиг.2.The proposed method is implemented by the described device for measuring traction, the essence of which is illustrated in figure 1, figure 2.
Способ измерения тяги реактивного двигателя заключается в следующем.A method of measuring thrust of a jet engine is as follows.
Двигатель устанавливают на конец балки 1. На противоположном конце балки 1 размещен толкатель 2, передающий усилие на поршень 3, балка 1 закреплена на оси 4 с двумя подшипниками 5. Поршень 3 через жидкую среду (масло) в резервуаре 6 воздействует на датчик давления, пружина 7 обеспечивает начальное поджатие толкателя к поршню с силой f1, пружина 8 обеспечивает начальное поджатие толкателя к поршню с силой f2, перемещение резервуара ограничено опорной плитой 9, тяга реактивного двигателя пропорциональна давлению масла Р, которое регистрируется датчиком, реактивный двигатель и толкатель могут устанавливаться на разных расстояниях от оси 4 (L1 и L2), что позволяет измерять тягу в широком диапазоне ее изменения. При L1=max и L2=min испытываются двигатели с малой тягой, при L1=min и L2 - с большой. Тяга определяется по формуле:The engine is installed on the end of the beam 1. At the opposite end of the beam 1 there is a pusher 2 that transmits the force to the piston 3, the beam 1 is fixed on the axis 4 with two
R=[SnPL2-L(f1+f2)/2]/L1.R = [S n PL 2 -L (f 1 + f 2 ) / 2] / L 1 .
где Sn - площадь поршня;where S n is the piston area;
L - расстояние между продольными осями пружин 7 и 8;L is the distance between the longitudinal axes of the springs 7 and 8;
L1 - расстояние от оси балки до оси двигателя;L 1 is the distance from the axis of the beam to the axis of the engine;
L2 - расстояние от оси балки до оси датчика.L 2 is the distance from the axis of the beam to the axis of the sensor.
Устройство работает следующим образом: перед запуском РД для обеспечения заданной точности измерения производится натяг пружин 7 и 8. Фиксируется начальное показание датчика давления. После запуска РД усилие через рычажную балку, толкатель и поршень воздействуют на масло в резервуаре, при вертикальном расположении оси подводящий патрубок и масса РД не влияют на точность измерения. По зарегистрированным показаниям датчика давления определяется текущая тяга РД.The device operates as follows: before starting the taxiway, to ensure the specified measurement accuracy, the springs 7 and 8 are tensioned. The initial reading of the pressure sensor is fixed. After starting the taxiway, the force through the lever beam, the pusher and the piston act on the oil in the tank, with a vertical axis, the inlet pipe and the mass of the taxiway do not affect the measurement accuracy. According to the registered readings of the pressure sensor, the current thrust of the taxiway is determined.
Предлагаемый способ определения тяги и устройство для его осуществления реализуемы практически, составные элементы устройства не являются дефицитными. Способ и устройство успешно применяются при отработке реактивных двигателей на этапах научно-технических работ, сдаче изделий в серию, а так же при проверке серийных изделий.The proposed method for determining traction and a device for its implementation are practically feasible, the constituent elements of the device are not scarce. The method and device are successfully used in the development of jet engines at the stages of scientific and technical work, the delivery of products in series, as well as when checking serial products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115379/28A RU2395065C1 (en) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | Method of determination jet engine thrust and device for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115379/28A RU2395065C1 (en) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | Method of determination jet engine thrust and device for realising said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2395065C1 true RU2395065C1 (en) | 2010-07-20 |
Family
ID=42686059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009115379/28A RU2395065C1 (en) | 2009-04-22 | 2009-04-22 | Method of determination jet engine thrust and device for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2395065C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102012292A (en) * | 2010-09-30 | 2011-04-13 | 清华大学 | Device for measuring micro thrust of engine |
CN103900752A (en) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 清华大学 | Range-adjustable device for measuring small pushing force of engine |
CN112356674A (en) * | 2020-09-29 | 2021-02-12 | 东风海博新能源科技有限公司 | Early-stage deformation early-warning method and early-warning system for power battery pack |
-
2009
- 2009-04-22 RU RU2009115379/28A patent/RU2395065C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102012292A (en) * | 2010-09-30 | 2011-04-13 | 清华大学 | Device for measuring micro thrust of engine |
CN102012292B (en) * | 2010-09-30 | 2012-07-25 | 清华大学 | Device for measuring micro thrust of engine |
CN103900752A (en) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 清华大学 | Range-adjustable device for measuring small pushing force of engine |
CN103900752B (en) * | 2014-04-09 | 2017-01-11 | 清华大学 | Range-adjustable device for measuring small pushing force of engine |
CN112356674A (en) * | 2020-09-29 | 2021-02-12 | 东风海博新能源科技有限公司 | Early-stage deformation early-warning method and early-warning system for power battery pack |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101210166B1 (en) | Method and apparatus for automatic load testing using bi-directional testing | |
US20100241387A1 (en) | Prover self testing and validation apparatus | |
CN103196481B (en) | Calibrating device and calibrating method of mine fiber grating sensor | |
RU2395065C1 (en) | Method of determination jet engine thrust and device for realising said method | |
CN202522295U (en) | System for calibrating turbine flow meter under condition of large flow of low-temperature medium | |
CN202002770U (en) | Force sensor calibration and comparison device for engine dynamometer | |
CN104019790A (en) | Measurement device and method for long-time-accumulation deformation of underwater pressure-resistant structure | |
CN113514138B (en) | Truck scale | |
KR20220141715A (en) | Ground settlement measuring apparatus | |
CN114264406A (en) | Self-calibration couple type torque standard machine, self-calibration method and torque testing method thereof | |
CN108007786B (en) | Double-layer pressure chamber and external body change measuring system | |
CN108169454B (en) | Expansive soil expansive force-deformation relation joint tester | |
CN202522369U (en) | Engineering vehicle torque sensor calibration device | |
CN201740615U (en) | High-precision torque measuring device of hydrostatic bearing | |
CN107600465A (en) | A kind of rocket adding amount Weighing device and method | |
CN106644213A (en) | Nozzle baffle plate servo valve prestage hydraulic power test device and method | |
CN111272137B (en) | Testing device for detecting shear deformation of bridge support and application | |
CN110031325A (en) | A kind of pile stress test system and method | |
CN109141904A (en) | A kind of six square phase test bay | |
CN211855641U (en) | Expansion pressure and expansion volume integrated testing device for expansion material | |
CN211855297U (en) | Settlement measuring device based on fiber bragg grating | |
CN112964225A (en) | Sedimentation detection system with leveling function and leveling method thereof | |
Zhou et al. | A new kind of FBG-based soil-pressure sensor | |
CN211234885U (en) | Highway bridge structure safety parameter measuring equipment | |
CN114233720B (en) | Hydraulic cylinder thrust measuring device and measuring method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110530 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170423 |