一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)，包括氣源（1）、電磁閥（4）、電爆閥（5）、過濾器（6）、拉法爾噴嘴（12）、滑動(dòng)導(dǎo)軌（7）、第一壓力傳感器（2），第二壓力傳感器（8）、第一溫度傳感器（3），第二溫度傳感器（9）、噴嘴推力測量傳感器（11）、數(shù)據(jù)采集設(shè)備（14）和遠(yuǎn)程控制器（13）；所述的噴嘴推力測量傳感器（11）的一端安裝在固定支架（10）上，另一端安裝在拉法爾噴嘴（12）上或者安裝在與拉法爾噴嘴（12）連接的管路上，所述的過濾器（6）與拉法爾噴嘴（12）之間的管路穿過固定支架（10）的中心，并與所述的固定支架（10）無接觸。本發(fā)明可以在噴嘴產(chǎn)生推力的瞬間就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，測量精度較高。
【專利說明】一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噴嘴推力測量系統(tǒng)，特別是一種高精度瞬態(tài)噴嘴推力測量系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]噴嘴推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，在宇航員空間機(jī)動(dòng)行走、航天器空間維修等航天活動(dòng)中獲得了廣泛使用，推進(jìn)系統(tǒng)的推力是其關(guān)鍵性指標(biāo)，為獲得準(zhǔn)確的推力數(shù)據(jù)，必須通過地面試驗(yàn)來加以測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高精度瞬態(tài)噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0005]一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)，包括氣源、電磁閥、電爆閥、過濾器、拉法爾噴嘴、滑動(dòng)導(dǎo)軌、第一壓力傳感器，第二壓力傳感器、第一溫度傳感器，第二溫度傳感器、噴嘴推力測量傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和遠(yuǎn)程控制器；氣源的出口與電磁閥的入口通過管路連通，電磁閥的出口與電爆閥的入口通過管路連通，電爆閥的出口與過濾器的入口通過管路連通，過濾器的出口與拉法爾噴嘴的入口通過管路連通，拉法爾噴嘴的出口直接排空；電磁閥的控制端和電爆閥的控制端與遠(yuǎn)程控制器通過電纜連接；所述的氣源與電磁閥之間的管路設(shè)有第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，用于測量氣源輸出氣體的壓力和溫度；所述的第一壓力傳感器和第一溫度傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過電纜相連；所述的過濾器與拉法爾噴嘴之間的管路上設(shè)有第二壓力傳感器和第二溫度傳感器，用于測量噴嘴入口氣體的壓力和溫度；所述的第二壓力傳感器和第二溫度傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過電纜連接；所述的噴嘴推力測量傳感器的一端安裝在固定支架上，另一端安裝在拉法爾噴嘴上或者安裝在與拉法爾噴嘴連接的管道上，所述的過濾器與拉法爾噴嘴之間的管路穿過固定支架的中心，并與所述的固定支架無接觸；所述的噴嘴推力測量傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過電纜連接；所述的遠(yuǎn)程控制器與數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過電纜連接。
[0006]所述的氣源與過濾器之間的管路全部放置在滑動(dòng)支架上，所述滑動(dòng)支架安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌上。
[0007]所述的氣源與拉法爾噴嘴之間的管路全部放置在滑動(dòng)支架上，所述滑動(dòng)支架安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌上。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0009]本發(fā)明的噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)包括氣源、電磁閥、電爆閥、過濾器、拉法爾噴嘴、滑動(dòng)導(dǎo)軌、第一壓力傳感器，第二壓力傳感器、第一溫度傳感器，第二溫度傳感器、噴嘴推力測量傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和遠(yuǎn)程控制器。本發(fā)明充分考慮了管路系統(tǒng)與周圍的摩擦和數(shù)據(jù)采集過程中可能存在的時(shí)間延遲等問題，實(shí)現(xiàn)了推力測量的高精度和實(shí)時(shí)測量，且實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，安全性很高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)組成示意圖。
[0011]圖2為固定支架、噴嘴推力測量傳感器、連接管路和噴嘴連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
[0013]為精確測量由拉法爾噴嘴產(chǎn)生的推力，本發(fā)明通過作用力與反作用力的原理設(shè)計(jì)噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明的噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)包括氣源1、電磁閥4、電爆閥5、過濾器6、拉法爾噴嘴12、滑動(dòng)導(dǎo)軌7、第一壓力傳感器2,第二壓力傳感器8、第一溫度傳感器3,第二溫度傳感器9、噴嘴推力測量傳感器11、數(shù)據(jù)采集設(shè)備14和遠(yuǎn)程控制器13。氣源I與電磁閥4的一端通過管路連接，在兩者之間的管路上設(shè)置第一壓力傳感器2和第一溫度傳感器3，用于測量氣源輸出氣體的壓力和溫度。電磁閥4的出口端與電爆閥5的入口端通過管路連接、電爆閥5的出口端和過濾器6的一端通過管路連接。如圖2所示，與過濾器6的另一端連接的管路16穿過固定支架和噴嘴推力測量傳感器11的中心連接拉法爾噴嘴12，噴嘴推力測量傳感器11的一端固定在固定支架10上，另一端固定在拉法爾噴嘴12上或者安裝在與拉法爾噴嘴12連接的管路16上。在過濾器6與拉法爾噴嘴12之間的管路16上設(shè)置第二壓力傳感器8、第二溫度傳感器9，用于測量噴嘴噴出氣體的壓力和溫度。遠(yuǎn)程控制器13通過電纜分別與電磁閥4、電爆閥5、數(shù)據(jù)采集設(shè)備14相連。數(shù)據(jù)采集設(shè)備14通過電纜分別與第一壓力傳感器2和第一溫度傳感器3、噴嘴推力測量傳感器11、第二壓力傳感器8、第二溫度傳感器9相連。
[0015]本發(fā)明的工作原理:噴嘴12工作時(shí)噴出氣體的反用力使得噴嘴或者與噴嘴相連接的管路相對固定支架產(chǎn)生微小位移，由所述噴嘴推力測量傳感器感受微小位移轉(zhuǎn)換成電信號并在數(shù)據(jù)采集設(shè)備14上顯示出推力值。本發(fā)明以電爆閥5作為整個(gè)系統(tǒng)工作的開關(guān)，電爆閥5打開，噴嘴產(chǎn)生推力，由噴嘴推力測量傳感器11進(jìn)行測量，由數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過第一壓力傳感器2、第一溫度傳感器3、第二壓力傳感器8和第二溫度傳感器9實(shí)時(shí)測量采集整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)中的壓力和溫度值，并記錄噴嘴推力測量傳感器11測量的推力數(shù)據(jù)。氣源至噴嘴之間的管路全部安裝在滑動(dòng)支架上，也可以將氣源至過濾器之間的管路安裝在滑動(dòng)支架上；滑動(dòng)支架固定在滑動(dòng)導(dǎo)軌上，能夠?qū)⒐苈放c周圍之間的摩擦力最大限度減小，噴嘴推力測量傳感器11安裝在固定支架10上，通過將微小變形量轉(zhuǎn)換成電信號的方式測量噴嘴推力值。
[0016]本發(fā)明的噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)的工作過程如下:
[0017]使用時(shí)啟動(dòng)遠(yuǎn)程控制器13，并通過遠(yuǎn)程控制器13啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備14 ；
[0018]打開氣源I向管路中充氣，通過第一壓力傳感器2和第二溫度傳感器3測量氣源輸出的氣體壓力和溫度并輸入至數(shù)據(jù)采集設(shè)備，當(dāng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的氣體壓力和溫度到達(dá)目標(biāo)值時(shí)，通過遠(yuǎn)程控制器13開啟電磁閥4 ;
[0019]上述操作確認(rèn)無誤后，由遠(yuǎn)程控制器13同時(shí)啟動(dòng)電爆閥5 ；
[0020]由數(shù)據(jù)采集設(shè)備14進(jìn)行噴嘴推力測量傳感器11、第二壓力傳感器8和第二溫度傳感器9的數(shù)據(jù)采集；[0021]待達(dá)到試驗(yàn)所要求的時(shí)間后，由遠(yuǎn)程控制器13關(guān)閉電磁閥4 ；
[0022]關(guān)閉氣源1，排空管路內(nèi)剩余氣體，關(guān)閉數(shù)據(jù)采集設(shè)備14和遠(yuǎn)程控制器13 ；
[0023]查看數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的噴嘴推力測量傳感器11數(shù)據(jù)，第二壓力傳感器8和第二溫度傳感器9的數(shù)據(jù)；當(dāng)?shù)诙毫鞲衅?和第二溫度傳感器9的數(shù)據(jù)滿足噴嘴噴出氣體壓力和溫度要求的時(shí)刻，作為噴嘴正常工作的時(shí)刻，并獲得從噴嘴正常工作時(shí)刻開始噴嘴推力隨時(shí)間變化曲線。
[0024]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【權(quán)利要求】
1.一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括氣源(I)、電磁閥(4)、電爆閥(5)、過濾器(6)、拉法爾噴嘴(12)、滑動(dòng)導(dǎo)軌(7)、第一壓力傳感器(2)，第二壓力傳感器(8)、第一溫度傳感器(3)，第二溫度傳感器(9)、噴嘴推力測量傳感器(11)、數(shù)據(jù)采集設(shè)備(14)和遠(yuǎn)程控制器(13);氣源(I)的出口與電磁閥(4)的入口通過管路連通，電磁閥(4)的出口與電爆閥(5)的入口通過管路連通，電爆閥(5)的出口與過濾器(6)的入口通過管路連通，過濾器(6)的出口與拉法爾噴嘴(12)的入口通過管路連通，拉法爾噴嘴(12)的出口直接排空；電磁閥(4)的控制端和電爆閥(5)的控制端與遠(yuǎn)程控制器(13)通過電纜連接；所述的氣源(I)與電磁閥(4)之間的管路設(shè)有第一壓力傳感器(2)和第一溫度傳感器(3)，用于測量氣源輸出氣體的壓力和溫度；所述的第一壓力傳感器(2)和第一溫度傳感器(3)的輸出端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備(14)通過電纜相連；所述的過濾器(4)與拉法爾噴嘴(12)之間的管路上設(shè)有第二壓力傳感器(8)和第二溫度傳感器(9)，用于測量噴嘴入口氣體的壓力和溫度；所述的第二壓力傳感器(8)和第二溫度傳感器(9)的輸出端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備(14)通過電纜連接；所述的噴嘴推力測量傳感器(11)的一端安裝在固定支架(10)上，另一端安裝在拉法爾噴嘴(12)上或者安裝在與拉法爾噴嘴(12)連接的管路上，所述的過濾器(4)與拉法爾噴嘴(12)之間的管路穿過固定支架(10)的中心，并與所述的固定支架(10)無接觸；所述的噴嘴推力測量傳感器(11)的輸出端與數(shù)據(jù)采集設(shè)備(14)通過電纜連接；所述的遠(yuǎn)程控制器(13)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備(14)通過電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣源(I)與過濾器(6)之間的管路全部放置在滑動(dòng)支架(7)上，所述滑動(dòng)支架(7)安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴嘴推力測量試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣源(I)與拉法爾噴嘴(12)之間的管路全部放置在滑動(dòng)支架(7)上，所述滑動(dòng)支架(7)安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌上。
【文檔編號】G01L5/00GK103674379SQ201310577143
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】曹文利, 趙濤, 張?zhí)K力, 岳婷, 周炎, 趙春宇, 王曉光 申請人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院