应用载荷识别技术的火箭发动机推力偏心试验装置研究_孔炜

应用载荷识别技术的火箭发动机推力偏心试验装置研究孔　炜　　陈国光　　王志军(华北工学院　　太原市030051)〔摘要〕　推导了火箭发动机推力载荷识别的基本关系式,介绍了应用载荷识别技术的火箭发动机推力偏心测试系统,研究了用载荷识别方法提高推力偏心测试精度的途径,在此基础上,进行了火箭发动机推力偏心载荷识别,获得了一些有益的结论。〔叙词〕　火箭发动机　推力控制　试验设备　测试技术　计算方法1　引　言　　火箭发动机推力偏心是影响火箭密集度的主要因素之一,对于火箭的起始扰动,推力偏心也是一个重要的影响因素。目前国内外正在对火箭的弹道修正技术进行研究,而发动机的推力偏心对弹道修正有着重要的影响。准确地测出火箭发动机的推力偏心,对研究推力偏心对火箭起始扰动的影响,从而提高火箭密集度有着重要的意义。目前国内外在火箭推力偏心测试技术中均采用六分力台架测试装置,但是在实际应用中,由于测试时试验装置的振动,使得测分力曲线发生振荡,有时导致无法进行数据处理。对此问题,国内外有关科研人员采用了多种方法来处理,有的采用阻尼器,安置在测力传感器与激励之间,但是存在阻尼大小不好控制的问题；有的在测试系统中加装滤波电路来消除测试曲线的振荡,但是使测试曲线严重失真,失去了应有的意义。所有这些办法都是将火箭推力偏心测试装置当作静态系统来直接测定载荷,即直接测定发动机推力载荷本身来确定载荷的大小和作用规律。本文采用试验模态分析理论和载荷识别方法,通过试验获得了测试装置动态特性,用推力偏心测试得到的响应数据反求火箭发动机推力载荷,得到了令人满意的结果,经分析得到一些提高推力偏心测试精度的有价值的结论。2　载荷识别基本原理　　载荷识别技术,是指在已知系统动态特性的基础上,通过对结构系统的载荷测量,识别出结构系统在实际工作状态下的作用力。对于一个n自由度线性定常振动系统,其结构的运动微分方程一般为[M]{¨X(t)}+[C]{﹒X(t)}+[K]{X(t)}={f(t)}式中[M]———质量矩阵,为正定及对称的n阶方阵；[C]———n阶阻尼对称方阵；[K]———n阶刚度对称方阵,为正定或半正定；{X(t)},{﹒X(t)},{¨X(t)}———各离散质量的n维位移、速度、加速度向量。在初始条件为零时,对上式进行拉普拉斯变换,得·40·弹箭与制导学报　　　　　　　　　　　　　　　1996年DOI:10.15