利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明為航天推進領域內(nèi)試驗裝置，具體涉及一種對火箭發(fā)動機復合材料可延伸噴管的延伸機構進行功能和載荷實驗的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]碳纖維增強陶瓷基復合材料(簡稱C-C復合材料)具有密度小、比強度高、耐高溫、抗燒蝕等優(yōu)點，是火箭發(fā)動機噴管的理想材料。當前美國的RL10B-2、歐洲的Vinci發(fā)動機，都采用了大面積比的C-C復合材料可延伸噴管，噴管面積比高達200以上。在研制可延伸噴管時，需要對延伸機構進行各種功能和載荷試驗，以檢驗延伸結構設計的可行性、考核延伸結構的可靠性和動作的準確性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其能夠在各種狀態(tài)下對延伸機構進行試驗和考核。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案:一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，該裝置包括試驗裝置底座，在試驗裝置底座上方固定中心支撐筒，模擬固定噴管套在中心支撐筒外；中心支撐筒上方固定模擬推力室；模擬推力室上方固定滑輪支撐架；滑輪支撐架外端間隔設置3個滑輪；每個滑輪均帶有I條鋼索，鋼索的兩端垂直向下，一端連接重錘，另一端連接模擬延伸噴管；模擬延伸噴管套在模擬固定噴管外；所述的每個重錘上設有外配重塊；所述的模擬延伸噴管上、與鋼索連接位置處設有內(nèi)配重塊；所述的延伸機構設置在模擬推力室外，包括若干個支撐桿、滾珠絲杠和延伸機構動力部分；通過延伸機構動力部分驅(qū)動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動帶動與模擬延伸噴管連接的若干個支撐件上下運動，從而實現(xiàn)模擬延伸噴管沿模擬固定噴管和中心支撐筒外圍上下運動；通過鋼索和滑輪使重錘的重力方向變成延伸機構的阻力。
[0005]如上所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其所述的模擬固定噴管結構僅包括出口段，并帶有鎖緊機構；所述的模擬延伸噴管結構僅包括入口段，并帶有與上述鎖緊機構連接的鎖緊凸沿部分。
[0006]如上所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其所述的模擬延伸噴管的重量與真實的C-C復合材料延伸噴管相等。
[0007]如上所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其通過外配重塊和內(nèi)配重塊內(nèi)外配合，可實現(xiàn)失重、超重狀態(tài)、額定狀態(tài)和偏載狀態(tài)的展開試驗。
[0008]如上所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，當不使用外配重塊和內(nèi)配重塊時，可進行延伸機構額定狀態(tài)展開試驗；當外配重塊的重量與模擬延伸噴管重量相等時，可進行失重狀態(tài)下的展開試驗；當增加較多外配重塊時，可進行大阻力狀態(tài)下的展開試驗；當只使用內(nèi)配重塊時，可進行超重狀態(tài)的展開試驗；當外配重塊和內(nèi)配重塊質(zhì)量相等，重力互相抵消時，可進行延伸機構超載試驗；當三個方向上使用的配重塊質(zhì)量相差較大時，可進行偏載狀態(tài)下的展開試驗。
[0009]本發(fā)明的效果在于:
[0010]本發(fā)明所述的利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其在試驗中使用模擬件來代替真實的發(fā)動機推力室和噴管產(chǎn)品，只保留與真實產(chǎn)品一致的接口和鎖緊機構，裝配真實的延伸機構進行試驗；本發(fā)明通過滑輪、鋼索、重錘的組合，使得重錘的重力方向變成延伸機構展開的阻力。通過內(nèi)外配重塊的不同組合，可以實現(xiàn)失重、超重狀態(tài)、額定狀態(tài)和偏載狀態(tài)的展開試驗。
[0011]本發(fā)明所述的利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置已經(jīng)通過試驗獲得了延伸機構在失重、額定載荷、200%不均勻載荷、150%超載等狀態(tài)下的展開時間、速度等性能數(shù)據(jù)，其中不同狀態(tài)下的展開時間均< 10s，展開時間誤差< 0.8s，有效驗證了延伸結構的設計和可靠性。經(jīng)驗證表明本發(fā)明裝置設計合理，使用方便、結構可靠、功能齊全，完全滿足延伸機構考核試驗的要求。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置示意圖；
[0013]圖中:1.滑輪支撐架；2.滑輪(3個)；3.鋼索；4.中心支撐筒；5.內(nèi)配重塊；6.重錘；7.外配重塊；8.試驗裝置底座；9.模擬固定噴管；10.滾珠絲桿；11.模擬延伸噴管；12.模擬推力室；13.延伸機構動力部分；14.支撐桿。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置作進一步描述。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其包括試驗裝置底座8，在試驗裝置底座8上方固定中心支撐筒4，模擬固定噴管9套在中心支撐筒4外；中心支撐筒4上方固定模擬推力室12 ;模擬推力室12上方固定滑輪支撐架I ;
[0016]滑輪支撐架I外端間隔設置3個滑輪2 ;每個滑輪均帶有I條鋼索3，鋼索3的兩端垂直向下，一端連接重錘6，另一端連接模擬延伸噴管11 ;模擬延伸噴管11套在模擬固定噴管9外；所述的每個重錘6上設有外配重塊7 ;所述的模擬延伸噴管11上、與鋼索3連接位置處設有內(nèi)配重塊5。
[0017]所述的延伸機構設置在模擬推力室12外，包括若干個支撐桿14、滾珠絲杠10和延伸機構動力部分13(例如:驅(qū)動電機);通過延伸機構動力部分13驅(qū)動滾珠絲杠10轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠10的轉(zhuǎn)動帶動與模擬延伸噴管11連接的若干個支撐件14上下運動，從而實現(xiàn)模擬延伸噴管11沿模擬固定噴管9和中心支撐筒4外圍上下運動；通過鋼索3和滑輪使重錘6的重力方向變成延伸機構的阻力。
[0018]所述的模擬固定噴管9結構僅包括出口段，并帶有鎖緊機構；所述的模擬延伸噴管10結構僅包括入口段，并帶有與上述鎖緊機構連接的鎖緊凸沿部分。
[0019]所述的模擬延伸噴管10的重量與真實的C-C復合材料延伸噴管相等。
[0020]本發(fā)明中通過外配重塊7和內(nèi)配重塊5內(nèi)外配合，可實現(xiàn)失重、超重狀態(tài)、額定狀態(tài)和偏載狀態(tài)的展開試驗；
[0021]當不使用外配重塊7和內(nèi)配重塊5時，可進行延伸機構額定狀態(tài)展開試驗；
[0022]當外配重塊7的重量與模擬延伸噴管10重量相等時，可進行失重狀態(tài)下的展開試驗；
[0023]當增加較多外配重塊7時，可進行大阻力狀態(tài)下的展開試驗；
[0024]當只使用內(nèi)配重塊5時，可進行超重狀態(tài)的展開試驗；
[0025]當外配重塊7和內(nèi)配重塊5質(zhì)量相等，重力互相抵消時，可進行延伸機構超載試驗；當三個方向上使用的配重塊質(zhì)量相差較大時，可進行偏載狀態(tài)下的展開試驗。
[0026]本發(fā)明中延伸機構功能和載荷試驗裝置的主要目的是考核延伸機構的展開、鎖緊技術，因此試驗中可以不使用真實的發(fā)動機推力室和噴管產(chǎn)品，而使用模擬件代替。裝置中，設計了模擬推力室12、模擬固定噴管9和延伸噴管10。這些模擬件的接口尺寸、鎖緊機構和真實的產(chǎn)品一致，能夠代替真實產(chǎn)品考核延伸機構的展開和鎖緊技術。其中，模擬固定噴管9只取出口段安裝有鎖緊機構的部分，模擬延伸噴管10只取入口段加工有鎖緊凸沿的部分。為了滿足額定狀態(tài)下的展開試驗，模擬延伸噴管10的重量與真實的C-C復合材料延伸噴管相等。同時，模擬延伸噴管10邊緣設計得較寬，以滿足內(nèi)配重塊5安裝的需要。通過這些不同狀態(tài)或極限狀態(tài)下的試驗，可以有效地考核延伸機構的結構和動作可靠性。
[0027]本發(fā)明試驗裝置，具有結構簡單可靠、占地面積小、可進行多種不同狀態(tài)、不同載荷下的展開試驗等優(yōu)點。
【主權項】
1.一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其特征在于:該裝置包括試驗裝置底座(8)，在試驗裝置底座(8)上方固定中心支撐筒(4)，模擬固定噴管(9)套在中心支撐筒(4)外；中心支撐筒(4)上方固定模擬推力室(12);模擬推力室(12)上方固定滑輪支撐架(I); 滑輪支撐架(I)外端間隔設置3個滑輪(2);每個滑輪均帶有I條鋼索(3)，鋼索(3)的兩端垂直向下，一端連接重錘￠)，另一端連接模擬延伸噴管(11);模擬延伸噴管(11)套在模擬固定噴管(9)外；所述的每個重錘(6)上設有外配重塊(7);所述的模擬延伸噴管(11)上、與鋼索(3)連接位置處設有內(nèi)配重塊(5); 所述的延伸機構設置在模擬推力室(12)外，包括若干個支撐桿(14)、滾珠絲杠(10)和延伸機構動力部分(13);通過延伸機構動力部分(13)驅(qū)動滾珠絲杠(10)轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠(10)的轉(zhuǎn)動帶動與模擬延伸噴管(11)連接的若干個支撐件(14)上下運動，從而實現(xiàn)模擬延伸噴管(11)沿模擬固定噴管(9)和中心支撐筒(4)外圍上下運動；通過鋼索(3)和滑輪使重錘(6)的重力方向變成延伸機構的阻力。2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其特征在于:所述的模擬固定噴管(9)結構僅包括出口段，并帶有鎖緊機構；所述的模擬延伸噴管(10)結構僅包括入口段，并帶有與上述鎖緊機構連接的鎖緊凸沿部分。3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其特征在于:所述的模擬延伸噴管(10)的重量與真實的C-C復合材料延伸噴管相等。4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其特征在于:通過外配重塊(7)和內(nèi)配重塊(5)內(nèi)外配合，可實現(xiàn)失重、超重狀態(tài)、額定狀態(tài)和偏載狀態(tài)的展開試驗。5.根據(jù)權利要求1所述的一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，其特征在于:當不使用外配重塊(7)和內(nèi)配重塊(5)時，可進行延伸機構額定狀態(tài)展開試驗；當外配重塊(7)的重量與模擬延伸噴管(10)重量相等時，可進行失重狀態(tài)下的展開試驗；當增加較多外配重塊(7)時，可進行大阻力狀態(tài)下的展開試驗；當只使用內(nèi)配重塊(5)時，可進行超重狀態(tài)的展開試驗；當外配重塊(7)和內(nèi)配重塊(5)質(zhì)量相等，重力互相抵消時，可進行延伸機構超載試驗；當三個方向上使用的配重塊質(zhì)量相差較大時，可進行偏載狀態(tài)下的展開試驗。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種利用滑輪和重錘實現(xiàn)延伸機構功能和載荷試驗的裝置，該裝置在試驗裝置底座上方固定中心支撐筒，模擬固定噴管套在中心支撐筒外；中心支撐筒上方固定模擬推力室；模擬推力室上方固定滑輪支撐架；滑輪支撐架外端間隔設置3個滑輪；每個滑輪均帶有1條鋼索，鋼索的兩端垂直向下，一端連接重錘，另一端連接模擬延伸噴管；模擬延伸噴管套在模擬固定噴管外；所述的延伸機構設置在模擬推力室外，包括若干個支撐桿、滾珠絲杠和延伸機構動力部分。本發(fā)明通過滑輪、鋼索、重錘的組合，使得重錘的重力方向變成延伸機構展開的阻力。通過內(nèi)外配重塊的不同組合，可以實現(xiàn)失重、超重狀態(tài)、額定狀態(tài)和偏載狀態(tài)的展開試驗。
【IPC分類】G01M13/00
【公開號】CN105067232
【申請?zhí)枴緾N201510411812
【發(fā)明人】袁宇, 謝恒 , 王曉麗, 劉文濤, 陳照波, 陳旭揚, 冉治通, 楊繼東, 周偉, 宣智超, 盧明
【申請人】北京航天動力研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月14日