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多维复合喷管装置单元推力解算方法

多维复合喷管装置单元推力解算方法

IPC分类号 : G01L23/00

申请号
CN201710627450.7
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2017-07-28
  • 公开号: 107421684A
  • 公开日: 2017-12-01
  • 主分类号: G01L23/00
  • 专利权人: 大连理工大学

专利摘要

本发明属于传感测控技术领域,尤其是在航空航天中针对推力发生装置开展力学性能研究,多维复合喷管装置单元推力解算方法,具体为一种多维复合喷管装置在复合点火条件下进行单元力解算。首先,根据多维复合喷管装置所需要的运动方式,多维复合喷管装置上的喷管单元点火。点火后由测量装置检测出多维复合喷管装置上所受的合力与合力矩,然后结合上述方法,列出合力平衡方程与合力矩平衡方程,解算出参与点火的每一个喷管单元的推力,从而得到每一个喷管单元的推力输出性能曲线,实现对每一个喷管单元的标定与评估。

权利要求

1.一种多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,步骤如下:

六维力测试平台:传感器(3)安装于底座(2)与上盖板(4)之间,通过双头螺柱(7)连接;圆柱销(13)通过底座(2)上的销孔(6),六维力测试平台在多维复合喷管装置测试台架(12)上完成定位,并通过螺钉(11)穿过底座(2)上的螺纹孔(1)实现固定;六维力测试平台的上盖板(4)通过圆锥销(14)穿过销孔(8),实现与转接法兰(10)的定位,并通过连接螺栓实现固定;设六维力测试平台中心为原点O,底座(2)所在的平面为x、z轴方向,垂直于底座(2)的方向为y轴方向;多维复合喷管装置定位安装在转接法兰(10)上,确保多维复合喷管装置的中轴线与原点O重合;

喷管点火时,多维复合喷管装置产生2个方向的力和3个方向的力矩;

滚转力矩:

Mgz=Σk=1h(Σi=1mFxi-Σj=1nFxj+Σt=1nFzt-Σw=1mFzw)·lk---(1)

其中:m为2、5卦限点火喷管的个数;n为第1、6卦限点火喷管的个数;h为多维复合喷管装置参与点火的喷管层数;Fxi为第2、5卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力;Fxj为第1、6卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力;Fzt为第1、6卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力;Fzw为第2、5卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力;lk为参与点火喷管中心线与y轴之间距离;

偏航力矩:

Mpz=Σk=1h(Σa=1pFza-Σb=1qFzb)·ak---(2)

其中:h为多维复合喷管装置参与点火的喷管层数;p为1、2卦限点火喷管个数;q为5、6卦限点火喷管个数;Fza为1、2卦限点火喷管产生的推力在z向的分力;Fzb为5、6卦限点火喷管产生的推力在z向的推力;ak为参与点火喷管中心线与多维喷管复合装置中心的距离;

俯仰力矩:

Mfz=Σk=1h(Σc=1rFxc-Σd=1sFxd)·ak---(3)

其中:h为多维复合喷管装置参与点火的喷管层数;r为1、5卦限参与点火喷管个数;s为2、6卦限参与点火喷管个数;Fxc为第1、5卦限参与点火喷管产生的推力在x方向的分力;Fxd为第2、6卦限参与点火喷管产生的推力在x方向的推力;ak为参与点火喷管的中心线与多维喷管复合装置中心的距离;

升力:

Fsz=Σc=1rFxc-Σd=1sFxd---(4)

其中:r为1、5卦限参与点火的喷管个数;s为2、6卦限参与点火的喷管个数;Fxc为1、5卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力;Fxd为2、6卦限参与点火喷管产生的推力在x向的分力;

侧向力:

Fcz=Σa=1pFza-Σb=1qFzb---(5)

其中:p为1、2卦限参与点火的喷管个数;q为5、6卦限参与点火的喷管个数;Fza为1、2卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力;Fzb为5、6卦限参与点火喷管产生的推力在z向的分力;

喷管点火时,由测力装置测得的滚转力矩为:

Mgc=(Fx1-Fx2-Fx3+Fx4)·d+(Fz1+Fz2-Fz3-Fz4)·d---(6)

其中:Fx1、Fx2、Fx3、Fx4为1、2、3、4号传感器测得的x向分力;Fz1、Fz2、Fz3、Fz4为1、2、3、4号传感器测得的z向分力;d传感器与坐标轴之间距离;

测力装置测得的偏航力矩为:

Mpc=(-Fy1+Fy2+Fy3-Fy4)·b---(7)

其中:Fy1、Fy2、Fy3、Fy4为1、2、3、4号传感器测得的y向分力;b为传感器与多维喷管复合装置中心之间距离;

测力装置测得的俯仰力矩为:

Mfc=(-Fy1-Fy2+Fy3+Fy4)·b---(8)

其中:Fy1、Fy2、Fy3、Fy4为1、2、3、4号传感器测得的y向分力;b为传感器与多维喷管复合装置中心之间距离;

测力装置测得的升力为:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(9)

其中:Fxi为传感器测得的x向分力;

测力装置测得的侧向力为:

Fcc=Fz=Σi=14Fzi---(10)

其中:Fzi为传感器测得的z向分力;

由公式(1)~(10),解算出当喷管点火时多维复合喷管装置所产生的力和力矩,同时也解算出参与点火的单个喷管单元所产生的推力,得到每个喷管的推力输出性能曲线。

2.根据权利要求1所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,任意层喷管单元工作层产生正滚转力矩

正滚转力矩:

Mgz=(F16+F19)·l---(11)

升力:

Fsc=F16+F19---(12)

俯仰力矩:

Mfz=(F16-F19)·a---(13)

六维力测试平台测得的正滚转力矩:

Mgc=(Fx1-Fx2-Fx3+Fx4)·d+(Fz1+Fz2-Fz3-Fz4)·d---(14) 2

六维力测试平台测得的升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(15)

六维力测试平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(-Fy1-Fy2+Fy3+Fy4)·b---(16)

联立方程(11)~(16),解算出第二喷管(16)的推力:

F16=Fsc2+Mfc2a---(1-1)

第五喷管(19)的推力:

F19=Fsc2-Mfc2a---(1-2).

3.根据权利要求2所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,任意层喷管单元工作层产生负滚转力矩

负滚转力矩:

Mgz=(F15+F18)·l---(17)

升力:

Fsz=F15+F18---(18)

俯仰力矩:

Mfz=(F15-F18)·a---(19)

六维力测试平台测得的负滚转力矩:

Mgc=(-Fx1+Fx2+Fx3-Fx4)·d+(-Fz1-Fz2+Fz3+Fz4)·d---(20)

六维力测试平台测得的升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(21)

六维力侧力平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(-Fz1-Fz2+Fx3+Fx4)·b---(22)

联立方程(17)~(22),解算出第一喷管(15)的推力:

F15=Fsc2+Mfc2a---(1-3)

第四喷管(18)的推力:

F18=Fsc2-Mfc2a---(1-4).

4.根据权利要求3所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,任意层喷管工作层产生正升力

滚转力矩:

Mgz=(-F15+F16)·l---(23)

俯仰力矩:

Mfz=(F15+F16)·a---(24)

正升力:

Fsz=F15+F16---(25)

六维力测试平台测得的滚转力矩:

Mgc=(Fx1-Fx2-Fx3+Fx4)·d+(Fz1+Fz2-Fz3-Fz4)·d---(26)

六维力测力平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(-Fy1-Fy2+Fy3+Fy4)·b---(27)

六维力测试平台测得的正升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(28)

同理,联立方程(23)~(28)解算出第一喷管(15)的推力:

F15=Fsc2-Mgc2l---(1-5)

第二喷管(16)的推力:

F16=Fsc2+Mgc2l---(1-6).

5.根据权利要求4所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,任意层喷管工作层产生负升力

滚转力矩:

Mgz=(-F18+F19)·l---(29)

俯仰力矩:

Mfz=(-F18-F19)·a---(30)

负升力:

Fsz=F18+F19---(31)

六维力测试平台测得的滚转力矩:

Mgc=(Fx1-Fx2-Fx3+Fx4)·d+(Fz1+Fz2-Fz3-Fz4)·d---(32)

六维力测力平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(Fyi+Fy2-Fy3-Fy4)·b---(33)

六维力测试平台测得的负升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(34)

联立方程(29)~(34),解算出第四喷管(18)的推力:

F18=Fsc2-Mgc2l---(1-7)

第五喷管(19)的推力:

F18=Fsc2+Mgc2l---(1-8). 4

6.根据权利要求5所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,任意层喷管工作层产生正滚转力矩和正升力

正滚转力矩:

Mgz=(-F15+F16+F19)·l---(35)

俯仰力矩:

Mfz=(F15+F16-F19)·a---(36)

正升力:

Fsz=F15+F16+F19---(37)

六维力测试平台测得的滚转力矩:

Mgc=(Fx1-Fx2-Fx3+Fx4)·d+(Fz1+Fz2-Fz3-Fz4)·d---(38)

六维力测试平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(-Fy1-Fy2+Fy3+Fy4)·b---(39)

六维力测试平台测得的升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(40)

同理,联立方程(35)~(40),解算出第一喷管(15)的推力:

F15=Fsc2-Mgc2l---(1-9)

第二喷管(16)的推力:

F16=Mfc2a+Mgc2l---(1-10)

第五喷管(19)的推力:

F19=Fsc2-Mfc2a---(1-11).

7.根据权利要求6所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,任意层喷管工作层产生负滚转力矩和负升力

负滚转力矩:

Mgz=(-F15-F18+F19)·l---(41)

负升力:

Fsz=F15+F18+F19---(42)

俯仰力矩:

Mfz=(F15-F18-F19)·a---(43)

六维力测试平台测得的负滚转力矩:

Mgc=(-Fx1+Fx2+Fx3-Fx4)·d+(-Fz1-Fz2+Fz3+Fz4)·d---(44)

六维力测试平台测得的负升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(45) 5

六维力测试平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(Fy1+Fy2-Fy3-Fy4)·c---(46)

同理,联立方程(41)~(46),解算出第一喷管(15)的推力:

F15=Fsz2+Mfz2a---(1-12)

第四喷管(18)的推力:

F18=-Mfz2a-Mgz2l---(1-13)

第五喷管(19)的推力:

F19=Fsz2+Mgz2l---(1-14).

8.根据权利要求7所述的多维复合喷管装置单元推力解算方法,其特征在于,6台喷管工作层产生正滚转力矩、正升力和正侧向力

正滚转力矩:

Mgz=(-F15+F16+F19)·l---(47)

俯仰力矩:

Mfz=(F15+F16-F19)·a---(48)

偏航力矩:

Mpz=F20·a---(49)

升力:

Fsz=F15+F16-F19---(50)

正侧向力:

Fcz=F20---(51)

六维力测试平台测得的滚转力矩:

Mgc=(Fx1-Fx2-Fx3+Fx4)·d+(Fz1+Fz2-Fz3-Fz4)·d---(52)

六维力测试平台测得的俯仰力矩:

Mfc=(-Fy1-Fy2+Fy3+Fy4)·b---(53)

六维力测试平台测得的偏航力矩:

Mpc=(-Fy1+Fy2+Fy3-Fy4)·b---(54)

六维力测试平台测得的升力:

Fsc=Fx=Σi=14Fxi---(55)

六维力测试平台测得的正侧向力:

F

多维复合喷管装置单元推力解算方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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