文 献 综 述
摘要:将测试技术应用于航空航天领域,特别是航天器的推力矢量精确测量,是现代航空航天工业迅速发展的一个重要方面。发动机推力矢量中的偏移量、偏移角等参数对卫星轨道影响很大[1]。然而,现存动态测试技术的不足,使得测量时易受诸多因素如发射扰动的干扰,精度不能满足要求,就容易造成推进剂的大量浪费,也不利于姿态、轨道的控制[2]。因而,探寻适于动态测试和多分力测量的推力矢量测试装置对航天事业的发展意义重大。
本课题基于三维力传感器的小型矢量推力测试台结构设计,包括建立矢量测试系统数学模型,通过矢量力矩转化公式,推导计算火箭发动机推力矢量的理论公式;设计小型矢量推力测试台结构,实现小型矢量推力测量;设计相应的能产生如阶跃信号的动态加载机构,模拟实际测量发动机推力的现场条件,对测试台的测量精度进行分析。
关键字:矢量推力、三位力传感器、小型矢量推力测试台、动态加载器
1.研究背景与意义
随着航空事业的发展,越来越多的航天器去往太空。这些航空器在太空的姿态、对接、末速修正等方面的控制,都需要自身携带的小推力姿控发动机来实现。推力是发动机性能指标的一个重要参数,在在实际航天器发射过程中若能把握好对推力的控制,对于系统结构优化,燃料成本节约大有益处[3]。然而,在实际情况中,由于发动机本身的作用机理,以及显示操作中的各种因素如安装、制造的不精确,以及发射时的扰动,推力总是存在一定的偏心距,即一定的偏差。对此可相应地将推力分解为占主体的轴向推动力和两个方向的侧向力[4]。目前,发动机在试验时,一般只测量沿轴向的推力分量,而忽略其他分量,因而所测得的只是主推力分量而非整个推力。
北京时间2017年4月18日23时12分(美国东部时间4月18日11时12分),“南理工二号”立方星在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地搭载阿特拉斯5号火箭(Atlas V)成功升空,这是南京理工大学自主研制并成功发射的第4颗微纳卫星。
“南理工二号”是欧盟第七框架协议旗舰项目QB50的子项目之一。2011年,比利时冯卡门流体动力学研究所联合欧空局、荷兰代尔夫特理工大学、英国萨瑞大学空间中心、瑞士洛桑理工学院空间中心、德国莱布尼兹大气物理学研究所、美国斯坦福大学等研究机构共同发起并邀请全球高校,共同参与90到300千米大气层探测计划,并计划发射50颗微小卫星,因此简称QB50。
图 1南理工二号
