一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置的制作方法

本发明涉及固体火箭发动机试验技术领域，具体为一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置。

背景技术：

固体火箭发动机在实际工作状态时，在某个飞行时序时，发动机因为级间分离，会经受一个很大的过载冲击，考虑到发动机属于规模较大的火工品，为了确保发动机工作可靠，就必须在点火条件下对冲击可靠性进行进一步考核。

目前的冲击试验都没有在实际工作状态下进行，难以准确反映固体火箭发动机点火状态下的冲击可靠性。为了准确模拟固体火箭发动机实际工作状态，必须在指定时序给固体火箭发动机一个指定大小、由下而上的垂直方向冲击载荷。

目前在公开的技术资料中，并没有对固体火箭发动机冲击点火复合试验进行介绍，没有相关的装置报道。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置，采用摆锤冲击试验平台，通过平台设计，使摆锤产生自下而上的垂直方向冲击载荷，且满足冲击载荷要求。

本发明的技术方案为：

所述一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置，其特征在于：由立式试验架、辅助弧板、冲击加载装置、冲击锤、电磁挂钩和控制系统组成；

所述立式试验架为桁架式结构，垂直安装在试验台上；待测固体火箭发动机通过辅助弧板垂直安装在立式试验架顶端；

所述冲击加载装置垂直安装在试验台上，并处于立式试验架一侧；冲击加载装置包括支撑架、顶部转轴机构和连接杆；所述支撑架采用桁架式结构，垂直固定安装在试验台上，顶部转轴机构安装在支撑架顶部；连接杆安装在顶部转轴机构上，连接杆一端通过轴承与转轴配合，连接杆另一端与冲击锤固定连接；

所述冲击锤的冲击方向与连接杆垂直；冲击锤侧面有吊耳，用于与电磁挂钩配合；

待测固体火箭发动机的轴线处于冲击锤的摆动平面内，能够通过调节立式试验架与支撑架的相对高度，使冲击锤前端圆弧冲击面与立式试验架顶端平面接触时，冲击锤轴线垂直于立式试验架顶端平面；

所述控制系统能够控制电磁挂钩的起吊高度以及电磁挂钩的释放时序。

进一步的优选方案，所述一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置，其特征在于：待测固体火箭发动机与立式试验架顶端平面的连接耳片处于冲击锤运动平面两侧，冲击锤与立式试验架顶端平面的冲击位置位于连接耳片连线的一侧。

进一步的优选方案，所述一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置，其特征在于：待测固体火箭发动机安装在立式试验架顶端后，发动机喷管轴线向连接耳片连线的另一侧偏转，避免固体火箭发动机实际工作过程中喷射气流对冲击锤影响。

进一步的优选方案，所述一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置，其特征在于：冲击锤前端为圆弧冲击面；冲击锤后端有轴向螺杆，用于增加配重，提高冲击载荷。

进一步的优选方案，所述一种用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置，其特征在于：在支撑架顶部处于冲击锤摆动方向的背侧设置有垂直于冲击锤摆动平面的横梁，用于防止试验过程中冲击锤反向跌落出现危险。

有益效果

本发明设计的用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置主要包括立式试验架、冲击锤和冲击加载装置，通过设计冲击锤的冲击位置和高度，能够实现固体火箭发动机在实际点火状态的冲击试验，满足直径≤ф220mm、质量≤25kg、推力≤20kn，冲击载荷2500g-6000g发动机冲击试验要求，且动作平稳、时序准确。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：冲击状态示意图；

图2：试验起始状态示意图；

图3：冲击锤示意图；

图4：冲击加载装置顶部转轴机构示意图；

图5：立式试验架顶部平面示意图；

其中：1、辅助弧板；2、立式试验架；3、冲击加载装置；4、冲击锤；5、电磁挂钩；6、固体火箭发动机喷管；7、冲击位置；8、连接耳片。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例需要能够模拟实现≥2500g的冲击载荷的模拟装置及承受平台，并能实现指定时序指定方向的冲击。根据要求，本实施例设计了冲击点火复合试验装置，在指定时间内给予发动机指定方向指定量级冲击。

如图1和图2所示，该用于固体火箭发动机冲击点火复合试验的试验装置由立式试验架2、辅助弧板1、冲击加载装置3、冲击锤4、电磁挂钩5和控制系统组成。

所述立式试验架2为桁架式结构，通过地脚螺栓垂直安装在试验台上；待测固体火箭发动机通过辅助弧板1垂直安装在立式试验架顶端，确保发动机处于正常的安装状态。

所述冲击加载装置3通过地脚螺栓垂直安装在试验台上，并处于立式试验架一侧。冲击加载装置包括支撑架、顶部转轴机构和连接杆；所述支撑架采用桁架式结构，通过地脚螺栓垂直固定安装在试验台上，顶部转轴机构安装在支撑架顶部；连接杆安装在顶部转轴机构上，连接杆一端通过轴承与转轴配合，连接杆另一端与冲击锤固定连接。

所述冲击锤的冲击方向与连接杆垂直；冲击锤结构如图3所示，冲击锤侧面有吊耳，用于与电磁挂钩配合方便起吊；冲击锤前端为圆弧冲击面；冲击锤后端有轴向螺杆，用于增加配重，试验过程中可通过增添配重的方式增大冲击载荷。

待测固体火箭发动机的轴线处于冲击锤的摆动平面内，能够通过调节立式试验架与支撑架的相对高度，使冲击锤前端圆弧冲击面与立式试验架顶端平面接触时，冲击锤轴线垂直于立式试验架顶端平面，以保证冲击方向自下而上。

如图5所示，待测固体火箭发动机与立式试验架顶端平面的连接耳片处于冲击锤运动平面两侧，冲击锤与立式试验架顶端平面的冲击位置位于连接耳片连线的一侧，这样能够消除冲击锤冲击位置与安装位置过近导致螺栓脱落的不安全因素。此外，待测固体火箭发动机安装在立式试验架顶端后，发动机喷管轴线向连接耳片连线的另一侧偏转，避免固体火箭发动机实际工作过程中喷射气流对冲击锤影响。

所述控制系统能够控制电磁挂钩的起吊高度以及电磁挂钩的释放时序，试验前，电磁挂钩通过冲击锤上的吊耳将冲击锤挂起在适当高度上，电磁挂钩在指定时序释放，冲击锤下落冲击立式试验架达到冲击点火复合试验试验要求。同时冲击锤释放的高度不同，其造成的冲击载荷也不同，可以通过调节释放高度，调节冲击量级。

如图4所示，在支撑架顶部处于冲击锤摆动方向的背侧设置有垂直于冲击锤摆动平面的横梁，能够防止试验过程中冲击锤反向跌落对试验人员造成伤害。

试验时按图1所示安装工艺安装立式试验台、发动机及冲击加载装置，使冲击锤头部位置正对被冲击的吊耳一侧，辅助弧板抱住发动机。试验前将冲击锤用电磁挂钩提到指定高度积蓄能量，并使其处于静止状态。试验时，进行到指定时序时，通过电磁挂钩释放冲击锤，通过自由落体运动使其冲击吊耳部分，完成指定方向指定冲击量级的冲击。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。