技术特征：
1.一种火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，包括轴向推力测量模块以及径向推力测量模块；所述轴向推力测量模块包括第一支撑构件、轴向力传感器、调节构件以及第一传递构件；所述轴向力传感器与所述调节构件设置于所述第一支撑构件与所述第一传递构件之间，所述第一传递构件用于固定发动机的尾部；所述轴向力传感器的数量至少为三个，且沿所述发动机的轴线方向延伸；所述径向推力测量模块包括第二支撑构件、径向力传感器、第二传递构件以及第三支撑构件；所述第二传递构件的一端设置于第三支撑构件且另一端接触所述发动机的头部，所述径向力传感器的一端固定于所述第三支撑构件且另一端设置于所述第二支撑构件；所述径向力传感器的数量至少为三个且沿所述发动机的径向方向延伸。2.根据权利要求1所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，所述调节构件包括弹簧柱塞；所述弹簧柱塞的球头端抵接于所述第一支撑构件，且所述弹簧柱塞的调节端设置于所述第一传递构件；调节所述弹簧柱塞的调节端能够调节所述轴向力传感器受到的拉力。3.根据权利要求2所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，所述弹簧柱塞的数量与所述轴向力传感器的数量相同，且所述弹簧柱塞与所述轴向力传感器交替等间隔排布于所述第一传递构件的边沿。4.根据权利要求1所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，所述第一传递构件包括圆环板；所述发动机的尾部固定于所述圆环板，且所述发动机与所述第一圆环板同轴。5.根据权利要求1所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，所述第三支撑构件包括第一圆环；所述第二传递构件包括支撑杆、设置于所述支撑杆一端的滑轮以及用于将所述支撑杆固定于所述第一圆环上的第一螺母；所述滑轮与所述发动机的头部接触。6.根据权利要求5所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，还包括支撑台；所述第一支撑构件包括第一支撑竖板以及支撑角板；所述第一支撑竖板垂直于所述支撑台的一端，所述支撑角板的一端固定于所述支撑台且另一端固定于所述第一支撑竖板；所述第二支撑构件包括第二支撑竖板以及设置于所述第二支撑竖板上的第二圆环；所述第二支撑竖板垂直于所述支撑台的另一端。7.根据权利要求6所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，所述第二圆环上开设有沉孔，所述径向力传感器的一端固定于所述第一圆环，且另一端穿过所述沉孔且通过第二螺母固定于所述第二圆环。8.根据权利要求5所述的火箭发动机推力矢量测量装置，其特征在于，所述轴向力传感器的数量为四个，所述径向力传感器的数量为三个。9.一种基于权利要求8中所述的火箭发动机推力矢量测量装置的推力矢量测量方法，其特征在于，包括如下步骤：建立三维坐标系，定义参数；根据所述轴向力传感器的示数以及所述径向力传感器的示数计算所述发动机的推力；
根据三维坐标系，计算发动机的推力f在坐标轴方向上的力矩；利用力矩平衡建立方程组，计算推力偏心距以及推力偏心角。10.根据权利要求9所述的推力矢量测量方法，其特征在于，以所述第一传递构件的中心为原点建立三维坐标系；定义径向力传感器受压力作用为正，分别记为f
r1
、f
r2
、f
r3
，任意所述径向力传感器到所述第三支撑构件的中心距离为r；定义轴向力传感器受拉力作用为正，分别记为f
z1
、f
z2
、f
z3
、f
z4
，任意所述轴向力传感器到所述第一传递构件的中心距离为d；定义所述发动机的质心与三维坐标系的中心的轴向距离为lg，定义所述第三支撑构件的中心与三维坐标系的中心的轴向距离为l
r
；定义所述发动机的推力为f，所述发动机的推力偏心距p分量分别为p
x
、p
y
，所述发动机的重力为g；利用力平衡原理，发动机的推力f在三维坐标系下的三个分量f
x
、f
y
、f
z
与所述轴向力传感器的示数以及所述径向力传感器的示数满足公式(1)：根据公式(1)可求得发动机的推力f如公式(2)：所述轴向力传感器、所述径向力传感器在所述三维坐标系中的x轴方向上的力矩所述轴向力传感器、所述径向力传感器在所述三维坐标系中的y轴方向上的力矩如公式(3)所示：发动机的推力f在所述三维坐标系中的x轴方向上的力矩发动机的推力f在所述三维坐标系中的y轴方向上的力矩如公式(4)所示：根据发动机的推力f的力矩与所述轴向力传感器、所述径向力传感器的力矩平衡，有公式(5)：根据公式(3)-(5)求出所述发动机的推力偏心距p的分量p
x
、p
y
；利用公式(6)计算所述发动机的推力偏心距p和所述发动机的推力偏心幅角φ；
技术总结
本申请涉及航空航天技术领域，尤其涉及火箭发动机推力矢量测量装置以及推力矢量测量方法。火箭发动机推力矢量测量装置包括轴向推力测量模块以及径向推力测量模块；轴向推力测量模块包括第一支撑构件、轴向力传感器、调节构件以及第一传递构件；轴向力传感器至少为三个；径向推力测量模块包括第二支撑构件、径向力传感器、第二传递构件以及第三支撑构件；径向力传感器至少为三个。根据轴向力传感器和径向力传感器的数据能够计算发动机推力；在以轴向力传感器模块中心为坐标原点建立三维坐标系，计算出发动机推力在三维坐标系的坐标轴方向上的力矩；在利用力矩平衡建立方程组，能够求解出发动机推力的偏心距与偏心辐角。求解出发动机推力的偏心距与偏心辐角。求解出发动机推力的偏心距与偏心辐角。
技术研发人员：俞南嘉 周闯 蔡国飙 龚昊杰 师浩然 焦博威
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2022.04.06
技术公布日：2022/8/5