固體火箭發動機離心過載試驗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種過載試驗系統，尤其涉及一種固體火箭發動機離心過載試驗系統
【背景技術】
[0002]隨著火箭飛行速度、加速度及快加速的大幅度提升，尤其火箭在高加速大機動飛行過程中產生的橫向高過載，將導致其發動機內燃燒及流場產生更為復雜的物理、化學變化，這不僅嚴重影響發動機運行的穩定性，還將惡化發動機絕熱層的工作環境，嚴重時甚至會導致內絕熱防護失效，而引起發動機燒穿爆炸。研宄高過載等復雜工況下發動機流場變化規律，改進發動機熱結構，對提升發動機抗過載能力具有重要意義。
[0003]目前，理論分析和數值模擬是高過載發動機流場及熱結構研宄的主要手段，但該方法因數據量大，分析計算工程復雜，特別是在對高性能火箭發動機復雜運行環境進行模擬計算時，很難引入所有邊界條件，這將導致計算結果與實際有較大差別。
[0004]導致出現上述問題原因主要是隨著火箭發動機性能要求大幅度提升，所涉邊界數據更加復雜，而目前還沒有相應的手段和工具完成對這些數據完整準確的采集。同時，理論分析和數值模擬可處理的數據量也有限。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種固體火箭發動機離心過載試驗系統。
[0006]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0007]一種固體火箭發動機離心過載試驗系統，從下至上依次包括集流環、電機、聯軸器、傳動支承和轉臂，所述電機豎直設置，且其主軸下端與所述集流環連接，所述電機的主軸上端通過所述聯軸器與所述傳動支承的下端連接，所述傳動支承的上端與所述轉臂固定連接，所述轉臂的一端設置有用于安裝試件的安裝平臺。
[0008]具體地，所述轉臂上設置有旋轉中心孔，所述傳動支承的上端通過脹套組與所述旋轉中心孔固定連接，所述旋轉中心孔將所述轉臂分為長臂段和短臂段，所述安裝平臺設置在所述長臂段的外端，所述短臂段的外端設置有配重腔和蓋板，所述配重腔內設置有配重塊。
[0009]優選地，所述脹套組包括兩個脹套和支撐套，所述支撐套設置在兩個所述脹套之間。
[0010]具體地，所述轉臂為箱型框架結構，所述安裝平臺通過設置在所述轉臂側壁上的旋轉軸系安裝孔與所述轉臂的長臂段可轉動連接，所述轉臂的上下側壁上分別設置有上加強板和下加強板。
[0011]優選地，以所述轉臂的長臂段的順臂方向為0°，垂臂方向為90°，所述安裝平臺可繞設置在所述旋轉軸系安裝孔中的旋轉軸系在0°?90°間任意角度旋轉或固定。
[0012]具體地，所述傳動支承包括機座、傳動支承主軸和軸承系，所述傳動支承主軸通過所述軸承系與所述機座可轉動連接，所述傳動支承主軸的下端與所述聯軸器固定連接，所述傳動支承主軸的上端與所述轉臂的旋轉中心孔固定連接，所述機座通過螺栓固定在預埋件上，所述預埋件設置在地基中。
[0013]具體地，所述預埋件包括上底板、下底板、螺桿和螺母，所述上底板和所述下底板分別安裝在所述地基的上側面和下側面上，并與所述地基內的鋼筋焊接，所述螺桿豎直穿過所述上底板和所述下底板，所述機座安裝在所述上底板的上方并通過所述螺桿和所述螺母與所述預埋件固定連接。
[0014]進一步，所述轉臂上設置有用于檢測各項試驗數據的傳感器，所述傳動支承主軸和所述電機主軸均為空心軸，所述傳感器與所述集流環之間的線纜設置在所述傳動支承主軸、所述電機主軸和所述轉臂內。
[0015]更進一步，所述試驗系統還包括儀器艙，所述儀器艙設置在所述轉臂的旋轉中心孔上方，所述儀器艙包括儀器艙罩、多層儀器安裝板和報警系統，所述儀器艙罩與所述轉臂固定連接，所述多層儀器安裝板設置在所述儀器艙罩內，所述報警系統設置在所述儀器艙罩的上方，所述儀器艙罩的上部靠近所述安裝平臺的一側設置有視頻監視窗。
[0016]具體地，所述傳動支承與所述轉臂之間設置有擋板，所述集流環、所述電機、所述聯軸器和所述傳動支承均由所述擋板密封在所述地基內。
[0017]本實用新型的有益效果在于:
[0018]本實用新型固體火箭發動機離心過載試驗系統通過電機帶動轉臂旋轉，對安裝平臺內的試件提供加速度、快加速以及橫向過載等運行工況，并通過控制試件點火時間，再現了火箭發動機運行過程不同姿態下的高過載環境，再通過對試驗狀態進行監測和控制，可獲得實時試驗數據，為高過載發動機流場及熱結構研宄提供依據，同時本實用新型還具有以下優點:
[0019](I)采用兩層布局結構，可避免點火產生的高溫及高溫物質對主機結構及人員損傷；
[0020](2)采用同步電機直接驅動方式，提高了系統抗切向載荷以及發動機點火產生時的沖擊振動能力；
[0021](3)采用高強度箱型框架不等臂結構，在保證轉臂支架力學特性要求的同時，降低了轉臂支架的轉動慣量，從而可有效降低電機在實現轉臂快加速時的驅動功率；
[0022](4)采用可旋轉的安裝平臺，實現了試件任意旋轉角度的安裝；
[0023](5)通過固定在地基上的預埋件與地基連接，增強了主機系統與土建聯接的可靠性，提高了系統抗傾覆力能力。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型所述固體火箭發動機離心過載試驗系統的整體結構示意圖；
[0025]圖2是本實用新型所述轉臂的半剖結構示意圖；
[0026]圖3是本實用新型所述支撐套的結構示意圖；
[0027]圖4是本實用新型所述轉臂的結構示意圖；
[0028]圖5是本實用新型所述傳動支承的結構示意圖；
[0029]圖6是本實用新型所述機座的結構示意圖；
[0030]圖7是本實用新型所述預埋件的結構示意圖；
[0031]圖8是本實用新型所述傳動支承主軸的結構示意圖；
[0032]圖9是本實用新型所述儀器艙的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0034]如圖1所示，本實用新型固體火箭發動機離心過載試驗系統，從下至上依次包括集流環1、電機2、聯軸器3、傳動支承4、儀器艙6和轉臂7，電機2豎直設置，且其主軸下端與集流環I連接，電機2的主軸上端通過聯軸器3與傳動支承4的下端連接，傳動支承4的上端與轉臂7固定連接，轉臂7的一端設置有用于安裝試件的安裝平臺8，轉臂7上設置有用于檢測各項試驗數據的傳感器，傳動支承主軸42和電機2的主軸均為空心軸，傳感器與集流環I之間的線纜設置在傳動支承主軸42、電機2主軸和轉臂7內，儀器艙6設置在轉臂7的旋轉中心孔76上方，傳動支承4與轉臂7之間設置有擋板5，集流環1、電機2、聯軸器3和傳動支承4均由擋板5密封在地基91內。
[0035]采用交流同步電機2直接驅動，電機2向上通過聯軸器3驅動傳動支承主軸42旋轉向下帶動集流環I轉動，傳動支承主軸42的轉動帶動轉臂7 —起旋轉，從而對安裝在安裝平臺8上試件產生離心加速度，通過變頻器控制電機2轉速、轉向及轉速變化率，可實現不同量值的加速度和快加速度模擬，同時將集流環1、電機2、聯軸器3和傳動支承4與轉臂7分層分布，可以避免試件在點火過程中對該系統部分部件造成高溫損壞。
[0036]如圖2和圖4所示，轉臂7上設置有旋轉中心孔76，傳動支承4的上端通過脹套組與旋轉中心孔76固定連接，旋轉中心孔76將轉臂7分為長臂段72和短臂段71，安裝平臺8設置在長臂段72的外端，短臂段71的外端設置有配重腔75和蓋板77，配重腔75內設置有配重塊，脹套組包括兩個脹套74和支撐套73 (如圖3所示)，支撐套73設置在兩個脹套74之間。
[0037]轉臂7采用高強度箱型框架不等臂結構，在保證轉臂7支架力學特性要求的同時，降低了轉臂7支架的轉動慣量，從而可有效降低電機2在實現轉臂7快加速時的驅動功率，并且通過改變配重腔75內