北航-姿控發(fā)動機

1.實驗?zāi)康?1)驗證比例調(diào)節(jié)原理在姿控系統(tǒng)中對推力的調(diào)節(jié)特性；(2)探索電機控制的推力調(diào)節(jié)發(fā)動機的設(shè)計原理；(3)探索多噴管姿控系統(tǒng)的工作方式。2.實驗內(nèi)容(1)開展靶標(biāo)法推力測量；(2)單推力器試驗，研究推力大小與閥桿位移的關(guān)系；(3)雙推力器協(xié)同工作試驗，觀察集氣室壓波動。3.實驗步驟(ACS)試驗件包括#1和#2推力器，其結(jié)構(gòu)形式相同，軸線相互垂直。推力器主要由閥桿、集氣室、噴管、電機、偏心軸、滑塊、音速噴嘴、供氣管路和各測試接頭等組成。i|HIIWA*￡我接哨圖1雙推力器實驗件結(jié)構(gòu)簡圖單推力器靜態(tài)試驗(1)連接各部件(不含音速噴嘴)，確保各系統(tǒng)連接良好；(2)控制器點動，控制閥桿到達(dá)固定位置，保持電機上電狀態(tài);(3)調(diào)節(jié)配氣臺出口壓力至設(shè)計壓強；(4)采集儀開始記錄數(shù)據(jù)；(5)打開電磁閥開關(guān)，噴管產(chǎn)生推力。(6)先關(guān)閉電磁閥，再停止采集；⑺重復(fù)2~6步驟，使閥桿處于不同位置;(8)實驗完成，斷開電機電源；(9)由實驗記錄數(shù)據(jù)，分析推力器推力與閥桿位置之間的關(guān)系雙推力器協(xié)同試驗(1)連接各部件(含音速噴嘴)，確保各系統(tǒng)連接良好；(2)調(diào)節(jié)控制器，使1#推力器關(guān)閉，2#推力器全開；(3)調(diào)節(jié)配氣臺出口壓力至設(shè)計壓強；(4)采集儀開始記錄數(shù)據(jù)；(5)打開電磁閥開關(guān)，噴管產(chǎn)生推力。(6)使2#推力器逐漸關(guān)閉(1#逐漸打開)，同時作動同時停止；(7)實驗完成，先關(guān)閉電磁閥，再停止采集；(8)對比試驗：重復(fù)2?7步驟，此過程中1#始終保持關(guān)閉；(9)打開放氣閥，使配氣臺內(nèi)氣體排出；(10)根據(jù)數(shù)據(jù)，分析試驗過程中合力的變化；比較單推和雙推工作時集氣室的壓強波動。4.單推力器靜態(tài)試驗計算理論推力-位移關(guān)系節(jié)流面面積為：其中：取完全關(guān)閉時，，，此時推力；當(dāng)最大行程時：，可得：代入設(shè)計參數(shù)得：解得：

此時推力:由于推力與位移近似成正比關(guān)系，因此推力與位移之間的關(guān)系近似表示為:F=6.84x單位:數(shù)據(jù)處理本實驗測量了位移分別為0.26mm,0.50mm,0.75mm,1.00mm時的推力大小，結(jié)果如下：圖2圖2位移0.26mm時推力0.50mm04時間（8）1004時間（8）10圖3位移0.50mm時推力時間（s）圖4位移0.75mm時推力&二&0.100.030.06-0.02-時間ts）1.00mm時間（s）圖4位移0.75mm時推力&二&0.100.030.06-0.02-時間ts）1.00mm不同位移下的實際推力與理論推力如下表所示:位移（mm）0.260.500.751.0理論推力（N）1.77843.425.138.208測量推力（N）0.707760.78640.865040.85521相對誤差60%77%83%87%測量值和理論值之間的誤差很大圖6測量值和位移之間的關(guān)系(NJ-R津田圖7測量值和理論值對比小結(jié)由圖可知，當(dāng)位移小于0.75mm時，推力和位移之間近似成線性關(guān)系，關(guān)系式為:線性度非常好，但存在零漂，當(dāng)位移為零時推力不等于零。由表可知，測量值和理論值之間的誤差很大，可能的原因有:(1)位移傳感器在測量滑塊位移時有一定的誤差；(2)推力傳感器測量推力時有一定的誤差；(3)儀器年久失修，誤差較大。.雙推力器協(xié)同試驗雙推力試驗過程中各推力器推力及其合力的變化如下圖所示:0.000.08-口.即0.04-0.000.08-口.即0.04-25002.5507510012.515017.520.0225時間(S)圖8雙推力器協(xié)同試驗推力變化由于1#推力器與2#推力器的開度之和等于單推力器最大推力時的開度，因此，兩個推力器的推力代數(shù)和等于單推力器的最大推力，集氣室的壓強也與單推力器時相等。雙推力器工作時，通過調(diào)節(jié)推力器的開度，從而控制各個推力器的推力大小，從而使合力的方向及大小發(fā)生變化。雙推力器時壓強波動如下圖所示：

圖9雙推力器協(xié)同試驗壓強波動單推力器時壓強波動如下圖所示：時間（S）圖10單推力時壓強波動在1#隹力器始終關(guān)1田的實驗中，2#隹力器完全關(guān)閉時，由于上游的音速噴嘴并沒有關(guān)閉，因此集氣室的壓強會提高。在1#推力器先關(guān)閉后打開的實驗中，當(dāng)1#推力器打開時，總的開度突然增大，集氣室中的氣體流出噴管的流量增大，因此集氣室的壓強會減小。當(dāng)雙推力器穩(wěn)定工作時，集氣室的壓強又等于單推力器工作時的壓強。.思考題減小集氣室壓強波動在實際應(yīng)用中的意義，提出