姿控发动机推力特性冷流试验段毓.docx

姿控发动机推力特性冷流试验学院名称宇航学院专业名称航空宇航推进理论与工程学生姓名段毓学号SY16153062016年11月15日试验目的(1)验证比例调节原理在姿控系统中对推力的调节特性；(2)探索电机控制的推力调节发动机的设计原理；(3)探索多喷管姿控系统的工作方式。试验步骤单推力器静态试验(1) 连接各部件（不含音速喷嘴），确保各系统连接良好；(2) 控制器点动，控制阀杆到达固定位置，保持电机上电状态；(3) 调节配气台出口压力至设计压强；(4) 采集仪开始记录数据；(5) 打开电磁阀开关，喷管产生推力。(6) 先关闭电磁阀，再停止采集；(7) 重复2~6步骤，使阀杆处于不同位置；(8) 实验完成，断开电机电源；(9) 由实验记录数据，分析推力器推力与阀杆位置之间的关系。双推力器协同试验(1) 连接各部件（含音速喷嘴），确保各系统连接良好；(2) 调节控制器，使1#推力器关闭，2#推力器全开；(3) 调节配气台出口压力至设计压强；(4) 采集仪开始记录数据；(5) 打开电磁阀开关，喷管产生推力。(6) 使2#推力器逐渐关闭（1#逐渐打开），同时作动同时停止；(7) 实验完成，先关闭电磁阀，再停止采集；(8) 对比试验：重复2~7步骤，此过程中1#始终保持关闭；(9) 打开放气阀，使配气台内气体排出；(10) 根据数据，分析试验过程中合力的变化；比较单推和双推工作时集气室的压强波动。单推力器静态试验理论计算推力-位移关系。节流面面积为：其中：取完全关闭时，，此时推力；当最大行程时：，可得：代入设计参数得：解得：此时推力。由于推力与位移近似成正比关系，因此推力与位移之间的关系近似表示为：单位：。本实验测量了位移分别为0.1mm、0.325mm、0.6mm、0.8mm、1mm时的推力大小，结果如下：横轴——时间（s），纵轴——推力（Kgf）其位移和推力平均值如下表所示：位移（mm）推力（kgf）推力（N）0.106633980.32507668770.608825170.8088382410845277从上图可知，单推力器静态试验中，在位移小于0.6mm时，推力和位移是成正比的，但是在位移较大时推力略有下降。双推力器协同实验双推1.6MPa试验过程中分力以及合力的变化如下图所示：由于1#推力器与2#推力器的开度之和等于单推力器最大推力时的开度，因此，两个推力器的推力代数和等于单推力器的最大推力，集气室的压强也与单推力器时相等。双推力器工作时，通过调节推力器的开度，从而控制各个推力器的推力大小，从而使合力的方向及大小发生变化。双推1.6MPa时压强波动如下图所示：单推1MPa时压强波动如下图所示：在1#推力器始终关闭的实验中，2#推力器完全关闭时，由于上游的音速喷嘴并没有关闭，因此集气室的压强会提高。在1#推力器先关闭后打开的实验中，当1#推力器打开时，总的开度突然增大，集气室中的气体流出喷管的流量增大，因此集气室的压强会减小。当双推力器稳定工作时，集气室的压强又等于单推力器工作时的压强。思考题减小集气室压强波动在实际应用中的意义，提出对本试验的改进建议。答：减小集气室的压强波动可以提高发动机的稳定性，减小对发动机冲击，降低对发动机的强度要求。对本实验的改进建议：希望多增加几台装置，同时修复位移传感器，方便同学们同时操作。