QJ 3312-2008 固体火箭发动机静止试验推力矢量测量方法 QJ3312-2008 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国航天行业标准
FL1617
QJ3312-2008
固体火箭发动机静止试验推力矢量测量方法Measurement method for thrust vector of solid rocket motor static firing test2008—03—17发布
国防科学技术工业委员会发布
2008—1001实施
本标准由中国航天科工集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。前言
本标准起草单位：中国航天科工集团三十一研究所。本标准主要起草人：刘顶新、张俊岳、赵爽、张爱利。QJ3312-2008
固体火箭发动机静止试验推力量测量方法QJ3312—2008
本标准规定了固体火箭发动机静止试验推力失量的测量方法、系统组成及技术要求、试验程序、数据处理和试验报告。
本标准适用于固体火箭发动机六分力台推力矢量测量。.2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GJB2365A一2004固体火箭发动机静止试验参数测试方法GJB3387一1998火箭发动机术语
QJ28A一1998压力传感器静态性能不确定度计算方法QJ1047固体火箭发动机压强一时间、推力一时间数据处理规范QJ1118A一1995.固体火箭发动机试验架设计制造验收通用要求QJ1167.5一1998研究试验文件管理制度研究试验文件的编写规定QJ2037A一1998固体火箭发动机静止试验安全技术要求QJ2576-1993
固体火箭发动机静止试验术语
QJ2904-1997
固体火箭发动机吊具设计规范
3术语和定义
GJB3387一1998和QJ2576一1993确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1
推力矢量thrustvector
发动机推力的空间向量，用F表示。3.2
X向推力Xaxisthrust
推力矢量F在X轴方向上的投影，用Fx表示。3.3
Yaxisthrust
Y向推力
推力矢量F在Y轴方向上的投影，用Fy表示。3.4
Z向推力Zaxisthrust
推力矢量F在Z轴方向上的投影，用F2表示。QJ3312—2008
合力compositionofthrust
推力失量F的模，用Fc表示。
推力偏心角thrustvectorangle
推力失量F与X轴正方向的空间夹角，用表示。3.7
推力偏心力矩eccentricmomentofthrust推力矢量F对原点O的力矩，用M。表示。3.8
X向力矩Xaxismomentofthrust
推力偏心力矩M。在X轴方向上的投影，用Mox表示3.9
Y向力矩·Yaxismoment ofthrust推力偏心力矩M。在Y轴方向上的投影，用Moy表示。3.10
Z向力矩Zaxismomentofthrust
推力偏心力矩M。在Z轴方向上的投影，用Moz表示。3.11
Ethrust.eccentricity
推力偏心距
推力矢量F与YOZ平面的交点到原点O的距离，用p表示。测量方法
4.1立式六分力台
采用立式六分力台测量推力矢量是将固体火箭发动机竖直装在立式六分力台试验架上，测其空间力系三个坐标轴上的各力。立式六分力台矢量图解见图1，图中坐标系原点一般选取发动机对接面与发动机轴线的交点，m、n、[和k一般根据力、力矩的大小和测试精度确定。2
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O一坐标系原点；O一发动机轴线与F4、Fs、F所在平面的交点；O2一发动机轴线与F2、F3所在平面的交点；F一推力失量；F,～F分力；一推力偏心角；mO点到O2点的距离；nO点到O,点的距离：[一Fs与XO,Z,平面的交点到O,点的距离；k一F与XO,Z,平面的交点到O,点的距离。图1立式六分力台失量图解
4.2卧式六分力台
采用卧式六分力台测量推力失量是将固体火箭发动机横卧固定在卧式六分力台试验架上，测其空间力系三个坐标轴上的各力的方法。卧式六分力台矢量图解见图2，图中坐标系原点一般选取发动机对接面与发动机轴线的交点，i、i、u和v一般根据力、力矩的大小和测试精度确定。Y
O一坐标系原点：O,一发动机轴线与F2、F所在平面的交点；O2一发动机轴线与F4、Fs、F所在平面的交点；C—发动机的质心；F—推力矢量：F,～F—分力；Y一推力偏心角；i一O点到O点的距离：j—O点到O2点的距离；一Fs与XO,Z平面的交点到Oz点的距离；v—Fs与XO,Z平面的交点到O2点的距离：α(t)O点到C点的距离。
图2卧式六分力台矢量图解
QJ3312——2008
5系统组成及技术要求
5.1系统组成
推力矢量测量系统由试验架、记录系统和力校准装置组成。5.2试验架
5.2.1组成
试验架主要由定架、动架、六组测力组件、五组原位校准组件、推力架等组成。各测力组件由工作传感器、叉簧挠性件(或杆式柔性件)等组成5.2.2技术要求
试验架应满足以下要求：
a）试验架的设计、制造、验收按QJ1118A一1995的规定；b）推力架、发动机安装轴线与一分力测力组件同轴度应高于8级，各分力力源加力轴线、测力组件轴线二者之间的同轴度应高于8级；c）各分力响应频率一般应高于被测对象变化频率的5倍；d），工作传感器应选用拉压式推力传感器，精度高于或等于0.1级，其余要求按GJB2365A一2004项目100中3.2.2的规定；
e）挠性件应具有足够的轴向刚度和侧向柔度。5.3记录系统
5.3.1组成
记录系统主要由数据采集系统、激励电源、调零装置、放大器、外设等组成。5.3.2技术要求
记录系统应满足以下要求：
a）各分力静态校准不确定度应小于2%FScal（FScal为校准满量程，下同）；b）-分力校准对二分力至六分力影响应小于各分力1.5%FScal;c）试验前后零位变化应小于1%FScal；d）安装发动机前后、试验前后校准灵敏度变化应小于1%FScal；数据采集系统应采用余技术。当两套以上相互独立的数据采集系统同时获得测试结果且彼e
此相差不超过0.5%时，测试结果可任意选择或利用求平均值等方法给出。如超过0.5%时，应进行试验后校准，并根据具体情况进行分析，以提供合理的测试结果；f)激励电源采用电压值可调的直流稳压电源，电压稳定度应高于0.05%；g）放大器的要求按GJB2365A一2004项目100中3.5的规定。5.4力校准装置
5.4.1组成
力校准装置主要由标准传感器、激励电源、校准力源、传力机构及现场显示标准传感器输出的仪器等组成。
5.4.2技术要求
力校准装置应满足以下要求：
a）力校准装置能进行轴向推力校准和侧向推力校准；标准传感器应选用拉压式推力传感器，精度高于或等于0.05级，其余要求按GJB2365A一2004b)
项目100中3.3.3的规定；
一分力能进行轴向单向加载、二分力至六分力能进行拉、压双向加载：激励电源的要求按GJB2365A一2004项目100中3.3.4的规定；d)
校准力源应加力平稳，其波动度小于或等于0.05%：f
显示仪器的精度应高于0.01%。
6试验程序
技术文件
技术文件的准备应包括：
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a）试验承担单位按试验任务书的要求，确定各测控参数，编制试验大纲或试验实施细则等试验技术文件；
b）制定满足安全性保障要求的应急预案；c）编制试验工作计划。
6.2仪器、设备
6.2.1试验工艺装备
试验工艺装备的准备应包括：
a）按试验任务的要求选择试验工艺装备；b）吊具的设计按QJ2904一1997的规定，吊装设备的检查按QJ2037A一1998中5.1.8的规定。6.2.2传感器
按试验任务书的要求选择传感器的量程及型式等，以满足使用要求。发动机接收
发动机接收内容应包括：
a）产品质量证明文件内容齐全，符合交接规定要求；b）对发动机外观进行检查，应与质量证明文件相符；c）发动机接收记录清晰、明确，办理交接手续，6.4发动机安装bZxz.net
安装发动机应按以下规定：
a）锁紧试验架安全限位装置；
b）按试验任务书的要求将发动机安装在试验架上。6.5系统校准
6.5.1记录系统检查
调整试验架安全限位装置的间隙，检查记录系统工作状态，满足使用要求后，方可进行调试校准。6.5.2预校准
6.5.2.1校准要求
校准应符合以下要求：
a）一分力进行轴向单向校准，二分力至六分力进行拉、压双向校准；b）记录系统无变化时，预校准可以同试验前校准合并。6.5.2.2校准准备
校准前应做以下准备：
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a）将工作传感器与记录系统连接，并将标准传感器与激励电源和显示仪器接通：b）按要求对传感器和记录系统进行供电、预热。6.5.2.3
校准操作
校准应按以下步骤进行：
各分力调零；
校准一分力，预加载至试验要求的最大校准值；b）
一分力由零直接加载至最大校准值，再退回零，这个过程重复三次，记录系统的零点，最大值变化应不超过0.5%FScal；
从零逐点加载到最大校准值再逐点退回零，校准一般进行三个循环，记录每个校准值；d)
e）二分力至六分力校准依次按6.5.2.3中的b)、c)、d)进行；校准时，加载过程中不应有卸载、卸载过程中不应有加载：f
每一校准点加载、卸载稳定后再进行记录，然后进行下一点操作g)
校准级数最少为4点(包括零点)，总校准数据应多于或等于16个。6.5.2.4校准记录
校准记录的内容应包括：
a）试验名称；
被校准参数代号；
被校准通道号；
校准环境条件(温度、相对湿度、大气压)；e)
校准日期；
校准用显示仪器名称；
传感器型号、量程、精度、编号；校准数据处理结果。
6.5.2.5校准结果的处理与评定
按QJ28A一1998中规定的方法计算工作直线方程和静态校准不确定度(计算前，各记录值应减去系统零点)。不确定度应小于2%FScal。如超过，应分析原因，采取措施，重新校准。6.5.2.6调试结束
系统调试完成后，锁紧试验架安全限位装置。6.6试验前校准
校准应在试验前36h内完成，校准按6.5的规定。6.7试验
6.7.1试验状态评审
对发动机及测控系统的试验状态进行评审，通过后方可进行点火试验。6.7.2系统检查
试验台测控、监视等系统进行联试（或合练）。6.7.3点火前工作
点火前应做以下工作：
a）调整试验架安全限位装置的间隙：6
b）对试验架、测力组件和信号传输线进行必要的热防护；检查记录系统工作状态，应与校准状态一致；d）检查数据采集系统零点变化，应不超过0.5%FScal。6.7.4发动机点火试验
发动机点火试验程序如下：
安装火工装置或发火元器件，接通点火线路并复验；a)
安全机构解锁，参试设备启动，操作人员撤离；b)
以倒计时方式下达点火指令，按要求启动记录设备后，发动机点火；发动机工作结束后，参试各岗位报告运行情况，发出试验结束指令；d)
e）发生故障时，按应急预案进行处理。6.7.5试验后检查
试验后应做以下检查：
a）数据采集系统回零情况及激励电源有无变化；b）试验现场有无异常，并做原始记录6.7.6试验后校准
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根据需要决定是否进行试验后校准。需要时，记录系统的工作状态应保持不变，校准按6.5.2的规定。6.7.7现场处理
试验后应进行以下现场处理：
a）现场观察、拍照、录像，并做原始记录；拆卸发动机及试验工装；
参试设备、仪器撤收。
7数据处理
7.1立式六分力台计算公式
7.1.1X向推力
X向推力按公式（1）计算：
式中：
Fy=F+g×10-9
Fx一X向推力，单位为千牛顿（kN）；Fi
分力，单位为千牛顿（kN）；
一重力加速度，单位为米每二次方秒（m/s2）；g
c*特征速度，单位为米每秒（m/s）；t——时间，单位为秒（s）；
燃烧室压强，单位为兆帕（MPa）；一喷管喉部横截面积，单位为平方米（m2）。7.1.2Y向推力
Y向推力按公式（2）.计算：
p.(t)A(t)dt
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