固体火箭发动机虚拟试验技术初探和应用

为改进固体火箭发动机传统试验模式存在的资源瓶颈、试验性能难以预示等问题,在固体火箭发动机试验与测试领域引入虚拟试验技术,设计并开发了固体火箭发动机虚拟试验基础系统;阐述了固体火箭发动机试验模型、试车架模型的建模方法,利用均匀设计方法分析影响内弹道数据的主要因素权重,以修正虚拟试验内弹道数据;针对某型号固体火箭发动机进行虚拟验证,试验结果表明,虚拟试验基础系统在一定程度上具有与真实固体火箭发动机地面试验相似的流程和功能,通过修正虚拟试验内弹道数据,进一步降低了虚拟试验结果与真实试验结果间的误差,为深入开展固体火箭发动机虚拟试验技术研究奠定了基础。     

基于PXI的六分力硬件测试系统设计与实现

为满足大吨位固体火箭发动机地面试验对测试的需求,对固体火箭发动机性能参数以及测试原理进行了深入的研究,组建基于PXI总线的发动机推力矢量、发动机燃烧室压力、发动机壳体变形量的综合测试系统;并搭建系统的硬件平台及软件平台;试验结果表明,该系统能够反映固体火箭发动机地面试验的健康状态,采集的特征参量满足技术指标,具有高可靠性和易操作性等特点,能成功用于固体火箭发动机地面试验中的各种测试需要。     

固体火箭发动机尾焰电磁波衰减试验验证技术研究

通过对固体火箭发动机地面试验现场环境及尾焰电磁波衰减近场测试技术进行研究,设计了基于矢量网络分析仪的固体火箭发动机尾焰电磁波衰减试验验证系统,介绍了尾焰电磁波衰减试验验证总体方案,现场测试方法,尾焰电磁波衰减现场测试系统硬件组成,测试系统原位校准技术,现场测试天线构建和天线位置校准方法等的研究。对构建好的测试系统进行了工程应用,并取得了良好的试验效果。     

姿控发动机地面虚拟试验模型集成软件设计

以某型号姿控发动机地面试验系统为研究对象,进行了姿控发动机地面虚拟试验模型集成技术的研究;首先对建立的发动机地面试验系统的物理模型进行模块化分解,然后利用VC语言对各部件模型进行了计算机仿真和全系统的模型集成,建立了姿控发动机地面虚拟试验集成系统的软件平台;该平台能任意搭建局部级和系统级的姿控发动机地面虚拟试验系统,模拟发动机真实点火试验中各部件的工作状态;各部件的虚拟试验结果证明,该模型集成软件具有较高的仿真精度,达到了预期的目标.     

固冲发动机地面试验测控系统研究

针对固体火箭冲压发动机(以下简称固冲发动机)地面试验,在对原试验设备进行改进设计和建设的基础上,基于虚拟仪器技术搭建了参数测控硬件平台,同时利用LabVIEW7.0开发了一套包含参数控制、参数标定、数据测量和数据处理在内的发动机地面试验测控系统;应用该试验系统实现了固冲发动机地面试验的模拟进气参数控制与测量和固冲发动机试验过程参数控制与测量,实现了快速试验数据处理;完成的大量固冲发动机地面试验表明系统具有扩充性好、使用方便和稳定性高等特点。     

通用测试系统模型化技术研究

针对通用自动测试系统(ATS)通用性的需求,对自动测试系统进行了模型化处理,并针对目前测试系统模型化设计的不足,提出了基于COM技术的可互换测试系统模型。该模型利用数据库将测试设备的功能进行组件化处理,测试程序集(TPS)可通过特定接口直接使用特定功能,实现了测试程序与硬件的分离,提高了TPS的可移植性。同时利用数据库软件对系统模型进行管理,减小可硬件更换对系统软件的影响。实践证明,系统模型化处理后所需适配器种类减少,测试功能增强。     

固体火箭发动机虚拟试验技术研究综述

试验测试是评估武器装备性能的重要技术,为解决传统试验方式存在的资源成本高、试验性能难以预示等问题,将虚拟试验技术与固体火箭发动机试验测试领域结合,以缩短发动机试验周期、降低测试费用、提高产品质量。基于固体火箭发动机主要试验测试方法的研究现状,重点介绍了固体火箭发动机虚拟试验的总体架构,阐述了虚拟试验中需要构建的模型和结果的校核验证,进一步展望了科研人员未来可挖掘的潜在研究方向。     

平流层飞艇地面通用测试原型系统设计

针对不同技术路线平流层飞艇试验靶场地面通用化综合测试评估的迫切需求,分析了平流层飞艇平台地面通用测试技术体制和测试矩阵,提出了飞艇地面通用测试原型系统总体架构,研究了系统功能组成和通用性;基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等新一代自动测试系统关键技术,完成了原型系统的硬件、软件和机械结构设计方案,可以作为原型系统分系统实施方案设计、研制和综合集成调试的主要依据文件;经分析,地面通用测试原型系统可对多型号平流层飞艇实现快速自动通用测试评估,对飞行试验任务顺利完成起到的重要支撑作用。     

基于ARMA模型的液体火箭发动机实时故障诊断方法研究

针对重复使用的液体火箭发动机设计了实时故障诊断系统并通过硬件在回路仿真平台对此进行了仿真分析,为建立重复使用液体火箭发动机健康管理系统奠定了坚实基础。首先,建立了液氧甲烷发动机故障模型,通过此模型可以获得发动机的几种典型故障数据;其次,设计并构建了ARMA模型,针对该模型的一些参数设置进行了分析;最后,基于ARMA模型构建了实时故障诊断系统并进行了仿真分析,由仿真结果可见该算法成功的诊断出发动机的常见故障,并进行了报警,满足了发动机故障诊断系统的需要。     

基于RESID方法的液体火箭发动机实时故障诊断算法设计及半实物仿真验证

针对氢氧发动机设计了实时故障诊断算法并通过半实物仿真平台对此进行了仿真分析,为建立液体火箭发动机健康管理系统奠定了坚实基础。首先,建立了氢氧发动机故障模型,通过此模型可以获得发动机的几种典型故障数据;其次,设计并构建了RESID模型,针对该模型的一些参数设置进行了分析;最后,基于RESID模型构建了实时故障诊断系统并进行了仿真分析,由仿真结果可见该算法成功的诊断出发动机的常见故障,并进行了报警,满足了发动机故障诊断系统的需要。     

液体火箭发动机地面试车数据采集与实时故障检测系统

组建了基于PXI的发动机测试与故障检测系统(TFDS),在LabWindows/CVI下实现了多通道、多类型数据的同步实时采集、存储和故障检测.通过历史试车数据回放和实际发动机试车验证表明,TFDS数据采集结果准确,并能够实时有效检测发动机故障并报警,硬件组建方便快捷、软件编程简单易懂,可扩展性和可移植性很强.     

带动力模型自由飞试验测试系统设计与实现

分析了带动力模型自由飞试验测试系统设计要求及关键点,介绍了测试系统传感器的选型和基于片上系统的采集器设计方法,阐述了测试系统原理及软硬件实现,并以地面试验数据为例进行了数据的预处理和分析.试验验证表明,设计的测试系统满足了试验的测试要求,对同类测试系统具有参考价值.     

测发控系统前置测控软件热备冗余研究

前置测控软件是运载火箭地面测发控系统中的重要组成部分,主要负责试验和发射中运载火箭的地面部分数据的采集和显示以及控制,具有实时性强、可靠性高、数据量大和接口关系复杂等特性;针对目前航天发射呈现任务高密度常态化,试验次数增多,对前置测控软件的可靠性需求提高的问题,研究了基于心跳信号的热备冗余系统,通过设置主备两份软件以及互相之间心跳信号通信的方式,在主份软件故障情况下,可实现软件冗余系统自主切换,提升了在试验过程中前置测控软件和地面测发控软件系统的整体可靠性,保证了软件在运载火箭在测试和发射试验中的稳定性,为未来运载火箭地面测发控系统软件可靠性研究提供了思路;     

运载火箭一体化综合测控技术研究

新一代运载火箭对测发控系统的自动化、智能化,以及未来产品化的测试数据管理和批量并行测试需求提出了更高的要求,本文以运载火箭地面测控一体化及信息综合管理系统为背景,对火箭的组件、部段级批量并行测试及整箭测发控技术进行了研究,提出了分布式实时综合测控技术,将动力、测量、控制等多个分系统以及部段测试统一到本系统中,对系统数据传输的实时性和可靠性进行了研究。搭建了基于上述新型测发模式的联动试验系统,包括前端分布式节点系统、后端统一测发系统及远端云服务支持管理系统等,对一体化综合测控技术进行了验证。     

火箭发动机地面试验低温推进剂流量测量系统

针对液体火箭发动机地面试验低温推进剂流量的测量要求,通过涡轮流量计获取瞬态流量数据,分节式电容液位计配套测量装置获得稳态流量数据,建立流量测量系统,可完成稳态质量流量和瞬态质量流量的计算,同时完成推进剂加注时液位测量和发动机试验时上下液位监视.介绍了流量测量系统的组成,论述了涡轮流量计和分节式电容液位计测量原理以及流量测量方法,并对测量数据进行处理和分析,最后针对低温推进剂流量测量的特点,提出了稳态质量流量测量的可改进方向.     

无人机发动机试验检测系统的软件设计

基于无人机发动机试验检测系统的研制需求,以LabVIEW为开发平台,合理运用汇编语言编程技术,设计开发了无人机发动机野外试车参数采集及分析处理软件.通过采用虚拟仪器、串行模数转换等新技术,实现了在机体与发动机不分离和不需要无人机全系统配合的条件下,模拟地面控制站对发动机进行指令控制,对发动机性能参数实施快速智能检测和综合显示,并根据检测数据进行故障分析,适时提供了维修指南,有效弥补了现有检测手段与方法的不足.     

汽车发动机传感器总检台系统设计与实现

论述了"发动机传感器总检台系统"软、硬件设计的背景、设计原理和设计实现;系统应用于汽车发动机传感器出厂前的各项性能测试,它对国产发动机传感器生产的科学化、规范化,使其达到国际汽车工业的同等水平具有重要意义.     

相继增压柴油机试验台测控系统设计

发动机台架试验是发动机性能测试的主要手段,采用计算机控制的自动测试与控制系统是其发展的必然趋势。以NI多功能数据采集(DAQ)卡硬件为基础,自主设计了发动机各种测量和控制信号的调理和控制电路;以LabVIEW为上位机软件开发环境,开发了相继增压柴油机试验台测控软件,实现了对柴油机工况及相继增压系统的控制以及对各参数的采集、显示、存储、回放、报警等功能。通过对该系统的测试,表明系统功能完善、测试和控制精度较高、运行稳定可靠,达到了预期目标。     

二冲程煤油发动机电控单元的设计与试验研究

汽油发动机改烧煤油后,需要对电控单元进行重新研制.针对原型机燃油喷射系统的改进,给出了电控单元的总体设计,基于MC9S12DP512微控制器完成了电控单元的硬件和软件设计.煤油发动机台架试验结果表明了电控单元及控制策略的有效性.