空间电推进微小推力测量技术

针对应用于空间电推进领域的微小推力测量技术的研究现状,回溯了微小推力测量技术的发展历程,梳理了测量方法的技术路线,详细介绍了扭摆式、悬摆与倒摆式、天平式和投靶式测量装置以及电磁式微小推力测量装置;针对测力系统的标定技术进行了综述,介绍了有力源微小推力标定方法和无力源标定方法;根据微小推力测量装置自身特性,介绍了其性能评估方法与环境相互作用的噪声响应情况。最终分析了微小推力测量技术的特点,给出了对该技术持续研究与开展应用的认识。

微小推力自动测量系统研究

介绍了在重力场中 ,消除电火箭自重及其供电供气系统对微小推力测量影响的方法 ,从而实现电火箭微小推力自动准确的测量。

微型固体火箭发动机推力测量

通过对推力测量系统的分析，并根据微型固体火箭发动机的特点，采用减轻试验系统活动部份的质量，并对传感器施加预紧力、增强试验系统的刚性等技术措施，在微型固体火箭发动机的推力测量中有效地抑制了二阶振荡。文中还对传感器加预紧力的几个问题作了介绍。

冷气发动机小推力测量系统

利用随遇平衡原理 ,在重力场中消除了冷气发动机自重及高压供气系统对微小推力测量的影响 ,实现了冷气发动机小推力的自动、准确测量。

液体火箭发动机试验推力校准测控系统设计

针对某液体火箭发动机试验推力校准的需要,设计了推力校准测控系统。根据负反馈比例控制原理设计了电液伺服系统的闭环控制器,实现了标准力的闭环自动加载和控制,为推力校准提供了高稳定性、高精度的标准力。基于Labview8.6设计的测控软件并结合RS485通讯方式,实现了自动或手动推力校准以及校准过程的远程控制。校准结果表明,利用该系统可以快速地进行手动或自动推力校准,且校准精度高、效率高、可靠性好,完全满足推力校准的要求。

压电陶瓷在发动机推力测量中的应用研究

在发动机推力测量系统的原位校准中，运用了压电陶瓷驱动装置准确快速控制力值的方法，研制了原位校准自动化装置。该装置借助微机和自动控制技术，通过控制作用于压电陶瓷驱动装置上的电场强度改变其输出位移，达到精确控制力值的目的，实现原位校准自动化。试验结果表明，该装置可实现手动、半自动和全自动三种控制方式进行原位校准，加值准确度高，适用于所有喷气动力发动机的推力测量。

脉冲等离子体推力器实验系统

本文介绍了一种用于脉冲等离子体推力器(PPT)的新型实验系统的构成、设计思路、可实验内容、运行结果等内容。该系统包括真空系统、真空舱、深冷吸附系统、真空系统电控系统、μN量级微推力测量系统、电参数测量系统等六部分。本实验系统具有多功能、高性能的特点,为PPT的实验研究建立起良好的物质平台。经过多次、多条件的点火实验,其运行结果证明了实验系统设计思路的正确性,为今后设计制造同类实验设备提供了可靠的经验。

三线摆微推力测量系统的阻尼控制优化法

三线摆可以应用于电推进器微推力的测量。文章介绍三线摆微推力测量的原理,分析测量结构的阻尼特性及其影响,提出人为施加阻尼以缩短动态时间,并对外加阻尼作用下的测量系统进行分析,通过仿真和实验验证了阻尼控制方法的有效性。

微纳卫星固体火箭推进器推力矢量测量方法

尽管固体火箭推进器应用于微纳卫星平台拥有诸多优点,但此类小型固体火箭推进器推力矢量难以测量。对此,提出一种利用惯性传感器量测值映射推力矢量大小的方法,开展地面动态飞行实验。首先,基于牛顿欧拉法和变质量系统理论建立地面实验系统的动力学模型,分析卫星的动力学与运动学特性;然后,构建惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)的量测方程,结合系统动力学中推力矢量与惯性传感器量测值间的映射关系,推导推力矢量测量模型;最后,通过仿真分析影响推力矢量测量精度的误差来源,并对惯性传感器的安装构型进行优化设计。通过数值仿真实验,在优化设计后,该测量方法可保证主推力和侧向推力测量精度均优于0.3%。

电帆推进在等离子体环境下推力影响因素分析和试验研究

为了分析电帆推力的影响因素,根据电帆推进原理设计了电帆地面模拟装置。首先分析了真空中带电导线和等离子作用机理,得出了电帆推力公式。利用朗缪尔探针测量了电帆模拟试验环境中等离子体参数,计算产生推力的大小,最后通过微推力测量系统测量电帆产生的推力,与计算结果进行了对比。根据推力公式和仿真结果表明,提高电压、增加带电粒子密度和速度、增加电帆长度均可增加推力。在试验中电帆上电压从300V增加到800V时,推力从9μN增加到26μN。仿真和试验结果表明,电压、带电粒子密度和速度、电帆导线长度都对推力有影响。根据试验结果,电帆推力公式的经验推力系数在1~2取值。

电火箭微小推力自动测量装置研究

微小推力准确测量是研究电火箭的关键技术之一。介绍了一种电火箭微小推力自动测量装置 ,该装置可实现电火箭微小推力自动准确的测量。