一种推进系统及其极性数字化测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种推进系统及其极性数字化测试方法，特别是航天器双组元推进系统姿控路极性数字化测试方法。本发明专利技术的工装，与发动机接口靠橡胶柔性密封、固定，测试过程中不会对发动机喷管涂层造成损伤，无需特殊工艺，工艺方案简单可行、无风险，提高了测试安全性；本发明专利技术的方法避免通过目视、听声音、手触摸等方法造成的推进系统极性误判、漏判等风险，提高了极性测试的准确性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种推进系统及其极性数字化测试方法
本专利技术涉及一种推进系统及其极性数字化测试方法，特别是航天器双组元推进系统姿控路极性数字化测试方法。
技术介绍
推进系统极性是航天器的关键特性。推进系统极性包含产品安装极性，管路系统极性，控制极性等方面内容。推进系统极性错误会使航天器性能严重下降，甚至导致任务失败，推进系统极性的测试方法是型号一直以来寻求和使用的验证手段，以期达到推进系统极性有效确认的方法。目前，推进系统极性测试通过目视、听声音、手触摸等方法判断，虽然取得了一定的技术积累，部分方法和技术形成了相应规范和协议，但是仍然存在产生误判、漏判等风险，存在测试方法不完善的问题。现有标准(如《航天器产品极性检查要求》(Q/W－Q－20－33－2016))包含了航天器所有与极性有关产品的极性检查要求，只规定了推进极性测试部分内容，不能完全覆盖推进系统极性测试的
技术实现思路
。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种推进系统极性数字化测试方法，解决了发动机采集工装工艺安装、固定，充气压力及喷气时长确定等问题。本专利技术的技术解决方案是：一种推进系统，推进系统包含N个单元，每个单元包括推力器、流量传感器、采集设备和控制系统；所述的推力器分为主备分支，每个推力器喷管的喷口使用橡胶材质的工装封口，工装底部开有Φ4mm～Φ6mm的孔，软管固定接嘴通过3M胶带固定于推力器橡胶材质的工装外，保证通孔对中；所述的流量传感器通过测试软管与接嘴连接，流量传感器与喷管内部连通，橡胶材质的工装直接套接到推力器喷口；所述的采集设备与流量传感器连接，采集设备用于采集所有流量传感器输出的流量数据，并将采集到的流量传感器的流量数据转化为1V-5V电压，采集设备根据转化的电压数据的最大值判断流量传感器是否有气流通过，电压阈值设置为1.5V，当转化的电压数据的最大值大于等于阈值，表明流量传感器有气流通过，采集设备界面上对应通道变亮(绿色，即推力器正常喷气)，当转化的电压数据的最大值小于阈值，表明传感器无气流通过，界面上对应通道保持不变(即推力器未喷气)；所述的控制系统与推力器阀门连接，控制系统用于控制所有推力器阀门的开关，测试该N台推力器极性的方法，步骤包括：(1)给所有推力器中充入氮气，充气压力均为0.1MPa～0.3MPa；(2)控制系统加电，控制系统控制第一台推力器进行脉冲喷气，脉冲喷气时长80ms～300ms，流量传感器在喷气时长内一直采集所有推力器的喷气数据，并输出采集到的喷气数据给采集设备，采集设备将接收到的喷气数据转换为电压数据；(3)当采集设备转化后的电压数据的最大值大于等于设定阈值时，表明推力器有气流通过，当转化后的电压数据的最大值小于设定阈值时，表明推力器无气流通过；(4)根据步骤(3)得到的结果与步骤(2)中控制系统控制的情况进行比较，当步骤(3)得到的结果与步骤(2)中控制系统控制的推力器一致时，表明控制系统控制第一台推力器的极性正确；(5)控制系统控制第二台推力器进行脉冲喷气，脉冲喷气时长80ms～300ms；流量传感器在喷气时长内一直采集所有推力器的喷气数据，并输出采集到的喷气数据给采集设备，采集设备将接收到的喷气数据转换为电压数据；(6)当采集设备转化后的电压数据的最大值大于等于设定阈值时，表明推力器有气流通过，当转化后的电压数据的最大值小于设定阈值时，表明推力器无气流通过；(7)根据步骤(6)得到的结果与步骤(5)中控制系统控制的情况进行比较，当步骤(6)得到的结果与步骤(5)中控制系统控制的推力器一致时，表明控制系统控制第二台推力器的极性正确；…(8)控制系统控制第N台推力器进行脉冲喷气，脉冲喷气时长80ms～300ms；流量传感器在喷气时长内一直采集所有推力器的喷气数据，并输出采集到的喷气数据给采集设备，采集设备将接收到的喷气数据转换为电压数据；(9)当采集设备转化后的电压数据的最大值大于等于设定阈值时，表明推力器有气流通过，当转化后的电压数据的最大值小于设定阈值时，表明推力器无气流通过；(10)根据步骤(9)得到的结果与步骤(8)中控制系统控制的情况进行比较，当步骤(9)得到的结果与步骤(8)中控制系统控制的推力器一致时，表明控制系统控制第N台推力器的极性正确。有益效果(1)本专利技术进一步解决的技术问题是避免了通过目视、听声音、手触摸等方式判断推进系统极性带来的误判、漏判等风险。(2)工装底部开孔Φ4mm～Φ6mm，软管固定接嘴通过3M胶带固定于发动机保护罩外，保证通孔对中，流量传感器通过测试软管与接嘴连接。采集工装直接套接到发动机喷口。通过地面工艺试验，验证在测试压力下，采集工作不会发生滑移，不会对发动机喷口涂层造成损伤。(3)充气压力在0.1MPa～0.3MPa，喷气时长在80ms～300ms范围内，采取等间距递增充气压力和喷气时长的方式，直至流量传感器采集到有效数据，确定充气压力及喷气时长。(4)本专利技术的工装，与发动机接口靠橡胶柔性密封、固定，测试过程中不会对发动机喷管涂层造成损伤，无需特殊工艺，工艺方案简单可行、无风险。附图说明图1为本专利技术的推力器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例一种推进系统，推进系统包含20个单元，每个单元包括推力器、流量传感器、采集设备和控制系统；其中10台为主份推力器，另外10台为备份推力器，每台推力器喷管的喷口使用橡胶材质的工装封口，工装底部安装有与喷管内部连通的流量传感器，流量传感器与采集设备连接。采集设备用于采集所有流量传感器输出的流量数据，并将采集到的流量传感器的流量数据转化为1V-5V电压，采集设备根据转化的电压数据判断流量传感器是否有气流通过。电压阈值设置为1.5V，当转化的电压数据大于等于阈值，表明流量传感器有气流通过，采集设备界面上对应通道变亮(绿色，即推力器正常喷气)，当转化的电压数据小于阈值，表明传感器无气流通过，界面上对应通道保持不变(即推力器未喷气)。推力器阀门与控制系统连接。控制系统用于控制所有推力器阀门的开关。测试该20台推力器极性的方法，步骤包括：(1)给所有20台推力器中充入氮气，充气压力均为0.15MPa；(2)控制系统加电，控制系统控制第一台推力器进行脉冲喷气，脉冲喷气时长300ms，流量传感器在喷气时长内一直采集所有推力器的喷气数据，采集设备将采集到流量传感器的喷气数据转化为电压数据，并显示转化后的电压数据的最大值；(3)当采集设备转化后的电压数据的最大值大于等于设定阈值时，表明推力器有气流通过，当转化后的电压数据的最大值小于设定阈值时，表明推力器无气流通过；(4)根据步骤(3)得到的结果与步骤(2)中控制系统控制的情况进行比较，当步骤(3)得到的结果与步骤(2)中控制系统控制的推力器一致时，表明控制系统控制第一台推力器的极性正确；(5)当步骤(3)得到的结果与步骤(2)中控制系统控制的推力器不一致时，表明控制系统控制第一台推力器的极性不正确，对控制系统与所有推力器指令、电缆连接关系，所有推力器管路连接关系进行检查并纠正错误。(6)排除故障后，重新按照步骤(2)～步骤(5)对第一台推力器极性进行判断，直至控制系统控制第一台推力器的极性正确。(7)控制系统控制第二台推力器进行脉冲喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推进系统，其特征在于：推进系统包含N个单元，每个单元包括推力器、工装、软管、流量传感器、采集设备和控制系统；所述的工装为带有翻边的平板，该工装用于对推力器喷管的喷口进行密封，工装的中心部位带有通孔；所述的软管通过工装中心部位的通孔固定连接在工装上；推力器喷管的喷口使用工装进行封口，流量传感器与软管固定连接，且流量传感器与推力器喷管内部连通；所述的采集设备与流量传感器连接；所述的控制系统与推力器阀门连接。

【技术特征摘要】
1.一种推进系统，其特征在于：推进系统包含N个单元，每个单元包括推力器、工装、软管、流量传感器、采集设备和控制系统；所述的工装为带有翻边的平板，该工装用于对推力器喷管的喷口进行密封，工装的中心部位带有通孔；所述的软管通过工装中心部位的通孔固定连接在工装上；推力器喷管的喷口使用工装进行封口，流量传感器与软管固定连接，且流量传感器与推力器喷管内部连通；所述的采集设备与流量传感器连接；所述的控制系统与推力器阀门连接。2.根据权利要求1所述的一种推进系统，其特征在于：所述的推力器分为主备分支。3.根据权利要求1所述的一种推进系统，其特征在于：工装的材料为橡胶材质。4.根据权利要求1所述的一种推进系统，其特征在于：工装中心部位的通孔的直径为Φ4mm～Φ6mm。5.根据权利要求1所述的一种推进系统，其特征在于：软管通过3M胶带固定于工装上。6.根据权利要求1所述的一种推进系统，其特征在于：所述的采集设备用于采集所有流量传感器输出的流量数据，并将采集到的流量传感器的流量数据转化为1V-5V电压，采集设备根据转化的电压数据的最大值判断流量传感器是否有气流通过，当转化的电压数据的最大值大于等于电压阈值，表明流量传感器有气流通过，当转化的电压数据的最大值小于电压阈值，表明传感器无气流通过。7.根据权利要求6所述的一种推进系统，其特征在于：电压阈值为1.5V。8.根据权利要求1所述的一种推进系统，其特征在于：所述的控制系统用于控制所有推力器阀门的开关。9.一种推进系统及其极性数字化测试方法，其特征在于步骤包括：(1)给所有推力器中充入氮气；(2)控制系统加电，控制系统控制第一台推力器进行脉冲喷气，流量传感器在喷气时长内一直采集所有推力器的喷气数据，并输出采集到的喷气数据给采集设备，采集设备将接收到的喷气数据转换为电压数据；(3)当采集设备转化后的电压数据的最大值大于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：于杭健，舒燕，黄昊，张伍，彭兢，阮剑华，叶青，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京,11