大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法技术

本发明专利技术属于大直径捆绑式运载火箭及其他多分支结构的模态试验技术领域，具体涉及一种大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法，目的是解决现有技术中以梁模型为主要特征的激振布置方法的不足。其特征在于，它包括准备试验设备、进行横向模态试验、进行扭转模态试验和进行纵向模态试验的步骤。采用本发明专利技术设计的新一代大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法可以获取全箭空间组合模态，包含芯级弯曲助推刚体摆动模态、芯级与助推器弯曲组合模态、芯级扭转助推弯曲模态、纵向模态等。利用该激振布置方法进行了某型号大型运载火箭全箭模态试验，试验结果表明本发明专利技术设计的激振布置方式有效，满足试验要求。

【技术实现步骤摘要】
大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法
本专利技术属于大直径捆绑式运载火箭及其他多分支结构的模态试验
，具体涉及一种大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法。
技术介绍
随着航天技术的不断发展，载人登月工程和空间站建设等需求日益紧迫，对运载火箭的运载能力提出了更高要求，以往的运载火箭不能满足新的需求，我国研制了新一代大直径捆绑式运载火箭，运载能力实现了极大提升，可以满足载人登月和空间站建设的要求，但是新一代火箭的直径和结构形式都发生了巨大变化，芯级直径由原来的3.35米增大到5米，助推器直径由原来的2.25米增大到3.35米，芯级和助推器的高度也增加很多，单个助推器的规模就和以往整个火箭相当，由于助推器柔性增加，火箭芯级和四个助推器形成了一个具有五个弹性分支的组合体结构，如图1和图2所示。新研制火箭在首飞前必须开展全箭模态试验，该试验为火箭动力学模型修正、控制系统设计及载荷设计提供重要参数，关系到火箭飞行的成败，在模态试验中需要在箭体关键位置布置多台激振器进行激励，使火箭产生共振然后测量火箭关键点的振动响应，将激振力和振动响应数据进行参数后处理获取模态参数。复杂的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法，具体包括如下步骤：第一步：准备试验设备。先将大直径捆绑式运载火箭自由悬挂，将多个振动加速度传感器分别安装在芯级(1)、Ⅰ助推器(2)、Ⅱ助推器(3)、Ⅲ助推器(4)和Ⅳ助推器(5)上。将振动加速度传感器与数据采集设备通过电缆连接。随后开始安装激振器，箭体尾部的激振器均采用固定安装方式，箭体中部和上部采用悬挂方式。激振器和大直径捆绑式运载火箭之间通过激振杆和力传感器连接，然后将激振器上的激振控制电缆连接到功率放大器，功率放大器与模态控制采集系统连接。第二步：进行横向模态试验。在箭体的指定位置布置20台激振器，具体位置为：在芯级(1)头部外壁上分别...

【技术特征摘要】
1.一种大直径捆绑式运载火箭空间组合模态激振布置方法，具体包括如下步骤：第一步：准备试验设备。先将大直径捆绑式运载火箭自由悬挂，将多个振动加速度传感器分别安装在芯级(1)、Ⅰ助推器(2)、Ⅱ助推器(3)、Ⅲ助推器(4)和Ⅳ助推器(5)上。将振动加速度传感器与数据采集设备通过电缆连接。随后开始安装激振器，箭体尾部的激振器均采用固定安装方式，箭体中部和上部采用悬挂方式。激振器和大直径捆绑式运载火箭之间通过激振杆和力传感器连接，然后将激振器上的激振控制电缆连接到功率放大器，功率放大器与模态控制采集系统连接。第二步：进行横向模态试验。在箭体的指定位置布置20台激振器，具体位置为：在芯级(1)头部外壁上分别安装1号激振器、2号激振器和3号激振器，1号激振器、2号激振器和3号激振器位于同一圆周上。其中1号激振器和2号激振器沿芯级(1)的轴线对称，3号激振器位于前述两个激振器之间圆弧的中点上。在芯级(1)中部的外壁上分别安装4号激振器和5号激振器，4号激振器和5号激振器位于同一圆周上，沿芯级(1)的轴线对称，4号激振器与1号激振器位于同一轴线上，5号激振器与2号激振器位于同一轴线上。在芯级(1)后过渡段的外壁上分别安装6号激振器、7号激振器和8号激振器，6号激振器、7号激振器和8号激振器位于同一圆周上。其中6号激振器与7号激振器沿芯级(1)的轴线对称，8号激振器位于前述两个激振器之间圆弧的中点上。6号激振器与4号激振器位于同一轴线上，7号激振器与5号激振器位于同一轴线上，8号激振器与3号激振器位于同一轴线上。将9号激振器、10号激振器、11号激振器和12号激振器分别安装在Ⅰ助推器(2)、Ⅲ助推器(4)、Ⅱ助推器(3)和Ⅳ助推器(5)中部的外壁上。9号激振器安装在Ⅰ助推器(2)的前方，10号激振器安装在Ⅲ助推器(4)的后方，11号激振器安装在Ⅱ助推器(3)的右方，12号激振器安装在Ⅳ助推器(5)的左方。将13号激振器、14号激振器、15号激振器、16号激振器、17号激振器、18号激振器、19号激振器和20号激振器分别安装在Ⅱ助推器(3)、Ⅰ助推器(2)、Ⅲ助推器(4)和Ⅳ助推器(5)的外壁上。13号激振器位于Ⅱ助推器(3)左方，14号激振器位于Ⅱ助推器(3)的右方，13号激振器和14号激振器位于同一圆周上。15号激振器位于Ⅰ助推器(2)的前方，16号激振器位于Ⅰ助推器(2)的左方，15号激振器和16号激振器位于同一圆周上。17号激振器位于Ⅲ助推器(4)的后方，18号激振器位于Ⅲ助推器(4)的左方，17号激振器和18号激振器位于同一圆周上。19号激振器位于Ⅳ助推器(5)的后方，20号激振器位于Ⅳ助推器(5)的左方，19号激振器和20号激振器位于同一圆周上。系统调试好后进行横向激振，各激振器的激振加载方向为：1号激振器、2号激振器、3号激振器、4号激振器、5号激振器、6号激振器、7号激振器和8号激振器的激振方向均朝向芯级(1)的轴线并与轴线垂直。9号激振器、15号激振器和16号激振器的激振方向均朝向Ⅰ助推器(2)的轴线并与轴线垂直。11号激振器、13号激振器和14号激振器的激振方向均朝向Ⅱ助推器(3)的轴线并与轴线垂直。10号激振器、17号激振器和18号激振器的激振方向均朝向Ⅲ助推器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏辉，苏里，常洪振，冯颖川，左祥昌，于瑾，付肇庆，
申请(专利权)人：北京强度环境研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11