(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210857221.5 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 北京航辰机载智能系统科技有限公 司 地址 102502 北京市房山区燕山石化 新材 料科技产业基地燕新南路联东U谷房 山科技园7号楼1单 元101室 (72)发明人 吴帅　董韶鹏　于志伟　陈旭　 闫其帆　 (74)专利代理 机构 北京鼎承知识产权代理有限 公司 11551 专利代理师 夏华栋　顾可嘉 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种火箭 发动机摩 擦负载模拟系统、 方法及 控制系统 (57)摘要 本发明公开一种火箭发动机摩擦负载模拟 系统、 方法及控制 系统， 涉及航空航天技术领域， 以解决摩 擦加载系统因摩擦材料的磨损， 导致测 量的摩擦系数发生变化， 以及不能得到精确的摩 擦力曲线， 使得摩擦载荷数据存在很大偏差， 导 致误差越来越 大的问题。 该火箭发动机摩擦负载 模拟系统包括： 喷管组件、 摩 擦定位组件、 六分力 传感器、 位移传感器以及空心摩擦球结构。 该火 箭发动机摩擦负载模拟方法用于测量发动机摩 擦负载。 本发 明提供的火箭发动机摩擦负载模拟 系统、 方法及控制系统用于测量火箭发动机的发 动机摩擦负载。 权利要求书2页 说明书9页 附图9页 CN 115248961 A 2022.10.28 CN 115248961 A 1.一种火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 包括： 喷管组件、 摩擦定位组件、 六 分力传感器、 位移传感器以及空心摩 擦球结构， 所述空心摩擦球结构具有至少一个开口， 所 述六分力 传感器设在所述空心摩擦球结构上， 所述六分力 传感器用于采集所述空心摩擦球 结构的力矩； 所述喷管组件包括阳球以及用于模拟喷管运动的模拟机构， 所述模拟机构包括喷管模 拟件和姿态调节机构， 所述喷管模拟件通过所述开口连接在所述阳球上， 所述姿态调节机 构用于调节所述喷管模拟件的姿态； 所述位移传感器用于采集所述喷管模拟件的位置信 息， 所述阳球位于所述空心摩擦球 结构的内部， 所述模拟机构位于所述空心摩擦球结构的外部， 所述阳球通过所述开口与所 述模拟机构连接， 所述摩擦定位组件包括对所述阳球进行定位的摩擦式抱环以及至少两个 可伸缩摩擦件， 至少两个所述可伸缩摩擦件固定在所述空心摩擦球结构的内壁。 2.如权利要求1所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 所述空心摩擦球结 构包括空心柱、 第一支撑件和 第二支撑件， 所述阳球 设在所述空心柱内， 所述可伸缩摩擦件 设在所述空心柱的内壁， 所述空心柱具有第一开口和第二开口， 所述阳球通过所述第一开 口与所述模拟机构连接， 所述第二支撑件设在所述空心柱位于所述第二开口的一端， 所述 六分力传感器设在所述第一支撑件与所述第二支撑件之间。 3.根据权利要求2所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 所述第 一支撑件 的支撑端面具有第一缺口槽， 所述第二支撑件的支撑端面具有第二缺口槽， 所述第一缺口 槽的缺口和所述第二缺口槽的缺口相对， 所述第一缺口槽的槽底和所述第二缺口槽的槽底 处在同一水平面， 所述六分力 传感器的底部分别与所述第一缺口槽的槽底和所述第二缺口 槽的槽底连接， 所述第一缺口槽的侧 壁与所述六分力传感器的第一侧 壁接触， 所述第二缺 口槽的侧壁与所述六分力传感器的第二侧壁接触。 4.根据权利要求2所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 所述空心柱的内 壁具有沿着所述阳球周向分布的至少两个安装部， 每个所述可伸缩摩擦件安装在相应所述 安装部。 5.根据权利要求1所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 每个所述可伸缩 摩擦件具有伸缩 件， 所述伸缩 件的端部与所述阳球接触， 所述伸缩 件的端部具有摩擦件。 6.根据权利要求1所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 所述摩擦定位组 件还包括第一摩擦式抱环和第二摩擦式抱环， 沿着靠近所述六分力传感器和所述模拟机构 的分布方向， 至少两个所述可伸缩摩擦件位于所述第一摩擦式抱环和所述第二摩擦式抱环 之间。 7.根据权利要求1～6任一项所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 所述姿态调节机构 的数量至少为两个， 每个所述姿态调节机构具有动力输出端， 所述动力输出端与所述喷管 模拟件铰接， 所述姿态调节机构与所述 位移传感器对称的设在所述喷管模拟件上。 8.根据权利要求1～6任一项所述的火箭发动机摩擦负载模拟系统， 其特征在于， 所述 发动机摩擦负载模拟系统还包括具有安装口的基座， 所述空心摩擦球结构设在所述基座 内， 所述六分力 传感器设在所述基座内， 所述模拟机构设在所述基座外， 所述位移传感器设 在所述基座外， 所述基座 安装口还设有防尘布， 所述防尘布与所述模拟机构连接 。 9.一种火箭发动机摩擦负载模拟方法， 其特征在于， 应用权利要求1～8任一项所述火权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115248961 A 2箭发动机摩擦负载模拟系统， 所述方法包括： 控制姿态调节机构调节喷管模拟件的运动， 使得 所述模拟机构带动阳球运动； 当所述模拟机构结束模拟喷管运动 时， 控制可伸缩摩擦件向所述阳球施加摩擦力， 所 述摩擦力用于模拟所述模拟结构向所述阳球施加的摩擦力； 接收来自位移传感器的所述模拟机构的位置信 息， 基于所述模拟机构的位置信 息确定 所述阳球的偏移姿态； 接收来自六分力传感器的空心摩擦球结构的力矩， 基于所述空心摩擦球结构的力矩确 定在所述偏移姿态下 所述发动机摩擦负载。 10.一种控制系统， 其特征在于， 包括控制平台以及权利要求1～8任一项所述火箭发动 机摩擦负载模拟系统， 所述控制系统分别与可伸缩摩擦件、 姿态调节机构、 位移传感器和六 分力传感器通信。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115248961 A 3