摇摆软管低温疲劳试验关键技术研究

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1、第43卷第4期火箭推进Vol.43,№.42017年8月JOURNALOFROCKETPROPULSIONAug.2017摇摆软管低温疲劳试验关键技术研究周云端，杨孟博，马兴（西安航天动力研究所,陕西西安710100）摘要：为有效考核液体火箭发动机的工作可靠性，需要通过地面试验验证摇摆软管低温疲劳特性。摇摆软管低温疲劳试验系统承担试验时涉及的摇摆环境模拟、低温压力环境模拟、轴压平衡等关键技术。摇摆驱动分系统利用水平放置的2个液压伺服油缸作为驱动单元驱动十字轴带动摇摆软管摆动，模拟摇摆软管的安装边界及摇摆工况。低温压力供应分系统向摇摆软管内腔输送一定压

2、力的液氮，模拟摇摆软管低温以及内压环境。内压平衡子系统通过设置在摇摆软管内的轴压平衡装置平衡内腔压力产生的轴向载荷，避免在内腔压力作用下伸长。某型氧化剂摇摆软管低温疲劳试验结果表明：摇摆软管低温疲劳试验系统能够实现摇摆软管双向摇摆和单向摇摆等疲劳试验工况，试验环境和边界条件与摇摆软管实际工作状态基本一致，试验参数满足要求。关键词：摇摆软管；十字轴；低温疲劳试验；轴压平衡中图分类号：V434-34文献标识码：A文章编号：1672-9374(2017)04-0080-07Researchonkeytechnologyforlow-temperaturef

3、atiguetestofswing-bellowsZHOUYunduan,YANGMengbo,MAXing（Xi’anAerospacePropulsionInstitute,Xi’an710100,China）Itisnecessaryforlow-temperaturefatiguetesttoexamineandverifyfatiguecharacteristicandreliabilityofswing-bellowswhichfeedLO2fromrocket'spropellanttanktorocketengine.Thistest

4、systeminvolvesseveralkeytechnologiesincludingsimulationofswingconditions,simulationoflow-temperatureenvironmentsandinternalpressure,andbalanceofaxialload.Theswing-drivensubsystemcandrivetheuniversaljointpintoswingtheswing-bellowsbytwohydraulicservocylinders,andsimulatethefixing

5、boundaryandswingconditionsoftheswing-bellows.Theinternalpressuresubsystemunderlow-temperaturecanfeedLN2intotheswing-bellowsandsimulateworkingenvironment.TheaxialloadbalancesubsystemcanbalanceaxialloadwhichisproducedbyLN2atworkthroughabalancedevicefixedinswing-bellows.Thetestres

6、ultsindicatethatthetestsystemisreasonable,theboundaryconditionofswingbellowsonlow-temperaturefatiguetestsystem收稿日期：2016-03-27；修回日期：2016-05-14基金项目：航天支撑技术项目（617010403）作者简介：周云端（1976—），男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机力学环境研究第43卷第4期周云端，等：摇摆软管低温疲劳试验关键技术研究81isthesameasthatonrocketengine,andthetest

7、parametersmeetthesystemrequirement.swing-bellow;universaljointpin;low-temperaturefatiguetest;axialpressurebalance机工作工况分析，氧化剂摇摆软管低温疲劳试验0引言主要技术参数如下：摇摆软管是液体火箭发动机推进剂供应系统1）安装边界：与氧化剂摇摆软管在发动机的一个关键组件，在火箭飞行过程中从箭体贮箱上的实际安装边界一致；向火箭发动机输送推进剂，同时补偿火箭调姿时2）摇摆工况：绕X轴单独摇摆，绕摇摆关所产生的位移变化。某型运载火箭发动机使用的节

8、互为90°的X和Y轴同时摇摆，绕X轴单独摇氧化剂为液氧，氧化剂摇摆软管在摇摆工作过程摆和绕Y轴单独摇摆；中不