发动机试验液氢流量测量不确定度评定

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1、第43卷第3期火箭推进Vol.43,№.32017年6月JOURNALOFROCKETPROPULSIONJun.2017发动机试验液氢流量测量不确定度评定庄建，李志刚，李伟乐（北京航天试验技术研究所，北京100074）摘要：针对某型号液体火箭发动机试验，介绍了液氢低温流量测量系统组成及原理。根据液氢质量流量测量数学模型，分析影响液氢流量测量不确定度的主要压力对贮箱容积的影响因素，依据不确定度评定相关标准和方法，对各种影响因素进行分析，最终得出液氢质量流量扩展不确定度为±0.88%，满足发动机设计部门对液氢低温质量流量测量不确定度±1%的要求。关键词：火箭发动机试验；液氢流量测量；不确定度

2、评定+中图分类号：V434.3-34文献标识码：A文章编号：1672-9374(2017)03-0074-05UncertaintyevaluationofliquidhydrogenflowmeasurementinrocketenginetestZHUANGJian,LIZhigang,LIWeile（BeijingInstituteofAerospaceTestingTechnology,Beijing100074,China）Thecompositionandprincipleoftheliquidhydrogenflowmeasurementsystemusedinthetest

3、ofaliquidrocketengineareintroducedinthispaper.Accordingtothemathematicalmodelofliquidhydrogenmassflowmeasurement,theinfluenceofmainpressureonstoragetankvolumeisanalyzed,whichisthemainfactortoaffecttheuncertaintyoftheliquidhydrogenflowmeasurement.Thevariousfactorsofaffectingtheuncertaintyisanalyzed

4、accordingtotheuncertaintyevaluationstandardsandmethods.Itisconcludedthattheexpandeduncertaintyofliquidhydrogenmassflowis±0.88%,whichcanmeetthe±1%uncertaintyrequirementmadebytheenginedesignsectorfortheliquidhydrogenlow-temperaturemassflow.rocketenginetest;liquidhydrogenflowmeasurement;uncertaintyev

5、aluation参数的计算，而参数测量结果都具有一定的误0引言差。流量测量不确定度就是表征流量测量误差大液体火箭发动机地面试验中推进剂流量的测小，即评定液体火箭发动机试验过程中流量测量量准确性关系到发动机比冲、混合比等关键性能结果准确性的指标。收稿日期：2016-09-07；修回日期：2016-11-16作者简介：庄建（1981—），男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机试验测量技术第43卷第3期庄建，等：发动机试验液氢流量测量不确定度评定75本研究以GJB3756《测量不确定度的表示与评定》和航天行业标准《液体火箭发动机试验测量不确定度评定第3部分：稳态流量》为基础，介绍某型号液体火箭

6、发动机试验液氢流量测量原理及其测量不确定度评定方法和结果。1液氢流量测量系统组成及原理图2分节式液位计输出信号示意图目前火箭发动机试验中推进剂质量流量一般Fig.2Schematicdiagramforoutputsignalof通过测量体积流量乘以密度来获得，液氢液氧发segmenttypeliquidometer动机使用的推进剂为低温液氢和液氧,其中又以液氢的流量测量最为困难。目前国内外普遍采用分节式电容液位计来测量液氢体积流量。分节式电容液位计由内管、外管组成（见图1），其中外管分成若干节，每一节的长度根据测量要求来定，其中奇数节连接起来与内管构成电容C1，偶数节连接起来与内管构成电

7、容C2，将电图3流量测量系统组成框图容C1和C2接入电容电桥的相邻两臂，这样随着Fig.3Flowmeasurementsystemcompositiondiagram推进剂液面的下降，电桥输出如图2所示的三角波。该电压信号经信号处理后进入采集系统，经运用分节式液面计的结构是比较测量的方计算机处理后，通过分析分节式液位计三角波输法，具有补偿作用，较好地克服了连续式电容液出波形和查阅容器容积表可以得出一定时间段内位计在低温