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1、2016年4月宇航计测技术Apr.,2016第36卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.36,No.2試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2016)02-0001-03中图分类号:TN249文献标识码:A基于激光测振仪分离装置测量方法研究12111张宏剑庄方方季宝锋曲展龙郭岳(1.北京宇航系统工程研究所,北京100076;2.中国运载火箭技术研究院研究发展中心,北京100076)摘要针对目前采用的高速摄像测量方
2、法存在误差较大与操作困难问题,提出了一种基于激光测振仪的新型测量方法,可以有效提高分离装置试验测量精度,为后续分离装置机构精确设计奠定基础。关键词分离装置激光测振仪测量StudyofMeasurementMethodforSeparationDeviceBasedontheLaserDopplerVibrometer12111ZHANGHong-jianZHUANGFang-fangJIBao-fengQUZhan-longGUOYue(1.BeijingInstituteofAerospaceSystemsEngineering,Beijing100076;
3、2.Research&DevelopmentCenter,ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing100076)AbstractToreducetheerrorandoperatingdiffiecultyinthecurrenthighspeedcamerameasure-mentmethod,anewmeasurementmethodbasedonthelaserDopplervibrometerisfoundedtomeasureseparationdeviceaccurately.Thenewmetho
4、dcanimprovethemeasurementaccuracyandprovidetheba-sisforprecisiondesigninseparationdevice.KeywordsSeparationdeviceLaserDopplervibrometerMeasurement1引言传统测量方式误差较大,数据量偏少,无法满足精确测量、精确设计需求,急需研究出一种分离装置的新分离装置又称作分离器,是一种典型的分离及型测量方法,以满足结构精细化分析与设计要求。连接机构,广泛应用于航天运输系统中的级间分离、舱段分离、星箭分离和载荷释放等相关领域,其功能
5、2分离装置试验测试需求可靠性直接关系到发射任务成败。分离装置产品可靠性目前没有准确理论算法,是典型的试验验证设如图1所示,分离指令触发前,分离装置中的连计环节。试验测量结果的精确度直接影响分离装置接螺杆主要用于连接两个不同的结构部段。分离指机构设计优劣。以往试验结果多介于成败判定,难令下发后,连接螺杆在释放装置的作用下,失去对不以提供充足测量数据,严重影响结构设计方案。因收稿日期:2015-06-20,修回日期:2015-08-03基金项目:国家自然科学基金资助项目(11402033)作者简介:张宏剑(1984-),男,博士,工程师,主要研究方向:弹箭体结构设
6、计与动力学分析。·2·宇航计测技术2016年[3]同结构部段的连接作用,进入分离管道,而后被捕获标记点面与摄像机标定面之间的夹角。装置与缓冲弹簧共同控制约束,以避免其与航天器发相比传感器等传统测量方法,高速摄像机具有[1]生二次接触碰撞。除连接螺杆连接与释放装置分非接触式测量的优点。对测量对象没有直接影响,离释放作用外,分离器中捕获装置对分离后连接螺杆保证了测量过程中测量对象与实际工况中的状态一的准确捕获是分离任务成败判定的主要指标。致性,在静态外形与位形测量方面具有一定优势。但对于分离装置引导阶段与捕获阶段中连接螺杆速度测量,高速摄像具有以下缺点:(1)高速
7、摄像试验记录过程需要对测量对象所在坐标系进行标定,且测量过程中所标定坐标系参图1分离装置原理示意图考物不能发生变化。目前分离装置试验过程多为爆炸冲击过程,高速摄像机测量条件相对过于苛刻;捕获装置对连接螺杆捕获成功率除与捕获装(2)高速摄像机采样频率大小与拍摄区域大小置、缓冲弹簧结构设计相关外,还与连接螺杆进入捕成反比。过低采样频率导致拍摄帧数太少,后期试获装置的初始状态有关。而连接螺杆到达捕获装置验数据点过少;过高采样频率导致拍摄记录图像区时的初始状态取决于释放装置提供连接螺杆的初始域过低;动能与连接螺杆在分离管道中的运动过程两个因(3)高速摄像数据存储时间过
8、长,而且每拍摄素。对应分离装置试验中所
