基于激光雷达测量原理的火箭推力线测量技术研究

【摘要】：火箭发动机推力线与火箭轴线不完全重合所产生的推力线横移和偏斜会使发动机在工作过程中产生偏向力矩,从而影响火箭的命中精度。因此对火箭箭体轴线及推力线的高精度高效率测量,在火箭的生产装配及发射前的校验环节都有着非常重要的意义。 本文针对目前国内外火箭发动机轴线及推力线测量技术进行了深入研究,提出目前测量手段存在的局限性,在分析目前三维坐标测量技术及设备供应状况的基础上,提出利用激光雷达结合网络化测控技术,完成对火箭发动机轴线及推力线测量的方案。 本文以一个普通型号的火箭发动机为测量研究对象,研究复杂回转曲面轴线测量,发动机基准轴线、周向零位刻线和发动机推力线的测量方法。同时对激光雷达采集的三维空间坐标数据进行最小二乘求解算法处理,并建立三维坐标的空间变换数学求解模型。 在分析激光雷达实际测量应用现场情况基础上,提出把激光雷达作为一个测量环节,集成到网络化测控平台中的方案。从而解决激光雷达在实际测量现场遇到自身设备组成体系较庞大,自测,校准周期较长问题的困扰。同时设计通过无线网络来实现测控数据的传输,从而使整个测控系统安装,移动简单高效。另外在网络化测控平台中还集成有数据安全存储系统和专家远程支持系统,也将大幅度提升了激光雷达在实际测量工作中的可靠性、效率及测量精度。 最后,通过实际的火箭发动机轴线及推力线测量完成对火箭推力线的测量工作,验证本文设计的网络化激光雷达测控系统具有很高的工作效率、实际应用推广性及测量精度。