l
axi
co1θ si1
co1θ si syi
taθ ni1
taθ ni
——
co1θ si1 co1θ si 2 taθ ni1 taθ ni2
③不同工况间位移误差补 偿校正模型
③不同工况间位移误差补偿校正 模型
xOO
d2 l2 cosθarctadnl
l
yOO
d2 l2 sinθarctadnd
影响可以忽略的结果
⒊ 本课题研究计划进度表
时间节点
主要任务
成果及考核指标
2013.6 2013.7～2013.9
阅读文献，搜集资料，调研 设备器材
硕士学位论文中期答辩
实验室设备购置、安装及调 构建试验台架测量系统，期待 试，试验工装设计、加工及
装配调试
发明专利
2013.10～2013.11
完成某型号发动机数值羽流 仿真，开展验证测量系统小 实验
⒉ 本文的总体研究目标和主要 研究内容
本研究，旨在通过误差分析和误差校准模型的构建，补偿原理性误差；
通过搭建对中测量系统，来达到缩短试验准备时间，提高试验效率，减小
实验成本，获取更加准确实验数据的目的。
1. 分析人员进出舱对测量的影响。 2. 对试验台架进行误差分析，给出测量的误差校正模型。 3. 搭建发动机试验件对中测量系统。 4. 针对测量系统开展小实验，并与仿真结果进行对比，标定测量系统误差。 5. 制定规范的试验前对中测量时序，标准化、规范化。
中期检查报告
真空羽流试验模型几何测量与误差校准
目录 1.本课题研究意义
2.本文的总体研究目标和主要研究内容 3.本课题研究计划进度表 4.拟采取的研究路线 5.已完成工作介绍 6.学分完成及论文发表情况 7.下一步计划和工作
⒈本课题研究意义
获取发动机真空羽流及其效应的有效数据是开展地面模拟羽流试验的目的，而得到高精 度的试验数据，首先需要保证发动机与试验模型之间的几何位置与设计位置保持一致。 然而，由于真空羽流试验中发动机与试验件常为不规则形状，安装紧凑而又难以精确测 量，试验对其空间几何的精度要求又高，试验过程中几何位置又无法调整，所以对发动 机和试验件及其之间的相对几何位置加以精确测量并校准尤为重要。
l
xiO ,i 1O
d2l2coθ si1arcd tlancoθ si arcd tlan
yiO ,i 1O d2l2sin θ i1arcd tlansin θ i arcd tlan
xB B l1cosdsin yB B lsind1cos
x iB ,i 1 B lco i 1s co i sdsiin sii n 1 y iB ,i 1 B lsii n 1 siin dco i 1s co i s
5.2发动机模型对中原理研究
发动机试验件对中就是对发动机试验件和羽流参数测量装置的相对几何位 置加以精确测量并校准的过程。试验时发动机试验件安装在光学平台上，羽 流参数测量装置安装在三维移动机构上，试验过程中光学平台固定不动，三 维移动机构随工况移动，通过三维移动机构的移动，确定羽流参数测量装置 与发动机模型的相对位姿。考虑到发动机试验件相对羽流参数测量装置的位 姿安装误差和不同工况下羽流参数测量装置移动前后的位姿误差，微小的位 姿误差会带来大的羽流参数测量误ห้องสมุดไป่ตู้，误差计算和补偿是必不可少的。
何测量和误差校准的国内外 撰写出文献综述和开题报告 发展现状
《真空羽流效应试验中火箭发
阅读文献，参与实验室试验 动机试验件的几何测量误差校
工作，总结归纳试验过程中 准分析研究》分别已投向“三
的实际问题
网会议”和本届研究生学术论
坛，处于审稿阶段
学习ANSYS软件，对试验模 得出人为因素对试验台架系统
型进行结构变形分析
相应的发动机试验件几何测量 系统误差分析方面的文章1篇
2013.12
阅读文献，课题结题
硕士学位论文毕业答辩
⒋拟采取路线
⒌已完成工作 5.1舱内羽流试验台架位移误差分析
① 羽流试验台架模型简化
②羽流试验台架简化模型的结构 变形分析双边施加重力载荷结构变形云图
②羽流试验台架简化模型的结构 变形分析单边施加重力载荷结构变形云图
②羽流试验台架简化模型的结构 变形分析
分析结果如下表：
施加载荷 双边施加 单边施加
X 0.556e-3mm 0.562e-3mm
Y
Z
0.215e-4mm 0.656e-3mm
0.185e-3mm 0.131e-2mm
合位移变形 0.566e-3mm 0.114e-2mm
通过以上云图和图表数据比较可知： ⑴ 进舱工作人员因双侧站立导致试验台架的结构变形比单侧站立小得多； ⑵ 舱内因人体重力因素导致的变形，在竖直方向上更为明显； ⑶ 人体重力因素对试验台架的变形最大也不过0.114e-2mm，在试验精度不 高于0.1mm的情况下，可以忽略人体重力因素对试验的影响；
①发动机位姿校正模型 arctan|OF2| s2 s1
x y
arcta|nOxF2 | s2 s1
arcta|nOyF2 | s2 s1
②羽流参数测量装置相对三维T轴中心偏距和y向距离的校正模型
当θi→0，θi+1→θ时
d
axi
tanθ
syi
1 cosθ
l
axi
co1sθ
syi
tanθ
解方程组d得： axictao1θ θ nsii11ctao1θ nθ sii2 sytiaθ ncio11θ sit1aθ nic2o1θ si ——
⒊ 本课题研究计划进度 表
时间节点
主要任务
成果及考核指标
2012.06～2012.10 2012.11～2012.12 2013.1～2013.4 2013.5
资料收集，了解发动机对中 《大型羽流试验舱设计及有限
测量的国内外发展情况，确 元分析》已被北航第九届研究
定研究方向
生学术论坛录用
总结归纳资料，深入了解几
需要确定的几个测量条件：⑴三维移动机构Z轴竖直放置；⑵三位移动 机构三个轴两两垂直，并固定牢靠；⑶光学平台水平。这样可以将测量模型 简化，方便分析计算。
①发动机位姿校正模型 发动机安装后，首先需要校正发动机模型的位姿，通过调整发动机试验件的俯 仰与偏航，保证发动机试验件轴线与三维移动机构y轴平行，这样，羽流测量装置 沿y轴方向移动过程中，数据点不会漂移，能够准确实现各个工况物理量的测量。