78|电子制作2023年3月信息工程0引言我国探月工程二期月球着陆探测器采用具有大范围变推力工作能力的液体变轨发动机作为其主发动机,用于完成月球着陆探测器中途修正、近月制动、动力下降等软着陆任务。发动机的推力由燃料燃烧产生的喷流与喷管内型面作用而产生,推力线理论上为喷管内型面的几何中心线即为喉部横截面中心到喷管出口中心的连线。该型发动机在热试车前及交付总体前要进行推力线参数测量,为总体装配确定发动机推力线在舱体坐标系下的位置提供坐标数据。一般来说,火箭发动机推力线参数要求推力线与对接坐标的偏移量、偏斜量,但是探月系列发动机推力线参数要求较为特殊,要求参数较多,有些参数商业软件无法直接给出结果,需要检测人员自行根据实际的推力方向进行换算,费时费力,存在质量隐患,本文通过转换思路,从基础入手,建立推力线,坐标系的数学模型,运用高等数学,计算机图形学等方法开发一套计算软件进行自动化计算推力线参数,该方法避免人为出现的计算错误,并极大提高了计算效率。1推力线参数及计算现状推力线参数计算前需要确定推力线,推力线一般由热标试车(实际推力线)或数据者发动机测量(理论推力线)数据确定。■1.1推力线参数发动机不同状态的推力线测量,均要提供以下参数,如图推力线参数如图1所示。其中坐标系('''')OXYZOXYZ为发动机对接面(精测镜)坐标系,坐标系1111OXYZ为坐标系('''')OXYZOXYZ的平移坐标系。对于对接面坐标系,1O点为推力向量与YOZ平面的交点,α为推力向量与X1轴夹角,β为推力向量Y1轴的夹角,γ为推力向量与Z1轴的夹角。角度ε为交点1O在平面YOZ中的方位角。1OB为推力线在平面YOZ的投影,角度θ为1OB在平面YOZ中的方位角。其中角度ε、θ较为特殊,其数值分别为Y轴逆时针转动到1OO及1OB的角度。同样对于精测镜坐标系,2O点,22222(,,,,)αβλεθ,2'OO的意义相同,不再赘述。(1)推力线平移量:发动机喷管喉部中心点在对接面的垂点与对接面理论中心距离;(2)推力线偏斜量:发动机推力线与对接面垂线的夹角;(3)对接面坐标系下推力线与对接面交点空间坐标值1O点坐标;(4)发动机实际推力线与对接面坐标轴的夹角11111(,,,,)αβγεθ及1OO距离;(5)精测镜坐标系下推力线与对接面交点空间坐标值(',',')oooxyz;(6)精测镜坐标系下,推力线与精测镜坐标系'''YOZ平面交点2O点空间坐标值;(7)发动机实际推力线与精测镜坐标轴的夹角22222(,,,,)αβγεθ及2'OO距离。XYZX1Y1Z1OO1α推力线θAB...