液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)臺(tái)扭矩（靜態(tài)）在線校準(zhǔn)規(guī)范編制說(shuō)明

《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)臺(tái)扭矩（靜態(tài)）在線校準(zhǔn)規(guī)范》校準(zhǔn)規(guī)范編制說(shuō)明西安航天動(dòng)力研究所

一．工作簡(jiǎn)況1.任務(wù)來(lái)源液體火箭發(fā)動(dòng)的渦輪泵作為其核心組件，其性能直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能和工作可靠性。為了滿足設(shè)計(jì)要求，每一臺(tái)渦輪泵必須在裝機(jī)配前進(jìn)行水力試驗(yàn)，以獲得其效率參數(shù)特性。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)的目的是準(zhǔn)確獲得其在規(guī)定轉(zhuǎn)速和流量下的揚(yáng)程和效率參數(shù)，其中效率參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力最終調(diào)整的影響最大，是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心參數(shù)之一。由于發(fā)動(dòng)機(jī)泵效率無(wú)法從試驗(yàn)中直接得到，通常是由扭矩參數(shù)測(cè)量，再通過(guò)計(jì)算而間接得到，因而扭矩參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確度直接影響泵效率參數(shù)計(jì)算的精準(zhǔn)度，是發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能參數(shù)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，提高扭矩測(cè)量的準(zhǔn)確度是改善發(fā)動(dòng)機(jī)推力調(diào)整精度的重要途經(jīng)。通常扭矩是通過(guò)扭矩測(cè)量?jī)x獲得的，對(duì)扭矩測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)及其影響因素的研究不僅僅是計(jì)量管理的要求，更是保證發(fā)動(dòng)機(jī)高質(zhì)量和高可靠性的要求。液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)臺(tái)的扭矩測(cè)量?jī)x需要共軸安裝在試驗(yàn)臺(tái)拖動(dòng)電機(jī)和被試泵之間，為保證試驗(yàn)系統(tǒng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)和準(zhǔn)確測(cè)量，需要對(duì)軸系進(jìn)行精細(xì)裝調(diào)，軸系間的不同軸、泵工作異常等均會(huì)產(chǎn)生額外載荷，影響扭矩測(cè)量的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性。同時(shí)對(duì)于大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)高轉(zhuǎn)速、大功率的特點(diǎn)，采用成對(duì)的電磁軸承、滑動(dòng)軸承等精密支撐方式，以及拖動(dòng)電機(jī)、扭矩測(cè)量?jī)x與軸系一體化設(shè)計(jì)安裝，完全不可拆卸，只能采用在線校準(zhǔn)的方式。目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)專門(mén)用于扭矩測(cè)量?jī)x在線校準(zhǔn)的規(guī)范，各個(gè)領(lǐng)域采用的方法主要是從試驗(yàn)系統(tǒng)或裝置上拆卸后送實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)檢定（校準(zhǔn)），依據(jù)相應(yīng)的國(guó)家規(guī)程有：JJG995-2005《靜態(tài)扭矩測(cè)量?jī)x》、JJG924-2010《轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置》及JJG557-2011《標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀》、JJG1146-2017《工作扭矩儀》等。目前，結(jié)合國(guó)家在空間站建設(shè)和載人探月等重大航天工程現(xiàn)建需求，已建有二十余套液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)臺(tái)，扭矩測(cè)量范圍為20Nm～20kNm，大多采用靜重式扭矩校準(zhǔn)、杠桿放大式、參考式等原理的在線校準(zhǔn)方法，也是國(guó)內(nèi)外扭矩在線校準(zhǔn)常用方法。由于缺少統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，航天液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)扭矩在線校準(zhǔn)在校準(zhǔn)方法選擇、誤差傳遞、數(shù)據(jù)處理等方面存在差異，直接影響扭矩測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性。同時(shí)，在航空、船舶、汽車(chē)等領(lǐng)域，也存在迫切需要編制統(tǒng)一、規(guī)范的在線校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，對(duì)扭矩參數(shù)的測(cè)量質(zhì)量進(jìn)行約束和管控。綜上所述，為提高液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)扭矩測(cè)量的準(zhǔn)確度，切實(shí)從測(cè)量方法研究創(chuàng)新、測(cè)量裝備研制創(chuàng)新、產(chǎn)品全壽命周期管理與關(guān)鍵共性技術(shù)領(lǐng)域計(jì)量科技創(chuàng)新能力方面，為航天動(dòng)力產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級(jí)換代，為航天動(dòng)力產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到推動(dòng)和引領(lǐng)作用，擬開(kāi)展《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)扭矩（靜態(tài)）在線校準(zhǔn)規(guī)范》的編制工作。主要起草單位、參加起草單位主要起草單位：西安航天動(dòng)力研究所陜西省計(jì)量科學(xué)研究院參加起草單位：航天推進(jìn)技術(shù)研究院上海船舶設(shè)備研究院北京航天動(dòng)力研究所3.主要起草人姓名性別職務(wù)/職稱工作單位任務(wù)分工李彤女研究員西安航天動(dòng)力研究所驗(yàn)證、起草李聰男工程師西安航天動(dòng)力研究所驗(yàn)證、起草張崇武男研究員西安航天動(dòng)力研究所驗(yàn)證、起草杜永清男研究員陜西省計(jì)量科學(xué)研究院驗(yàn)證李濤男研究員上海船舶設(shè)備研究所驗(yàn)證、起草張磊男高工航天推進(jìn)技術(shù)研究院驗(yàn)證論證林杰俊男高工上海船舶設(shè)備研究所實(shí)驗(yàn)論證吳巖男高工北京航天動(dòng)力研究所驗(yàn)證二．調(diào)研情況目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)專門(mén)用于扭矩測(cè)量?jī)x在線校準(zhǔn)的規(guī)范，各個(gè)領(lǐng)域采用的方法主要是從試驗(yàn)系統(tǒng)或裝置上拆卸后送實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)檢定（校準(zhǔn)），依據(jù)相應(yīng)的國(guó)家規(guī)程有：JJG995-2005《靜態(tài)扭矩測(cè)量?jī)x》、JJG924-2010《轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置》及JJG557-2011《標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀》、JJG1146-2017《工作扭矩儀》等。本規(guī)范中所涉及到的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法，主要是對(duì)扭矩測(cè)量?jī)x的示值誤差、長(zhǎng)期穩(wěn)定度、重復(fù)性及進(jìn)回程差進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，以確保其量值的準(zhǔn)確可靠。在規(guī)范制定過(guò)程中，起草小組查閱了國(guó)家有關(guān)規(guī)程、規(guī)范，參照了國(guó)內(nèi)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，并得到了國(guó)家航天動(dòng)力產(chǎn)業(yè)計(jì)量測(cè)試中心的支持及相關(guān)部門(mén)的密切配合。三．編制說(shuō)明1．規(guī)范名稱《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)臺(tái)扭矩（靜態(tài)）在線校準(zhǔn)規(guī)范》2．適用范圍本規(guī)范適用于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)臺(tái)扭矩測(cè)量裝置（靜態(tài)）的在線校準(zhǔn)。3．引用文獻(xiàn)本規(guī)范引用以下文件：JJG557標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀JJG924轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置JJG995靜態(tài)扭矩測(cè)量?jī)xJJG1146工作扭矩儀GB/T3216回轉(zhuǎn)動(dòng)力泵水力性能驗(yàn)收試驗(yàn)1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)QJ3202-2005液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)泵試驗(yàn)方法凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。4．計(jì)量性能本規(guī)范按照J(rèn)JF1071-2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則的要求》進(jìn)行編寫(xiě)，對(duì)泵試驗(yàn)臺(tái)扭矩測(cè)量裝置的工作原理及用途作了相應(yīng)說(shuō)明，計(jì)量特性包括：示值誤差、長(zhǎng)期穩(wěn)定度、重復(fù)性和進(jìn)回程差等。5．標(biāo)準(zhǔn)器的選擇本規(guī)范對(duì)校準(zhǔn)環(huán)境條件、校準(zhǔn)用設(shè)備、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法都進(jìn)行了規(guī)定，開(kāi)展校準(zhǔn)所使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備按選用方法分為：（1）靜重式：砝碼、力臂；（2）參考式：標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀；（3）測(cè)力式：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀；（4）杠桿式：砝碼、力臂。6．校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)方法可采用比對(duì)法進(jìn)行輸出值的示值誤差校準(zhǔn)。7．校準(zhǔn)結(jié)果的處理本規(guī)范第五部分計(jì)量特性給出了扭矩測(cè)量裝置的技術(shù)要求，同時(shí)也說(shuō)明了校準(zhǔn)不判斷合格