火箭發動機軸承搖擺試驗技術

袁軍社，趙長安，楊孟博，王 婷

(西安航天動力研究所 液體火箭發動機技術重點實驗室，陜西 西安 710100)

0 引言

運載火箭飛行過程中，為實現箭體姿態控制，要求發動機能夠提供推力矢量控制。在研的大推力液體火箭發動機大都使用創新設計的常平環，采用潤滑性能良好且能自動調心的軸承作為搖擺關節，在伺服機構控制下驅動推力方向繞軸承變化，使得發動機具備單擺、雙擺功能，從而實現箭體俯仰、偏航和滾動三維控制。在此過程中，軸承徑向往往要承受較大的發動機推力載荷，搖擺時其軸向還要承受一定的推力分量和慣性載荷，此外還要在伺服機構系統控制下完成一定角度的往復回轉運動，載荷環境十分嚴酷。其靜態承載能力及疲勞壽命直接決定發動機工作可靠性，軸承摩擦系數直接影響伺服機構系統設計，然而這些參數廠家均無法提供。因此，在實際飛行前必須通過地面試驗對其靜態承載裕度和疲勞壽命進行考核。

通過地面試驗對軸承進行靜態承載和低速搖擺特性研究，國內外也有相關報告和研究成果。如美國軍用標準MIL-B-81819 對低速擺動關節軸承的性能要求和試驗方法進行了詳細的規定，后來頒布的AS 81820也是適用于關節軸承的低速擺動試驗要求。但由于技術保密等原因，已有文獻多僅有對試驗機原理的簡單介紹。Sliney、Kim等利用采用氣壓傳動系統驅動關節軸承實現旋轉擺動，液壓系統進行加載，證明了新工藝的合理性。……