李爱民,金 路，苗旭升，李惠敏，李春乐

(1.西安航天动力研究所，陕西 西安 710100； 2.西北工业大学，陕西 西安 710072)

0 引言

高性能液体火箭发动机要求具有大范围变工况稳定工作的能力，高压、高速环境下涡轮泵会产生较大的轴向力，通常需要设置轴向力自动平衡装置。国内外学者针对涡轮泵轴向力的理论分析进行了较为深入的研究工作[1～9]，同时对于轴向力的测试也提出了较苛刻的要求。

在液体火箭发动机涡轮泵研制阶段，必须对涡轮泵进行水力试验，以确定泵的各项性能参数[10～14]，转子轴向力即其中一项重要参数。转子轴向力对于轴承的设计与选型、涡轮泵性能参数调整计算等方面具有重要影响，因此对于涡轮泵转子轴向力的研究需要有精确的测量数据。

轴向力可通过直接法或间接法测量得到。直接法可利用力传感器直接测量，测试方法简单直观，但对传感器结构尺寸、安装位置、测试精度和可靠性有较高要求；间接法通常采用弹性元件与应变测试相结合的方法进行测试，具有结构设计灵活、测试范围宽、动态响应好、灵敏度高、适合动静态测试等优势[15]。某液体火箭发动机涡轮泵在水力试验中用到了轴向力传感器，为新研制传感器，其工作稳定性与可靠性尚待验证，因此确保得到可靠的转子轴系载荷数据，对于提高试验成功率具有重要工程意义。

本文利用位移测量数据和轴承静刚度试验数据，采用基于串联刚度模型的方法预估涡轮泵转子轴系的轴向力，并与轴向力传感器实测数据相互验证，以期提高测试数据可靠性，保证试验测试成功率，减少试验次数，降低试验成本。……