一、系統概述
火箭橇測試系統是一種用于高速動態試驗的專用平臺，通過火箭發動機推進滑車在軌道上高速滑行（速度可達數馬赫），模擬嚴苛環境（如高加速度、氣動熱、沖擊振動等），主要用于測試火箭部件、航空設備、材料性能及引信可靠性等。
核心目標：

• 實時采集高速運動狀態下的多物理量數據（速度、加速度、溫度、應變、振動等）。

• 確保系統在嚴苛條件下的穩定性和數據完整性。

• 實現測試過程的安全控制和緊急制動。

二、核心組成部分

1. 火箭橇滑車與軌道系統

• 滑車結構：輕量化高強度材料（如鈦合金、碳纖維），集成傳感器艙、數據記錄單元和火箭發動機。

• 軌道設計：精密鋼軌或磁懸浮軌道，配備激光測速系統和制動裝置（液壓制動或沙箱緩沖）。

• 動力系統：固體/液體火箭發動機，推力可調，支持短時高加速（>100g）。

2. 高速數據采集系統

• 超高速DAQ（采樣率≥1MS/s，如NI PXIe-5172），支持同步多通道采集。

• 抗沖擊存儲模塊（黑匣子），內置冗余電源和SSD（≥1TB）。

• 加速度：壓電式加速度計（頻響>10kHz，量程±5000g，如Endevco 7270A）。

• 溫度：高速紅外熱像儀（幀率>1kHz）或薄膜熱電偶（響應時間<1ms）。

• 應變/振動：光纖光柵傳感器（抗電磁干擾，適合高動態環境）。

• 傳感器選型：

• 采集設備：

3. 同步與時統系統

• 時間基準：GPS/北斗授時模塊（納秒級同步精度），確保多傳感器數據時間對齊。

• 觸發機制：激光測速觸發啟動，或通過FPGA實現硬件級同步控制。

4. 安全與控制系統

• 緊急制動：冗余制動設計（電磁制動+機械制動），通過高速攝像頭實時監測滑車狀態并觸發急停。

• 環境監測：軌道溫度監測（防過熱變形）、氣象傳感器（風速/濕度影響修正）。

• 遠程操控：基于光纖通信的遠程控制站，人員撤離至安全區域操作。

5. 數據處理與可視化

• 高動態數據重建（如沖擊響應譜分析）。

• 多物理量耦合分析（如氣動熱與結構變形關聯）。

• 實時處理：邊緣計算單元（如NVIDIA Jetson AGX）執行數據降噪和特征提取。

• 后處理分析：

• 可視化：3D軌跡重建（結合IMU數據）、熱力學云圖生成。