[發(fā)明專利]一種跨介質(zhì)航行器入水及出水測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710298021.X
• 申請日: 2017-04-29
• 公開（公告）號: CN106932171B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張成春;吳正陽;鮑陽春;岳永麗;張秀梅;韓志武;任露泉
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發(fā)明公開了一種跨介質(zhì)航行器入水及出水測試系統(tǒng)，其包括實驗水箱、配重塊、支撐架、可控伸縮機構(gòu)、直線電機平臺及、傾角測量儀、直線電機平臺承載架、出入水組件、出入水模型、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、高速動態(tài)攝像系統(tǒng)以及計算機設(shè)備，出入水組件包括自由入水組件、強迫入水組件、自由出水組件和強迫出水組件。本發(fā)明可以實現(xiàn)跨介質(zhì)航行器模型在不同角度和初始速度下的入水和出水試驗，可以對跨介質(zhì)航行器模型的入水和出水初始速度及角度進行精確調(diào)控，滿足初始速度從0m/s～20m/s的入水和出水及角度從接近0°～90°的入水和出水試驗，能夠?qū)崿F(xiàn)跨介質(zhì)航行器模型自由入水、自由出水、強迫入水、強迫出水等不同入水及出水方式的模擬試驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)物入水和出水測試系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及到一種跨介質(zhì)航行器模型可變角度、可變速度的出水和入水測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

跨介質(zhì)航行器既可以在空中飛行，又能在水下潛行的一種兩棲航行器，近幾年來成為國際軍事領(lǐng)域研究的一個新熱點。航行器在穿越自由表面過程中機體表面結(jié)構(gòu)是否會受到破壞，航行器是否能保持理想的飛行狀態(tài)等，都是不可忽略的問題，跨界質(zhì)航行器入水和出水問題是其設(shè)計過程所需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。水和空氣的物理性質(zhì)存在很大差異，海水和空氣的密度相差800倍，動力粘性系數(shù)相差60倍，因此飛行器在穿越水面過程表面壓強的變化尤為劇烈和復(fù)雜。機體沖出自由面瞬間，會產(chǎn)生－種抨擊現(xiàn)象，使得流場瞬間劇烈變化，引起較大的水動力，機體還會受到較大的扭轉(zhuǎn)力作用。開展此研究，需要專用的出水及入水測試系統(tǒng)。

航行器入水和出水的速度和角度以及飛行姿態(tài)等均為入水及出水技術(shù)研究中考慮的重要參量。針對跨介質(zhì)航行器入水及出水過程中的關(guān)鍵技術(shù)研究需要，本發(fā)明提出了一種可變角度、可變速度的出水和入水測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)關(guān)鍵參量的動態(tài)測量與分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的跨介質(zhì)航行器入水及出水測試系統(tǒng)，既能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的自由入水和強迫入水試驗又能完成結(jié)構(gòu)物的自由出水和強迫出水試驗，且能夠精確調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)物的初始入水和出水速度及入水和出水角度，滿足初始速度從0m/s至20m/s的入水和出水及角度從接近0°至90°的入水和出水試驗。

本發(fā)明包括實驗水箱、配重塊、支撐架、可控伸縮機構(gòu)、直線電機平臺、傾角測量儀、直線電機平臺承載架、出入水組件、出入水模型、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、高速動態(tài)攝像系統(tǒng)以及計算機設(shè)備，所述實驗水箱放置于支撐架下部凹陷結(jié)構(gòu)內(nèi)，所述配重塊置于支撐架底部橫梁上，所述伸縮機構(gòu)一端通過活動鉸鏈支座安裝在支撐架上，另一端通過活動鉸鏈安裝在直線電機平臺托架上，所述直線電機平臺托架一端通過轉(zhuǎn)軸安裝在支撐架突出的橫梁上，另一端通過緊固件組固定在固定架上，所述固定架固接在支撐架上，所述直線電機平臺安裝在直線電機平臺托架上，所述出入水組件安裝在直線電機平臺移動滑塊上，所述傾角測量儀安裝在直線電機平臺托架側(cè)面。高速動態(tài)攝像系統(tǒng)設(shè)置在實驗水箱旁，高速動態(tài)攝像系統(tǒng)從兩不同的方向捕捉出入水模型在入水和出水過程中界面的變化情況，并將動態(tài)視頻數(shù)據(jù)保存到計算機設(shè)備中進行分析處理；安裝在出入水模型內(nèi)部的傳感器同步采集自由入水或出水過程的實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳送至計算機設(shè)備進行處理。

所述出入水組件分為自由入水組件、強迫入水組件、自由出水組件和強迫出水組件。

所述自由入水組件包括安裝在移動滑塊上的出入水支撐桿座、安裝在出入水支撐桿座端部的可拆卸自由入水支撐管、安裝在可拆卸自由入水支撐管端部的中空的電磁吸附裝置及連接出入水模型與可拆卸自由入水支撐管的彈性牽引線。

所述強迫入水組件包括安裝在移動滑塊上的出入水支撐桿座、安裝在出入水支撐桿座端部的可拆卸強迫入水支撐管及連接可拆卸強迫入水支撐管與出入水模型的六分力傳感器。

所述自由出水組件包括安裝在移動滑塊上的出入水支撐桿座、安裝在出入水支撐桿座端部的可拆卸自由出水支撐桿、安裝在可拆卸自由出水支撐桿端部的中空的環(huán)形電磁鐵及連接出入水模型與可拆卸自由出水支撐桿的彈性牽引線。