[發明專利]一種噴水推進船模操縱性水動力測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201811216999.8
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109060299A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 封培元;劉震;范佘明;衛燕清;孫群;劉小健
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

1.一種噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，包括：

平面運動機構，所述平面運動機構固定在水池拖車上，用于測試噴水推進船模的船體水動力；

所述噴水推進船模包括：

裸船體模型，所述裸船體模型懸掛于所述平面運動機構上；

噴水推進裝置，若干所述噴水推進裝置設置于所述裸船體模型的后部，若干所述噴水推進裝置對稱設置，用于為所述裸船體模型提供推力；

噴水推進裝置控制系統，所述噴水推進裝置控制系統與所述噴水推進裝置相連接，用于控制所述推力的大小和方向；

動力測試儀，所述動力測試儀設置于所述噴水推進裝置的前部，用于測量所述噴水推進裝置的槳軸的轉速、推力和扭矩；

并行采集系統，所述并行采集系統與所述動力測試儀相連接，用于采集所述轉速、所述推力、所述扭矩和所述船體水動力；

伺服電機系統，所述伺服電機系統設置于所述動力測試儀的前部，用于為所述噴水推進裝置提供動力；

可編程邏輯控制器控制系統，所述可編程邏輯控制器控制系統用于控制所述伺服電機系統。

2.根據權利要求1所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述裸船體模型包括：

可移動式工裝平臺，所述動力測試儀和所述伺服電機系統均設置于所述可移動式工裝平臺上；

開孔，所述開孔開設于所述裸船體模型的艉封板處，所述噴水推進裝置安裝于所述開孔處；

格柵，所述格柵設置于所述裸船體模型的后部的底部，用于所述噴水推進裝置的進水口處的過濾。

3.根據權利要求2所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述噴水推進裝置包括：

基座，所述基座設置于所述裸船體模型的后部；

軸流泵，所述軸流泵設置于所述基座上；

倒車反斗，所述倒車反斗設置于所述軸流泵的噴水口的后方，通過所述倒車反斗的旋轉改變噴射水流的方向以控制所述裸船體模型的進退；

噴口轉向器，所述噴口轉向器設置于所述軸流泵的噴水口的前上方，通過控制噴口水流的方向以控制所述裸船體模型的進退方向的改變。

4.根據權利要求3所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述軸流泵包括：

泵殼，所述泵殼設置于所述基座上；

進水口，所述進水口露出于所述裸船體模型并朝向所述裸船體模型的前下方；

工作葉輪，所述工作葉輪設置于所述泵殼內；

所述噴水口，所述噴水口露出于所述裸船體模型的后部的底部并朝向所述裸船體模型的后下方。

5.根據權利要求4所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述噴水推進裝置控制系統包括：

運動控制器，所述運動控制器控制所述倒車反斗和所述噴口轉向器；

無線信號接收器，所述無線信號接收器與所述運動控制器相連接；

無線信號遙控器，所述無線信號遙控器與所述無線信號接收器信號連接。

6.根據權利要求5所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述噴水推進裝置通過軸支架與所述動力測試儀相連接。

7.根據權利要求6所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述并行采集系統包括：

采集模塊，所述采集模塊用于采集所述轉速、所述推力和所述扭矩的數字量信號以及所述船體水動力；

并行采集程序模塊，所述并行采集程序模塊用于實現所述平面運動機構和所述動力測試儀的同步測試；

控制計算機，所述采集模塊、所述并行采集程序模塊安裝于所述控制計算機內。

8.根據權利要求7所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述伺服電機系統包括：

伺服電機，所述伺服電機為所述噴水推進裝置提供動力；

伺服電機驅動器，所述伺服電機驅動器驅動所述伺服電機。

9.根據權利要求8所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，其特征在于，所述伺服電機通過萬向節與所述動力測試儀相連接。

10.一種噴水推進船模操縱性水動力測試裝置的測試方法，其特征在于，包括權利要求1至9中任意一項所述的噴水推進船模操縱性水動力測試裝置，所述測試方法包括：

步驟S1：對所述噴水推進船模開展自航模試驗，得到若干個船模航速對應的電機轉速；

步驟S2：在所述平面運動機構與所述噴水推進船模的連接處安裝四分力傳感器，用于測量所述噴水推進船模的縱向力、橫向力、艏搖力矩和橫傾力矩；

步驟S3：通過所述平面運動機構開展所述噴水推進船模在無噴射水流狀態時給定航速下的操縱性水動力試驗，得到所述裸船體模型的水動力導數；

步驟S4：通過所述平面運動機構開展所述噴水推進船模在有噴射水流狀態時給定所述水池拖車前進速度的電機轉速下的操縱性水動力試驗，得到所述噴水推進船模在相應的噴泵流量作用下的水動力導數。