[發明專利]一種研究水下航行體激起的水彈性波破冰模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201910767458.2
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110473446B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 倪寶玉;曾令東;薛彥卓;狄少丞;魯陽;于海龍;袁廣宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06;G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于水下航行體破冰領域，具體涉及一種研究水下航行體激起的水彈性波破冰模型試驗裝置。本發明利用驅動機構和牽引鋼纜帶動水下航行體模型在冰面下方運動，從而激起冰面發生水彈性變形，通過測量系統測量冰面的變形、航行體運動速度以及下潛深度，觀察冰面的破冰情況，研究水下航行體激起水彈性波破冰的破冰能力。可以自定義選擇航行速度以及水下航行深度，也可以改變模型形狀和冰層厚度，能高效的研究不同因素作用下水下航行的破冰能力。

技術領域

本發明屬于水下航行體破冰領域，具體涉及一種研究水下航行體激起的水彈性波破冰模型試驗裝置。

背景技術

在極地方面，冰面的存在阻礙了水下航行體出水執行任務的需求，目前國外已經突破了利用水下航行體出自身結構進行上浮破冰的技術，但是這種自身上浮破冰的方法對水下航行體結構強度的要求較大，因而對水下航行體的設計提出了更高的要求。然而，水下航行體在近冰面航行時會激起冰面產生水彈性波，利用此彈性波進行破冰，可以避免水下航行體結構與冰面的直接接觸，在一定程度上保護了水下航行體結構，且冰面水彈性波的范圍大，破冰效果也更好。此外，在我國北方高寒地區的內河流域，每年春季都有凌汛災害的威脅，對內河流域的沿岸人民的生命和財產造成威脅。因此我國會提前進行內河破冰來疏通航道，以避免凌汛災害的發生，但通常采用爆炸破冰的方法，這種破冰方法對人員的安全存在隱患，且容易周邊的生態環境造成破壞，內河流域的生態系統也容易受到影響。而水下航行體激起的水彈性破破冰可以避免這些缺點，還具有破冰效率高，機動靈活，對水中生物、河道不會造成影響等一系列優點。因此水下航行體激起的水彈性波破冰研究就顯得至關重要。

目前針對水下航行體極地航行和破冰的研究還很欠缺，所以相關的實驗設備也不多見，能有效地模擬水下航行破冰的實驗裝置仍未出現。申請號為CN201010548536.9的氣墊船運行形成波阻共振破冰方法，主要是提出了一種利用氣墊船進行破冰的新方法。這種方法是利用冰面上的高速移動載荷激起冰面水彈性波進行破冰的方法，同樣是利用了冰面的水彈性波破冰這一種新型的破冰方法。但當前尚未見到一種對冰下航行體進行破冰試驗的模型試驗裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供實現研究水下航行體在不同深度，不同速度等條件下激起的水彈性波破冰能力的一種研究水下航行體激起的水彈性波破冰模型試驗裝置

本發明的目的通過如下技術方案來實現：包括試驗水池和水下航行體模型；所述的試驗水池中設有驅動機構、測速傳感器、垂直位移傳感器和水下深度定位儀；所述的水下航行體模型設置于試驗水池中，水下航行體模型通過牽引纜線與驅動機構連接。

本發明還可以包括：

所述的試驗水池的前后兩端的上方及下方均設有牽引滑輪，試驗水池的前后兩端的牽引滑輪處于同一水平線上；所述的牽引纜線繞過所有牽引滑輪和驅動機構后連接在水下航行體模型的前后兩端。

所述的試驗水池具有玻璃側面。

本發明的有益效果在于：

本發明利用驅動機構和牽引鋼纜帶動水下航行體模型在冰面下方運動，從而激起冰面發生水彈性變形，通過測量系統測量冰面的變形、航行體運動速度以及下潛深度，觀察冰面的破冰情況，研究水下航行體激起水彈性波破冰的破冰能力。可以自定義選擇航行速度以及水下航行深度，也可以改變模型形狀和冰層厚度，能高效的研究不同因素作用下水下航行的破冰能力。

附圖說明

圖1是不帶有冰面時本發明的整體結構示意圖。

圖2是帶有冰面時本發明的整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。