[發(fā)明專利]用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010068517.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111141487A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甄文強(qiáng);楊奇;李潘;何衍儒;周繼昆;譚路遙;唐其琴;曾飛;陳強(qiáng)洪;趙平;周歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00;B63C11/52;B63G8/00;B63G8/14
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 葉明博

本發(fā)明公開(kāi)了用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法，試驗(yàn)設(shè)備包括水下試驗(yàn)件、試驗(yàn)輔助裝置；氣囊在未打開(kāi)時(shí)置于水下試驗(yàn)件中，浮動(dòng)平臺(tái)漂浮設(shè)置于水面上；微型慣性安裝于水下試驗(yàn)件內(nèi)部；用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)方法，包括在試驗(yàn)前，用脫鉤器將下端繩索處和浮動(dòng)平臺(tái)下方連接；試驗(yàn)過(guò)程中，將脫鉤器脫開(kāi)，水下試驗(yàn)件達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)速度后氣囊充氣，然后通過(guò)微型慣組測(cè)試氣囊充氣過(guò)程中試驗(yàn)件的水下彈道特性；本申請(qǐng)使用配重頭段、試驗(yàn)艙段和穩(wěn)定尾段組成水下試驗(yàn)件，并使用試驗(yàn)輔助裝置開(kāi)展試驗(yàn)操作和記錄，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備條件要求小，操作靈活便捷，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)人潛航器試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

隨著海洋開(kāi)發(fā)的不斷深入，人們?cè)絹?lái)越多的使用水下無(wú)人潛航器來(lái)完成海洋探索和研究任務(wù)，在無(wú)人潛航器執(zhí)行完規(guī)定任務(wù)時(shí)需要上浮回收，或者在特殊情況下需要緊急上浮。很多無(wú)人機(jī)潛航器采用氣囊充氣式上浮裝置。

但是，在緊急上浮過(guò)程中，氣囊的充氣過(guò)程受無(wú)人潛航器運(yùn)動(dòng)速度影響較大，運(yùn)動(dòng)速度越大，氣囊受到水的阻力越大，容易出現(xiàn)氣囊脫落、破損等問(wèn)題。考慮到氣囊在水下動(dòng)態(tài)環(huán)境下的物理過(guò)程較為復(fù)雜，是一個(gè)涉及氣體、柔性氣囊體和水流運(yùn)動(dòng)過(guò)程的復(fù)雜流固耦合問(wèn)題，難以通過(guò)仿真手段進(jìn)行模擬。因此，一般采用水下動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的方式進(jìn)行考核驗(yàn)證，常規(guī)的做法一般采用室內(nèi)水池試驗(yàn)、自然水域拖曳試驗(yàn)等方式開(kāi)展。但是，室內(nèi)水池試驗(yàn)受場(chǎng)地條件限制較大，自然水域拖曳試驗(yàn)對(duì)拖船的航速要求較高，需要具備大馬力高航速拖船，上述兩種方法均有其自身的局限性，限制了水下動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的有效開(kāi)展。

因此，針對(duì)上述問(wèn)題，迫切需要一種具有低成本、方式靈活便捷的用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法，以便開(kāi)展充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)考核。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，包括：

水下試驗(yàn)件；氣囊在未打開(kāi)時(shí)置于水下試驗(yàn)件中，氣囊在打開(kāi)后用于為水下試驗(yàn)件的上浮提供動(dòng)力；

試驗(yàn)輔助裝置；試驗(yàn)輔助裝置包括安全繩索、浮動(dòng)平臺(tái)、微型慣組；安全繩索的兩端分別連接水下試驗(yàn)件與浮動(dòng)平臺(tái)，安全繩索的長(zhǎng)度小于水深；浮動(dòng)平臺(tái)漂浮設(shè)置于水面上；微型慣性安裝于水下試驗(yàn)件內(nèi)部，并用于記錄試驗(yàn)過(guò)程中水下試驗(yàn)件的姿態(tài)、加速度、角速率。

具體地，水下試驗(yàn)件包括：

配重頭段；配重頭段用于在水中下落過(guò)程中加速試驗(yàn)件；

穩(wěn)定尾段；穩(wěn)定尾段用于在水中下落過(guò)程中穩(wěn)定試驗(yàn)件；安全繩索的一端與穩(wěn)定尾段的上端連接；

試驗(yàn)艙段；配重頭段與試驗(yàn)艙段的下部連接，穩(wěn)定尾段與試驗(yàn)艙段的上部連接，試驗(yàn)艙段置于配重頭段和穩(wěn)定尾段之間；氣囊在未打開(kāi)時(shí)置于試驗(yàn)艙段中。

具體地，試驗(yàn)輔助裝置還包括脫鉤器，脫鉤器在試驗(yàn)前連接試驗(yàn)件與浮動(dòng)平臺(tái)，在試驗(yàn)中，脫鉤器脫鉤后，試驗(yàn)件自由下落。

優(yōu)選地，穩(wěn)定尾段上形成有圍繞水下試驗(yàn)件的豎向軸心線均勻布設(shè)的翼面結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，配重頭段形成為圓錐體形結(jié)構(gòu)。

用于充氣上浮裝置的水下動(dòng)態(tài)環(huán)境試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

S1、在試驗(yàn)前，用脫鉤器將下端繩索處和浮動(dòng)平臺(tái)下方連接，還將水下試驗(yàn)件通過(guò)安全繩索與浮動(dòng)平臺(tái)相連，此時(shí)水下試驗(yàn)件在水中通過(guò)脫鉤器吊掛于浮動(dòng)平臺(tái)下方；