[發(fā)明專利]一種船舶氣層減阻試驗(yàn)測試觀察系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010526268.4
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN111634387A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳煒;馮玉龍;毛鎮(zhèn)界;倪文勝;朱成琳;于勝煒;趙旭;董天一
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶科學(xué)研究中心
• 主分類號(hào): B63B71/20
• 分類號(hào): B63B71/20;H04N7/18
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 李珍;聶啟新

本發(fā)明涉及船舶水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種船舶氣層減阻試驗(yàn)測試觀察系統(tǒng)，船模內(nèi)部設(shè)有氣腔，氣腔下方開設(shè)出氣口，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口通過管路依次和穩(wěn)壓罐、氣腔連通，變頻器和風(fēng)機(jī)電連接，船模拖曳裝置上固定阻力儀和固定架，阻力儀和船模相連，攝像機(jī)安裝在固定架上，攝像機(jī)的攝像頭朝向船模的船底面，船模拖曳裝置帶動(dòng)阻力儀和固定架跟隨船模移動(dòng)，船模內(nèi)固定自航儀，自航儀用于測試船模自航時(shí)船模內(nèi)部螺旋槳的轉(zhuǎn)速、推力和扭矩，進(jìn)而得到螺旋槳推進(jìn)效率，攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)觀察氣層在船模底部的形成、分布情況及氣體對螺旋槳來流場的影響，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)氣層減阻方案的水池試驗(yàn)驗(yàn)證和減阻方案的優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種船舶氣層減阻試驗(yàn)測試觀察系統(tǒng)。

背景技術(shù)

船舶氣層減阻技術(shù)是一項(xiàng)新型節(jié)能技術(shù)。船舶航行過程中，專門設(shè)計(jì)的噴氣裝置向船底噴入適量氣體，在船舶底部形成并保持一薄氣層，使船底與水有效分離，船底濕表面積減小，降低摩擦阻力，進(jìn)而降低船舶航行的總阻力。氣層減阻技術(shù)是實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能減排、突破航速瓶頸的重要途徑，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。

目前氣層減阻技術(shù)已應(yīng)用于國內(nèi)外部分船舶上，節(jié)能效果相差很大，出現(xiàn)了如下問題：(1)氣體在船底無法覆蓋，減阻效果不明顯；(2)船舶底部的氣穴會(huì)增加形狀阻力，如氣層減阻方案與船舶匹配性較差，摩擦阻力降低不明顯，反而會(huì)增大總阻力；(3)氣流量過大，大量溢出氣體進(jìn)入螺旋槳來流場，降低推進(jìn)效率，無法實(shí)現(xiàn)增加航速的目的。

因而，氣層減阻方案與目標(biāo)船舶的適用性首先需要進(jìn)行水池試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。試驗(yàn)過程中一方面可以對比阻力、推進(jìn)效率的變化來判斷減阻方案的有效性，另一方面可以通過水下高清攝像觀察船底氣層的形成、分布情況及氣體對螺旋槳來流場的影響，現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有一套完整的系統(tǒng)來進(jìn)行上述試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種船舶氣層減阻試驗(yàn)測試觀察系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)觀察氣層在船模底部的形成、分布情況及氣體對螺旋槳來流場的影響，可實(shí)現(xiàn)氣層減阻方案的水池試驗(yàn)驗(yàn)證和減阻方案的優(yōu)化。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種船舶氣層減阻試驗(yàn)測試觀察系統(tǒng)，包括船模、穩(wěn)壓罐、風(fēng)機(jī)、變頻器、攝像機(jī)和船模拖曳裝置，船模內(nèi)部設(shè)有氣腔，氣腔下方開設(shè)出氣口，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口通過管路依次和穩(wěn)壓罐、氣腔連通，變頻器和風(fēng)機(jī)電連接，船模拖曳裝置上固定阻力儀和固定架，阻力儀和船模相連，攝像機(jī)安裝在固定架上，攝像機(jī)的攝像頭朝向船模的船底面，船模拖曳裝置帶動(dòng)阻力儀和固定架跟隨船模移動(dòng)，船模內(nèi)固定自航儀。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述船模拖曳裝置包括拖車，拖車上設(shè)有兩個(gè)升降機(jī)構(gòu)，每個(gè)升降機(jī)構(gòu)的升降平臺(tái)上分別固定直線導(dǎo)軌，兩個(gè)直線導(dǎo)軌相互平行，阻力儀的兩端分別通過第一滑塊和兩個(gè)直線導(dǎo)軌構(gòu)成滑動(dòng)配合，第一滑塊的滑動(dòng)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。

所述固定架包括L型架體，L型架體是由立式板架和水平板架組成的L型，攝像機(jī)固定在水平板架的懸伸端，立式板架的內(nèi)側(cè)安裝有安裝架，安裝架和立式板架之間通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)立式板架的升降移動(dòng)，安裝架通過第二滑塊和其中一個(gè)直線導(dǎo)軌構(gòu)成滑動(dòng)配合，第二滑塊的滑動(dòng)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。

所述攝像機(jī)布置在船模的正下方，立式板架布置在船模的一側(cè)，兩個(gè)升降機(jī)構(gòu)布置在船模的上方。

所述L型架體的橫截面為翼型。