[發明專利]用于循環水槽背景噪聲測量的螺旋槳動力儀負載裝置

有效

• 申請號: 202110761469.7
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113340411B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 劉正浩;于存銀;萬初瑞;林輝;戴原星;李寧
• 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: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王晶

本發明涉及一種用于循環水槽背景噪聲測量的螺旋槳動力儀負載裝置，包括磁粉制動器、外殼、螺桿、螺桿外殼、吸盤，所述磁粉制動器安裝于螺旋槳動力儀軸上，提供一個恒定的扭矩；所述外殼用于包裹磁粉制動器的外殼，并將磁粉制動器密封在內，所述外殼伸出的四個翼型支架分別通過螺桿連接吸盤，并通過螺紋來調整螺桿的長度，以適應不同截面的循環水槽；所述螺桿外包裹有螺桿外殼。

技術領域

本發明涉及一種螺旋槳動力儀負載裝置，屬于船舶及海洋工程領域。

背景技術

船舶及水下航行器的螺旋槳或泵噴葉輪設計常常需要滿足一定的噪聲指標，這就要求在設計過程中對螺旋槳或者泵噴葉輪的水下噪聲作出預報。目前，常用的螺旋槳或葉輪的水下噪聲預報方法有數值預報方法和模型試驗預報方法，其中模型試驗方法是認可度更高的水下噪聲預報方法。

螺旋槳噪聲模型試驗一般是在循環水槽中進行。循環水槽經常做成立式回字形管道結構，一般高度在10米左右，在底部水平管道通過水泵葉輪推動水流在回字形管道內流動，在上部水平管道設置螺旋槳動力儀裝置、觀察窗口以及布置相關的測量儀器。循環水槽上部水平管道的示意圖見圖1。

在螺旋槳或泵噪聲模型試驗中，一般分為兩個步驟，首先是對于循環水槽內部背景噪聲的測量；然后才是螺旋槳模型水下輻射噪聲的測量。一般后者的噪聲測量結果需要比前者高出6分貝，才認為所測量的信號具有足夠的信噪比，可用于進行預報。

對于循環水槽內部背景噪聲進行測量，要求循環水槽內部水流速度和壓力水平與帶有螺旋槳模型進行正式測量時的情況一致，并且螺旋槳動力儀的轉速也和帶有螺旋槳模型時的轉速一致。其基本原則就是盡量和正式試驗時的各種參數保持一致。但是，在循環水槽背景噪聲測量中，螺旋槳動力儀是不帶螺旋槳模型的，處于無負載空轉狀態，其電機負載情況實際上和帶有螺旋槳模型時不相同。對于帶有螺旋槳模型時的螺旋槳動力儀電機負載，可經過以下參數大致估算：一般試驗中螺旋槳模型的轉速是20轉每秒，螺旋槳模型受到的流體扭矩約為6牛米，那么需要螺旋槳動力儀提供給螺旋槳模型的功率為754瓦。通過該估算案例可見，螺旋槳動力儀帶和不帶槳模，其電機的輸出功率相差非常大，由此帶來電機噪聲和振動的加劇，導致在進行帶有螺旋槳模型的噪聲模型試驗時，水槽實際的背景噪聲已經發生改變。該改變由螺旋槳動力儀電機的負載不同引起，并可能給試驗結果帶來誤差。

經以上分析可發現，目前基于循環水槽的螺旋槳噪聲模型試驗在背景噪聲測量步驟存在弊端，即螺旋槳動力儀的負載和帶有螺旋槳模型時的負載不同。目前所采用的循環水槽背景噪聲測量方法可能導致背景噪聲被低估，進而把原本不滿足比背景噪聲高出6分貝的試驗結果也認為具有足夠的信噪比加以采用。另一方面也可能導致把由于螺旋槳動力儀電機負載加重所產生的額外噪聲歸結為螺旋槳噪聲，從而對螺旋槳噪聲作出過高的預報。

發明內容

針對上述在循環水槽背景噪聲測量環節中所存在的弊端，本發明提出一種螺旋槳動力儀負載裝置，該裝置用于在背景噪聲測量環節給螺旋槳動力儀施加一個恒定扭矩,其大小等于試驗所用螺旋槳模型在相同轉速下受到的流體扭矩。并且由于安裝該裝置所產生的附帶噪聲低于循環水槽自身真實背景噪聲。通過在循環水槽背景噪聲測量中采用該裝置，可使螺旋槳動力儀的電機處于和帶有螺旋槳模型進行試驗時相同的負載工況，從而保證測量得到真實的循環水槽背景噪聲，提高螺旋槳噪聲模型試驗的準確度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用于循環水槽背景噪聲測量的螺旋槳動力儀負載裝置，包括磁粉制動器、外殼、螺桿、螺桿外殼、吸盤，所述磁粉制動器安裝于螺旋槳動力儀軸上，提供一個恒定的扭矩；所述外殼用于包裹磁粉制動器的外殼，并將磁粉制動器密封在內，所述外殼伸出的四個翼型支架分別通過螺桿連接吸盤，并通過螺紋來調整螺桿的長度，以適應不同截面的循環水槽；所述螺桿外包裹有螺桿外殼。

進一步，所述外殼由兩半合并構成，其中心的腔體用于放置磁粉制動器，整體外形是通過NACA0012翼型繞中線旋轉一周得到。

進一步，所述外殼前端留有軸孔，供磁粉制動器1的軸伸出，并設有軸密封。