[發(fā)明專利]一種水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210066882.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN114475958B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周廣利;丁可欣;楊溢;張國(guó)成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B63B71/00
• 分類號(hào): B63B71/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置。包括支撐結(jié)構(gòu)、水翼運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)及水翼定位系統(tǒng)(假底)。所述水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置的支撐結(jié)構(gòu)需要固定于循環(huán)水槽之上，水翼運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通過支撐架構(gòu)置于水槽上方，水翼定位系統(tǒng)(假底)用于配合所述裝置。本發(fā)明用于循環(huán)水槽等實(shí)驗(yàn)室設(shè)施進(jìn)行水翼繞流試驗(yàn)，通過升降桿系和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷纳僚c轉(zhuǎn)動(dòng)。水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、操作簡(jiǎn)便、精度高、造假低、易于加工和安裝、適于的水翼模型范圍廣等特點(diǎn)，可用于開展相關(guān)的科研、教學(xué)及工程性的水翼模型試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

水翼在船舶與海洋工程方面的應(yīng)用十分廣泛，減搖鰭、船舵、螺旋槳、噴水推進(jìn)器轉(zhuǎn)子旋葉等都屬于水翼的分類，水翼敞水性能試驗(yàn)的主要目的是用來研究水翼的水動(dòng)力性能，可以通過調(diào)節(jié)水翼形狀、水流速度、來流攻角等影響因素來探究其對(duì)模型的阻力、升力、力矩的影響規(guī)律。具有優(yōu)秀水動(dòng)力性能的水翼不僅能夠改善船舶操縱性能，也可以減少船舶橫搖，提高穩(wěn)性。針對(duì)此類問題，本發(fā)明提供了一種適用于多種類型水翼的敞水性能試驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種精度高，使用操作簡(jiǎn)便，適用范圍廣，能應(yīng)用于循環(huán)水槽等實(shí)驗(yàn)室設(shè)施一般工程性試驗(yàn)和高等學(xué)校教學(xué)試驗(yàn)的一種水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明一種水翼模型敞水性能試驗(yàn)裝置，包括支撐結(jié)構(gòu)、水翼運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、水翼定位系統(tǒng)；

所述支撐結(jié)構(gòu)包括支撐外架、支撐內(nèi)架、上蓋、側(cè)板、上下支柱和底板；支撐結(jié)構(gòu)通過支撐外架固定在循環(huán)水槽上，支撐外架是由2根長(zhǎng)槽鋼和6根短槽鋼組成的長(zhǎng)方形組架，支撐內(nèi)架是由8根短槽鋼組成的帶有空腔的正方體組架和6根用來固定水翼運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的短槽鋼構(gòu)成，長(zhǎng)度與所述支撐外架的短槽鋼相同，空腔內(nèi)部放置由上蓋、兩個(gè)側(cè)板、四個(gè)上下支柱和底板構(gòu)成的組架，用于串聯(lián)水翼運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)；

所述水翼運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括升降塊、升降機(jī)、指針、刻度盤、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、連接軸和軸下端連接；升降塊嵌套在升降機(jī)的軸上，并與側(cè)板通過連接，升降機(jī)固定在支撐內(nèi)架的短槽鋼上，下端與支撐內(nèi)架的短槽鋼貼合，側(cè)面貼有標(biāo)尺，用來觀測(cè)升降運(yùn)動(dòng)變化情況；旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在底板中央；連接軸依次貫穿底板、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、上蓋，用于連接部件與整體傳動(dòng)；刻度盤與上蓋固連；指針置于連接軸頂部；連接軸下端安裝有軸下端連接，軸下端連接與測(cè)控系統(tǒng)和水翼模型連接，以使連接軸上端的指針與下端的模型同步轉(zhuǎn)動(dòng)；連接軸通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)的運(yùn)行帶動(dòng)水翼模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過指針與刻度盤觀察旋轉(zhuǎn)角度；升降機(jī)工作帶動(dòng)升降塊進(jìn)行上下移動(dòng)，從而使得水翼模型完成升降運(yùn)動(dòng)；

所述測(cè)控系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)控制器、數(shù)據(jù)采集器和多分力天平；電動(dòng)機(jī)控制器用來控制升降機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作，并可以通過升降機(jī)的標(biāo)尺、指針和刻度盤監(jiān)測(cè)讀數(shù)；多分力天平安裝在軸下端連接上，多分力天平下方與水翼定位系統(tǒng)連接，再與水翼模型連接，通過多分力天平來對(duì)水翼模型所受的阻力、升力、力矩進(jìn)行測(cè)量，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

所述水翼定位系統(tǒng)為假底，包括支撐桿、鰭軸、加強(qiáng)材、假底板、導(dǎo)流罩、支撐臂、槽鋼和觀察窗；槽鋼固定在循環(huán)水槽上方，支撐桿穿過槽鋼與支撐臂連接，支撐臂下端依次連接加強(qiáng)材和假底板，多分力天平下端依次連接鰭軸、導(dǎo)流罩、加強(qiáng)材、假底板和水翼模型，導(dǎo)流罩與支撐臂均采用梭形結(jié)構(gòu)，來降低水翼模型的連接軸與支撐臂的水下部分對(duì)水翼模型受力測(cè)量的影響；假底板中央開有與透明觀察窗相同大小的方形孔洞，并在其周圍打有固定孔，觀察窗邊緣部分同樣打孔，并且與導(dǎo)流罩安裝在一起，通過螺栓與假底板固定組裝成整體，通過透明觀察窗可以監(jiān)視水翼模型在水下的狀態(tài)。

本發(fā)明的有益效果在于：