水下航行體模型拖拽機構及水面尾跡試驗方法技術

技術編號：44368840 閱讀：3 留言：0更新日期：2025-02-25 09:47

本發明專利技術涉及一種水下航行體模型拖拽機構及水面尾跡試驗方法，航行體模型的上表面沿模型軸心線設置有多個導流片，拖曳機構包括：拖車，行駛于試驗水池的上方；導向線，用于穿過導流片上的穿孔，為航行體模型的航行導向；拖拽細纜組，拖拽細纜組包括多組纜繩組件，每組纜繩組件的一端與航行體模型連接，每組纜繩組件的另一端與拖車連接；壓載，設置于航行體模型內，用于保證航行體模型在水中的凈重，使所有纜繩組件處于張緊狀態；通過拖拽細纜組將航行體模型吊裝在拖車上，傳遞牽引力的同時，保持航行體模型處于穩定的試驗姿態，使航行體模型沿導向線在試驗水池中運動，從而減小拖拽機構對水下航行體水面尾跡的影響，提高水面尾跡試驗測量的準確性。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及船舶與海洋工程，尤其是一種水下航行體模型拖拽機構及水面尾跡試驗方法。

技術介紹

1、水下航行體在潛航過程中擾動周圍水體產生內波、表面波、湍流、旋渦等尾跡，在一定的潛深和一定的航速下這些水面尾跡可采用微波、可見光、紅外等手段進行探測。

2、隨著減振降噪技術的不斷提高，對水下航行體噪聲探測難度不斷增大，而利用水下航行體航行產生的水面尾跡，可以探測獲取、判斷和識別水下航行體的位置、速度和方向，可實現水下航行體的目標探測。由此可見，從尾跡特征探測與隱身的角度來研究水下航行體水面尾跡問題是很有必要的，而模型試驗研究是其中不可或缺的重要手段，其中水下航行體尾跡試驗模型安裝與拖曳運動是模型試驗中的重要一環。

3、傳統的水下航行體水動力水池試驗中，通常采用一根或兩根垂直劍連接于固定模型上，但這種安裝方式中的垂直劍在模型上方，劍體運動產生的尾流尤其是水面尾跡直接干擾水下航行體模型的水面尾跡，對水下航行體水面尾跡測試研究造成不利影響。

技術實現思路

1、本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種水下航行體模型拖拽機構及水面尾跡試驗方法，從而減小拖拽機構對水下航行體水面尾跡的影響，提高水面尾跡試驗測量的準確性。

2、本專利技術所采用的技術方案如下：

3、一種水下航行體模型拖拽機構，所述航行體模型的上表面沿模型軸心線設置有多個導流片，所述航行體模型在水中處于負浮力狀態，所述拖曳機構包括：

4、拖車，行駛于試驗水池的上方；

5、導向線，用于穿過所述導流片上的穿孔，為所述航行體模型的航行導向；

6、拖拽細纜組，所述拖拽細纜組包括多組纜繩組件，每組纜繩組件的一端與航行體模型連接，每組纜繩組件的另一端與拖車連接；

7、壓載，設置于所述航行體模型內，所述壓載用于保證所述航行體模型在水中的凈重，使所有纜繩組件處于張緊狀態；

8、其中，通過所述拖拽細纜組將所述航行體模型吊裝在所述拖車上，傳遞牽引力的同時，保持所述航行體模型處于穩定的試驗姿態，使所述航行體模型沿所述導向線在所述試驗水池中運動。

9、作為上述技術方案的進一步改進：

10、所述纜繩組件的數量為三組，一組纜繩組件與所述航行體模型的前端連接，兩組纜繩組件與所述航行體模型中后部連接，并分別位于所述航行體模型的兩側，所有纜繩組件張緊時，保持所述航行體模型在水池中運動時姿態穩定。

11、所述纜繩組件的數量為四組，兩組纜繩組件分別與所述航行體模型的前端兩側連接，另外兩組纜繩組件與所述航行體模型的后端兩側或中后端兩側連接，所有纜繩組件張緊時，保持所述航行體模型在水池中運動時姿態穩定。

12、每組纜繩組件的結構包括與所述拖車連接的吊點基板，還包括細纜繩，所述細纜繩的一端與所述吊點基板連接，所述細纜繩的另一端與所述航行體模型固定連接。

13、所述細纜繩上設置有張力傳感器。

14、所述航行體模型中設置有姿態傳感器。

15、所述吊點基板上安裝有絞車，所述細纜繩的一端纏繞在所述絞車的卷筒上。

16、所述拖車的移動機構上設置有吊裝基板，所述吊裝基板上設置有橫向移動模組和縱向移動模組，所述橫向移動模組的移動端安裝所述縱向移動模組，所述縱向移動模組的移動端安裝所述吊點基板。

17、一種水下航行體模型水面尾跡試驗方法，利用上述任一項所述的水下航行體模型拖拽機構，所述方法包括以下步驟：

18、將航行體模型與所述拖曳機構連接；

19、將航行體模型放入試驗水池的預定深度；

20、調節每組纜繩組件的伸長長度以及與相鄰纜繩組件之間的張開角度，使每組纜繩組件的細纜繩與水面的交點避開所述航行體模型的水面尾跡區間，同時使所述航行體模型處于試驗姿態；

21、在拖車的帶動下進行水下模型試運行，并檢測所述航行體模型的姿態是否滿足試驗姿態要求；

22、當所述航行體模型的姿態滿足試驗姿態要求時，進行水面尾跡試驗。

23、作為上述技術方案的進一步改進：

24、當所述航行體模型的姿態不滿足試驗姿態要求，調節相鄰纜繩組件之間的張開角度或細纜繩長度，再次進行水下模型試運行；

25、若調節相鄰纜繩組件之間的張開角度或細纜繩長度后，進行水下模型試運行時所述航行體模型的姿態仍不滿足試驗姿態要求，減小纜繩組件之間的張開角度，減小細纜繩的長度，將所述航行體模型吊出水面，重新調節所述壓載的重量。

26、本專利技術的有益效果如下：

27、本專利技術結構緊湊、合理，操作方便，通過采用多組纜繩組件進行拖拽，在航行體模型凈重作用下多組纜繩組件結合導向線導向保持航行體模型處于穩定的試驗姿態，減小拖拽機構位于水面的截面積，且易于將拖拽機構與水面的交點位置分散，從而減小拖拽機構對水下航行體水面尾跡的影響，提高水面尾跡試驗測量的準確性。

28、同時，本專利技術還存在如下優勢：

29、(1)采用絞車將細纜繩與吊點基板連接，在拖車上設置與一組纜繩組件對應的橫向移動模組縱向移動模組，自動驅動吊點基板移動以及細纜繩長度調節，進而控制每一組纜繩組件的吊點位置和相鄰纜繩組件的張開角度。

30、(2)采用多組纜繩組件從航行體模型外周共同牽引水下模型運動，大幅降低傳統劍固定于模型上方并拖曳航行體模型運動對水面尾跡的干擾。采用張力傳感器、姿態傳感器測量細纜張力、模型姿態，以輔助各細纜張力、傾角調整與模型姿態調節，使細纜繩保持足夠的預張力，以便克服模型水下運動產生的水動力擾動，同時采用導向線輔助克服模型水下運動產生的水動力擾動，保障模型平穩運動。

本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述航行體模型(4)的上表面沿模型軸心線設置有多個導流片(3)，所述航行體模型(4)在水中處于負浮力狀態，所述拖曳機構包括：

2.如權利要求1所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述纜繩組件(1)的數量為三組，一組纜繩組件(1)與所述航行體模型(4)的前端連接，兩組纜繩組件(1)與所述航行體模型(4)中后部連接，并分別位于所述航行體模型(4)的兩側，所有纜繩組件(1)張緊時，保持所述航行體模型(4)在水池中運動時姿態穩定。

3.如權利要求1所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述纜繩組件(1)的數量為四組，兩組纜繩組件(1)分別與所述航行體模型(4)的前端兩側連接，另外兩組纜繩組件(1)與所述航行體模型(4)的后端兩側或中后端兩側連接，所有纜繩組件(1)張緊時，保持所述航行體模型(4)在水池中運動時姿態穩定。

4.如權利要求1所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：每組纜繩組件(1)的結構包括與所述拖車連接的吊點基板(11)，還包括細纜繩(13)，所述細纜繩(13)的一端與所述吊點基板(

5.如權利要求4所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述細纜繩(13)上設置有張力傳感器(12)。

6.如權利要求4所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述航行體模型(4)中設置有姿態傳感器(5)。

7.如權利要求4所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述吊點基板(11)上安裝有絞車(14)，所述細纜繩(13)的一端纏繞在所述絞車(14)的卷筒上。

8.如權利要求7所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：所述拖車的移動機構上設置有吊裝基板(9)，所述吊裝基板(9)上設置有橫向移動模組(7)和縱向移動模組(8)，所述橫向移動模組(7)的移動端安裝所述縱向移動模組(8)，所述縱向移動模組(8)的移動端安裝所述吊點基板(11)。

9.一種水下航行體模型水面尾跡試驗方法，其特征在于：利用權利要求1所述的水下航行體模型拖拽機構，所述方法包括以下步驟：

10.如權利要求9所述的水下航行體模型水面尾跡試驗方法，其特征在于：當所述航行體模型(4)的姿態不滿足試驗姿態要求，調節相鄰纜繩組件(1)之間的張開角度或細纜繩(13)長度，再次進行水下模型試運行；

...

【技術特征摘要】

4.如權利要求1所述的水下航行體模型拖拽機構，其特征在于：每組纜繩組件(1)的結構包括與所述拖車連接的吊點基板(11)，還包括細纜繩(13)，所述細纜繩(13)的一端與所述吊點基板(11)連接，所述細纜繩(13)的另一端與所述航行體模型(4)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張軍，樊曉冰，高德寶，周根水，蘇博越，
申請(專利權)人：中國船舶科學研究中心，
類型：發明
國別省市：

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