[实用新型]一种跨介质航行器入水及出水测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种结构物入水和出水测试系统领域，具体涉及到一种跨介质航行器模型可变角度、可变速度的出水和入水测试系统。

背景技术

跨介质航行器既可以在空中飞行，又能在水下潜行的一种两栖航行器，近几年来成为国际军事领域研究的一个新热点。航行器在穿越自由表面过程中机体表面结构是否会受到破坏，航行器是否能保持理想的飞行状态等，都是不可忽略的问题，跨界质航行器入水和出水问题是其设计过程所需解决的关键技术问题之一。水和空气的物理性质存在很大差异，海水和空气的密度相差800倍，动力粘性系数相差60倍，因此飞行器在穿越水面过程表面压强的变化尤为剧烈和复杂。机体冲出自由面瞬间，会产生－种抨击现象，使得流场瞬间剧烈变化，引起较大的水动力，机体还会受到较大的扭转力作用。开展此研究，需要专用的出水及入水测试系统。

航行器入水和出水的速度和角度以及飞行姿态等均为入水及出水技术研究中考虑的重要参量。针对跨介质航行器入水及出水过程中的关键技术研究需要，本实用新型提出了一种可变角度、可变速度的出水和入水测试系统，可实现关键参量的动态测量与分析。

发明内容

本实用新型提出的跨介质航行器入水及出水测试系统，既能实现结构物的自由入水和强迫入水试验又能完成结构物的自由出水和强迫出水试验，且能够精确调节结构物的初始入水和出水速度及入水和出水角度，满足初始速度从0m/s至20m/s的入水和出水及角度从接近0°至90°的入水和出水试验。

本实用新型包括实验水箱、配重块、支撑架、可控伸缩机构、直线电机平台、倾角测量仪、直线电机平台承载架、出入水组件、出入水模型、数据采集系统、高速动态摄像系统以及计算机设备，所述实验水箱放置于支撑架下部凹陷结构内，所述配重块置于支撑架底部横梁上，所述伸缩机构一端通过活动铰链支座安装在支撑架上，另一端通过活动铰链安装在直线电机平台托架上，所述直线电机平台托架一端通过转轴安装在支撑架突出的横梁上，另一端通过紧固件组固定在固定架上，所述固定架固接在支撑架上，所述直线电机平台安装在直线电机平台托架上，所述出入水组件安装在直线电机平台移动滑块上，所述倾角测量仪安装在直线电机平台托架侧面。高速动态摄像系统设置在实验水箱旁，高速动态摄像系统从两不同的方向捕捉出入水模型在入水和出水过程中界面的变化情况，并将动态视频数据保存到计算机设备中进行分析处理；安装在出入水模型内部的传感器同步采集自由入水或出水过程的实验数据，经数据采集系统传送至计算机设备进行处理。

所述出入水组件分为自由入水组件、强迫入水组件、自由出水组件和强迫出水组件。

所述自由入水组件包括安装在移动滑块上的出入水支撑杆座、安装在出入水支撑杆座端部的可拆卸自由入水支撑管、安装在可拆卸自由入水支撑管端部的中空的电磁吸附装置及连接出入水模型与可拆卸自由入水支撑管的弹性牵引线。

所述强迫入水组件包括安装在移动滑块上的出入水支撑杆座、安装在出入水支撑杆座端部的可拆卸强迫入水支撑管及连接可拆卸强迫入水支撑管与出入水模型的六分力传感器。

所述自由出水组件包括安装在移动滑块上的出入水支撑杆座、安装在出入水支撑杆座端部的可拆卸自由出水支撑杆、安装在可拆卸自由出水支撑杆端部的中空的环形电磁铁及连接出入水模型与可拆卸自由出水支撑杆的弹性牵引线。

所述强迫出水组件包括安装在移动滑块上的出入水支撑杆座、安装在出入水支撑杆座端部的可拆卸强迫出水支撑杆及连接可拆卸强迫出水支撑杆与出入水模型的六分力传感器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可以实现跨介质航行器模型在不同角度和初始速度下的入水和出水试验，可以对跨介质航行器模型的入水和出水初始速度及角度进行精确调控，满足初始速度从0m/s至20m/s的入水和出水及角度从接近0°至90°的入水和出水试验，能够实现跨介质航行器模型自由入水、自由出水、强迫入水、强迫出水等不同入水和出水方式的模拟试验，本实用新型操作简单，广泛适用于各种工况，同时能够快速有效的获得包括跨介质航行器模型出水和入水的动态阻力、力矩、速度、加速度、等各种试验数据及入水和出水过程的界面变化过程等，为介质航行器的设计提供强有力的数据和理论支撑。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构立体示意图。

图2为直线电机平台及直线电机平台承载架结构示意图。

图3为可控伸缩机构结构示意图。

图4为支撑架结构示意图。

图5为自由入水组件结构示意图。