[发明专利]一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，包括：

平面运动机构，所述平面运动机构固定在水池拖车上，用于测试喷水推进船模的船体水动力；

所述喷水推进船模包括：

裸船体模型，所述裸船体模型悬挂于所述平面运动机构上；

喷水推进装置，若干所述喷水推进装置设置于所述裸船体模型的后部，若干所述喷水推进装置对称设置，用于为所述裸船体模型提供推力；

喷水推进装置控制系统，所述喷水推进装置控制系统与所述喷水推进装置相连接，用于控制所述推力的大小和方向；

动力测试仪，所述动力测试仪设置于所述喷水推进装置的前部，用于测量所述喷水推进装置的桨轴的转速、推力和扭矩；

并行采集系统，所述并行采集系统与所述动力测试仪相连接，用于采集所述转速、所述推力、所述扭矩和所述船体水动力；

伺服电机系统，所述伺服电机系统设置于所述动力测试仪的前部，用于为所述喷水推进装置提供动力；

可编程逻辑控制器控制系统，所述可编程逻辑控制器控制系统用于控制所述伺服电机系统。

2.根据权利要求1所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述裸船体模型包括：

可移动式工装平台，所述动力测试仪和所述伺服电机系统均设置于所述可移动式工装平台上；

开孔，所述开孔开设于所述裸船体模型的艉封板处，所述喷水推进装置安装于所述开孔处；

格栅，所述格栅设置于所述裸船体模型的后部的底部，用于所述喷水推进装置的进水口处的过滤。

3.根据权利要求2所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述喷水推进装置包括：

基座，所述基座设置于所述裸船体模型的后部；

轴流泵，所述轴流泵设置于所述基座上；

倒车反斗，所述倒车反斗设置于所述轴流泵的喷水口的后方，通过所述倒车反斗的旋转改变喷射水流的方向以控制所述裸船体模型的进退；

喷口转向器，所述喷口转向器设置于所述轴流泵的喷水口的前上方，通过控制喷口水流的方向以控制所述裸船体模型的进退方向的改变。

4.根据权利要求3所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述轴流泵包括：

泵壳，所述泵壳设置于所述基座上；

进水口，所述进水口露出于所述裸船体模型并朝向所述裸船体模型的前下方；

工作叶轮，所述工作叶轮设置于所述泵壳内；

所述喷水口，所述喷水口露出于所述裸船体模型的后部的底部并朝向所述裸船体模型的后下方。

5.根据权利要求4所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述喷水推进装置控制系统包括：

运动控制器，所述运动控制器控制所述倒车反斗和所述喷口转向器；

无线信号接收器，所述无线信号接收器与所述运动控制器相连接；

无线信号遥控器，所述无线信号遥控器与所述无线信号接收器信号连接。

6.根据权利要求5所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述喷水推进装置通过轴支架与所述动力测试仪相连接。

7.根据权利要求6所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述并行采集系统包括：

采集模块，所述采集模块用于采集所述转速、所述推力和所述扭矩的数字量信号以及所述船体水动力；

并行采集程序模块，所述并行采集程序模块用于实现所述平面运动机构和所述动力测试仪的同步测试；

控制计算机，所述采集模块、所述并行采集程序模块安装于所述控制计算机内。

8.根据权利要求7所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述伺服电机系统包括：

伺服电机，所述伺服电机为所述喷水推进装置提供动力；

伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器驱动所述伺服电机。

9.根据权利要求8所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其特征在于，所述伺服电机通过万向节与所述动力测试仪相连接。

10.一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置的测试方法，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，所述测试方法包括：

步骤S1：对所述喷水推进船模开展自航模试验，得到若干个船模航速对应的电机转速；

步骤S2：在所述平面运动机构与所述喷水推进船模的连接处安装四分力传感器，用于测量所述喷水推进船模的纵向力、横向力、艏摇力矩和横倾力矩；

步骤S3：通过所述平面运动机构开展所述喷水推进船模在无喷射水流状态时给定航速下的操纵性水动力试验，得到所述裸船体模型的水动力导数；

步骤S4：通过所述平面运动机构开展所述喷水推进船模在有喷射水流状态时给定所述水池拖车前进速度的电机转速下的操纵性水动力试验，得到所述喷水推进船模在相应的喷泵流量作用下的水动力导数。