[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

说明书

本发明公开了一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置及测试方法，包括：平面运动机构，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；喷水推进船模包括：裸船体模型、喷水推进装置，若干喷水推进装置对称地设置于裸船体模型的后部，用于为裸船体模型提供推力；喷水推进装置控制系统与喷水推进装置相连接；动力测试仪设置于喷水推进装置的前部，用于测量喷水推进装置的桨轴的转速、推力和扭矩；并行采集系统与动力测试仪相连接，用于采集转速、推力、扭矩和船体水动力。本发明构造简洁，各部件分工明确，测试方法合理，可以精确地得到喷水推进船模在一定水流量喷射作用下的水动力导数。

技术领域

本发明涉及船舶性能测试的技术领域，尤其涉及一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置。

背景技术

目前，航速超过40kn的舰船日益增多，因此对推进装置提出了要求，即在高速范围内取得较高的推进效率。在高速范围内，喷水推进具有得天独厚的优势，不但能使高速舰船取得高的推进效率，而且还使它具有较好的操纵性能。对喷水推进船模的操纵性能进行研究时，目前多采用悬臂水池或PMM(PlanarMotionMechanism，平面运动机构)测试船模的水动力。悬臂水池的船模操纵性试验内容局限性较大，不能全面解决船舶操纵性运动方程式中的水动力导数求解问题。PMM可以全面地获得船模的操纵性水动力导数，已逐渐成为船舶操纵性研究的最有效的设备之一。利用PMM开展喷水推进船模操纵性水动力试验时，以往只能测试无喷泵裸船体的水动力，然后单独对喷泵的喷水流量及其产生的喷水推力以及泵内桨的推力和扭矩进行测试，没有考虑它们之间相互作用的影响，因此采用PMM测试喷水推进船模裸船体的方式得到的水动力导数可能与实际情况存在较大偏差，为了得到更可靠的喷水推进船的水动力导数，亟待开展考虑喷泵和船体耦合作用的喷水推进船模PMM喷水推进船模操纵性水动力测试装置的研制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其中，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。

上述的喷水推进船模操纵性水动力测试装置，其中，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。