[发明专利]一种研究水下航行体激起的水弹性波破冰模型试验装置

说明书

本发明属于水下航行体破冰领域，具体涉及一种研究水下航行体激起的水弹性波破冰模型试验装置。本发明利用驱动机构和牵引钢缆带动水下航行体模型在冰面下方运动，从而激起冰面发生水弹性变形，通过测量系统测量冰面的变形、航行体运动速度以及下潜深度，观察冰面的破冰情况，研究水下航行体激起水弹性波破冰的破冰能力。可以自定义选择航行速度以及水下航行深度，也可以改变模型形状和冰层厚度，能高效的研究不同因素作用下水下航行的破冰能力。

技术领域

本发明属于水下航行体破冰领域，具体涉及一种研究水下航行体激起的水弹性波破冰模型试验装置。

背景技术

在极地方面，冰面的存在阻碍了水下航行体出水执行任务的需求，目前国外已经突破了利用水下航行体出自身结构进行上浮破冰的技术，但是这种自身上浮破冰的方法对水下航行体结构强度的要求较大，因而对水下航行体的设计提出了更高的要求。然而，水下航行体在近冰面航行时会激起冰面产生水弹性波，利用此弹性波进行破冰，可以避免水下航行体结构与冰面的直接接触，在一定程度上保护了水下航行体结构，且冰面水弹性波的范围大，破冰效果也更好。此外，在我国北方高寒地区的内河流域，每年春季都有凌汛灾害的威胁，对内河流域的沿岸人民的生命和财产造成威胁。因此我国会提前进行内河破冰来疏通航道，以避免凌汛灾害的发生，但通常采用爆炸破冰的方法，这种破冰方法对人员的安全存在隐患，且容易周边的生态环境造成破坏，内河流域的生态系统也容易受到影响。而水下航行体激起的水弹性破破冰可以避免这些缺点，还具有破冰效率高，机动灵活，对水中生物、河道不会造成影响等一系列优点。因此水下航行体激起的水弹性波破冰研究就显得至关重要。

目前针对水下航行体极地航行和破冰的研究还很欠缺，所以相关的实验设备也不多见，能有效地模拟水下航行破冰的实验装置仍未出现。申请号为CN201010548536.9的气垫船运行形成波阻共振破冰方法，主要是提出了一种利用气垫船进行破冰的新方法。这种方法是利用冰面上的高速移动载荷激起冰面水弹性波进行破冰的方法，同样是利用了冰面的水弹性波破冰这一种新型的破冰方法。但当前尚未见到一种对冰下航行体进行破冰试验的模型试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供实现研究水下航行体在不同深度，不同速度等条件下激起的水弹性波破冰能力的一种研究水下航行体激起的水弹性波破冰模型试验装置

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括试验水池和水下航行体模型；所述的试验水池中设有驱动机构、测速传感器、垂直位移传感器和水下深度定位仪；所述的水下航行体模型设置于试验水池中，水下航行体模型通过牵引缆线与驱动机构连接。

本发明还可以包括：

所述的试验水池的前后两端的上方及下方均设有牵引滑轮，试验水池的前后两端的牵引滑轮处于同一水平线上；所述的牵引缆线绕过所有牵引滑轮和驱动机构后连接在水下航行体模型的前后两端。

所述的试验水池具有玻璃侧面。

本发明的有益效果在于：

本发明利用驱动机构和牵引钢缆带动水下航行体模型在冰面下方运动，从而激起冰面发生水弹性变形，通过测量系统测量冰面的变形、航行体运动速度以及下潜深度，观察冰面的破冰情况，研究水下航行体激起水弹性波破冰的破冰能力。可以自定义选择航行速度以及水下航行深度，也可以改变模型形状和冰层厚度，能高效的研究不同因素作用下水下航行的破冰能力。

附图说明

图1是不带有冰面时本发明的整体结构示意图。

图2是带有冰面时本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。