CN102162766A - 水下长航时对转推进系统耐久性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下长航时对转推进系统耐久性试验装置，包括导流片、流速传感器、六分力传感器、被测试推进系统、蜂窝整流器、导流片、可移动式“回形”水槽、流速补偿装置和控制系统；可移动式“回形”水槽为两端为圆弧形的“回形”结构，水槽的圆弧段并列设置导流片；流速补偿装置安装在水槽的平行段，被测试推进系统安装在与流速补偿装置相对的平行段，在被测试推进系统后方的平行段安装蜂窝整流器；两个流速传感器安装在被测试推进系统的左右两侧，六分力传感器安装在被测试推进系统的中段；控制系统分别与流速补偿装置、流速传感器和六分力传感器连接，本发明整体结构紧凑且便于移动，设备投资低，工作和维护可靠。

Description

水下长航时对转推进系统耐久性试验装置

技术领域

本发明涉及一种潜水器用动力推进系统性能验证系统，属于机械电子技术领域。

背景技术

对转推进系统具有功率密度大、推进效率高、力矩平衡和低噪声等特点，在潜水器推进中得到了广泛的应用，它是远程自主潜水器推进系统的一个重要发展方向。对转推进系统主要包括对转螺旋桨和对转推进电机及其驱制器，其中对转推进电机采用全水密设计。对转推进系统研制完成必须对对转螺旋桨和对转推进电机及其驱制器进行耐久性试验验证，验证结果可以满足长航时使用，才可以装配在远程自主潜水器上进行实航试验。否则，一旦对转推进系统出现故障，有可能造成远程自主潜水器丢失等事故，因此试验风险很大。此外，长航时有可能长达100多个小时，而且有可能做多个条次，因此随潜水器系统进行对转推进系统耐久性试验考核，试验保障难度大。

目前，关于对转螺旋桨的相关试验通常是采用循环水洞模型的试验方法。该试验系统均有土建工程，投资巨大，多为80年代国家投资建设，国内具备该试验条件的单位屈指可数，因此试验计划安排紧张，试验经费昂贵。对转推进电机及其驱制器为全水密设计，使用环境(海水)为对转推进电机及其驱制器提供了有利的散热条件。但在陆上模拟对转推进电机及其驱制器耐久性试验时，就必须考虑完善的水冷却系统。此外，对转推进电机在单侧有内外两个轴，通过现有通用的磁粉制动设备无法实现同时给内外两个轴施加可控负载。可用作电机寿命测试的磁粉制动器多为进口设备，价格昂贵，改装特制费用更高。

综上所述，国内目前还没有能用作水下长航时对转推进系统耐久性试验的设备，水下长航时对转推进系统耐久性试验技术已成为现阶段远程自主潜水器研制工作的瓶颈问题。

发明内容

本发明提供一种水下长航时对转推进系统耐久性试验装置，可解决目前国内对水下长航时对转推进系统耐久性试验设备的需求。

本发明的水下长航时对转推进系统耐久性试验装置包括导流片、流速传感器、六分力传感器、被测试推进系统、蜂窝整流器、导流片、可移动式“回形”水槽、流速补偿装置和控制系统；其中流速补偿装置由大功率水密推进电机、大转矩螺旋桨和导管组成；可移动式“回形”水槽为两端为圆弧形的“回形”结构，在可移动式“回形”水槽的圆弧段并列设置导流片对水流进行收缩，加快水流速度；流速补偿装置安装在可移动式“回形”水槽的平行段，通过闭环控制将流速补偿并保持到设定流速值；被测试推进系统安装在与流速补偿装置相对的平行段，在被测试推进系统后方的平行段安装蜂窝整流器，蜂窝整流器可消除湍流，改善流体的均匀性；两个流速传感器安装在被测试推进系统的左右两侧，六分力传感器安装在被测试推进系统的中段；控制系统分别与流速补偿装置、流速传感器和六分力传感器连接，在可移动式“回形”水槽平行段的上方开设观察窗，便于试验人员对可移动式“回形”水槽内的情况进行全方位观察。

由于水下长航时对转推进系统耐久性试验对流场品质并没有很高的要求，因此槽体宽度可根据螺旋桨“尺度效应”的最低可接受值进行设计，从而大大简化了试验系统；可移动式“回形”水槽的槽体和底部支架均采用不锈钢材料。六分力传感器可以同时测量被测推进装置的在X、Y、Z三个方向的转矩和推力，被测推进装置在可移动式回形水槽中可以产生一定的流速，控制系统对相应的 流速、转速自动实现闭环控制；控制系统通过显示器显示被测推进装置附近的实际流速、推进电机的动密封工作状态、被测推进装置的在X、Y、Z三个方向的转矩和推力，其中动密封工作状态通过检测电机内部是否漏水来实现。

有益效果：该水下长航时对转推进系统耐久性试验装置可以解决水下长航时对转推进系统耐久性试验问题，设备可以根据场地情况方便的移动，具有投资成本低，维护简单，操作使用方便等特点。耐久性试验适用范围包括单桨推进器、泵喷射推进器、导管螺旋桨和喷水推进器等。试验装置功能强大，同时可用作螺旋桨推力测试试验、螺旋桨推进效率测试试验以及单桨产生的反向力矩测试试验等。

附图说明

图1是本发明水下长航时对转推进系统耐久性试验装置组成示意图

其中：1-导流片、2-流速传感器、3-六分力传感器、4-被测试推进系统、5-蜂窝整流器、6-可移动式“回形”水槽、7-流速补偿装置

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如附图1所示，本发明的水下长航时对转推进系统耐久性试验装置包括导流片1、流速传感器2、六分力传感器3、被测试推进系统4、蜂窝整流器5、导流片8、可移动式“回形”水槽6、流速补偿装置7和控制系统；其中流速补偿装置7由大功率水密推进电机、大转矩螺旋桨和导管组成；可移动式“回形”水槽6为两端为圆弧形的“回形”结构，在可移动式“回形”水槽6的圆弧段并列设置导流片8对水流进行收缩，加快水流速度；流速补偿装置7安装在可移动式“回形”水槽的平行段，通过闭环控制将流速补偿并保持到设定流速值；被测试推进系统4安装在与流速补偿装置7相对的平行段，在被测试推进系统4。

Claims (3)

1.水下长航时对转推进系统耐久性试验装置，包括导流片(1)、流速传感器(2)、六分力传感器(3)、被测试推进系统(4)、蜂窝整流器(5)、导流片(8)、可移动式“回形”水槽(6)、流速补偿装置(7)和控制系统；其中流速补偿装置7由大功率水密推进电机、大转矩螺旋桨和导管组成；其特征在于所述可移动式“回形”水槽(6)为两端为圆弧形的“回形”结构，在可移动式“回形”水槽(6)的圆弧段并列设置导流片(8)；流速补偿装置(7)安装在可移动式“回形”水槽(6)的平行段；被测试推进系统(4)安装在与流速补偿装置7相对的平行段，在被测试推进系统(4)后方的平行段安装蜂窝整流器(5)；两个流速传感器(2)安装在被测试推进系统(4)的左右两侧，六分力传感器(3)安装在被测试推进系统(4)的中段；控制系统分别与流速补偿装置(7)、流速传感器(2)和六分力传感器(3)连接。

2.如权利要求1所述的水下长航时对转推进系统耐久性试验装置，其特征在于所述可移动式“回形”水槽(6)平行段的上方开设观察窗。

3.如权利要求1或2所述的水下长航时对转推进系统耐久性试验装置，其特征在于所述可移动式“回形”水槽(6)的槽体和底部支架均采用不锈钢材料加工。

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