CN103604581B - 一种气体弹射试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气体弹射试验装置，属于船舶与水下航行器工程、水利水电工程技术领域。包括储水装置、动力装置以及锁紧机构；将动力装置与锁紧机构固连在储水箱侧面金属板上；锁紧机构位于动力装置下方；锁紧扳手通过启动挡板将车体锁定在滑轨底部。关闭放水阀，向储水箱注水；拉动车体向下运动，用锁紧扳手将车体锁紧在滑轨底部，待水面平静后，通过锁紧连杆与传动连杆向实验模型通气；扣动锁紧扳手，使弹簧收缩，带动车体向上运动，进而通过传动连杆带动实验模型出水，同时进行实验观测和数据测量等工作。本发明可以对航行体水下运动阶段以及穿越水面过程进行模型实验研究，解决了出水实验的问题。

Description

一种气体弹射试验装置
技术领域
本发明涉及一种气体弹射试验装置，属于船舶与水下航行器工程、水利水电工程技术领域。
背景技术
在现代海战中越来越重视对敌的精确打击和对自己的隐身保护，水下发射航行体在这两方面具有得天独厚的优势，因此越来越受到重视。然潜射航行体在水面附近高速航行以及穿越水面时，由于水面效应的显著作用和流体介质密度的突变，将引起航行体力学环境的急剧变化，加之波浪与海流的作用，会对航行体产生相当大的扰动，从而影响航行体的出水姿态，产生剧烈的冲击和振动，甚至导致航行体结构的破坏和控制系统的失灵。因此，充分认识潜射航行体穿越水面过程中的水动力现象及其机理，揭示相关的流体动力学特性与结构响应问题的机理，对提高潜射航行体水下垂直发射的成功率有着重要的意义。
目前出水过程的研究手段中，水洞实验仅能基本满足对空泡现象和航行体水下运动工程的需要，无法实现航行体的出水过程的研究；水下发射实验是一种可行的研究方法，但实验难度大、周期长、成本高，对实验设备及测试技术的要求非常苛刻，获取的数据有限，无法支持系统深入的分析，难以总结系统规律。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术无法实现航行体的出水过程研究的问题，提供一种气体弹射试验装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种气体弹射试验装置，包括储水装置、动力装置以及锁紧机构；
所述储水装置为方体储水箱，上下面为金属板，侧面中有一面所用材料与上下面相同，且上半部分开有沟槽，底部开有放水阀，方便更换水质；另三面为透明材料，便于观察内部的实验情况；
所述金属板包括铁板、不锈钢板、钢板、合金板；
所述透明材料包括普通玻璃板、有机玻璃板。
所述动力装置包括环扣、动力弹簧、车体、滑轨、锁紧连杆以及传动连杆；
所述环扣包括箱体环扣和车体环扣，箱体环扣固定在储水装置侧面金属板上，车体环扣固定在车体上，两者用于拉伸弹簧；
所述车体包括车身、轮子以及轮子连接棒，其中车身为金属板焊接而成，车身内部中空，俯视为“口”型；轮子连接棒为实心金属棒；金属棒穿过车身任意两个相对的金属板，与轮子固连；在车身另外两个金属板的几何中心开有位置相对应的孔，用于锁紧连杆的通过；车身上固定有启动挡板，启动挡板位于孔下方，即靠近锁紧扳手支架的一侧；
所述滑轨由两个Z字形和两个L形金属板组成，Z字形金属板的长度大于L形金属板；
所述锁紧连杆为空心圆柱形直杆，其圆柱直径沿轴向有三种尺寸，沿轴向直径最大部分位于中间；
所述传动连杆为Z字形空心圆柱杆，圆柱杆一端固连内螺纹套筒；
所述动力装置连接关系：环扣固连在储水箱侧面金属板和车体上；滑轨围绕储水箱侧面金属板上开设的沟槽固连在金属板上；车体放置于滑轨内部；动力弹簧两端分别与箱体环扣、车体环扣相连，通过弹簧收缩实现车体向上运动；锁紧连杆穿过车体、储水箱侧面金属板沟槽与传动连杆连接；传动连杆位于储水箱内部。
所述锁紧机构由锁紧扳手、锁紧扳手支架以及锁紧弹簧组成；
所述锁紧扳手为折杆，一端为“帽檐”型勾手，靠近勾手处分别开有通孔和螺纹孔；
所述锁紧扳手支架为方形实金属体，在方形体任意一个表面固定两个开有通孔的金属板，两金属板之间的距离与锁紧扳手的宽度相同；
锁紧机构连接关系：锁紧扳手支架固连到储水装置侧面金属板上；锁紧扳手通过螺栓、螺母固定在锁紧扳手支架上；锁紧弹簧通过螺钉分别固定在锁紧扳手与滑轨L形金属板上；
总体连接关系：将动力装置与锁紧机构固连在储水箱侧面金属上；锁紧机构位于动力装置下方；锁紧扳手通过启动挡板将车体锁定在滑轨底部。
工作过程：关闭放水阀，向储水箱注水；拉动车体向下运动，，用锁紧扳手将车体锁紧在滑轨底部，待水面平静后，通过锁紧连杆与传动连杆向实验模型通气；扣动锁紧扳手，使弹簧收缩，带动车体向上运动，进而通过传动连杆带动实验模型出水，同时进行实验观测和数据测量等工作。
在所述滑轨顶部还能够放置防护垫，以减少实验中对滑轨的损耗。
有益效果
1、本发明的一种气体弹射试验装置，可以对航行体水下运动阶段以及穿越水面过程进行模型实验研究，解决了出水实验的问题。
2、本发明的一种气体弹射试验装置，节省空间，造价低廉，节约能源，适于小型模型出水实验研究。
3、本发明的一种气体弹射试验装置，通过更换弹簧以及弹簧位置可以实现多个速度的实验研究。
4、本发明的一种气体弹射试验装置，可以灵活更换不同实验模型，实现多种模型的实验研究。
5、本发明的一种气体弹射试验装置，实验装置结构简单，易于拆卸，保证高效、快捷地完成实验并获取实验数据；同时通过橡胶海绵的合理利用，减小了车体到达滑轨顶部时对材料的破坏。
附图说明
图1是本发明气体弹射试验装置组装示意图；
图2是本发明储水装置左视图；
图3是本发明动力装置空间布置图；
图4为本发明车体正视图与左视图；
图5是本发明动力装置滑轨正视图，长板俯视图与短板左视图；
图6是本发明动力装置锁紧连杆正视图，左视图与右视图；
图7是本发明动力装置传动连杆正视图；
图8是本发明锁紧机构锁紧扳手正视图；
图9是本发明锁紧机构锁紧扳手支架正视图与左视图；
图10是本发明锁紧机构装配图。
其中，1—环扣，2—动力弹簧，3—车体，4—滑轨，5—通气管，6—锁紧连杆，7—传动连杆，8—锁紧扳手，9—锁紧扳手支架，10—储水箱，11—锁紧弹簧，12—防护垫。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的具体实施方式进行详细说明。
一种气体弹射试验装置，包括储水装置、动力装置以及锁紧机构，如图1所示；
所述储水装置为一长方体储水箱10，上下面为40mm厚铁板，侧面中有一面所用材料与上下面相同，厚度为20mm，且上半部分开有沟槽，底部开有放水阀，方便更换水质；另三面为透明有机玻璃，便于观察内部的实验情况，如图1、图2所示；
所述动力装置包括环扣1、动力弹簧2、车体3、滑轨4、锁紧连杆6以及传动连杆7，如图1、图3所示；
所述环扣1包括箱体环扣和车体环扣，箱体环扣共6个，对称焊接在储水装置侧面铁板上，车体环扣共2个，对称焊接在车体上，如图3所示；
所述动力弹簧2材质为不锈钢，两端分别连接箱体环扣和车体环扣，如图3所示；
所述车体3包括车身、4个轮子以及两根轮子连接棒，其中车身厚度为1mm铁板焊接而成，车身内部中空，俯视为“口”型；轮子连接棒为实心铁棒；实心铁棒穿过车身任意两个相对的金属板，与轮子固连；在车身另外两个金属板的几何中心开有位置相对应的孔，用于锁紧连杆6的通过；4个轮子为滚珠轴承；车身上固定有启动挡板，启动挡板位于孔下方，即靠近锁紧扳手支架9的一侧，如图4所示；
所述滑轨4由两个厚度为5mmZ字形和两个厚度为5mmL形不锈钢板拼接而成，Z字形不锈钢板的长度大于L形不锈钢板，如图5所示；
所述锁紧连杆6为空心圆柱形直杆，其圆柱直径沿轴向有三种尺寸，沿轴向直径最大部分位于中间，如图6所示；
所述传动连杆7为焊接而成的Z字形空心圆柱杆，一端焊接内螺纹套筒，与锁紧连杆6相连接，另一端通过螺纹与试验模型相连，如图7所示；
所述锁紧装置由锁紧扳手8、锁紧扳手支架9以及锁紧弹簧11组成；
所述锁紧扳手8为截面为方形的折杆，其一端为“帽檐”型勾手，方便固定车体；靠近勾手段开有通孔与螺纹孔，如图8所示；
所述锁紧扳手支架9为方形铁块，在方形铁块任意一个表面焊接两个开有通孔的金属板，两金属板之间的距离与锁紧扳手8的宽度相同；
所述锁紧弹簧11两端分别通过螺钉固定在滑轨4下端和锁紧扳手8背面，材质为铸铁；
连接关系：环扣1六个焊接在储水箱10侧面，两个焊接在车体3上，动力弹簧2两端分别连接储水箱环扣和车体环扣，滑轨4通过沉头螺钉也固定在储水箱10侧面，螺钉参照GB/T68-2000，根据滑轨4尺寸适当选取，为防止车体3上升过程中撞击滑轨4上端，造成实验设备的损坏，在滑轨4内部靠近顶端可添加防护垫12，如图3、图5所示；车体3置于滑轨4内部，其车轮轴承为深沟球轴承，型号6202RZ；锁紧连杆6一端通过螺纹将传动连杆7固定在车体3上，使传动连杆7可随车体3上下运动，另一端与通气管相连实现通气；锁紧扳手支架9紧贴滑轨4下侧焊接在储水箱10侧面，锁紧扳手8通孔部位通过配套六角头螺栓螺母固定在锁紧扳手支架9上，使锁紧扳手8可绕螺栓转动，螺栓螺母参照GB/T5782-2000，根据锁紧扳手4通孔直径选取，锁紧弹簧11两端分别通过螺钉固定在滑轨4下端和锁紧扳手8背面，如图10所示；
工作过程：关闭放水阀，向储水箱注水；拉动车体向下运动，，用锁紧扳手将车体锁紧在滑轨底部，待水面平静后，通过锁紧连杆与传动连杆向实验模型通气；扣动锁紧扳手，使弹簧收缩，带动车体向上运动，进而通过传动连杆带动实验模型出水，同时进行实验观测和数据测量等工作。
最后需要说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体弹射试验装置，其特征在于：包括储水装置、动力装置以及锁紧机构；所述动力装置包括环扣(1)、动力弹簧(2)、车体(3)、滑轨(4)、锁紧连杆(6)以及传动连杆(7)；所述锁紧机构由锁紧扳手(8)、锁紧扳手支架(9)以及锁紧弹簧(11)组成；
动力装置连接关系：环扣(1)固连在储水箱(10)侧面金属板和车体(3)上；滑轨(4)围绕储水箱(10)侧面金属板上开设的沟槽固连在金属板上；车体(3)放置于滑轨(4)内部；动力弹簧(2)两端分别与箱体环扣(1)、车体(3)环扣(1)相连，通过弹簧收缩实现车体(3)向上运动；锁紧连杆(6)穿过车体(3)、储水箱(10)侧面金属板沟槽与传动连杆(7)连接；传动连杆(7)位于储水箱(10)内部；
锁紧机构连接关系：锁紧扳手支架(9)固连到储水装置侧面金属板上；锁紧扳手(8)通过螺栓、螺母固定在锁紧扳手支架(9)上；锁紧弹簧(11)通过螺钉分别固定在锁紧扳手(8)与滑轨(4)L形金属板上；
总体连接关系：将动力装置与锁紧机构固连在储水箱(10)侧面金属上；锁紧机构位于动力装置下方；锁紧扳手(8)通过启动挡板将车体(3)锁定在滑轨(4)底部。
2.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述储水装置为方体储水箱(10)，上下面为金属板，侧面中有一面所用材料与上下面相同，且上半部分开有沟槽，底部开有放水阀，方便更换水质；另三面为透明材料，便于观察内部的实验情况。
3.如权利要求2所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述金属板包括铁板、不锈钢板、钢板、合金板；所述透明材料包括普通玻璃板、有机玻璃板。
4.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述环扣(1)包括箱体环扣(1)和车体(3)环扣(1)，箱体环扣(1)固定在储水装置侧面金属板上，车体(3)环扣(1)固定在车体(3)上，两者用于拉伸弹簧。
5.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述车体(3)包括车身、轮子以及轮子连接棒，其中车身为金属板焊接而成，车身内部中空，俯视为“口”型；轮子连接棒为实心金属棒；金属棒穿过车身任意两个相对的金属板，与轮子固连；在车身另外两个金属板的几何中心开有位置相对应的孔，用于锁紧连杆(6)的通过；车身上固定有启动挡板，启动挡板位于孔下方，即靠近锁紧扳手支架(9)的一侧。
6.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述滑轨(4)由两个Z字形和两个L形金属板组成，Z字形金属板的长度大于L形金属板；在所述滑轨(4)顶部还能够放置防护垫(12)。
7.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述锁紧连杆(6)为空心圆柱形直杆，其圆柱直径沿轴向有三种尺寸，沿轴向直径最大部分位于中间。
8.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述传动连杆(7)为Z字形空心圆柱杆，圆柱杆一端固连内螺纹套筒。
9.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述锁紧扳手(8)为折杆，一端为“帽檐”型勾手，靠近勾手处分别开有通孔和螺纹孔。
10.如权利要求1所述的一种气体弹射试验装置，其特征在于：所述锁紧扳手支架(9)为方形实金属体，在方形体任意一个表面固定两个开有通孔的金属板，两金属板之间的距离与锁紧扳手(8)的宽度相同。
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