CN104101478A - 一种结构物入水实验发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种结构物入水实验发射装置，包括弹筒、支架、电机、第一法兰、推力调节垫圈、升降机、丝杠、弹托、机销、推力电机、推力弹簧和第二法兰。该装置可以大范围的调节结构物入水的速度以及角度，满足实验所需要的精度要求，并且具有较好的可操作性和安全性。

Description

一种结构物入水实验发射装置
技术领域
本发明涉及高速入水发射实验装置领域，具体涉及到一种用于结构物的可变角度、可变速度的入水发射装置。
背景技术
21世纪是海洋的世纪，海洋的开发、利用与保护已经成为了各国科研的一项重要课题。在船舶与海洋领域中，结构物入水问题有着广泛并且现实的工程研究背景，水中兵器的发射、船舶抨击、水上飞机的降落、鱼雷入水、水下航行器的发射，这些物理现象都属于入水的范畴。“入水”一般是指物体以一定的速度撞击水面或由空中进入水中的过程。按照入水结构的速度可将入水分为高速入水和低速入水。入水过程是一个涉及到固、液、气三者相互耦合作用的一项复杂的物理过程。根据抨击作用的特点和物理现象可以将入水过程分为冲击、流动形成、空泡、全湿四个阶段。结构物入水的过程中，会激起周围介质的运动；反过来，流体介质对结构物又施加各种反作用力，特别是在入水冲击瞬态间(毫秒级)，结构物会受到巨大的冲击载荷，理论分析相当困难。
已有技术中，专利号为03105301.7的火箭助力发射装置及其方法发明专利，是利用火药爆炸产生的冲击波产生发射火箭所需要的推力，但是此种发射方法的重复性较差且存在一定的安全隐患。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种可以用以结构物入水发射的装置，该装置可以大范围的调节结构物入水的速度以及角度，满足实验所需要的精度要求，并且具有较好的可操作性和安全性。
技术方案
一种结构物入水实验发射装置，其特征在于包括弹筒1、支架2、电机3、第一法兰4、推力调节垫圈5、升降机6、丝杠7、弹托8、机销9、推力电机10、推力弹簧11和第二法兰12；弹筒1内设有弹托8、推力弹簧11和丝杠7，其中丝杠7一端与弹托8通过拔销固定连接，在弹托8和第二法兰12之间设有推力弹簧11；两个支架2对称安装在弹筒1壁上，支架2内从弹筒1处向外依次设有机销9和推力电机10，机销9与推力电机10通过销钉固定在一起，推力调节垫圈5位于第二法兰12和第一法兰4之间，并且与第一法兰4用同一组螺钉连接。
支架2位于推力弹簧11处于最大压缩状态时所对应的弹筒壁处。
有益效果
本发明提出的一种结构物入水发射装置，可以根据具体需要调节结构物入水的速度和角度，这对结构物入水瞬间的流体动力特性的研究提供了强有力地实验保障，对改善结构的入水特性具有巨大的现实意义，并且具有良好的重复性和安全性。
附图说明
图1本发明的整体结构示意图
图2本发明的局部结构示意图
图3结构物结构示意图
图4本发明完成发射任务后的结构示意图
1-弹筒，2-支架，3-电机，4-第一法兰1，5-推力调节垫圈，6-升降机，7-丝杠，8-弹托，9-机销，10-推力电机，11-推力弹簧，12-第二法兰，13-结构物，14-电磁铁。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2所示，本发明装置包括弹筒1、支架2、电机3、第一法兰4、推力调节垫圈5、升降机6、丝杠7、弹托8、机销9、推力电机10、推力弹簧11和第二法兰12。
弹筒1内设有弹托8、推力弹簧11和丝杠7，其中丝杠7一端与弹托8通过拔销固定连接，在弹托8和第二法兰12之间设有推力弹簧11，升降机6控制丝杠的轴向运动，主要作用是对推力弹簧11进行压缩，从而获得结构物发射的推力。推力调节垫圈5位于第二法兰12和第一法兰4之间，并且与第一法兰4用同一组螺钉连接，在实验过程中，可以通过改变推力调节垫圈5的厚度，来调节推力弹簧11的压缩量，进而改变了发射结构物时的推力，从而达到调节结构物入水速度的目的。两个支架2对称安装在弹筒1壁上，位于推力弹簧11处于最大压缩状态时所对应的弹筒壁处。支架2内从弹筒1处向外依次设有机销9和推力电机10，机销9与推力电机10通过销钉固定在一起，当升降机6带动丝杠7压缩推力弹簧11到达指定位置时，推力电机10推动机销9做轴向运动，使其向弹筒的轴心运动，从而阻止推力弹簧回复自由长度。
两个法兰的作用，用来调整整个高速发射装置的角度，以此来调整结构物入水的角度。
电磁铁14用来固定结构物，限制结构物的轴向运动和法向运动，防止在调整结构物入水角度的过程中滑落入水。
本发明的安装及使用过程：
根据实验需求，选择合适厚度的推力弹簧调节垫圈，安装到高速发射装置，确定安全后，启动电机3，带动升降机6，从而丝杠7进行轴向运动，对推力弹簧11进行压缩，压缩到指定位置时，关闭电机3，启动推力电机10，推力电机带动机销9向轴心运动，卡住推力弹簧11，阻止推力弹簧11恢复自由长度，然后将加工好的结构物13放置到弹筒1中，并给电磁铁14通电，从而在一定程度上固定结构物13。然后同时调节第一法兰4和第二法兰12，在两个法兰的共同作用下，整个发射装置缓慢旋转，由于电磁铁14的作用，在旋转的过程中，结构物13并不会有法向和轴向的运动，当达到指定的发射角度时，停止转动，然后用螺钉对法兰和弹筒进行固定。此时，在确定周围环境安全的情况下，可以启动推力电机10，放开推力弹簧11，此时在结构物重力和弹簧推力的作用下，结构物以指定的速度、指定的角度，发射进入水下，弹簧的推力和结构物的重力足够克服电磁铁对弹体的电磁作用力。

Claims (2)

1.一种结构物入水实验发射装置，其特征在于包括弹筒(1)、支架(2)、电机(3)、第一法兰(4)、推力调节垫圈(5)、升降机(6)、丝杠(7)、弹托(8)、机销(9)、推力电机(10)、推力弹簧(11)和第二法兰(12)；弹筒(1)内设有弹托(8)、推力弹簧(11)和丝杠(7)，其中丝杠(7)一端与弹托(8)通过拔销固定连接，在弹托(8)和第二法兰(12)之间设有推力弹簧(11)；两个支架(2)对称安装在弹筒(1)壁上，支架(2)内从弹筒(1)处向外依次设有机销(9)和推力电机(10)，机销(9)与推力电机(10)通过销钉固定在一起，推力调节垫圈(5)位于第二法兰(12)和第一法兰(4)之间，并且与第一法兰(4)用同一组螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的一种结构物入水实验发射装置，其特征在于支架(2)位于推力弹簧(11)处于最大压缩状态时所对应的弹筒壁处。
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