CN106143848A - 一种水下航行器配平方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水下航行器，尤其涉及一种水下航行器配平方法。本发明能够在航行器的内部进行配重，在不改变其自身浮心的情况下进行调平，简化了配平过程，节约了配平时间。

Description

一种水下航行器配平方法
技术领域
本发明涉及水下航行器，尤其涉及一种水下航行器配平方法。
背景技术
以往水下航行器的配平主要是通过在航行器的外部增加外配重或浮体材料改变航行器的重心、浮心。这样增加部分的配重或浮体材料会改变航行器自己本身的浮心，这样浮心、重心在调节的过程中都是变量不利于最终的调平。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种水下航行器配平方法。
本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种水下航行器配平方法，包括以下配平步骤：
(1)通过钩秤分别在空气及水中悬挂测出水下在航行器无配重情况下的重力M及浮力F；
(2)通过一级配重将航行器调节至重力略大于浮力(约100g)，一级配重位置位于水下航行器的中部位置；
(3)通过两个钩秤空中悬挂水下滑翔器，测得两钩秤示数分别为F空1、F空2，根据力矩平衡原理(设重心为作用点)：F空1(X5-X3)＝F空2(X3-X0)，
推得重心位置：X3＝(F空1X5+F空2X0)/(F空1+F空2)；
(4)将航行器放置水中，通过两个钩秤，测得两钩秤示数为F水1、F水2，根据力矩平衡原理(设浮心为作用点)：F水1(X5-X2)-M(X3-X2)＝F水2(X2-X0)，
推得浮心位置：X2＝(F水1X5-MX3+F水2X0)/(F水2+F水1-M)；
(5)调节二级配重ΔG1、ΔG2，使重心调节至浮心正下方，实现水下航行器配平，其中，ΔG1+ΔG2＝F水1+F水2、(F空1-ΔG1)(X5-X2)＝(F空2-ΔG2)(X2-X0)，
推得调节量：ΔG1＝[F空1(X5-X2)-(F空2-F水1-F水2)(X2-X0)]/(X5-X0)，
ΔG2＝F水1+F水2-ΔG1；
(6)淡水配平后，通过一级配重按比例分配，将航行器配为海水配平，其中：
ΔG3+ΔG4＝G差
ΔG3(X4-X2)＝ΔG4(X2-X1)
推得：ΔG3＝G差(X2-X1)/(X4-X1)
ΔG4＝G差-ΔG3；
其中：X5、X4、X3、X2、X1、X0均为基于原点的坐标，
ΔG1--淡水配平尾部铅粒调节量，ΔG2--淡水配平头部铅粒调节量，以水下航行器的端部为坐标原点，X5表示F空1和F水1对应的钩秤的挂载位置坐标，X0表示F空2和F水2对应钩秤挂载位置坐标，X4和X1表示一级配重位置坐标；
ΔG3--海水配平后一级配重调节量，ΔG4--海水配平前一级配重调节量
G差--水下航行器淡水到海水调节量，
M--水下航行器重量(kg)，F--水下航行器浮力(kg)，
F空1、F空2--空气中悬挂两钩秤示数，
F水1、F水2--水中悬挂两钩秤示数。
进一步，水下航行器的配平主要包括两部分，第一，水下航行器的悬浮，即水下航行器的重力与自身的浮力相同以及可以悬浮在水中任意深度；第二，水下航行器调平，即水下航行器的重心在自身浮心的正下方，保证水下航行器水面的调平。
本发明的优点在于能够在航行器的内部进行配重，在不改变其自身浮心的情况下进行调平，简化了配平过程，节约了配平时间。
附图说明
图1本发明配平结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，水下航行器的配平主要包括两部分，第一，水下航行器的悬浮，即水下航行器的重力与自身的浮力相同以及可以悬浮在水中任意深度；第二，水下航行器调平，即水下航行器的重心在自身浮心的正下方，保证水下航行器水面的调平。
水下航行器在只加内部配重的情况下，不改变浮心位置。通过内配重将重心调节至浮心正下方，即可保证配平。
一种水下航行器配平方法，包括以下配平步骤：
(1)通过钩秤分别在空气及水中悬挂测出水下在航行器无配重情况下的重力M及浮力F；
(2)通过一级配重将航行器调节至重力略大于浮力(约100g)，一级配重位置位于水下航行器的中部位置；
(3)通过两个钩秤空中悬挂水下滑翔器，测得两钩秤示数分别为F空1、F空2，根据力矩平衡原理(设重心为作用点)：F空1(X5-X3)＝F空2(X3-X0)，
推得重心位置：X3＝(F空1X5+F空2X0)/(F空1+F空2)；
(4)将航行器放置水中，通过两个钩秤，测得两钩秤示数为F水1、F水2，根据力矩平衡原理(设浮心为作用点)：F水1(X5-X2)-M(X3-X2)＝F水2(X2-X0)，
推得浮心位置：X2＝(F水1X5-MX3+F水2X0)/(F水2+F水1-M)；
(5)调节二级配重ΔG1、ΔG2，使重心调节至浮心正下方，实现水下航行器配平，其中，ΔG1+ΔG2＝F水1+F水2、(F空1-ΔG1)(X5-X2)＝(F空2-ΔG2)(X2-X0)，
推得调节量：ΔG1＝[F空1(X5-X2)-(F空2-F水1-F水2)(X2-X0)]/(X5-X0)，
ΔG2＝F水1+F水2-ΔG1；
(6)淡水配平后，通过一级配重按比例分配，将航行器配为海水配平，其中：
ΔG3+ΔG4＝G差
ΔG3(X4-X2)＝ΔG4(X2-X1)
推得：ΔG3＝G差(X2-X1)/(X4-X1)
ΔG4＝G差-ΔG3；
其中：X5、X4、X3、X2、X1、X0均为基于原点的坐标，
ΔG1--淡水配平尾部铅粒调节量，ΔG2--淡水配平头部铅粒调节量，以水下航行器的端部为坐标原点，X5表示F空1和F水1对应的钩秤的挂载位置坐标，X0表示F空2和F水2对应钩秤挂载位置坐标，X4和X1表示一级配重位置坐标；
ΔG3--海水配平后一级配重调节量，ΔG4--海水配平前一级配重调节量
G差--水下航行器淡水到海水调节量，
M--水下航行器重量(kg)，F--水下航行器浮力(kg)，
F空1、F空2--空气中悬挂两钩秤示数，
F水1、F水2--水中悬挂两钩秤示数。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种水下航行器配平方法，其特征在于，包括：
(1)通过钩秤分别在空气及水中悬挂测出水下在航行器无配重情况下的重力M及浮力F；
(2)通过一级配重将航行器调节至重力略大于浮力(约100g)，一级配重位置位于水下航行器的中部位置；
(3)通过两个钩秤空中悬挂水下滑翔器，测得两钩秤示数分别为F空1、F空2，根据力矩平衡原理(设重心为作用点)：F空1(X5-X3)＝F空2(X3-X0)，
推得重心位置：X3＝(F空1X5+F空2X0)/(F空1+F空2)；
(4)将航行器放置水中，通过两个钩秤，测得两钩秤示数为F水1、F水2，根据力矩平衡原理(设浮心为作用点)：F水1(X5-X2)-M(X3-X2)＝F水2(X2-X0)，
推得浮心位置：X2＝(F水1X5-MX3+F水2X0)/(F水2+F水1-M)；
(5)调节二级配重ΔG1、ΔG2，使重心调节至浮心正下方，实现水下航行器配平，其中，ΔG1+ΔG2＝F水1+F水2、(F空1-ΔG1)(X5-X2)＝(F空2-ΔG2)(X2-X0)，
推得调节量：ΔG1＝[F空1(X5-X2)-(F空2-F水1-F水2)(X2-X0)]/(X5-X0)，
ΔG2＝F水1+F水2-ΔG1；
(6)淡水配平后，通过一级配重按比例分配，将航行器配为海水配平，其中：
ΔG3+ΔG4＝G差
ΔG3(X4-X2)＝ΔG4(X2-X1)
推得：ΔG3＝G差(X2-X1)/(X4-X1)
ΔG4＝G差-ΔG3
其中：X5、X4、X3、X2、X1、X0均为基于原点的坐标，
ΔG1--淡水配平尾部铅粒调节量，ΔG2--淡水配平头部铅粒调节量，以水下航行器的端部为坐标原点，X5表示F空1和F水1对应的钩秤的挂载位置坐标，X0表示F空2和F水2对应钩秤挂载位置坐标，X4和X1表示一级配重位置坐标，
ΔG3--海水配平后一级配重调节量，ΔG4--海水配平前一级配重调节量，
G差--水下航行器淡水到海水调节量，
M--水下航行器重量(kg)，F--水下航行器浮力(kg)，
F空1、F空2--空气中悬挂两钩秤示数，
F水1、F水2--水中悬挂两钩秤示数。
2.根据权利要求1所述的一种水下航行器配平方法，其特征在于：水下航行器的配平主要包括两部分，第一，水下航行器的悬浮，即水下航行器的重力与自身的浮力相同以及可以悬浮在水中任意深度；第二，水下航行器调平，即水下航行器的重心在自身浮心的正下方，保证水下航行器水面的调平。
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