CN107014586B - 智能随船适航仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能随船适航仪，包括支架、测力装置、两个风机，所述支架是一体化结构，支架包括上下布置的两个水平梁、设置在两根水平梁之间的竖直梁，下水平梁的两端向下垂直设置有下连接柱、上水平梁的两端向上垂直设置有上连接柱，两个风机分别设置在两个上连接柱上，两个下连接柱与自航模船体的尾部连接，测力装置设置在竖直梁上。本发明可为船模提供辅助动力，进行相关水动力性能测试。由于实海况下大尺度自航模难以布置锚泊设备，加之智能随船适航仪的助推效率高、安装简便、结构合理、成本低廉、测试性能优良，使其对该类试验意义重大，具有广阔的应用前景。

Description

智能随船适航仪

技术领域

本发明涉及一种智能随船适航仪，是一种大尺度船舶自航模在实际水域下的新型水动力性能测试装置。

背景技术

当今各国越来越重视船舶在复杂恶劣海域中环境适应性研究，加之小尺度船模水池试验和实船试验存在严重的固有缺陷，难以满足试验的测量精度和各方面要求。促进各学者开展大尺度船模实海况下的水动力性能研究。

大尺度船舶主要研究内容有：开展优秀船型的阻力性能研究，船舶在实海况下的耐波性，发展高效推进器以及开发水动力节能附加装置等。实海况大尺度船舶为自航模试验，船上不带随船人员和锚泊设备。智能随船适航仪能够替代锚泊设备，提供部分前进动力，且安装简便、成本低，不受外部装置的影响，可为该类试验提供稳定、可靠的试验数据，应用前景十分可观。

采用双拖船通过钢丝绳V型连接待测船，通过两拖船平行等速运动保证待测船航向稳定性，钢丝绳连接待测船一端装有高精度天平和角度盘，通过天平获得原始阻力值，通过角度盘获得钢丝绳与待测船的夹角，进而计算出大尺度模型受到的阻力。但是在实海况下，受到风浪流的影响，使得钢丝绳无法始终处于紧绷状态，且两拖船以等速同步运动对驾驶者考验巨大，难以保证船舶阻力测量准确性。

采用母船系泊方法测量相应阻力值。试验过程，将一大型母船抛锚系泊，钢丝绳一端装有高精度天平，水平连接自航模；待试验水域海况稳定，母船上卷扬机以匀速状态收起钢丝绳，此过程高精度天平获得原始阻力值，采用相应换算方法，可计算出大尺度模型受到的阻力。但是无法保证母船在海域中的绝对稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种智能随船适航仪，是一种安装简便、结构合理、成本低廉、测试效果优良、易于对实海况下大尺度自航船模水动力参数准确获取的测量装置。

本发明的目的是这样实现的：包括支架、测力装置、两个风机，支架包括上下布置的两个水平梁、设置在两根水平梁之间的竖直梁，所述支架是一体化结构，下水平梁的两端向下垂直设置有下连接柱、上水平梁的两端向上垂直设置有上连接柱，两个风机分别设置在两个上连接柱上，两个下连接柱与自航模船体的尾部连接，测力装置设置在竖直梁上。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述风机的直径为自航模船体型宽的0.08-0.3倍。

2.所述测力装置与自航模船体甲板的距离是自航模船体型深的0.2-0.4倍。

3.所述风机在自航模船体的投影与自航模船体尾端的距离是自航模船体船长的0.2-0.5倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的智能随船适航仪是在自航模上安装两个大型风机，该风机采用四叶式，输出功率稳定、效率高、噪音低、振动小，有利于辅助控制船舶前进航向和提供部分前进动力。采用一体化支架设计，能够有效减少拐角处的应力，保证结构的强度要求。

此类进行实海况下大尺度自航模水动力性能试验方法弥补了拖船拖带测量方法与母船系泊方法两者的缺陷，提出更加方便、可靠的测量方法。从自航模本身出发，不需要借助拖缆、拖船或是大型母船、卷扬机等外界辅助设备；通过船模自身两个大型风机提供前进动力和智能随船适航仪测量设备，形成一体化系统进行测量。风机提供船舶前进动力，可以避免拖船使用拖缆时,因风浪等因素导致绳索松紧程度不一，影响智能随船适航仪测量准确度；同时，这一方法也可以避免母船锚泊时因风浪流影响而存在的不稳定性。该方法是直接安装在自航模船体上，不需要任何外界辅助设备，能够有效保证智能随船适航仪测量装置始终处于稳定工作状态，提高测量数据的准确性，对试验研究有重大意义。

本发明可为船模提供辅助动力，进行相关水动力性能测试。由于实海况下大尺度自航模难以布置锚泊设备，加之智能随船适航仪的助推效率高、安装简便、结构合理、成本低廉、测试性能优良，使其对该类试验意义重大，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明智能随船适航仪的三维示意图；

图2是本发明智能随船适航仪的侧视图；

图3是本发明智能随船适航仪的风机、支架、测量设备示意图；

图4是本发明智能随船适航仪的左视图；

附图标记说明：1.自航模船体，2.测量设备，3.风机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图4，本发明是一种智能随船适航仪，包括通过支架设置在船尾处两个大型风机3、位于风机与自航模船体1之间的测力装置2。两风机要沿船宽方向布置，风机3直径约0.08-0.3B(B为自航模船体型宽)，处在同一水平面。两风机平行安装在自航模船体的尾部，距船尾0.2-0.5L(L为自航模船体的设计船长)。测力装置安装在风机和船模之间，距船模甲板0.2-0.4D(D为自航模船体型深)，为了简化制造工艺和增加强度，所用支架使用一体化结构。测力装置正对自航模船体轴线，两个风机对称布置在其两侧，与水线面垂直。

所述智能随船适航仪安装在船模的尾部(距船尾0.2-0.5L)，其中测量设备正对船模轴线(距船模甲板0.2-0.4D，D为船模型深)上，两侧对称布置两个大功率风机，如图1所示。风机的主要几何参数及功率要求主要与自航模的主尺度及要求的航速有关，依据自航模的试验需求，选择相应尺度和功率的风机。风机的位置参数与其测量设备的尺寸和限制距离有关，测试表明此距离越近测量数据越准确，距离确定还应考虑结构工艺性及设备安装与测量方便等因素。

试验过程中自航模控制系统采用无线电方式进行一系列作业控制。将自航模置于适当海域，开动两大型风机，调整风机角度，始终保持船舶按直线方向航行；一段时间后，待自航模航向稳定，匀速前进时，启动智能随船适航仪测量设备进行相关参数测量与记录。

根据悬臂理论，如果将彼此分离的两个大型风机通过支架与测量设备、船体连接，则会在连接处产生较大的应力，从而需在连接处周围进行加固。为了解决上述问题，将所述智能随船适航仪风机支架制造成一体化的结构，从而简化制造工艺且增加结构强度。

Claims (5)

1.智能随船适航仪，其特征在于：包括支架、测力装置、两个风机，支架包括上下布置的两个水平梁、设置在两根水平梁之间的竖直梁，所述支架是一体化结构，下水平梁的两端向下垂直设置有下连接柱、上水平梁的两端向上垂直设置有上连接柱，两个风机分别设置在两个上连接柱上，两个下连接柱与自航模船体的尾部连接，测力装置设置在竖直梁上，两风机沿船宽方向布置、处在同一水平面。

2.根据权利要求1所述的智能随船适航仪，其特征在于：所述风机的直径为自航模船体型宽的0.08-0.3倍。

3.根据权利要求1或2所述的智能随船适航仪，其特征在于：所述测力装置与自航模船体甲板的距离是自航模船体型深的0.2-0.4倍。

4.根据权利要求1或2所述的智能随船适航仪，其特征在于：所述风机在自航模船体的投影与自航模船体尾端的距离是自航模船体船长的0.2-0.5倍。

5.根据权利要求3所述的智能随船适航仪，其特征在于：所述风机在自航模船体的投影与自航模船体尾端的距离是自航模船体船长的0.2-0.5倍。