CN107097901B - 一种冰区船模试验拖曳装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冰区船模试验拖曳装置，包括用于安装在船模上的固定装置以及天平固定装置，天平固定装置用于固定试验过程中的测力天平。该拖曳装置还包括牵引装置和拖曳平台，牵引装置的一端通过减振杆缓冲器和两根拉力弹簧分别与天平的固定装置相连，另一端通过包塑钢绳、减振缓冲器和铝型材与拖曳平台的固模架相连，固模架固定在实验室拖车的侧桥上,同时，安装导向杆和加紧、升降装置控制箱。本发明适用于船模在冰区航行时的拖曳试验研究，具有稳定的航向保持性，可更加真实地测量船模在冰区航行时的水动力性能，有效的提高试验的准确性。

Description

一种冰区船模试验拖曳装置
技术领域
本发明涉及船舶试验拖曳技术领域，尤其涉及一种冰区船模试验拖曳装置。
背景技术
船模在拖曳水池、冰水池等水池内试验时都会用到拖曳装置，而如今现有的拖曳装置都是针对船模在无冰区域航行时所设计的，通常使用适航仪、固模架和重力式拖曳机构以及其他拖曳装置进行拖曳，拖拽方式通常采用刚性连接，这种拖曳方式对于船模在无冰区域航行非常实用。然而，当这些拖曳装置运用到船舶在冰区航行的拖曳试验时经常导致船模的阻力测量出现负值，使测量出的船模破冰相关阻力偏小，严重影响到试验的精度。因此，有必要设计出一种适合冰区船模试验的拖曳装置。本发明提出的冰区船模试验拖曳装置采用柔性连接能够有效地避免破冰阻力测量时负值的出现，更加真实地测量船模在冰区航行时的阻力，具有稳定的航向保持性以及良好的水动力性能。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种冰区船模试验拖曳装置。
本发明的目的是这样实现的：在船模的一端且沿着船模的船宽、船长、型深三个方向上设置有三根铝型材，型深方向的铝型材上设置有测力天平固定装置，测力天平固定装置内设置有测力天平，拖车侧桥上通过夹具夹紧器设置有固模架，固模架上设置有升沉杆，升沉杆下端与连接板连接，连接板上设置有水平铝型材，水平铝型材上设置有两个铝型材活动铰链，铝型材活动铰链上连接有包塑钢绳，包塑钢绳的端部连接有弹簧，两个铝型材活动铰链之间的水平铝型材上还设置有减振杆缓冲器，两个弹簧的端部、减振杆缓冲器的输出端均连接到测力天平固定装置的同一点且该点与测力天平的固定点在同一条直线上，船模的另一端上设置有导向片，导向片上连接有导向杆，导向杆的上端与拖车侧桥连接，拖车侧桥上还设置有控制箱。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.船长方向的铝型材与船宽方向的铝型材垂直设置，型深方向的铝型材与船长方向的铝型材垂直设置。
2.船长方向的铝型材与船模之间、船宽方向的铝型材与船模之间、型深方向的铝型材与船长方向的铝型材之间均通过铝型材直角连接件连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用减振杆缓冲器、拉力弹簧和包塑钢绳为牵引装置，采用柔性的减振杆缓冲器拖曳船模运动有效地避免了船模在冰区航行试验时阻力测量出现负值的情况，更加准确地测量了船模在冰区航行时的水动力性能。其次，采用拉力弹簧和包塑钢绳作为辅助拖曳装置有效地调整了船模航向，防止了船模在航行过程中偏离预设航道。此外，该拖曳装置直接通过固模架拖动船模运动，减少了以往牵引装置的繁琐安装过程，其操作以及位置调整更加方便，同时，在固模架上安装了升沉杆，有效地实现了牵引装置的上下调节，便于调节和寻找更加准确的拖力点。再者，在冰区船模试验拖曳装置中拖曳平台装置上安装了导向杆，进一步提高了稳定的航向保持性。此外，在拖曳平台装置上也加入了加紧、升降装置控制箱，更加有效的减缓了船模的减速过程，降低了牵引装置和天平在拖车减速过程中受损的风险。同时，也提高了船模在倒车过程中的速度和航向稳定性。一种冰区船舶试验拖曳装置不仅适用于冰水池中冻结模型冰条件下的各种船模试验也适用于拖曳水池中非冻结模型冰条件下的船模碎冰阻力试验以及自航试验。
附图说明
图1是本发明的主视方向的结构示意图；
图2是本发明的侧视方向的结构示意图；
图3是本发明的俯视方向的结构示意图。
图中：1.测力天平，2.测力天平固定装置，3.减振杆缓冲器，4.前置摄像机，5.固模架，6.夹具夹紧器，7.8080铝型材，8.加紧、升降装置控制箱，9.导向杆，10.导向片，11.后置摄像机1，12.后置摄像机2,13.铝型材直角连接件，14.8080铝型材，15.拉力弹簧,16.包塑钢绳,17.铝型材活动铰链,18.80160水平铝型材，19.船模，20.连接板,21.拖车侧桥，22.8080铝型材，23.升沉杆。
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3，本发明的新型冰区船模试验拖曳装置是由船模固定装置、天平固定装置、牵引装置和拖曳平台装置构成，船模固定装置主要用来连接船模，该固定装置由三根不同长度的8080铝型材构成，铝型材沿三个不同方向进行布置，铝型材之间以及铝型材与船模之间通过角件连接，且竖直方向的铝型材可以上下调节。竖直方向的铝型材通过连接板与天平固定装置直接相连，天平固定装置采用两个带有凹槽的凸台将普通水域试验时使用的测力天平固定在凹槽内部，本发明中的天平固定装置是在普通敞水区试验测力天平的基础上设计的，对天平没有提出特殊的要求，实现了船模在无冰区和冰区试验时天平的通用性。其次，天平固定装置与牵引装置中的减振杆缓冲器和两根拉力弹簧相连，连接点与天平固定装置中天平的固定点在同一条水平轴线上。另一端通过拉力弹簧相连接的包塑钢绳、减振杆缓冲器与80160铝型材框架相连。而80160铝型材则通过连接板直接与固模架的升沉杆相连，从而实现了牵引装置、天平固定装置和船模固定装置的上下调节。所述的固定装置和船模都是在拖车拖动固模架的条件下实现船模在冰区的拖曳试验研究。所述的拖曳平台装置在船模尾部安装了导向杆。所述的拖曳平台装置中加入了加紧、升降装置控制箱。固模架与牵引装置的连接杆可上下调节。船模尾部安装导向杆有利于提高船模的航向稳定性。
试验开始之前首先将三根不同长度的8080铝型材22、14、7连接在船模19上，连接方向分别沿船长、船宽和型深三个方向，其中，铝型材和船模之间以及铝型材和铝型材之间均采用8080铝型材直角连接件13连接，型深方向固定的铝型材低端应尽可能地靠近船模设计水线的水平位置。船模固定装置连接完成后将天平固定装置2连接在型深方向固定的铝型材上。其次，将固模架5吊装到拖车侧桥21上，并调节到合适的位置，位置调节好后将升沉杆23降到水面上方合适的位置，安装连接板20和80160水平铝型材18，并用夹具夹紧器6将固模架5固定在拖车侧桥上。随后将两个铝型材活动铰链17和减振杆缓冲器3、前置摄像机4分别安装在80160铝型材上，安装完成后将两个拉力弹簧15和包塑钢绳16相连的拖曳绳连接到两个铝型材活动铰链上，其次，分别将两个拉力弹簧和减振杆缓冲器的另一端连接到天平固定装置2上，连接点和天平固定装置内天平固定点(船模固定装置与天平固定装置之间的连接点)在同一条轴线上，尽可能地靠近船模的设计水线面，连接点和天平固定点在同一条轴线上的主要目的是为了防止船模在拖曳过程中天平上产生额外的扭矩。待船模固定装置、牵引装置安装完成后将加紧、升降装置控制箱吊装在拖车侧桥上合适的位置，同时，将导向片10和导向杆9分别安装在船模和侧桥上，待所有试验设备安装和调试完成后即可以开展船模在冰区的相关试验研究。在侧桥的尾端还设置有两个后置摄像机11和12
本发明首先利用加紧、升降装置控制箱将船模加紧，使船模在拖车的带动下在冰区缓慢航行，待船模航速稳定后打开控制箱，使船模单独在拖曳装置的拖曳下航向，测量船模在冰区的水动力性能。待拖车即将停车前启动控制箱加紧船模，使船模在控制箱的带动下减速运动直至停止。测量完成后使船模在加紧、升降装置控制箱的控制下跟随拖车倒至试验准备区，准备下次试验。
综上，本发明包括用于安装在船模上的固定装置以及天平固定装置，天平固定装置用于固定试验过程中的测力天平。该拖曳装置还包括牵引装置和拖曳平台，牵引装置的一端通过减振杆缓冲器和两根拉力弹簧分别与天平的固定装置相连，另一端通过包塑钢绳、减振缓冲器和铝型材与拖曳平台的固模架相连，固模架固定在实验室拖车的侧桥上,同时，安装导向杆和加紧、升降装置控制箱。本发明适用于船模在冰区航行时的拖曳试验研究，具有稳定的航向保持性，可更加真实地测量船模在冰区航行时的水动力性能，有效的提高试验的准确性。

Claims (3)

1.一种冰区船模试验拖曳装置，包括船模和拖车，其特征在于：在船模的一端且沿着船模的船宽、船长、型深三个方向上设置有三根铝型材，型深方向的铝型材上设置有测力天平固定装置，测力天平固定装置内设置有测力天平，拖车侧桥上通过夹具夹紧器设置有固模架，固模架上设置有升沉杆，升沉杆下端与连接板连接，连接板上设置有水平铝型材，水平铝型材上设置有两个铝型材活动铰链，铝型材活动铰链上连接有包塑钢绳，包塑钢绳的端部连接有弹簧，两个铝型材活动铰链之间的水平铝型材上还设置有减振杆缓冲器，两个弹簧的端部、减振杆缓冲器的输出端均连接到测力天平固定装置的同一点且该点与测力天平的固定点在同一条直线上，船模的另一端上设置有导向片，导向片上连接有导向杆，导向杆的上端与拖车侧桥连接，拖车侧桥上还设置有控制箱；拖车拖动固模架以实现船模在冰区的拖曳试验。
2.根据权利要求1所述的一种冰区船模试验拖曳装置，其特征在于：船长方向的铝型材与船宽方向的铝型材垂直设置，型深方向的铝型材与船长方向的铝型材垂直设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种冰区船模试验拖曳装置，其特征在于：船长方向的铝型材与船模之间、船宽方向的铝型材与船模之间、型深方向的铝型材与船长方向的铝型材之间均通过铝型材直角连接件连接。
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