CN108931355A - 一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置 - Google Patents

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CN108931355A
CN108931355A CN201810522585.1A CN201810522585A CN108931355A CN 108931355 A CN108931355 A CN 108931355A CN 201810522585 A CN201810522585 A CN 201810522585A CN 108931355 A CN108931355 A CN 108931355A
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CN201810522585.1A
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薛彦卓
曾令东
刘仁伟
倪宝玉
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Harbin Engineering University
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本发明属于气垫破冰船领域，公开了一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置，包括具有玻璃侧面的试验水池，离心风机，第一纵支架，第一伸缩杆，第二纵支架，第二伸缩杆，底部敞开并带孔的箱子，波纹管，冰层，水，试验水池轨道；具有玻璃侧面的试验水池是带有平板工作台的无盖长方体；离心风机固定在具有玻璃侧面的试验水池的平板工作台上；水位于具有玻璃侧面的试验水池的底部，冰层漂浮在水上；本发明结构简单，利用简单的箱盒来代替气垫平台，极大地降低了成本；不仅能观察到气垫平台的气垫在冰下的扩散规律，还能简单的模拟气垫平台的破冰过程，收放简易，可操作性强，适于大范围推广应用。

Description

一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置
技术领域
本发明属于气垫破冰船领域，尤其涉及一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置
背景技术
海域的冰封对航道有重要影响。破冰船一般常用两种破冰方法，当冰层不超过1.5米厚时，多采用“连续式”破冰法。主要靠螺旋桨的力量和船头把冰层劈开撞碎，每小时能在冰海航行9.2千米。如果冰层较厚，则采用“冲撞式”破冰法。冲撞破冰船船头部位吃水浅，会轻而易举地冲到冰面上去，船体就会把下面厚厚的冰层压为碎块。然后破冰船倒退一段距离，再开足马力冲上前面的冰层，把船下的冰层压碎。如此反复，就开出了新的航道。用燃料油为动力的破冰船，多采用柴油机带动发动机发电，电动机驱动螺旋桨，驱动功率可达上百万瓦，可以满足较长时间破冰航行的需要。
第一艘极地破冰船是由俄国人设计、1899年英国为俄国建造的“叶尔马克”号。用于破碎水面冰层，开辟航道，保障舰船进出冰封港口、锚地，或引导舰船在冰区航行的勤务船。破冰船是一种专门用于在结冰的水面上开辟航道的特种船舶。破冰船的主要特点是纵向短，横向宽、船壳厚、马力大，且船体各区域设有不同的压水舱，动力多采用对称的多轴，多螺旋桨配置。
1912年，中国首次建造了“通凌”号破冰船和“开凌”号破冰船，排水量均为410吨，功率为688马力。随着南北极考察事业的发展，现代破冰船已成为极地考察的重要装备，除用于破冰外，还兼负运输和海洋考察等任务。这类破冰船的航程远，破冰进展慢，燃料消耗大。采用核动力推进装置，能适应其特殊需要，但造价昂贵。
公开号为CN201610487788.2的专利公开了一种压力式气垫破冰船，包括由船体、设置在船体四周的柔性围裙、设置在船体上的驾驶室和工作室、设置在船体内的垫升设备构成的气垫船，所述船体呈矩形，在船体上面通过旋转支架安装有三套结构相同的空气桨推进器，三套空气桨推进器分别位于矩形船体的三个角处。公开号为CN201711042950.0的专利公开了一种机械臂辅助的垂向增压式气垫破冰船，包括破冰船本体，在破冰船本体周围设置有充气气垫，在破冰船本体的中部从前向后依次设置有驾驶室、动力机、控制柜和载货箱，在破冰船本体的前端两侧分别设置有一个机械臂，在机械臂的前端设有一破冰机构，在破冰船本体左右两侧的前后端分别设置有推进器，在破冰船本体的左右两侧中部对称设置有若干通孔，在通孔上设置有提升器，在破冰船本体的底部设有若干个压力传感器。该机械臂辅助的垂向增压式气垫破冰船采用气垫船的形式使得本发明能够在冰面上行驶进行货物的运输，并且还能够根据需要对不同厚度的冰层进行破冰，适用范围广。以上两个专利都是针对气垫破冰船的，而目前并没有气垫破冰船的实验平台，因此，气垫破冰船实验平台的研究具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于公开结构稳定性好，可操作性强的一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置，包括具有玻璃侧面的试验水池1，离心风机2，第一纵支架3，第一伸缩杆4，第二纵支架5，第二伸缩杆6，底部敞开并带孔的箱子7，波纹管8，冰层9，水10，试验水池轨道11；具有玻璃侧面的试验水池1是带有平板工作台的无盖长方体，平板工作台固定在具有玻璃侧面的试验水池1的一个侧边，且平板工作台与具有玻璃侧面的试验水池1的底面平行；离心风机2固定在具有玻璃侧面的试验水池1的平板工作台上；试验水池轨道11安装在具有玻璃侧面的试验水池1的远离地面且不邻近离心风机2的一对棱上；水10位于具有玻璃侧面的试验水池1的底部，冰层9漂浮在水 10上；底部敞开并带孔的箱子7放置在具有玻璃侧面的试验水池1内；波纹管8的一端与离心风机2相连，另一端与底部敞开并带孔的箱子7相连；第一纵支架3和第二纵支架5相互平行地垂直安装在试验水池轨道11上，第一纵支架3和第二纵支架5都具有卡槽；第一伸缩杆4的一端安装在第一纵支架3的卡槽上，另一端固定在底部敞开并带孔的箱子7上；第二伸缩杆6的一端安装在第二纵支架5的卡槽上，另一端固定在底部敞开并带孔的箱子7上。
本发明的有益效果为：
本发明结构简单，利用简单的箱盒来代替气垫平台，极大地降低了成本；不仅能观察到气垫平台的气垫在冰下的扩散规律，还能简单的模拟气垫平台的破冰过程，收放简易，可操作性强，适于大范围推广应用。
附图说明
图1是一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置总体结构图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步描述本发明：
如图1，一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置，包括具有玻璃侧面的试验水池1，离心风机2，第一纵支架3，第一伸缩杆4，第二纵支架5，第二伸缩杆6，底部敞开并带孔的箱子7，波纹管8，冰层9，水10，试验水池轨道11；具有玻璃侧面的试验水池1是带有平板工作台的无盖长方体，平板工作台固定在具有玻璃侧面的试验水池1的一个侧边，且平板工作台与具有玻璃侧面的试验水池1的底面平行；离心风机2固定在具有玻璃侧面的试验水池1的平板工作台上；试验水池轨道11安装在具有玻璃侧面的试验水池1的远离地面且不邻近离心风机2的一对棱上；水10位于具有玻璃侧面的试验水池1的底部，冰层9漂浮在水10上；底部敞开并带孔的箱子7放置在具有玻璃侧面的试验水池1内；波纹管8的一端与离心风机2相连，另一端与底部敞开并带孔的箱子7相连；第一纵支架3和第二纵支架5 相互平行地垂直安装在试验水池轨道11上，第一纵支架3和第二纵支架5都具有卡槽；第一伸缩杆4的一端安装在第一纵支架3的卡槽上，另一端固定在底部敞开并带孔的箱子7上；第二伸缩杆6的一端安装在第二纵支架5的卡槽上，另一端固定在底部敞开并带孔的箱子7 上。
本发明主要应用于气垫破冰机理研究和气垫破冰过程模拟，实验时，开启离心风机，使底部敞开并带孔的箱子充满高压气体，通过测量底部敞开并带孔的箱子靠近水面和冰面一侧的压力来调节离心风机的流量大小，从而实现对压力大小的控制。调节好离心风机的流量和底部敞开并带孔的箱子的高度之后，观察冰层下方气垫的扩散，总结其扩散规律，知道气垫在冰下的扩散规律之后，有助于分析气垫平台破冰时冰的受力情况。通过第一纵支架和第二纵支架在试验水池轨道上的移动，带动底部敞开并带孔的箱子的移动，以此来模拟气垫平台的破冰过程，观察移动过程中冰层的变形以及破冰的情况。本发明结构简单，利用简单的箱盒来代替气垫平台，极大地降低了成本；不仅能观察到气垫平台的气垫在冰下的扩散规律，还能简单的模拟气垫平台的破冰过程，收放简易，可操作性强，适于大范围推广应用。
以上所述并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置，其特征在于：包括具有玻璃侧面的试验水池(1)，离心风机(2)，第一纵支架(3)，第一伸缩杆(4)，第二纵支架(5)，第二伸缩杆(6)，底部敞开并带孔的箱子(7)，波纹管(8)，冰层(9)，水(10)，试验水池轨道(11)；具有玻璃侧面的试验水池(1)是带有平板工作台的无盖长方体，平板工作台固定在具有玻璃侧面的试验水池(1)的一个侧边，且平板工作台与具有玻璃侧面的试验水池(1)的底面平行；离心风机(2)固定在具有玻璃侧面的试验水池(1)的平板工作台上；试验水池轨道(11)安装在具有玻璃侧面的试验水池(1)的远离地面且不邻近离心风机(2)的一对棱上；水(10)位于具有玻璃侧面的试验水池(1)的底部，冰层(9)漂浮在水(10)上；底部敞开并带孔的箱子(7)放置在具有玻璃侧面的试验水池(1)内；波纹管(8)的一端与离心风机(2)相连，另一端与底部敞开并带孔的箱子(7)相连；第一纵支架(3)和第二纵支架(5)相互平行地垂直安装在试验水池轨道(11)上，第一纵支架(3)和第二纵支架(5)都具有卡槽；第一伸缩杆(4)的一端安装在第一纵支架(3)的卡槽上，另一端固定在底部敞开并带孔的箱子(7)上；第二伸缩杆(6)的一端安装在第二纵支架(5)的卡槽上，另一端固定在底部敞开并带孔的箱子(7)上。
CN201810522585.1A 2018-04-17 2018-05-28 一种研究气垫破冰平台冰下气垫扩散的试验装置 Pending CN108931355A (zh)

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