CN109357746B - 一种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，主要包括承力三角架等，承力三角架的三角顶端和试验平台行吊通过单根吊杆连接，承力三角架底部横梁两侧各悬挂基阵悬挂链，两条基阵悬挂链之间连接多个吊梁，吊梁上吊装有待测声基阵单元，吊梁一端连接有配重，基阵悬挂链在承力三角架和转接组件之间转换连接实现各待测声基阵单元入水及回收时的承力转接。本发明采用模块化挂载方式，理论上可挂载的单元数量只受声基阵总重和水深的影响，可根据需求调节各单元垂直间距以及阵列水平倾角，较好的模拟垂直线阵或体积阵在水中拖曳时的倾斜状态，解决无专用收放存储装置时大型多单元声学基阵的吊装测试问题。
Description
技术领域
本发明涉及水声换能器的领域，具体涉及一种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置。
背景技术
水声换能器(或声学基阵)在进行水声参数测试时，需将待测换能器放入指定深度的水中，当在室内水池测试，入水深度要求较浅时(如5到10米)，一般直接将换能器固定在回转装置的法兰盘上，由回转装置直接将换能器放入水中；当大型声基阵在湖上测试时，入水深度要求较深(如20到60米)，往往通过多节吊杆配合行吊的方式，逐级将声基阵放入水中。
对于单个声基阵测试，上述方法已较为成熟，但当需要测试由多个单元组成的声学基阵时，特别是当单元尺寸重量大、整个声学基阵的孔径超过湖试平台行吊行程时，在无专用收放存储装置配套的条件下，难以实现多个单元的入水与回收。
本发明为某型号配套研制成果，应型号研制需要，需解决多个声学基阵单元在湖试平台的吊装、测试、收放，且需模拟测试垂直阵倾斜状况下的声学性能。现有的测试平台其高度小于5单元阵的垂直孔径，需解决在无专用收放装置条件下5单元阵自水平存储状态至竖直工作状态切换问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，主要包括承力三角架、基阵悬挂链、吊梁、待测声基阵单元、配重、转接组件、横梁、半圆形吊耳，承力三角架的三角顶端和试验平台行吊通过单根吊杆连接，承力三角架底部设计有横梁，横梁两侧各连接一个半圆形吊耳并通过卸扣悬挂基阵悬挂链，两条基阵悬挂链之间连接多个吊梁，吊梁上吊装有待测声基阵单元，基阵悬挂链承载各待测声基阵单元重量，吊梁一端连接有配重，基阵悬挂链在承力三角架和转接组件之间转换连接实现各待测声基阵单元入水及回收时的承力转接。
所述转接组件上方为横梁结构，下方设计有吊环并通过卸扣挂载基阵悬挂链。
所述吊杆根据实际需要可加装多根以将被测基阵放至指定深度，吊杆上方加装回装装置以测试待测声基阵的指向性。
所述待测声基阵单元可沿吊梁横向移动，从而模拟垂直线阵在不同倾角下的状态。
所述待测声基阵单元自上而下按指定间距构成待测声基阵，待测声基阵单元在垂直方向展开形成多单元声学基阵。
所述基阵悬挂链的链环加装带孔中档以供安装吊梁。
所述吊梁的两端设计有U型口，并通过销轴挂载在基阵悬挂链链环的中档上。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用模块化挂载方式，具有较高的灵活性，理论上可挂载的单元数量只受声基阵总重和水深的影响，可根据需求调节各单元垂直间距以及阵列水平倾角，较好的模拟垂直线阵或体积阵在水中拖曳时的倾斜状态，解决无专用收放存储装置时大型多单元声学基阵的吊装测试问题，为评估声基阵实际使用时的声学性能提供支撑。
2、本发明采取逐级下放、承力转接的方式实现无专用存储装置情况下多个单元的依次入水，实现了整阵工作时的垂直状态与布放回收时的水平状态切换，待测声基阵的垂直方向孔径可不受试验平台吊装高度限制，大大拓展了该装置的使用范围，解决了大型多单元声学基阵的湖试布放难题。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的承力三角架结构示意图。
图3为本发明的待测声基阵单元吊装图。
图4为本发明的转接组件结构示意图。
附图标记说明：承力三角架1、基阵悬挂链2、吊梁3、待测声基阵单元4、配重5、转接组件6、横梁11、半圆形吊耳12、横梁结构61、吊环62。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图所示，这种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，主要包括承力三角架1、基阵悬挂链2、吊梁3、待测声基阵单元4、配重5、转接组件6、横梁11、半圆形吊耳12，承力三角架1的三角顶端和试验平台行吊通过单根吊杆连接，承力三角架1底部设计有横梁11，完成吊杆和两根基阵悬挂链2的机械转接，横梁11两侧各连接一个半圆形吊耳12并通过卸扣悬挂基阵悬挂链2，两条基阵悬挂链2之间连接多个吊梁3，吊梁3上吊装有待测声基阵单元4，基阵悬挂链2承载各待测声基阵单元4重量，吊梁3一端连接有配重5，基阵悬挂链2在承力三角架1和转接组件6之间转换连接实现各待测声基阵单元4入水及回收时的承力转接，如当需要在已入水阵列上加挂一个待测声基阵单元4时，需先将基阵悬挂链2中段挂载在转接组件6上，实现整阵承力由承力三角架1至转接组件6的切换，然后由行吊释放承力三角架1至适当位置，将该待测声基阵单元4挂载在基阵悬挂链2上，并将基阵悬挂链2用卸扣挂载在承力三角架1上，最终行吊拉紧承力三角架1，将整阵承力切换回承力三角架1，从而完成待测声基阵单元4加入整个阵列。通过反复重复该环节，可实现待测声基阵单元4逐个入水并组成垂直阵列，完成工作时的垂直状态和布放回收时的水平状态切换。
所述转接组件6上方横梁结构61横跨在入水口的两侧，下方设计有吊环62并通过卸扣挂载基阵悬挂链2。
所述吊杆根据实际需要可加装多根以将被测基阵放至指定深度，吊杆上方加装回装装置以测试待测声基阵的指向性。
所述待测声基阵单元4可沿吊梁3横向移动，从而模拟垂直线阵在不同倾角下的状态。
所述待测声基阵单元4自上而下按指定间距构成待测声基阵。待测声基阵单元4在垂直方向展开形成多单元声学基阵。
所述基阵悬挂链2的链环加装带孔中档以供安装吊梁3。
所述吊梁3的两端设计有U型口，并通过销轴挂载在基阵悬挂链2链环的中档上。
本发明具体实施方式：
根据湖试平台可支持的最大尺寸、重量以及待测声学基阵的规模，选定合理的材质、结构形式，确定整套装置的承力要求作为输入，在仅进行静态测试情况下安全系数一般不小于2，即系统的最大载荷控制在使用载荷的2倍以上；
根据湖试平台的吊杆接口、设备入水口尺寸设计承力三角架1，其作用是完成吊杆和两根基阵悬挂链2的机械转接，具体设计为承力三角架1的顶部通过法兰盘与吊杆连接，在承力三角架1底端两侧设定有半圆形吊耳12，并通过卸扣与基阵悬挂链连接2，通过行车-吊杆-承力三角架1-基阵悬挂链2这一承力中轴的连接，实现了整套测试装置的机械承力，承力三角架1可采用加筋等方式以提高结构强度，满足安全系数的需要，一般可选用经典力学公式或有限元法计算；
根据承载重量、待测声基阵垂直方向总高等因素选定基阵悬挂链2尺寸，可在满足GB/T549-2008《电焊锚链》标准的商用锚链中选择，链环应加装带孔中档以供安装吊梁3；
根据承载重量、待测声基阵横向尺寸等因素设计吊梁3和配重5，吊梁3的两端设计有U型口，通过销轴挂载在基阵悬挂链2链环的中档上，实现机械承力；待测声基阵单元4和配重5通过方形吊环挂载在吊梁3上，并可沿吊梁3横向移动，以使被测声基阵移动至需要的位置并配平重量；
根据承载重量、设备入水口尺寸设计转接组件6，其上方为一定长度的横梁结构61，横跨在入水口的两侧(垂直于承力三角架1方向)，其下方设计有吊环62，通过卸扣实现基阵悬挂链2的挂载；
实际使用时，首先根据拟入水的待测声基阵单元4个数选择合适的基阵悬挂链2长度及吊梁3个数，然后根据倾斜角度及阵间距的需求计算出各个位置的待测声基阵单元4在吊梁3上的相对位置(假设每个声基阵的垂直方向间距为L，全阵倾角为α，则相邻声基阵横向距离为L*tanα)，随后按照以下的顺序进行布放。
a)将承力三角架1用主行吊吊起，将首尾两侧的基阵悬挂链2展开，将转接组件6放在入水口两端，横跨整个入水口。
b)将最下方的待测声基阵单元4安装在吊梁3上，并根据所需位置调整间距和配重，然后将其吊装到入水口甲板边缘。
c)将吊梁3两端用销轴与基阵悬挂链2最末端连接固定，并将吊梁3上方一定间距的链环用卸扣挂载在承力三角架1上。
d)操作行吊将承力三角架1及下方的吊梁3(挂载待测声基阵单元4)吊起，并缓慢放入水中。
e)最下方待测声基阵单元4入水后，用卸扣将适当位置的基阵悬挂链2挂载在转接组件6上，由行吊释放承力三角架1至适当位置，整阵承力由承力三角架1切换至转接组件6。
f)将倒数第二个待测声基阵单元4安装在吊梁3上，并根据所需位置调整间距和配重，然后将其吊装到入水口甲板边缘，按照步骤c将其加入阵列。
g)重复步骤d，将倒数第二个待测声基阵单元4入水。
h)重复以上步骤，直至所有待测声基阵单元4入水，回收步骤与之相反。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，其特征在于：主要包括承力三角架（1）、基阵悬挂链（2）、吊梁（3）、待测声基阵单元（4）、配重（5）、转接组件（6）、横梁（11）、半圆形吊耳（12），承力三角架（1）的三角顶端和试验平台行吊通过单根吊杆连接，承力三角架（1）底部设计有横梁（11），横梁（11）两侧各连接一个半圆形吊耳（12）并通过卸扣悬挂基阵悬挂链（2），两条基阵悬挂链（2）之间连接多个吊梁（3），吊梁（3）上吊装有待测声基阵单元（4），基阵悬挂链（2）承载待测声基阵单元（4）重量，吊梁（3）一端连接有配重（5），基阵悬挂链（2）在承力三角架（1）和转接组件（6）之间转换连接实现待测声基阵单元（4）入水及回收时的承力转接。
2.根据权利要求1所述的适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，其特征在于：所述转接组件（6）上方为横梁结构（61），下方设计有吊环（62）并通过卸扣挂载基阵悬挂链（2）。
3.根据权利要求1所述的适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，其特征在于：所述待测声基阵单元（4）可沿吊梁（3）横向移动，从而模拟垂直线阵在不同倾角下的状态。
4.根据权利要求1或3所述的适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，其特征在于：所述待测声基阵单元（4）自上而下按指定间距构成待测声基阵，待测声基阵单元（4）在垂直方向展开形成多单元声学基阵。
5.根据权利要求1所述的适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，其特征在于：所述基阵悬挂链（2）的链环加装带孔中档以供安装吊梁（3）。
6.根据权利要求1所述的适用于多单元声学基阵的吊装测试装置，其特征在于：所述吊梁（3）的两端设计有U型口，并通过销轴挂载在基阵悬挂链（2）链环的中档上。
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