CN114112294A - 一种高速入水模型试验拦截回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种高速入水模型试验拦截回收装置，属于水下航行器高速入水试验技术领域；包括拦截框、拦截板框、拦截板、拦截板角度调节装置；拦截框为框架结构，拦截板框为矩形框架，其两端通过拦截板角度调节装置和转动圆管连接于拦截框内且能相对转动，拦截板框内嵌装一个拦截板，其前侧端面正前方平行固定有两层拦截板，后侧端面正后方平行固定有一层拦截板；两个转动圆管分别垂直固定于拦截板框的两侧中部；通过调节拦截板角度调节装置中角度调节杆的旋入长度实现拦截框的角度调整。本发明能够有效的实现对入水模型的拦截回收，并保证模型主体结构无损，且该装置结构简单，兼具易用性。

Description

一种高速入水模型试验拦截回收装置

技术领域

本发明属于水下航行器高速入水试验技术领域，具体涉及一种高速入水模型试验拦截回收装置。

背景技术

未来水中兵器向高速、远程、智能化方向发展，超空泡减阻是实现超高速航行的基础，超空泡航行技术进而又催生了跨介质航行技术的发展。跨介质航行是指飞行器能跨越水气界面，运行在水气两种介质下，它综合了飞行器高速优势和水下隐蔽性好、爆炸威力大的优势，从而具备防区外发射、低空掠海飞行结合反复出入水突防、水下攻击的能力，是未来空天海地一体化作战的重要武器种类。高速入水降载技术是跨介质航行器研究的一项关键技术，需要开展大量的试验研究。

高速入水试验速度在100m/s以上，并且伴随有不同的入水角，不同的模型头部攻角。在水池试验中，如果不及时拦截模型，会导致模型撞击水池池底或池壁，造成水池防水层受损，或者模型头部不对称变形后发生弹跳，横向撞击池底、池壁或其它结构物，造成模型壳体变形，进而破坏防水结构，导致内部测试设备损坏，模型试验数据丢失，且不易回收。因此，需要研制一种拦截回收装置拦截模型，并且不破坏模型结构。

拦截装置如果使用一层或两层较厚拦截板，虽然也能够将模型减速拦截，但是当模型撞击到拦截板时，模型受到的瞬时冲击会比较大，容易造成模型结构的损坏以及内部测试设备超量程进而导致内部设备的损坏，同时因拦截板过厚，模型可能无法击穿，使模型无法停留在拦截板上，进而被弹出，无法回收。

高速入水试验中，模型入水角度多变，如果拦截装置拦截板角度固定，则模型撞击拦截板的角度也是多变的，当模型撞击拦截板时，如果模型轴线与拦截板面的角度过小，则在模型撞击拦截板后有可能因头部不对称变形而发生弹跳，撞击池壁造成模型结构损坏。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高速入水模型试验拦截回收装置，能够有效的实现对入水模型的拦截回收，并保证模型主体结构无损，且该装置结构简单，兼具易用性。

本发明的技术方案是：一种高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：包括拦截框1、拦截板框2、拦截板3、拦截板角度调节装置4；拦截框1为框架结构，作为整个装置的支撑；

所述拦截板框2为矩形框架，其两端通过拦截板角度调节装置4和转动圆管9连接于拦截框1内，拦截板框2内嵌装一个拦截板，其前侧端面正前方平行固定有两层拦截板，后侧端面正后方平行固定有一层拦截板；

两个所述转动圆管9分别垂直固定于拦截板框2的两侧中部，分别插入拦截框1两侧中部的安装孔内，能够相对旋转；

所述拦截板角度调节装置4包括调节螺母11、固定板12、角度调节杆13、转动轴14，两个转动轴14分别垂直固定于拦截板框2的两侧中上方；两个固定板12分别固定于拦截框1的两侧中部的框架上；角度调节杆13的一端为圆环，另一端为螺杆，圆环一端同轴套装于转动轴14上，能够相对转动，螺杆一端拧入固定板12的通孔内，固定板12的两端面处通过调节螺母11将角度调节杆13拧紧固定；通过调节角度调节杆13的旋入长度实现拦截板框2的角度调整。

本发明的进一步技术方案是：所述拦截框1为长方体框架。

本发明的进一步技术方案是：所述拦截框1的相对两侧面中部设置有转动支撑架，所述转动支撑架有两根横置梁和两个竖板组成，两根横置梁平行且水平固定，两个竖板平行且垂直固定于两根横置梁之间，围成转动圆管9的安装孔；所述固定板12固定于位于上方的横置梁上。

本发明的进一步技术方案是：所述拦截框1的顶部横梁上设置有挂钩7，用于吊装时与吊车的吊钩配合。

本发明的进一步技术方案是：所述拦截板框2端面的四个顶角处均开有螺纹孔，四个固定螺栓10分别固定于四个螺纹孔内，所述拦截板的四个顶角处均开有通孔，通过调节螺母将各层拦截板固定于拦截板框2的前、后方。

本发明的进一步技术方案是：从前侧数第一层和最后一层拦截板之间的距离为1/2-2/3航行器模型长度，中间设置的两层拦截板等距设置于第一层拦截板和最后一层拦截板之间。

本发明的进一步技术方案是：所述第一层与第二层拦截板为3mm钢板，第三层与最后一层拦截板为5mm钢板。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明提出的一种高速入水模型试验拦截回收装置，由拦截框1、拦截板框2、拦截板3、拦截板角度调节装置4组成。多层拦截板，以及拦截板厚度从薄逐渐增大，层层减速，逐步降低高速入水模型的动能，既保证了对模型的拦截，又能有效防止模型受到的瞬时冲击过大，保证模型结构无损以及避免内部器件的失灵；拦截板间距的设置，一方面可以降低模型的速度，减少模型受到的冲击载荷，另一方面模型穿透拦截板后，停留在拦截板上，可以方便的施加力将模型从拦截板上取出，保证了模型的易回收；调整拦截板角度，使拦截板在撞击时其平面与模型轴线垂直，进而使模型垂直穿透拦截板，防止模型弹跳，以及不对称受力造成模型结构损坏；拦截板的数量、厚度与间距的易于调整，可使本装置对具有不同动能的模型均产生有效的拦截回收效果，保证了装置的通用性。

进一步限定中，将前侧数第一层和最后一层拦截板之间的距离设置为为1/2-2/3航行器模型长度，中间设置的两层拦截板等距设置于第一层拦截板和最后一层拦截板之间。如图6所示，模型穿透4层拦截板后，停留在拦截板上，第一层与最后一层拦截板卡住了模型1/2的长度，同时中间的两层拦截板对模型有支撑及限制作用。四层拦截板间的距离设置使模型有多个有一定距离的支撑点，保证了模型不会弹跳、折断以及不会从拦截板上掉落，并且模型穿透拦截板后会有一定的减速距离，继续降低模型的速度，减少模型受到的冲击载荷。模型的前部锥段穿透最后一层拦截板后停留在拦截板上，尾部圆柱段在第一层拦截板之外，此时可以方便的从模型的头部及尾部施加力将模型从拦截板上拔出，回收模型。即使模型只穿透2-3层拦截板，也可实现上述说的效果。从前侧数第一层和最后一层拦截板之间的距离一般不大于模型长度，可以在回收模型时，方便的施加力将模型从拦截板上取出。

进一步限定中，将第一层与第二层拦截板厚度设置为3mm钢板，第三层与最后一层拦截板厚度设置为5mm钢板。前两层拦截板相对后面的拦截板厚度较低，其主要效果是初步使模型减速，防止模型的冲击载荷过大，并使模型在穿过前两层拦截板后动能减少30％-40％，以及减小模型结构的损伤效果。后两层拦截板厚度相对增加，其主要效果是进一步减速模型，同时也防止冲击载荷过大，在模型穿透最后一层拦截板时模型动能减少80％-90％，并在模型继续前进的过程中减速、拦截模型，使模型停留在拦截板上。模型在第一、第二层拦截板前具有较大的动能，一层薄钢板可以被模型较为轻易的穿透，此时模型受到的冲击载荷不会过大，能有效减少模型结构的损伤，并能减速模型，减小模型的动能。模型在第三、第四层拦截板前时，动能已经得到了足够的减少，此时模型穿透厚钢板受到的冲击载荷也不会过大，也能保证模型结构的完整。

若上述方案依然使模型受到的冲击载荷过大，可增加拦截板数量，增加拦截板间距，减小拦截板厚度，调整使模型受到的冲击载荷降低，从而得到满意的结果。

附图说明

图1是本发明的整体结构模型图；

图2是本发明的拦截框结构模型图；

图3是本发明的拦截板框结构及多层拦截板结构模型图；

图4是本发明的拦截板角度调节装置结构模型图；

图5是本发明的实物图及效果图。

图6是本发明的侧面实物效果图。

附图标记说明：1.拦截框2.拦截板框3.拦截板4.拦截板角度调节装置5.拦截框架6.转动支撑架7.挂钩8.拦截板框架9.转动圆管10.固定螺栓11.调节螺母12.固定板13.角度调节杆14.转动轴。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明结构组成有拦截框1、拦截板框2、拦截板3、拦截板角度调节装置4。

如图2所示，拦截框1由拦截框架5、转动支撑架6、挂钩7组成的长方体框架结构。拦截框1主体为拦截框架5，两个相对侧壁上分别焊接有两个转动支撑架6，转动支撑架6为横置梁，两个竖板平行且垂直固定于两根转动支撑架6之间，围成固定方形框作为转动圆管9的安装孔；拦截板框2通过两侧的转动圆管9安装于拦截框1内，并使拦截板框2可以绕定转动圆管9转动；拦截板框2内嵌装一个拦截板，其前侧端面正前方平行固定有两层拦截板，后侧端面正后方平行固定有一层拦截板；拦截框1上方焊有挂钩7，可以通过锁链吊起拦截框1，使其被挂放到指定位置。

如图3所示，拦截板框2由拦截板框架8、转动圆管9、固定螺栓10、调节螺母11组成。拦截板框2主体为拦截板框架8，其两端焊有转动圆管9，可放入拦截框1中的转动支撑架6，从而使拦截板框2固定在拦截框1上，并可绕着圆管中心线定轴转动；拦截板框架8四角垂直焊接固定螺栓10，将三层拦截板3四角穿过固定螺栓10，通过调节螺母11将拦截板3固定在拦截板框2的前、后方，并使拦截板3跟随拦截板框2旋转固定角度，调节螺母11还可以通过调节自身在固定螺栓的位置从而调整拦截板3之间的间距。

如图3所示，拦截板3具有不同的厚度，可选用不同厚度以及不同数量的拦截板3并固定在拦截板框2上，通过拦截板框2上的固定螺栓的调节螺母11调节拦截板3之间的间距，从而合理的使模型减速，拦截模型。

如图4所示，拦截板角度调节机构4由固定板12、角度调节杆13、转动轴14、调节螺母11组成。拦截板角度调节装置4中的固定板12焊接在拦截框1上的转动支撑架6上，转动轴9焊接在拦截板框2的拦截板框架5的两端，角度调节杆13可绕转动轴9自由转动，使角度调节杆13穿过固定板12上的固定孔，通过调节螺母11可以调节角度调节杆13的伸出长度，进而调节拦截板框2的角度，使其满足要求。

本发明的使用过程：

试验前，考虑试验模型的速度合理选择拦截板3的厚度并通过拦截板框2上的调节螺母11调整拦截板3的间距，使模型能够至少穿透2层拦截板。之后根据模型到达拦截位置的角度，通过调节拦截板角度调节装置4上的调节螺母11调整拦截板3的角度，使模型接近垂直撞击拦截板。接着通过拦截框1上的挂钩7，将拦截框1整体吊放到水下指定拦截位置。最后，在试验后将拦截框从水中吊出，取出拦截框1上的模型。

对于质量5-8kg，速度70-130m/s的模型，可选用4层拦截板，第一与第二层拦截板使用3mm钢板，第三与第四层钢板使用5mm钢板。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：包括拦截框(1)、拦截板框(2)、拦截板(3)、拦截板角度调节装置(4)；拦截框(1)为框架结构，作为整个装置的支撑；

所述拦截板框(2)为矩形框架，其两端通过拦截板角度调节装置(4)和转动圆管(9)连接于拦截框(1)内，拦截板框(2)内嵌装一个拦截板，其前侧端面正前方平行固定有两层拦截板，后侧端面正后方平行固定有一层拦截板；

两个所述转动圆管(9)分别垂直固定于拦截板框(2)的两侧中部，分别插入拦截框(1)两侧中部的安装孔内，能够相对旋转；

所述拦截板角度调节装置(4)包括调节螺母(11)、固定板(12)、角度调节杆(13)、转动轴(14)，两个转动轴(14)分别垂直固定于拦截板框(2)的两侧中上方；两个固定板(12)分别固定于拦截框(1)的两侧中部的框架上；角度调节杆(13)的一端为圆环，另一端为螺杆，圆环一端同轴套装于转动轴(14)上，能够相对转动，螺杆一端拧入固定板(12)的通孔内，固定板(12)的两端面处通过调节螺母(11)将角度调节杆(13)拧紧固定；通过调节角度调节杆(13)的旋入长度实现拦截板框(2)的角度调整。

2.根据权利要求1所述高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：所述拦截框(1)为长方体框架。

3.根据权利要求1所述高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：所述拦截框(1)的相对两侧面中部设置有转动支撑架，所述转动支撑架有两根横置梁和两个竖板组成，两根横置梁平行且水平固定，两个竖板平行且垂直固定于两根横置梁之间，围成转动圆管(9)的安装孔；所述固定板(12)固定于位于上方的横置梁上。

4.根据权利要求1所述高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：所述拦截框(1)的顶部横梁上设置有挂钩(7)，用于吊装时与吊车的吊钩配合。

5.根据权利要求1所述高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：所述拦截板框(2)端面的四个顶角处均开有螺纹孔，四个固定螺栓(10)分别固定于四个螺纹孔内，所述拦截板的四个顶角处均开有通孔，通过调节螺母将各层拦截板固定于拦截板框(2)的前、后方。

6.根据权利要求1所述高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：从前侧数第一层和最后一层拦截板之间的距离为1/2-2/3航行器模型长度，中间设置的两层拦截板等距设置于第一层拦截板和最后一层拦截板之间。

7.根据权利要求1所述高速入水模型试验拦截回收装置，其特征在于：所述第一层与第二层拦截板为3mm钢板，第三层与最后一层拦截板为5mm钢板。

Images