RU2381473C1 - Device for hydrodynamic tests of surface vessel model - Google Patents
Device for hydrodynamic tests of surface vessel model Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381473C1 RU2381473C1 RU2008151325/28A RU2008151325A RU2381473C1 RU 2381473 C1 RU2381473 C1 RU 2381473C1 RU 2008151325/28 A RU2008151325/28 A RU 2008151325/28A RU 2008151325 A RU2008151325 A RU 2008151325A RU 2381473 C1 RU2381473 C1 RU 2381473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- model
- load
- falling
- vessel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения, а именно к техническим средствам экспериментальной гидромеханики судна, в частности к устройствам для гидродинамических испытаний моделей надводных судов в открытом водоеме.The invention relates to the field of shipbuilding, and in particular to technical means of experimental hydromechanics of a vessel, in particular, to devices for hydrodynamic testing of models of surface ships in open water.
Как известно, большинство опытовых бассейнов для гидродинамических испытаний моделей надводных судов оборудуется в закрытых помещениях. Затраты на проектирование и сооружение бассейна в закрытом помещении достигает иногда нескольких десятков или сотен миллионов долларов США, а стоимость полного гидродинамического испытания одной модели составляет от 0,01% до 0,10% этой суммы. Все расходы покрываются с избытком экономии, получаемой в итоге изыскания оптимальной формы и размеров судов посредством гидродинамических испытаний их моделей в опытовых бассейнах.As you know, most of the test pools for hydrodynamic testing of models of surface ships are equipped in enclosed spaces. The costs of designing and constructing a swimming pool indoors sometimes reach tens or hundreds of millions of US dollars, and the cost of a full hydrodynamic test of one model ranges from 0.01% to 0.10% of this amount. All expenses are covered with excess savings resulting from the search for the optimal shape and size of vessels through hydrodynamic testing of their models in experimental pools.
Следовательно, важность решения технической задачи, направленной на сокращение затрат на строительство и эксплуатацию такого уникального сооружения как опытовый бассейн, является достаточно актуальной.Therefore, the importance of solving the technical problem aimed at reducing the cost of construction and operation of such a unique structure as a pilot pool is quite relevant.
Известны устройства для гидродинамических испытаний моделей судов, содержащие опытовой бассейн закрытого типа со свободной водной поверхностью, буксировочное устройство и измерительно регистрирующую аппаратуру. Причем вдоль длинных сторон бассейна уложены рельсы, по которым движется самоходная тележка, буксирующая модель судна. На тележке находится измерительная аппаратура и пост экспериментатора [Фукельман В.Л. Жизнь корабля. - Л.: Судостроение, 1978. - С.87-88].Known devices for the hydrodynamic testing of ship models, containing a pilot pool of a closed type with a free water surface, a towing device and measuring and recording equipment. Moreover, along the long sides of the pool, rails are laid along which a self-propelled cart moves, towing a model of the vessel. On the trolley is measuring equipment and the post of the experimenter [Fukelman V.L. Life ship. - L .: Shipbuilding, 1978. - P.87-88].
Однако такое известное устройство имеет недостатки. Закрытый опытовой бассейн должен иметь большую длину - около 1000 м, достаточную для обеспечения движения модели на разгонном участке, на участке равномерного движения и тормозном участке, т.е. он имеет значительный объем всего помещения закрытого бассейна (ширина 18 м, глубина 12 м). Кроме того, буксировочная тележка имеет большие массу и габарит и при движении создает собственное воздушное поле, заметно влияющее на условия испытания буксируемой модели. К тому же, из-за допускаемых неровностей рельсового пути нередки случаи, когда сама тележка испытывает при движении вертикальные колебания, что отражается на точности проводимых измерений. Стоимость строительства, оборудования и эксплуатации такого (динамометрического) типа закрытого бассейна весьма значительная. Поэтому такие известные бассейны имеют ограниченное применение - только в крупных исследовательских центрах [Справочник по теории корабля. Том 1. Л.: Судостроение, 1985. - С.190-209].However, such a known device has disadvantages. The indoor test pool should have a large length - about 1000 m, sufficient to ensure the movement of the model in the acceleration section, in the section of uniform movement and the brake section, i.e. it has a significant volume of the entire indoor pool space (width 18 m, depth 12 m). In addition, the towing trolley has a large mass and size and, when moving, creates its own air field, which significantly affects the test conditions of the towed model. In addition, due to the permissible irregularities of the track, it is not uncommon for the trolley to experience vertical vibrations during movement, which affects the accuracy of the measurements. The cost of construction, equipment and operation of this (dynamometric) type of indoor pool is very significant. Therefore, such well-known pools are of limited use - only in large research centers [Handbook of ship theory. Volume 1. L .: Shipbuilding, 1985. - S.190-209].
Известны также закрытые малые бассейны гравитационного типа, содержащие водную акваторию со свободной поверхность длиной 25-40 м, шириной 2,5-3,0 м или квадратную 30·30 м, глубиной воды 1,5-2,0 м, модель подводного судна, равномерно перемещающуюся по ней под действием массовой силы падающего груза, сам падающий груз, тросовую систему с неподвижными блоками одинакового диаметра и с разной высотой их установки в форме шкива с желобом по окружности под трос для изменения направления действия массовой силы груза на модель судна. Трос одной оконечностью непосредственно прикреплен к модели судна, совершающего под его действием равномерное прямолинейное движение в горизонтальной плоскости. Противоположная оконечность троса расположена с возможностью совершения падающим грузом возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости. Блок с меньшей высотой установки расположен со стороны модели судна, его ось закреплена на вертикальной опоре, а верхний неподвижный блок расположен со стороны падающего груза на горизонтальной опоре подволока закрытого бассейна. Под падающим грузом расположена его опора [Фукельман В.Л. Жизнь корабля. - Л.: Судостроение, 1978. - С.87-89, рис.38 и 39]. Длина бассейнов этого типа меньше динамометрических. Это объясняется тем, что при проведении испытаний в гравитационных бассейнах необходимо обеспечить движение модели только на участие равномерного движения. Так как модель судна перемещается под действием падающего груза, то движение начинается как только груз начинает опускаться и заканчивается, когда груз ложится на опорную поверхность.Closed small gravity-type basins are also known, containing a water area with a free surface 25-40 m long, 2.5-3.0 m wide or 30 · 30 m square, with a water depth of 1.5-2.0 m, model of an underwater vessel uniformly moving along it under the influence of the mass force of the falling load, the falling load itself, a cable system with fixed blocks of the same diameter and with different heights of their installation in the form of a pulley with a groove around the circumference under the cable to change the direction of the mass force of the load on the model of the vessel. A cable with one extremity is directly attached to the model of the vessel, making under its action a uniform rectilinear movement in the horizontal plane. The opposite end of the cable is located with the possibility of a falling load reciprocating motion in a vertical plane. A unit with a lower installation height is located on the side of the ship model, its axis is mounted on a vertical support, and the upper fixed block is located on the side of the falling load on the horizontal support of the ceiling of the indoor pool. Under the falling load is its support [Fukelman V.L. Life ship. - L .: Shipbuilding, 1978. - P.87-89, Fig. 38 and 39]. The length of the pools of this type is less than dynamometric. This is because when conducting tests in gravity pools, it is necessary to ensure the movement of the model only for the participation of uniform motion. Since the model of the ship moves under the influence of a falling load, the movement begins as soon as the load begins to lower and ends when the load falls on the supporting surface.
Недостатком известного малого бассейна такого типа, оборудованного в закрытых помещениях, является естественные ограничения на размеры испытываемых моделей судов, обусловленные малыми размерами такого бассейна. Это ведет к необходимости каждый раз подстраивать с той или иной точностью масштаб модели судна под существующие размеры (по длине) бассейна или отказываться от их испытаний из-за невозможности обеспечения требуемых характеристик длины участка равномерного движения модели судна. Кроме того, поскольку масса падающего груза при постановке экспериментов и испытаний варьируется, то в каждом опыте необходимо поднимать и производить замену масс груза. Это приводит к увеличению трудоемкости и продолжительности постановки эксперимента и снижению точности исходных данных для моделирования силы сопротивления движения модели судна.A disadvantage of the known small pool of this type, equipped in enclosed spaces, is the natural limitations on the size of the tested ship models, due to the small size of such a pool. This leads to the need to adjust the scale of the model of the vessel to the existing dimensions (length) of the pool each time or refuse to test them because of the impossibility of providing the required characteristics of the length of the section of uniform movement of the model of the vessel. In addition, since the mass of the falling load varies during the design of experiments and tests, it is necessary in each experiment to lift and replace the mass of the load. This leads to an increase in the complexity and duration of the experiment and a decrease in the accuracy of the initial data for modeling the resistance force of the motion model of the vessel.
Техническая задача, на решение которой направленно заявление изобретение, - снижение стоимости оборудования бассейна, повышение точности проводимых измерений, снижение трудоемкости выполнения экспериментов.The technical problem to which the invention is directed is to reduce the cost of pool equipment, increase the accuracy of measurements, reduce the complexity of experiments.
Решение указанной технической задачи достигается тем, что в известном устройстве для гидродинамических испытаний модели надводного судна, содержащем водную, акваторию со свободной поверхностью, модель надводного судна, равномерно перемещающуюся по водной поверхности под действием массовой силы падающего груза, падающий груз и тросовую систему с неподвижными блоками с разной высотой их установки, состоящими из шкивов одинакового диаметра с желобом по окружности под трос для изменения направления действия массовой силы груза на модель судна, при этом трос одной оконечностью непосредственно прикреплен к модели судна, совершающего под его действием равномерное прямолинейное движение в горизонтальной плоскости, а противоположная оконечность троса расположена с возможностью совершения падающим грузом возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости, причем блок с меньшей высотой установки расположен со стороны модели судна, а его ось закреплена на вертикальной опоре, а верхний неподвижный блок расположен со стороны падающего груза, закреплен на горизонтальной опоре, и под падающим грузом расположена его опора, в отличие от него, в заявляемом устройстве водная акватория имеет открытую свободную водную поверхность. Тросовая система дополнительно имеет подвижный блок и дополнительный неподвижный блок со шкивами таких же диаметров. Ось упомянутого верхнего неподвижного блока закреплена посредством такелажной скобы на горизонтальной перекладине, плавно сопряженной с составной штангой, установленной на опорной плите посредством стакана подпятника и натяжных тросов, расположенной на горизонтальной площадке вблизи водной акватории. Падающий груз выполнен в виде жидкого груза, заполняющего мерную емкость. Упомянутая оконечность троса со стороны падающего жидкого груза закреплена с образованием на ней незамкнутой петли, в которую с возможностью возвратного перекатывания по профилю петли помещен подвижный блок, образуя совместно с верхним неподвижным блоком полиспаст, а к оси подвижного блока прикреплена мерная емкость падающего жидкого груза. Дополнительный неподвижный блок посредством такелажной скобы закреплен на составной штанге вблизи ее плавного сопряжения с горизонтальной перекладиной и имеет одну из ветвей его троса, направленную на верхний неподвижный блок, а противоположную ветвь, направленную на нижний неподвижный блок, который установлен на нижней оконечности составной штанги и имеет вблизи лебедку с приводом всей тросовой системы. Сама составная штанга и плавно сопряженная с ней горизонтальная перекладина образует совместно своими полостями непрерывный канал для подвода воды в мерную емкость жидкого груза, сообщенный соответственно своей выходной частью с невозвратно-запорным клапаном, расположенным на загрузочном патрубке непосредственно над данной емкостью в ее верхнем положении и имеющим дистанционный привод, а противоположной входной частью сообщенный с подающим в мерную емкость воду водяным насосом, сообщенным приемной полостью с водной акваторией. Вертикаль центра тяжести элементов составной штанги и ее горизонтальной перекладины с наполненным каналом и с жидким грузом расположена в пределах поверхности опорной плиты. Причем расстояние от оси подвижного блока в его верхнем положении до оси этого блока в его нижнем положении на опоре груза составляет половину мерного участка водной поверхности акватории, а наименьшая глубина этого участка на мелководье составляет величину, определяемую из соотношенияThe solution of this technical problem is achieved by the fact that in the known device for hydrodynamic testing of a model of a surface vessel containing a water, water area with a free surface, a model of a surface vessel uniformly moving along the water surface under the action of the mass force of a falling load, a falling load and a cable system with fixed blocks with different heights of their installation, consisting of pulleys of the same diameter with a groove around the circumference of the cable to change the direction of action of the mass force of the load on the model the vessel, the cable with one tip directly attached to the model of the vessel, making under its action a uniform rectilinear motion in the horizontal plane, and the opposite tip of the cable is arranged to make the falling load reciprocating motion in the vertical plane, and the unit with a lower installation height is located with sides of the ship model, and its axis is fixed on a vertical support, and the upper fixed block is located on the side of the falling load, fixed on the horizon Flax support, and for the falling weight is its reliance, in contrast, in the disclosed device the open water area has a free water surface. The cable system additionally has a movable unit and an additional fixed unit with pulleys of the same diameters. The axis of the said upper fixed block is fixed by means of a lifting bracket on a horizontal crossbar smoothly interfaced with a composite bar mounted on the base plate using a thrust bearing cup and tension cables located on a horizontal platform near the water area. The falling cargo is made in the form of a liquid cargo filling a measuring tank. The mentioned end of the cable from the side of the falling liquid load is fixed with the formation of an open loop on it, in which a movable block is placed with the possibility of return rolling over the loop profile, forming together with the upper stationary block of the chain block, and a measured capacity of the falling liquid load is attached to the axis of the moving block. An additional fixed block by means of a lifting bracket is mounted on a composite rod near its smooth connection with the horizontal crossbar and has one of the branches of its cable directed to the upper fixed block, and the opposite branch directed to the lower fixed block, which is mounted on the lower end of the composite rod and has near the winch with the drive of the entire cable system. The composite rod itself and the horizontal horizontal bar smoothly conjoined with it form, together with their cavities, a continuous channel for supplying water to the measured liquid cargo tank, respectively communicated by its outlet part with a non-return valve, located on the loading pipe directly above this tank in its upper position and having a remote drive, and in the opposite inlet part connected with a water pump supplying into a measuring container, a water pump communicating with the receiving cavity with the water area. The vertical center of gravity of the elements of the composite rod and its horizontal crossbar with a filled channel and with a liquid load is located within the surface of the base plate. Moreover, the distance from the axis of the movable block in its upper position to the axis of this block in its lower position on the load support is half the measured section of the water surface of the water area, and the smallest depth of this section in shallow water is a value determined from the ratio
где h - наименьшая глубина участка, м;where h is the smallest depth of the plot, m;
В - ширина модели судна, м;In - the width of the model ship, m;
d - осадка модели судна, м.d - draft model of the vessel, m
Конструктивно и эксплуатационно оправдано такое выполнение мерной емкости падающего груза, когда она имеет в поперечном сечении форму трапеции с меньшей верхней стороной, имеющей отверстие для подачи воды, и большей нижней стороной, имеющей закрываемое отверстие для слива воды.Structurally and operationally, it is justifiable that such a measured capacity of the falling load be made when it has a trapezoidal cross-section with a smaller upper side having a water supply opening and a larger lower side having a lockable water discharge opening.
Кинематически также оправдано такое закрепление оконечности троса со стороны падающего жидкого груза, когда эта оконечность закреплена на оси верхнего неподвижного блока посредством такелажной скобы.Kinematically also justified is such a fastening of the end of the cable from the side of the falling liquid load, when this end is fixed to the axis of the upper fixed unit by means of a lifting bracket.
Заявленная совокупность отличительных и ограничительных признаков обеспечивает достижение поставленной задачи - снижение затрат на оборудование опытового бассейна, повышение точности проводимых измерений и снижение трудоемкости выполнения экспериментов и испытаний.The claimed combination of distinctive and restrictive features ensures the achievement of the task - reducing costs for the equipment of the experimental pool, improving the accuracy of measurements and reducing the complexity of the experiments and tests.
Сооружение опытового бассейна в открытом водоеме, вполне очевидно, позволит избежать основных затрат на капитальное строительство закрытого помещения и оборудования в нем водной акватории бассейна. Все оборудование в предложенном устройстве опытового бассейна состоит из совокупности из несложной тросовой системы с падающим жидким грузом и составной штанги из недорогих, разъемных, легко монтируемых деталей и конструкций, а именно: труб малого диаметра составной штанги, монтируемой посредством натяжных тросов, т.е. стандартных фитинговых соединений, запорной и регулирующей арматуры. Установка такого оборудования на берегу открытого водоема не требует строительства лесов и привлечения для выполнения всех работ квалифицированной рабочей силы. Трудоемкость выполнения монтажных работ, как показал опыт, не превышает 40-50 чел/ч.The construction of an experimental pool in an open reservoir, it is quite clear, will avoid the main costs of the capital construction of the enclosed space and the equipment in it of the water basin. All equipment in the proposed experimental pool device consists of a combination of a simple cable system with a falling liquid load and a composite rod from inexpensive, detachable, easily mounted parts and structures, namely, pipes of small diameter of the composite rod mounted by tension ropes, i.e. standard fittings, valves and control valves. The installation of such equipment on the shore of an open reservoir does not require the construction of forests and the attraction of qualified labor to carry out all the work. The complexity of installation work, as experience has shown, does not exceed 40-50 people / h.
Функционирование устройства в штатном режиме обеспечивается при минимальных затратах электрической энергии. В случае отсутствия источников энергии, работа насоса и лебедки может осуществляться вручную.The functioning of the device in normal mode is ensured at the minimum cost of electrical energy. In the absence of energy sources, the pump and winch can be operated manually.
В процессе выполнения гидродинамических испытаний обслуживание всего устройства могут выполнять 2-3 человека. Причем весь обслуживающий персонал может не иметь специальной подготовки и высокой квалификации.In the process of performing hydrodynamic tests, maintenance of the entire device can be performed by 2-3 people. Moreover, all maintenance personnel may not have special training and high qualifications.
Так при подготовке и выполнении каждого гидродинамического испытания необходимо производить следующие операции: включать и выключать водяной насос и лебедку, позиционировать (устанавливать) модель судна на мерном участке акватории и фиксировать время по показателям секундомера.So, when preparing and performing each hydrodynamic test, it is necessary to perform the following operations: turn on and turn off the water pump and winch, position (install) the model of the vessel in the measured section of the water area and fix the time according to the stopwatch.
Таким образом, изложенное подтверждает, что совокупность заявленных ограничительных и отличительных признаков предложенного устройства позволяют достигнуть решения поставленной технической задачи - снизить материальные и временные затраты на оборудование опытового бассейна гравитационного типа для гидродинамических испытаний модели надводного судна и уменьшить трудоемкость выполнения самих испытаний и экспериментов.Thus, the foregoing confirms that the combination of the claimed restrictive and distinctive features of the proposed device allows us to achieve the solution of the technical problem posed - to reduce the material and time costs of equipping the gravity-type experimental pool for hydrodynamic testing of the surface ship model and reduce the complexity of the tests and experiments themselves.
В заявленном техническом решении, с бассейном гравитационного типа, падающий груз выполнен в виде жидкого груза. Поэтому в процессе выполнения испытаний не требуется производить взвешивание груза, мерная емкость с соответствующим необходимым объемом груза это обеспечивает.In the claimed technical solution, with a gravitational-type pool, the falling load is made in the form of a liquid cargo. Therefore, in the process of performing the tests, it is not necessary to weigh the cargo; this provides a measured capacity with the corresponding necessary volume of cargo.
Измерение расстояния движения модели надводного судна и уровня падения груза также не требуется. В каждом опыте испытаний экспериментатору необходимо фиксировать только один параметр - промежуток времени опускания мерной емкости с жидким грузом от верхнего положения оси подвижного блока (днища мерной емкости) до его нижнего положения - нахождения мерной емкости на опорной поверхности, находящегося на фиксированном расстоянии Н, которое, как известно, у полиспастов, состоящих из одного неподвижного и одного подвижного блоков заявляемого изобретения, равно половине длины мерного участка водной поверхности акватории.Measurement of the distance of movement of a model of a surface vessel and the level of cargo fall is also not required. In each test experiment, the experimenter needs to fix only one parameter - the time interval for lowering the measuring tank with liquid cargo from the upper position of the axis of the movable unit (the bottom of the measuring tank) to its lower position - finding the measuring tank on a supporting surface located at a fixed distance H, which as you know, with pulley blocks consisting of one fixed and one moving blocks of the claimed invention, it is equal to half the length of the measured section of the water surface of the water area.
Время измеряется экспериментатором секундомером. Поэтому точность результатов эксперимента заявляемого изобретения определяется величиной систематической погрешности только одного регистрирующего инструмента - секундомера.Time is measured by the experimenter with a stopwatch. Therefore, the accuracy of the experimental results of the claimed invention is determined by the magnitude of the systematic error of only one recording instrument - a stopwatch.
В итоге„ очевидно, что поставленная задача - повысить точность проводимых измерений - достигается за счет выполнения падающего груза в виде жидкого груза. При этом, выполнение мерной емкости падающего жидкого груза, имеющей в поперечном сечении форму трапеции с отверстиями по верхней и нижней сторонам для подачи в нее, посредством канала в перекладине и штанге, воды и слива ее, обеспечивает удобство использования и малую продолжительность выполнения. При такой форме мерной емкости снижается момент инерции площади свободной поверхности жидкого груза, влияющей на плавность (без колебаний) опускания емкости на опорную плиту.As a result, “it is obvious that the task set - to increase the accuracy of the measurements - is achieved by performing the falling load in the form of a liquid load. Moreover, the implementation of the measured capacity of the falling liquid cargo, having a trapezoidal cross-section with holes on the upper and lower sides for supplying, through the channel in the crossbar and the rod, water and draining it, provides ease of use and short lead time. With this form of the measured capacity, the moment of inertia of the free surface area of the liquid cargo decreases, which affects the smoothness (without hesitation) of lowering the capacity on the base plate.
Кроме того, выбор бассейна на открытой водной акватории с учетом наименьшей глубины мерного участка ее поверхности, которая, в свою очередь, учтена в заявленном изобретении из соотношения от ее зависимости от осадки и ширины модели судна, также обеспечивает необходимую точность производимых гидродинамических испытаний.In addition, the choice of a pool in an open water area, taking into account the smallest depth of the measured portion of its surface, which, in turn, is taken into account in the claimed invention from the ratio of its dependence on draft and the width of the vessel model, also provides the necessary accuracy of hydrodynamic tests.
Кроме того, наличие полиспаста из двух блоков в совокупности с составной штангой и опорной плитой позволяет уменьшить до двух раз относительно длины мерного участка высоту составной штанги и соответственно массогабариты опорной плиты и силовую нагрузку на троса полиспаста, т.е. достигается некоторый дополнительный эффект.In addition, the presence of a chain block of two blocks in combination with a composite rod and a base plate allows reducing the height of the composite rod and, accordingly, the weight and dimensions of the base plate and the power load on the chain block, up to two times relative to the length of the measuring section, i.e. some additional effect is achieved.
Таким путем обеспечивается достижение решения поставленной технической задачи.In this way, the achievement of the solution of the technical problem posed is achieved.
На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство для гидродинамических испытаний модели надводного судна.The drawing schematically shows the proposed device for hydrodynamic testing of a model of a surface vessel.
Устройство содержит модель надводного судна 1 на водной акватории с открытой поверхностью, к носовой части которой закреплен ходовой конец буксирующего троса 2, мерную емкость 3 под жидкий падающий груз с отверстиями 4 и 5 для слива и приема жидкого падающего груза соответственно. Мерная емкость 3 закреплена посредством такелажной скобы (не показано) к оси подвижного блока 6 с желобом (не показано) под трос 2. Вода в мерную емкость 3 подается посредством невозвратно-запорного клапана 7 через загрузочный патрубок 8. Патрубок 8 соединен с коленом 9, которое обеспечивает изменение направления движения водяного потока по каналу (не показано) горизонтальной перекладины 10. К горизонтальной перекладине 10 посредством такелажной скобы (не показано) закреплен такого же диаметра верхний неподвижный блок 11, образуя с блоком 6 полиспаст, через который проходит противоположная ходовому концу (т.е. - лежащая на стороне падающего груза) оконечность троса 2 (коренной конец троса 2), которая посредством такелажной скобы (не показано) закреплена к оси верхнего неподвижного блока 11. С верхнего неподвижного блока 11 трос 2 проходит через дополнительный неподвижный (направляющий) верхний блок 12 такого же диаметра, который закреплен такелажной скобой (не показано) к полой составной штанге 13 в районе ее плавного сопряжения с перекладиной 10. С помощью стакана-подпятника (не показано), натяжных тросов 14 составная штанга 13 закреплена да плите 15 - опоре падающего груза, расположенной на горизонтальной площадке вблизи водной акватории. Со стороны водной поверхности на плите 15 закреплена лебедка (не показано), барабан 16 которой закреплен на штанге 13 и служит нижним неподвижным такого же диаметра направляющим блоком для троса 2. Подачу воды (жидкий груз) в мерную емкость по непрерывному каналу (не показано) в полости составной штанги 13 и перекладины 10 обеспечивает водяной насос 17, сообщенный с водной акваторией и установленный на плите 15. При этом невозвратно-запорный клапан 7 имеет дистанционное управление, а плита оборудована датчиком контроля массы падающего жидкого груза в мерной емкости (не показано), установленным на ее посадочное место на плите.The device comprises a model of a surface vessel 1 in a water area with an open surface, to the bow of which the running end of the towing cable 2 is fixed, a measuring tank 3 for liquid falling cargo with holes 4 and 5 for draining and receiving liquid falling cargo, respectively. The measuring tank 3 is fixed by means of a lifting bracket (not shown) to the axis of the movable block 6 with a groove (not shown) under the cable 2. Water is supplied to the measuring tank 3 through a non-return valve 7 through the loading pipe 8. The pipe 8 is connected to the elbow 9, which provides a change in the direction of movement of the water flow along the channel (not shown) of the horizontal crossbar 10. To the horizontal crossbar 10 by means of a lifting bracket (not shown) the upper fixed block 11 is fixed with the same diameter, forming a policy with block 6 ast through which the end of the cable 2 (the root end of the cable 2), which is opposite to the running end (i.e. lying on the side of the falling load), passes through the rigging bracket (not shown) to the axis of the upper fixed block 11. From the upper fixed block 11, the cable 2 passes through an additional fixed (guide) upper block 12 of the same diameter, which is fixed with a lifting bracket (not shown) to the hollow composite rod 13 in the area of its smooth interfacing with the crossbar 10. Using a thrust bearing (not shown), tension ropes 14 composite rod 13 is fixed to the plate 15 - the support of the falling load, located on a horizontal platform near the water area. From the side of the water surface, a winch (not shown) is fixed on the plate 15, the drum 16 of which is mounted on the rod 13 and serves as a lower fixed diameter guide block for the cable 2. The water supply (liquid cargo) to the measured tank through a continuous channel (not shown) in the cavity of the composite rod 13 and the crossbar 10 provides a water pump 17 in communication with the water area and mounted on the plate 15. In this case, the non-return valve 7 has a remote control, and the plate is equipped with a sensor for controlling the mass of the falling liquid load in a measuring vessel (not shown) mounted on its seat at the plate.
Монтаж устройства и подготовку к выполнению эксперимента осуществляют в следующей последовательности. Выбирают открытую водную акваторию с наименьшей глубиной ее мерного участка, удовлетворяющей условию 
В процессе подготовки данных к экспериментальным исследованиям гидродинамических испытаний определяют плотность ρ, т/м3 воды в водоеме и для каждого i-го опыта устанавливают определенный объем Vi, м3 жидкого груза, соответствующий расчетной, величине буксировочного сопротивления Rmi, Н модели судна, и для заданной (известной) производительности Q (м3/с) насоса определяют время ti=Vi/Q (с) заполнения мерной емкости до расчетного уровня.In the process of preparing data for experimental studies of hydrodynamic tests, determine the density ρ, t / m 3 of water in the reservoir and for each i-th experiment, a certain volume Vi, m 3 of liquid cargo is set, corresponding to the calculated value of the towing resistance Rmi, Н of the ship model, and for a given (known) capacity Q (m 3 / s) of the pump, the time ti = Vi / Q (s) for filling the measuring tank to the calculated level is determined.
Устройство используют следующим образом. Перед использованием делают пробный пуск без емкости 3 водяного насоса, проверяют заполнение канала водой, удаление воздуха через клапан вентиляции (не показан) на колене 9 и поступление воды из патрубка 8.The device is used as follows. Before use, make a test run without a tank 3 of the water pump, check the filling of the channel with water, the removal of air through the ventilation valve (not shown) on the elbow 9 and the flow of water from the pipe 8.
После проверки устройства модель судна позиционируют (устанавливают) в конце мерного участка акватории водоема на расстоянии L=kH (м) от начала мерного участка, где k - количество шкивов в полиспасте; Н (м) - расстояние, измеренное по вертикали от оси подвижного блока 6 в его верхнем положении до оси этого блока в его нижнем положении (от верхнего до нижнего положений подвижного блок полиспаста).After checking the device, the ship model is positioned (installed) at the end of the measured section of the reservoir at a distance L = kH (m) from the beginning of the measured section, where k is the number of pulleys in the tackle; N (m) - the distance measured vertically from the axis of the movable block 6 in its upper position to the axis of this block in its lower position (from the upper to the lower positions of the movable pulley block).
Одновременно с помощью лебедки с ее барабаном - блоком 16 подвижный блок 6 с пустой мерной емкостью 3 поднимают вверх на высоту Н до контакта приемного отверстия 5 мерной емкости с загрузочным патрубком 8. При соприкосновении патрубка 8 с мерной емкостью открывают невозвратно-запорный клапан 7 дистанционного привода и емкость заполняется жидким грузом до расчетного уровня. После заполнения емкости жидким грузом до расчетного уровня с истечением времени ti невозвратно-запорный клапан 7 на патрубке 8 закрывают, и по сигналу экспериментатора лебедка останавливается или переключается на холостой ход, при котором барабан лебедки работает как нижний направляющий блок 16 и емкость опускается под действием силы тяжести вертикально вниз со скоростью vгр=Н/τ (м/с), где τ - время, (с) опускания груза, сообщая (через буксирующий трос) движение присоединенной к буксирующему тросу модели судна со скоростью vм=k vгр=kH/τ=L/τ, м/с.At the same time, using a winch with its drum - block 16, the movable block 6 with an empty measuring tank 3 is raised up to a height H until the receiving opening 5 of the measuring tank contacts the loading nozzle 8. When the nozzle 8 comes into contact with the measuring tank, the non-return valve 7 of the remote actuator is opened and the tank is filled with liquid cargo to the calculated level. After filling the container with liquid cargo to the calculated level with time ti, the non-return valve 7 on the nozzle 8 is closed and, upon the experimenter's signal, the winch stops or switches to idle, in which the winch drum acts as a lower guide block 16 and the container drops under the action of force gravity vertically downward with a speed of v g = N / τ (m / s), where τ is the time, (s) of lowering the cargo, reporting (via a towing cable) the movement of a model of a vessel attached to a towing cable with a speed of v m = kv gr = kH / τ = L / τ, m / s.
Движение модели прекращается, когда мерная емкость касается опорной плиты. При этом датчик контроля массы падающего жидкого груза дает отсчет его массы, значение которого учитывают при установлении величины объема падающего жидкого груза Vi, м3. При соприкосновении днища емкости опоры сливное отверстие 4 открывается, и жидкий груз вытекает из мерной емкости. На этом проведение i-го опыта заканчивают, в результате которого фиксируют промежуток времени т (с) опускания емкости между крайним верхним и нижним положениями, вычисляют значения vмi (м/с) и vгрi (м/с) и устанавливают соответствие Rмi→vмi, где Rмi Н - буксировочное сопротивление модели, которое задается экспериментатором в каждом i-м опыте расчетной величиной массовой силы падающего груза за вычетом сил трения в блоках буксирующей системы.The movement of the model stops when the measured capacity touches the base plate. In this case, the sensor for controlling the mass of the falling liquid cargo gives a reference to its mass, the value of which is taken into account when establishing the value of the volume of the falling liquid cargo Vi, m 3 . When the bottom of the support container comes into contact, the drain hole 4 opens, and the liquid cargo flows out of the measuring container. This completes the ith experiment, as a result of which the time interval t (s) of lowering the tank between the extreme upper and lower positions is fixed, the values v mi (m / s) and v gri (m / s) are calculated and the correspondence R mi → v mi , where R mi H is the towing resistance of the model, which is set by the experimenter in each i-th experiment by the calculated value of the mass force of the falling load minus the friction forces in the blocks of the towing system.
Claims (3)
где h - наименьшая глубина участка, м;
В - ширина модели судна, м;
d - осадка модели судна, м.1. A device for hydrodynamic testing of a model of a surface vessel, containing a water area with a free surface, a model of a surface vessel moving uniformly along it under the influence of the mass force of a falling load, a falling load, a cable system with fixed blocks with different installation heights, consisting of pulleys of the same diameter with a groove around the circumference of the cable to change the direction of action of the mass force of the load on the model of the vessel, while the cable with one tip is directly attached to the model of the vessel, with performing a uniform rectilinear movement in the horizontal plane under its action, and the opposite end of the cable is arranged to make a falling load reciprocating movement in the vertical plane, a unit with a lower installation height is located on the side of the model of the vessel, and its axis is mounted on a vertical support, and the upper the fixed block is located on the side of the falling load, mounted on a horizontal support, and under the falling load is its base plate, characterized in that odnaya water area has an open free water surface; the cable system additionally has a movable block and an additional fixed block with pulleys of the same diameters; the axis of the aforementioned upper fixed block is fixed by means of a lifting bracket on a horizontal crossbar smoothly interfaced with a composite bar mounted on a base plate by means of a thrust bearing and tension cables located on a horizontal platform near the water area; falling cargo is made in the form of a liquid cargo filling a measuring tank; said end of the cable from the side of the falling liquid load is fixed with the formation of an open loop on it, in which a movable block is placed with the possibility of return rolling over the loop profile, forming together with the upper stationary block of the chain block, and a measured capacity of the falling liquid load is attached to the axis of the moving block; the additional fixed block by means of a lifting bracket is fixed on the composite rod near its smooth connection with the horizontal crossbar and has one of the branches of its cable directed to the upper fixed block, and the opposite branch directed to the lower fixed block, which is mounted on the lower end of the composite rod and has near the winch with the drive of the entire cable system; and the composite rod itself and the horizontal horizontal bar smoothly conjugated with it form a continuous channel together with their cavities for supplying water to the measured container of the falling liquid cargo, respectively communicated by its outlet part with a non-return valve, located on the loading pipe directly above the container in its upper position and having a remote drive, and with the opposite input part in communication with a water pump supplying into a measuring tank, connected with a water cavity by the receiving cavity Tories; the vertical center of gravity of the components of the composite rod and its horizontal crossbar with a filled channel and with a liquid load is located within the surface of the base plate; moreover, the distance from the axis of the movable block in its upper position to the axis of this block in its lower position on the support of the load is half the length of the measured section of the water surface of the water area, and the smallest depth of this section in shallow water is a value determined from the relation:
where h is the smallest depth of the plot, m;
In - the width of the model of the vessel, m;
d - draft model of the vessel, m
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008151325/28A RU2381473C1 (en) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Device for hydrodynamic tests of surface vessel model |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008151325/28A RU2381473C1 (en) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Device for hydrodynamic tests of surface vessel model |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2381473C1 true RU2381473C1 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=42123879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008151325/28A RU2381473C1 (en) | 2008-12-23 | 2008-12-23 | Device for hydrodynamic tests of surface vessel model |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381473C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112985764A (en) * | 2021-04-27 | 2021-06-18 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | System and method for testing operating hydrodynamic model of ship pump interaction |
| CN114674530A (en) * | 2022-04-29 | 2022-06-28 | 河南省水利科学研究院 | Reservoir discharge capacity experimental equipment and experimental method |
| CN115420462A (en) * | 2022-09-23 | 2022-12-02 | 江苏科技大学 | Adjustable towing system of ice water tank |
| RU2804146C1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-09-26 | Максим Олегович Куранов | Stand for experimental research of of processes of afloat movement and flooding of two-link tracked conveyor |
-
2008
- 2008-12-23 RU RU2008151325/28A patent/RU2381473C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Фукельман В.Л. Жизнь корабля. - Л.: Судостроение, 1978, с.87-89, рис.38, 39. Справочник по теории корабля. т.1. - Л.: Судостроение, 1985, с.190-209. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112985764A (en) * | 2021-04-27 | 2021-06-18 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | System and method for testing operating hydrodynamic model of ship pump interaction |
| CN114674530A (en) * | 2022-04-29 | 2022-06-28 | 河南省水利科学研究院 | Reservoir discharge capacity experimental equipment and experimental method |
| CN115420462A (en) * | 2022-09-23 | 2022-12-02 | 江苏科技大学 | Adjustable towing system of ice water tank |
| RU2804146C1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-09-26 | Максим Олегович Куранов | Stand for experimental research of of processes of afloat movement and flooding of two-link tracked conveyor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6816975B2 (en) | Wave-making device and wave-making method | |
| CN103196650B (en) | Device and method to imitate sea bore in hydraulic model test | |
| RU2381473C1 (en) | Device for hydrodynamic tests of surface vessel model | |
| CN111896220A (en) | Ship lock hydraulics prototype observation method | |
| CN106247011B (en) | A kind of splicing of major diameter Long-distance Pipeline for Water Conveyance, sinking system and method | |
| CN113670571B (en) | Motion response test device for hoisting mooring marine structure under action of abnormal gravity flow | |
| CN110553939A (en) | Indoor test platform for simulating marine multiphase load coupling effect | |
| CN107688078A (en) | Large-fall water area water quality monitoring buoy | |
| CN105253270B (en) | One kind combination floating box type maritime platform launching gear and maritime platform launching method | |
| CN105178241A (en) | Open channel water channel bed-load transport rate ceaseless measuring system | |
| CN203475488U (en) | Novel bridge pier and abutment underwater foundation detection device | |
| CN106441961A (en) | Anchor capstan load testing system | |
| CN203403447U (en) | Bridge pier and abutment underwater foundation detecting device | |
| JP3029096B2 (en) | Underwater ground leveling device | |
| RU2612073C1 (en) | Method for testing ascend of submerged marine engineering structure in test ice towing tank and device for testing model ascend | |
| CN104229685B (en) | The lifting of one modal test under water and assistant stability system | |
| CN213114492U (en) | Reservoir dam break simulation experiment water tank | |
| RU143959U1 (en) | MOBILE TEST FOR LOAD TESTING TESTS | |
| CN102602756A (en) | Leveling device for boarding elevator car and leveling method | |
| CN210375105U (en) | Device for measuring underwater topography section of complex water flow river channel in mountainous area | |
| CN105548599A (en) | Anti-interference measuring device for flow speed of surface seawater | |
| CN110132532B (en) | Tension leg net cage model test device | |
| CN205224130U (en) | Shallow soil layer statical head water head test liquid level meter | |
| CN115825380A (en) | Centrifugal model test device and method for realizing reservoir water level lifting combined rainfall | |
| CN115343786A (en) | Rainfall measuring instrument integrating water flow speed measurement and water level monitoring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101224 |