[发明专利]一种水面飞行器喷溅单船身模型水池试验方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种水面飞行器喷溅单船身模型水池试验方法。

背景技术

目前随水面飞行器使用范围的要求显著提升，抗浪性要求逐渐提高，对其水面喷溅性能的设计也提出更高的要求；为验证具有优良水面喷溅性能的水面飞行器设计，目前主要通过水面飞行器喷溅水池缩比模型试验，该模型试验可分为水面飞行器喷溅单船身模型水池试验和水面飞行器喷溅全机动力模型水池试验；单船身模型水池试验作为船体线型参数选择和喷溅性能初步分析的重要手段，在水面飞行器喷溅性能的验证中起着重要的参考作用；在单船身模型水池试验中通过绘制喷溅包络线研究水面飞行器模型喷溅性能，并由此初步地预测水面飞行器的喷溅性能，进而初步地验证水面飞行器的喷溅性能设计；目前还未有一种实用的水面飞行器喷溅单船身模型水池试验方法。

发明内容

本发明的目的就是针对上述之不足，而提供一种水面飞行器喷溅单船身模型水池试验方法；

本发明试验步骤如下：

a）     单船身模型试验安装：

将单船身模型通过卸载装置悬挂在水动力高速试验拖车系统下方，包括钢丝绳拖线在内的拖曳装置拖曳单船身模型与拖车一起运动，卸载装置由两个滑轮、卸载箱和钢丝绳吊线组成，两个滑轮分别通过支架安装在水动力高速试验拖车系统底部，钢丝绳吊线绕在两个滑轮上，卸载箱安装在钢丝绳吊线一端，钢丝绳吊线另一端与单船身模型相连，拖曳装置由拖轮、钢丝绳拖线组成，拖轮通过支架安装在单船身模型前方，钢丝绳拖线绕在拖轮上，钢丝绳拖线一端与水动力高速试验拖车系统下方的适航仪相连，另一端与单船身模型相连，拖曳装置和卸载装置与单船身模型的连接点应取模型重心位置点，并且钢丝绳拖线与水面基本平行，单船身模型能绕重心位置点自由俯仰转动，并且使用支杆将钢丝绳拖线置于单船身模型两侧，因而可防止钢丝绳拖线干扰单船身模型绕重心位置点自由俯仰转动，前导航片和后导航片分别与水动力高速试验拖车系统底部的前导航杆和后导航杆相配合以防止在试验过程中单船身模型产生偏航，单船身模型下水后，重心纵向位置应保持不变，保证单船身模型无明显横倾，同时记录模型艏艉吃水和初始姿态角，其读数与该状态下理论计算值应保持一致，前导航片和后导航片分别安装在单船身模型前后两端，拖曳装置、前导航杆和后导航杆安装在适航仪上；

b）试验设备安装：

与喷溅单船身模型试验相关的设备有前相机、侧相机、相机固定装置、背景网格、倾角传感器和位置传感器，相机固定装置保证相机如下安装要求：

i) 前相机和侧相机安装在离水面同一高度处，并使用相机固定装置将前相机和侧相机安装在水动力试验高速拖车下方，调整相机高度和焦距能清晰地拍摄到单船身模型在水面上运动时期望速度下的喷溅峰点；

ii) 前相机应位于模型前方，并且其镜片中心轴线应平行模型纵中剖面，且平行水面，侧相机应位于模型侧面网格一侧，并且其镜片中心轴线连线应垂直模型纵中剖面，记录各相机相关的测量参数，并且相机同步照相控制装置应能保持前、侧两相机基本能同步拍摄；

iii) 背景网格安装在适航仪上，并位于单船身模型后方，背景网格应垂直模型纵中剖面，并保证背景网格在试验过程中不产生明显晃动避免影响结果精度；

iv) 倾角传感器和位置传感器分别用于采集试验中模型纵倾角和模型重心处升沉值,倾角传感器安装在单船身模型上，位置传感器安装在适航仪上；

c）水面飞行器喷溅单船身模型水池试验：

在卸载装置中卸载箱中放入试验所需砝码后，水动力高速试验拖车系统在轨道上运动时拖曳单船身模型在水面上运动，当拖车加速达到试验要求的运行速度后，持续保持拖车运行速度稳定在该拖曳速度极小的变化范围内，记录此时拖车速度及其在此拖曳速度下单船身模型姿态角、重心升沉等值，并使用前相机、侧相机分别从前、侧两方向同步进行模型运动状态及喷溅情况的拍照，试验结束后，试验数据处理人员按所对应的试验状态，分别从前相机的照片读出喷溅峰点投影坐标y₁、z₁，以及从同步侧相机的照片上读出喷溅峰点投影坐标x₁，经过换算，得到相对于龙骨处断阶的喷溅峰点坐标x、y和z，由各个速度下喷溅峰点坐标x、y和z值，绘出喷溅包络线，对收集的原始数据进行有效性判定，剔除失效数据，将测试数据与预期的数据进行比对分析，初步判定结果的有效性和可靠性，对异常数据进行分析处理，给出处理结果；