[发明专利]水下航行器浮心测量方法

权利要求书

1.水下航行器浮心测量方法，其特征在于：以水下航行器前端头设为原点，建立三维立体模型，设长度方向X轴、宽度方向Y轴、竖直方向Z轴，测量包括X轴方向的重心测量、Z轴方向的重心测量、X轴方向的浮心测量以及Z轴方向的浮心测量；X轴方向的重心测量包括以下步骤：

用两根绳分别在前后两处悬挂起水下航行器，悬挂点位于航行器宽度方向的中间位置，将两根绳分别挂在钩秤上，钩秤固定在合适的支撑物上，通过调整两根绳的长度使航行器处于水平状态，

以原点为力矩参考点，列力矩平衡方程：

F₁′X₁+F₂′X₄＝GX₃

得到：

X₃即重心在X轴方向上的距离；

其中：F₁′、F₂′分别为两悬挂钩秤的示数；

G为水下航行器的重力，可通过G＝F₁′+F₂′得到；

X₁、X₄分别为两根绳距参考点的水平距离；Z轴方向的重心测量包括以下步骤：

通过调整绳的长度将航行器的前端下降，航行器与水平面有夹角α，夹角α测量得到，钩秤示数发生变化，分别变为F₃′、F′₄，

以原点为力矩参考点，列力矩平衡方程：

F₃′L′₁+F′₄L′₃＝GL′₂

其中：L′₁＝X₁cosα-R sinα，

L′₂＝X₃cosα+Z₂sinα，

L′₃＝X₄cosα-R sinα，

X₃为重心在X轴方向上的距离；

R为航行器中性线到航行器机身的距离；

Z₂是重心在Z轴方向的距离；

得出

2.根据权利要求1所述的水下航行器浮心测量方法，其特征在于：X轴方向的浮心测量包括以下步骤：

在测量X轴方向重心的基础上，将航行器全部浸没在水中，使航行器处于水平状态，以原点为力矩参考点，列力矩平衡方程：

F₁X₁+FX₂+F₂X₄＝GX₃

得到：F₁、F₂分别为水中悬挂航行器时两个钩秤的示数，X₁、X₄分别为两根绳距参考点的水平距离，X₃为重心在X轴方向上的距离，X₂为浮心在X轴方向的位置坐标；F为航行器的浮力：F＝G-F₁-F₂。

3.根据权利要求2所述的水下航行器浮心测量方法，其特征在于：Z轴方向的浮心测量包括以下步骤：

通过调整绳的长度将浸没在水中的航行器前端上升，航行器与水平面有夹角β，夹角β测量得到，钩秤示数分别变为F₃、F₄，以原点为力矩参考点，列力矩平衡方程：

F₃L₁+FL₂+F₄L₄＝GL₃

其中：L₁＝X₁cosβ+R sinβ，

L₂＝X₂cosβ+Z₁sinβ，

L₃＝X₃cosβ-Z₂sinβ，

L₄＝X₄cosβ+R sinβ，

R为航行器中性线到航行器机身的距离，

Z₁是浮心在Z轴方向的距离：

其中X₃、Z₂、X₂分别根据式[1]、[2]、[3]求得。