[发明专利]结构物入水实验辅助实验装置

说明书

本发明提出一种结构物入水实验辅助实验装置，包括发射台和冲击水箱。发射台能够在0°‑90°范围内调整倾斜角度，发射位置亦可沿纵向调整。针对发射台在反作用力冲击下振荡的问题做了特殊设计，保证发射台的稳定性。发射台作为一个平台，可配置不同发射模块构成发射系统。冲击水箱以透明材质作为壁面，具有良好的取景视野。对水箱做了加固设计，在两米的大水深下限定变形程度处于不使摄像机光线发生明显折射的范围内。由于深度较大，该水箱可用于进行结构物高速入水实验。

技术领域

本发明涉及水动力学实验领域，具体涉及一种结构物入水实验领域的辅助实验装置。

背景技术

结构物入水研究的工程应用极为广泛，且与工业、国防、甚至我们的生活息息相关，从水上飞机和客机在水面上的降落和迫降、船舶与海洋结构波浪砰击，到空投鱼雷和深弹的入水、水中兵器或航行器的发射，无一不体现着入水问题研究的现实应用。

结构物入水的全过程一般指从头部开始触水到完全沾湿的这一时间历程。在入水的过程中，结构物将经历撞水、流动形成、带空泡航行、全沾湿这四个阶段，同时气、水、结构物之间发生强烈的相互作用，并伴随着一系列复杂的物理现象。总之，入水过程是一个瞬态、变化剧烈且复杂的力学过程，这也导致对某些入水现象进行理论分析相当困难。因此，入水实验是进行入水研究必不可少的环节。

入水实验通常是指将结构物发射到水中并用可视化技术或传感器采集实验数据的过程。入水实验中，发射台在发射瞬间将承受反作用力的冲击，为了保证实验的精度，必须使发射台具有良好的稳定性。通常，还要求发射台具有可变发射角度和可变发射位置。冲击水箱也是入水实验系统中非常重要的一部分，当采用高速摄像机在水箱外采集实验数据时，水箱应具有透明的壁面。此外，随着实验速度不断增加，水箱的深度也必须随之增加，以便观察到完整的入水过程。此时，如果不对水箱的结构做特殊设计，将造成水箱变形过大甚至破坏，干扰实验。发射台和冲击水箱共同构成了重要的入水实验辅助设施。

在公开号为106323590A的发明创造中，公开了一种多角度入水实验装置，包括透明水箱、电磁释放装置以及数据采集系统，但对水箱的设计无具体说明，释放装置的稳定性不高，在反作用力冲击下易发生振荡，使真实发射角度和发射位置产生偏差。在公开号为106124159A的发明创造中，公开了一种多功能入水砰击实验投放装置，具有结构简单、易于安装和拆卸、功能多样的特点，但发射角度范围小，水箱的深度限制了实验速度只能在低速范围内。

发明内容

为了满足入水实验的技术需求，弥补现有技术的缺陷，本发明提出了一种结构物入水实验辅助实验装置，包括发射台和冲击水箱。发射台能够在0°-90°范围内调整倾斜角度，发射位置亦可沿纵向调整。针对发射台在反作用力冲击下振荡的问题做了特殊设计，保证发射台的稳定性。发射台作为一个平台，可配置不同发射模块构成发射系统。冲击水箱以透明材质作为壁面，具有良好的取景视野。对水箱做了加固设计，在两米的大水深下限定变形程度处于不使摄像机光线发生明显折射的范围内。由于深度较大，该水箱可用于进行结构物高速入水实验。

本发明的技术方案为：

所述一种结构物入水实验辅助实验装置，其特征在于：包括发射台和冲击水箱；

所述发射台包括旋转发射架、丝杠、丝杠顶块、丝母、手轮、角度盘、锁紧块、移动发射架和固定发射架；

旋转发射架上安装有发射模块；旋转发射架与移动发射架通过铰链转动配合，丝杠一端通过丝杠顶块与旋转发射架连接，丝杠与固定在移动发射架的丝母配合，手轮与丝杠末端固连；当手轮转动时，丝杠能够带动旋转发射架相对移动发射架转动；角度盘固定在旋转发射架上，能够测量旋转发射架相对移动发射架的转动角度；锁紧块固连在移动发射架上，能够将旋转发射架与移动发射架相对位置固定；

所述固定发射架固定在地面上，移动发射架安装在固定发射架上，且能够相对固定发射架移动，当移动到位后，固定发射架与移动发射架通过螺栓固定连接；