[发明专利]用于循环水槽背景噪声测量的螺旋桨动力仪负载装置

说明书

本发明涉及一种用于循环水槽背景噪声测量的螺旋桨动力仪负载装置，包括磁粉制动器、外壳、螺杆、螺杆外壳、吸盘，所述磁粉制动器安装于螺旋桨动力仪轴上，提供一个恒定的扭矩；所述外壳用于包裹磁粉制动器的外壳，并将磁粉制动器密封在内，所述外壳伸出的四个翼型支架分别通过螺杆连接吸盘，并通过螺纹来调整螺杆的长度，以适应不同截面的循环水槽；所述螺杆外包裹有螺杆外壳。

技术领域

本发明涉及一种螺旋桨动力仪负载装置，属于船舶及海洋工程领域。

背景技术

船舶及水下航行器的螺旋桨或泵喷叶轮设计常常需要满足一定的噪声指标，这就要求在设计过程中对螺旋桨或者泵喷叶轮的水下噪声作出预报。目前，常用的螺旋桨或叶轮的水下噪声预报方法有数值预报方法和模型试验预报方法，其中模型试验方法是认可度更高的水下噪声预报方法。

螺旋桨噪声模型试验一般是在循环水槽中进行。循环水槽经常做成立式回字形管道结构，一般高度在10米左右，在底部水平管道通过水泵叶轮推动水流在回字形管道内流动，在上部水平管道设置螺旋桨动力仪装置、观察窗口以及布置相关的测量仪器。循环水槽上部水平管道的示意图见图1。

在螺旋桨或泵噪声模型试验中，一般分为两个步骤，首先是对于循环水槽内部背景噪声的测量；然后才是螺旋桨模型水下辐射噪声的测量。一般后者的噪声测量结果需要比前者高出6分贝，才认为所测量的信号具有足够的信噪比，可用于进行预报。

对于循环水槽内部背景噪声进行测量，要求循环水槽内部水流速度和压力水平与带有螺旋桨模型进行正式测量时的情况一致，并且螺旋桨动力仪的转速也和带有螺旋桨模型时的转速一致。其基本原则就是尽量和正式试验时的各种参数保持一致。但是，在循环水槽背景噪声测量中，螺旋桨动力仪是不带螺旋桨模型的，处于无负载空转状态，其电机负载情况实际上和带有螺旋桨模型时不相同。对于带有螺旋桨模型时的螺旋桨动力仪电机负载，可经过以下参数大致估算：一般试验中螺旋桨模型的转速是20转每秒，螺旋桨模型受到的流体扭矩约为6牛米，那么需要螺旋桨动力仪提供给螺旋桨模型的功率为754瓦。通过该估算案例可见，螺旋桨动力仪带和不带桨模，其电机的输出功率相差非常大，由此带来电机噪声和振动的加剧，导致在进行带有螺旋桨模型的噪声模型试验时，水槽实际的背景噪声已经发生改变。该改变由螺旋桨动力仪电机的负载不同引起，并可能给试验结果带来误差。

经以上分析可发现，目前基于循环水槽的螺旋桨噪声模型试验在背景噪声测量步骤存在弊端，即螺旋桨动力仪的负载和带有螺旋桨模型时的负载不同。目前所采用的循环水槽背景噪声测量方法可能导致背景噪声被低估，进而把原本不满足比背景噪声高出6分贝的试验结果也认为具有足够的信噪比加以采用。另一方面也可能导致把由于螺旋桨动力仪电机负载加重所产生的额外噪声归结为螺旋桨噪声，从而对螺旋桨噪声作出过高的预报。

发明内容

针对上述在循环水槽背景噪声测量环节中所存在的弊端，本发明提出一种螺旋桨动力仪负载装置，该装置用于在背景噪声测量环节给螺旋桨动力仪施加一个恒定扭矩,其大小等于试验所用螺旋桨模型在相同转速下受到的流体扭矩。并且由于安装该装置所产生的附带噪声低于循环水槽自身真实背景噪声。通过在循环水槽背景噪声测量中采用该装置，可使螺旋桨动力仪的电机处于和带有螺旋桨模型进行试验时相同的负载工况，从而保证测量得到真实的循环水槽背景噪声，提高螺旋桨噪声模型试验的准确度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于循环水槽背景噪声测量的螺旋桨动力仪负载装置，包括磁粉制动器、外壳、螺杆、螺杆外壳、吸盘，所述磁粉制动器安装于螺旋桨动力仪轴上，提供一个恒定的扭矩；所述外壳用于包裹磁粉制动器的外壳，并将磁粉制动器密封在内，所述外壳伸出的四个翼型支架分别通过螺杆连接吸盘，并通过螺纹来调整螺杆的长度，以适应不同截面的循环水槽；所述螺杆外包裹有螺杆外壳。

进一步，所述外壳由两半合并构成，其中心的腔体用于放置磁粉制动器，整体外形是通过NACA0012翼型绕中线旋转一周得到。

进一步，所述外壳前端留有轴孔，供磁粉制动器1的轴伸出，并设有轴密封。