本發(fā)明涉及水動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種橫傾狀態(tài)下的水面飛行器水動(dòng)性能試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

水面飛行器是一種可以在水面起降的特種飛行器，不管是在民用領(lǐng)域還是軍事任務(wù)中都扮演著重要的角色，如物資運(yùn)輸、巡邏偵查、海上搜救、森林滅火等，隨著國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，對(duì)其性能也提出了越來越高的要求。飛行器水面運(yùn)動(dòng)時(shí)的水動(dòng)力性能在很大程度上影響著其整機(jī)性能的優(yōu)劣，主要表現(xiàn)：一是在飛行器在水面運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的縱搖和升沉運(yùn)動(dòng)，并且同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大垂向加速度，這會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)組人員對(duì)飛行器的操控；二是如果水面運(yùn)動(dòng)阻力過大，飛行器沒有剩余拉力可能導(dǎo)致飛行器無(wú)法起飛；三是飛行器遇側(cè)風(fēng)等外力矩離開平衡位置發(fā)生傾斜時(shí)如果橫傾恢復(fù)力矩不夠可能致其傾覆。

評(píng)判水面飛行器水動(dòng)性能的好壞一般通過縮比模型的水池拖曳試驗(yàn)進(jìn)行模擬，在試驗(yàn)中一般都限制了橫搖方向的自由度，而實(shí)機(jī)在遇側(cè)風(fēng)橫浪的真實(shí)海況下及自身螺旋槳力矩的作用下會(huì)產(chǎn)生橫搖運(yùn)動(dòng)，如果恢復(fù)力矩過低會(huì)影響飛機(jī)的穩(wěn)定性甚至發(fā)生傾覆，并且橫傾狀態(tài)下的水動(dòng)性能與無(wú)橫傾狀態(tài)存在一定差異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種橫傾狀態(tài)下的水面飛行器水動(dòng)性能試驗(yàn)方法，用于模擬實(shí)機(jī)橫傾狀態(tài)下水動(dòng)力性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種橫傾狀態(tài)下的水面飛行器水動(dòng)性能試驗(yàn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：安裝試驗(yàn)裝置并完成電氣信號(hào)連接與測(cè)試；

所述試驗(yàn)裝置包括水面飛行器模型(1)、水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車(2)、橫傾力矩測(cè)量裝置和傳感器系統(tǒng)；

橫傾力矩測(cè)量裝置安裝在水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車(2)下方；水面飛行器模型(1)安裝在橫傾力矩測(cè)量裝置上，且橫傾力矩測(cè)量裝置的橫傾方向轉(zhuǎn)動(dòng)支座固定在水面飛行器模型(1)的重心鉛垂線處；所述橫傾力矩測(cè)量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)模型在俯仰方向和垂向方向的自由運(yùn)動(dòng)，并能夠調(diào)整模型試驗(yàn)所需橫傾角；

水面飛行器模型(1)前端安裝有導(dǎo)航桿，水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車(2)上安裝有導(dǎo)航片，導(dǎo)航桿與導(dǎo)航片配合避免試驗(yàn)過程中模型偏航運(yùn)動(dòng)；

傳感器系統(tǒng)包括橫傾力矩測(cè)量裝置上的六分力天平(10)、固定在水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車(2)上的線位移計(jì)(16)、固定在模型內(nèi)部的陀螺儀(17)和固定在模型艏部、舯部和艉部的加速度傳感器；線位移計(jì)(16)通過無(wú)彈性的繩索(19)與模型重心位置連接；

步驟2：水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車(2)在軌道上運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)模型在水面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拖車加速達(dá)到試驗(yàn)要求的運(yùn)行速度并穩(wěn)定后，采集傳感器試驗(yàn)數(shù)據(jù)，拖車穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后停止采集，拖車剎車減速直至停車；

步驟3：試驗(yàn)過程結(jié)束后，分析采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，然后記錄有效的試驗(yàn)參數(shù)，包括模型重心位置，橫傾角度，模型重量，模型速度，模型重心位置升沉值、模型傾角值、模型艏部及舯部和艉部的加速度幅值、六分力天平所測(cè)力和力矩；根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)分析水動(dòng)性能。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種橫傾狀態(tài)下的水面飛行器水動(dòng)性能試驗(yàn)方法，其特征在于：步驟2中拖車穩(wěn)定時(shí)間不小于波浪條件下的10個(gè)遭遇周期。

有益效果

本發(fā)明能夠保證模型在具有俯仰方向及垂向自由度的同時(shí)保持所需橫傾角。通過試驗(yàn)比較，本發(fā)明能夠更真實(shí)模擬實(shí)機(jī)的水動(dòng)力性能。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：本發(fā)明的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：圖1的放大圖；

其中：1、水面飛行器模型；2、水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車；10、六分力天平；16、線位移計(jì)；17、陀螺儀；18、加速度傳感器；19、繩索。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的目的是提出一種橫傾狀態(tài)下的水面飛行器水動(dòng)性能試驗(yàn)方法，用于模擬實(shí)機(jī)橫傾狀態(tài)下水動(dòng)力性能。具體步驟為：

步驟1：安裝試驗(yàn)裝置并完成電氣信號(hào)連接與測(cè)試。

如圖1所示，所述試驗(yàn)裝置包括水面飛行器模型1、水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車2、橫傾力矩測(cè)量裝置和傳感器系統(tǒng)。其中橫傾力矩測(cè)量裝置已由在先申請(qǐng)專利公開，在先申請(qǐng)專利公開號(hào)為：CN104596734A。

橫傾力矩測(cè)量裝置安裝在水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車2下方；水面飛行器模型1安裝在橫傾力矩測(cè)量裝置上，且橫傾力矩測(cè)量裝置的橫傾方向轉(zhuǎn)動(dòng)支座固定在水面飛行器模型1的重心鉛垂線處；所述橫傾力矩測(cè)量裝置能夠?qū)崿F(xiàn)模型在俯仰方向和垂向方向的自由運(yùn)動(dòng)，并能夠調(diào)整模型試驗(yàn)所需橫傾角，實(shí)現(xiàn)水面飛行器模型在橫傾狀態(tài)下在一定范圍內(nèi)沿垂向方向自由運(yùn)動(dòng)，俯仰方向自由度也不受限制。具體對(duì)比在先申請(qǐng)專利的技術(shù)方案，橫傾力矩測(cè)量裝置中的俯仰方向轉(zhuǎn)動(dòng)支座保證模型在俯仰方向自由運(yùn)動(dòng)，卸載單元及滑動(dòng)單元通過支撐單元固定軸能保證飛行器垂向方向自由度，而橫傾角度則是通過橫傾方向轉(zhuǎn)動(dòng)支座上橫傾角度調(diào)整片調(diào)整模型試驗(yàn)所需橫傾角。

另外，如圖1所示，水面飛行器模型1前端安裝有導(dǎo)航桿，水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車2上安裝有導(dǎo)航片，導(dǎo)航桿與導(dǎo)航片配合避免試驗(yàn)過程中模型偏航運(yùn)動(dòng)。

傳感器系統(tǒng)包括橫傾力矩測(cè)量裝置上的六分力天平10、固定在水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車2上的線位移計(jì)16、固定在模型內(nèi)部的陀螺儀17和固定在模型艏部、舯部和艉部的加速度傳感器；線位移計(jì)16通過無(wú)彈性的繩索19與模型重心位置連接。

六分力天平10測(cè)量三個(gè)方向力及繞重心軸的力矩，線位移計(jì)16測(cè)量模型重心位置的升沉值，陀螺儀17測(cè)量模型傾角值，固定在模型艏部、舯部和艉部的加速度傳感器測(cè)量模型艏部、舯部和艉部的加速度幅值。

步驟2：水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車2在軌道上運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)模型在水面上運(yùn)動(dòng)，水面飛行器的速度由水動(dòng)力高速試驗(yàn)拖車2控制，當(dāng)拖車加速達(dá)到試驗(yàn)要求的運(yùn)行速度并穩(wěn)定后，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集器采集傳感器試驗(yàn)數(shù)據(jù)，拖車穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后停止采集，要求拖車穩(wěn)定時(shí)間不小于波浪條件下的10個(gè)遭遇周期，而后拖車剎車減速直至停車。

步驟3：試驗(yàn)過程結(jié)束后，分析采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)，然后記錄有效的試驗(yàn)參數(shù)，包括模型重心位置，橫傾角度，模型重量，模型速度，模型重心位置升沉值、模型傾角值、模型艏部及舯部和艉部的加速度幅值、六分力天平所測(cè)力和力矩；根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)與設(shè)計(jì)值或正常值對(duì)比，分析水動(dòng)性能。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。