一種用于水下航行器水動力拖曳試驗裝置的制作方法

本實用新型涉及一種拖曳試驗裝置，具體地說，是一種用于水下航行器在進行拖曳試驗時對其受到各項力和力矩進行測試的裝置。

背景技術：

對于水中運動的機器，無論是水面的船舶還是水下航行器，在其運動時均受到水產生的力和力矩，力和力矩的大小對其前期設計和實際運行時均具有重要的意義和參考價值，因而進行水池拖曳試驗測量其受到的力和力矩是必不可少的，也是與理論求解進行對比的重要依據。

目前，水池拖曳試驗測試裝置主要應用于船舶等水面運動機器上，并不完全適用于水下航行器的測試，同時對水下航行器進行測試的裝置相關資料極少，并未廣泛得到應用。

經檢索發現，中國專利公開號為CN201647084U(申請號：201020145681.8)，該實用新型涉及“一種水下航行體的繩輪拖曳裝置，導向繩通過定滑輪組懸浮架設在水域的水面線以下，導向繩兩端連接至恒張緊力機構；支座穿在導向繩上并且可以在導向繩上自由滑動，水下航行體模型與支座連接，前部設置與牽引機連接的頭部牽引絲，尾部設置有與收放機連接的尾部牽引絲；所述的頭部牽引絲與尾部牽引絲幾何中心同軸，與所述導向繩幾何中心位于同一個豎直面上。”

但是上述實用新型不足在于：該專利結構較為復雜，需要設置滑輪組，懸浮架，張緊力機構、直流電機等才能實現水下航行器的拖曳，雖然支座和支撐件外形設置為流線型，且位于水下，但是其所需的配套裝置較多，對精度要求較高，進而對會影響試驗精度。其次，該專利拖曳試驗需要制作模型以實現在模型頭部固定牽引絲，對于水下航行器實體，因頭部形體不允許改變(開孔、焊接等加工)，因而不適用實體拖曳。最后，該專利中并未有描述如何試驗在對水下航行器拖曳過程中攻角和漂角的調節，因而不具有可調節攻角和漂角的功能。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種用于水下航行器水動力拖曳試驗裝置，其操作簡便、結構簡單、制作成本低，可廣泛應用于各類水下航行器測試。

本實用新型通過以下技術方案來實現：

一種用于水下航行器水動力拖曳試驗裝置，包括套筒、第一桿件、上連接件、下連接件、第二桿件、調節連接件和蓋板，其中：第一桿件的一端與套筒的下端連接，第一桿件的另一端與上連接件的一端相連接，套筒與拖曳試驗用拖車桿固定，上連接件的另一端與試驗用測量部件上端連接，下連接件的一端與測量部件的下端連接，下連接件的另一端與第二桿件的一端連接，第二桿件的另一端與調節連接件連接，調節連接件與蓋板固定連接，蓋板與水下航行器主體固定，拖曳試驗用拖車桿通過套筒帶動所述裝置整體運動，通過旋轉套筒改變水下航行器運動時漂角，通過調節連接件改變水下航行器運動時攻角。

優選地，所述調節連接件的一側設置有兩個小孔用于放置調節部件，兩個調節部件高度相同，通過擰入調節部件使得調節連接件與蓋板之間產生角度縫隙，該角度即為水下航行器運動時的攻角，通過改變擰入調節部件高度進而不斷調整攻角的大小。

優選地，所述第一桿件的兩端通過螺紋分別與套筒的下端、上連接件的一端相連，或者，所述第一桿件、套筒、上連接件為一體化結構。

優選地，所述上連接件的另一端與試驗用測量部件上端通過配套螺絲連接固定；所述測量部件的下端與下連接件的上端面通過配套螺絲連接固定。

優選地，所述第二桿件的兩端通過螺紋分別與下連接件的一端、調節連接件連接。

更優選地，所述第二桿件與調節連接件保持垂直固定。

優選地，所述蓋板與水下航行器主體嚙合，并通過鋼質扎帶固定。

優選地，所述套筒的表面開有若干孔洞，套筒套入拖車桿后通過螺絲擰入孔洞以實現所述套筒與拖車桿固定；所述套筒與拖車桿間隙配合。

優選地，所述第一桿件的長度小于第二桿件的長度。

本實用新型所述裝置各部件完成所有安裝與固定，所有部件是會隨著拖車一起向前運動，沒有其他的運動。

首先第一桿件分別與套筒和上連接件連接，然后測量部件分別與上連接件、下連接件連接，下連接件與長桿連接，當調節連接件的攻角調節好后，將調節連接件分別與第二桿件和水下航行器連接，對于不同拖曳水池水深以及航行器的高度，在設計前期即確定長桿長度；此時上述部件都是固定的，然后將套筒固定在拖曳試驗用的拖車桿連接，漂角是水下航行器中心線與運動速度的夾角，因此旋轉套筒會導致水下航行器轉動，而且所產生的角度是大小相同的，進而可以實現對不同漂角的調節。當上述所有部件都固定后，拖車運動時，所有部件和水下航行器以拖車的速度向前運動。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1)加工簡單，制作成本低：本裝置結構簡單，多可以采用圓柱體、長方體等結構，如套筒、第一桿件、第二桿件均可以是對圓柱體件進行加工得到，調節連接件和蓋板則是對長方體件進行加工得到，基本形狀均為圓柱體、長方體，加工較為簡單，便于車床加工，同時固定方式采用配合與螺絲固定，孔洞制作方便，零件均可使用標準件，節省成本；

2)安裝過程中簡便快捷：在安裝壓載過程中，不需要特殊輔助手段，將測量部件分別與上下連接件連接固定，通過調節連接件上的調節部件高度可快速、精確調節水下航行器運動時的攻角，通過旋轉套筒可快速、精確調節水下航行器運動時的漂角；

3)裝置各部分易于拆卸與組裝：結構體積較小，便于試驗前后的拆卸和攜帶，進一步節省運輸成本。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型一較優實施例的裝置上部分結構示意圖；

圖2為本實用新型一較優實施例的裝置下部分結構示意圖；

圖中：套筒1，孔洞2，短桿3，螺絲4，上法蘭盤5，固定結構6，下法蘭盤7，螺絲8，長桿9，螺孔10，調節連接件11，螺絲12，蓋板13。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

一種用于水下航行器水動力拖曳試驗裝置，包括套筒、第一桿件、上連接件、下連接件、第二桿件、調節連接件和蓋板。

第一桿件的長度小于第二桿件，在部分實施例中，第一桿件采用短桿3，第二桿件采用長桿9。

上連接件、下連接件主要用于讓各部件與測量部件連接，在部分實施例中，上連接件采用上法蘭盤5，下連接件采用下法蘭盤7。

測量部件主要用于測量所指定的X,Y,Z軸的力和力矩的大小，在部分實施例中，測量部件可以采用六分量天平。

如圖1、圖2所示，為本實用新型的一優選實施例示意圖，包括：套筒1、短桿3、上法蘭盤5、下法蘭盤7、長桿9、調節連接件11以及蓋板13，其中：

套筒1的表面開有若干孔洞2，套筒1套入拖曳試驗用的拖車桿后通過螺絲擰入孔洞2以實現所述套筒1與拖曳試驗用的拖車桿固定；短桿3的一端與套筒1的下端連接，短桿3的另一端與上法蘭盤5相連接；上法蘭盤5的下端面與試驗用六分量天平上端連接；下法蘭盤7的上端面與六分量天平的下端連接；下法蘭盤7的下端面與長桿9的一端連接；長桿9的另一端與調節連接件11連接；調節連接件11與蓋板13固定連接；蓋板13與水下航行器主體固定；拖曳試驗用拖車桿通過套筒1帶動所述裝置整體運動，通過旋轉套筒1從而改變水下航行器運動時漂角。

在部分實施例中，所述短桿3的一端與所述套筒1的下端利用螺紋方式連接，所述短桿3的另一端與所述上法蘭盤5利用螺紋方式相連接。

在部分實施例中，套筒1與拖曳試驗用的拖車桿可以采用間隙配合。

在部分實施例中，所述上法蘭盤5的下端面與試驗使用的六分量天平上端采用螺絲4連接，以確保所述六分量天平試驗時安全穩定。

在部分實施例中，所述下法蘭盤7的上端面與所述六分量天平的下端采用螺絲8進行連接，所述下法蘭盤7的下端面與所述長桿9的一端通過螺紋連接，所述長桿9的另一端與所述調節連接件11采用螺紋連接，并保證所述長桿9與所述調節連接件11始終保持垂直，通過改變所述長桿9長度以確定水下航行器測試深度范圍。所述長桿9的長度根據不同拖曳水池水深以及水下航行器的高度確定。

在部分實施例中，為了使六分量天平跟法蘭盤穩定固定，在六分量天平中間部分有一個圓柱小凸起，在法蘭盤上設一個槽口，圓柱小凸起和槽口配合，即圖1中6所示的固定結構。當然，如在其他實施例中采用的測量部件不是六分量天平，上述的固定部件可以結構。

在部分實施例中，所述調節連接件11與所述蓋板13使用四個螺絲12固定連接；所述蓋板13與水下航行器主體嚙合，并通過鋼質扎帶固定。

在部分實施例中，所述調節連接件11一側設置有兩個用于調節攻角的小螺孔10，用于放置螺絲，通過螺絲擰入高度調節水下航行器試驗攻角。

所述裝置具體實施安裝過程包括：

1、將水下航行器主體與蓋板13固定，并通過調節連接件11上的擰入螺絲高度確定所測試的攻角；

2、將六分量天平分別與上法蘭盤5、下法蘭盤7固定；

3、通過旋轉套筒1確保所測試的漂角；

4、將套筒1與拖車桿固定，并啟動拖車；

5、通過六分量天平讀取數據。

上述實施例可以看出，本實用新型主要采用機械配合的方式，僅需要較為簡單的裝置即可實現較高精度的測試，各零件設計簡單，加工方便，布置時多可以采用常用的螺絲或者抱箍固定，操作簡便。且本實用新型對模型和實體均可使用，擴大使用范圍，降低試驗成本。

本實用新型能精確測試水下航行器各項水動力，操作簡單，制作成本低，加工方便；本實用新型安裝過程中簡便快捷，易于拆卸與組裝，結構體積較小，便于試驗前后的拆卸和攜帶，進一步節省運輸成本，可廣泛適用各類水下航行器的拖曳試驗。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。