一種水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)方法
【專利摘要】一種水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)方法，其特征在于試驗(yàn)步驟如下：a、試驗(yàn)設(shè)備安裝：b、試驗(yàn)方法如下：在水面飛行器試驗(yàn)樣件（2）上分別施加FX和FZ兩個(gè)力，同時(shí)測(cè)量?jī)煞至y(cè)力天平（6）和單分力測(cè)力天平（13）上的輸出，確保兩分力測(cè)力天平（6）上的FX1為施加的FX，兩分力測(cè)力天平（6）上的FZ1與單分力測(cè)力天平（13）上的FZ2之和為FZ；啟動(dòng)水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車，同時(shí)采集數(shù)據(jù)；根據(jù)采集得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到水面飛行器水面滑行過(guò)程的水動(dòng)力性能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：使用一個(gè)兩分力天平和一個(gè)單分力天平，避免了由于天平自身特性引起的力與力矩之間的測(cè)試影響，提高了水面飛行器在水面起飛過(guò)程的水動(dòng)力測(cè)試精度。
【專利說(shuō)明】一種水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到水上飛機(jī)、水陸兩棲飛機(jī)、地效飛機(jī)(地效翼船)及其他新概念的水面飛行器水面滑行起飛時(shí)的水動(dòng)力性能試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及到一種水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)包括采用單獨(dú)機(jī)身和含有機(jī)翼的全機(jī)兩種模型試驗(yàn)，其中單獨(dú)機(jī)身的測(cè)試方式一直采用模型全自由，并通過(guò)重心位置施加一垂向力的方式進(jìn)行不同升力的模擬，此方法能夠模擬飛機(jī)在水面滑行過(guò)程中的水阻力，能夠得到在特定升力下飛機(jī)水面滑行的機(jī)身垂向運(yùn)動(dòng)。利用全機(jī)的方式進(jìn)行試驗(yàn)，同樣只是得到飛機(jī)的阻力和垂直方向的運(yùn)動(dòng)，而不能夠直接得到飛機(jī)在水面滑行時(shí)的力矩、升力等水動(dòng)力。
[0003]歷史上曾有采用單獨(dú)類似風(fēng)洞試驗(yàn)的單點(diǎn)安裝方式來(lái)進(jìn)行船身水動(dòng)力的測(cè)試，但由于水動(dòng)力作用力比氣動(dòng)力作用大，水動(dòng)力作用點(diǎn)的移動(dòng)距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)氣動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離，所以才用單點(diǎn)支撐天平來(lái)進(jìn)行水動(dòng)力測(cè)量，誤差大，測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)目前水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，提供一種水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)方法。
[0005]本發(fā)明試驗(yàn)步驟如下:
a、試驗(yàn)設(shè)備安裝:
將兩分力測(cè)力天平和單分力測(cè)力天平分別安裝在水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車的下方的適航儀上，并分別與數(shù)采裝置連接，兩分力測(cè)力天平與水面飛行器試驗(yàn)樣件通過(guò)連接鉸鏈連接，單分力測(cè)力天平測(cè)力段連接線性滑軌，再將線性滑軌與水面飛行器試驗(yàn)樣件之間通過(guò)連接鉸鏈連接；
b、試驗(yàn)方法如下:
在水面飛行器試驗(yàn)樣件上分別施加Fx和Fz兩個(gè)力，同時(shí)測(cè)量?jī)煞至y(cè)力天平和單分力測(cè)力天平上的輸出，確保兩分力測(cè)力天平上的Fxi為施加的Fx，兩分力測(cè)力天平上的Fzi與單分力測(cè)力天平上的Fz2之和為Fz，同時(shí)，F(xiàn)zi和Fz2的大小滿足力矩平衡的關(guān)系；
1)調(diào)整適航儀，使水面飛行器試驗(yàn)樣件進(jìn)入水中試驗(yàn)要求的深度，并保持試驗(yàn)要求的姿態(tài)；
2)啟動(dòng)水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車，帶動(dòng)相關(guān)試驗(yàn)裝置和水面飛行器試驗(yàn)樣件達(dá)到試驗(yàn)速度，同時(shí)采集數(shù)據(jù)；
3)根據(jù)采集得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到水面飛行器水面滑行過(guò)程的水動(dòng)力性倉(cāng)泛。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:使用一個(gè)兩分力天平和一個(gè)單分力天平，避免了由于天平自身特性引起的力與力矩之間的測(cè)試影響，提高了水面飛行器在水面起飛過(guò)程的水動(dòng)力測(cè)試精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是測(cè)量?jī)煞至y(cè)力天平Fxi和Fzi受力結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖3是單分力測(cè)力天平Fz2受力結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所示，本發(fā)明試驗(yàn)步驟如下:
a、試驗(yàn)設(shè)備安裝:
將兩分力測(cè)力天平6和單分力測(cè)力天平13分別安裝在水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車的下方的適航儀5上，并分別與數(shù)采裝置連接，兩分力測(cè)力天平6與水面飛行器試驗(yàn)樣件2通過(guò)連接鉸鏈10連接，單分力測(cè)力天平13測(cè)力段連接線性滑軌14，再將線性滑軌14與水面飛行器試驗(yàn)樣件2之間通過(guò)連接鉸鏈11連接；
b、試驗(yàn)方法如下:
在水面飛行器試驗(yàn)樣件2上分別施加Fx和Fz兩個(gè)力，同時(shí)測(cè)量?jī)煞至y(cè)力天平6和單分力測(cè)力天平13上的輸出，確保兩分力測(cè)力天平6上的Fxi為施加的Fx，兩分力測(cè)力天平6上的Fzi與單分力測(cè)力天平13上的Fz2之和為Fz，同時(shí)，F(xiàn)zi和Fz2的大小滿足力矩平衡的關(guān)系;
1)調(diào)整適航儀5，使水面飛行器試驗(yàn)樣件2進(jìn)入水中試驗(yàn)要求的深度，并保持試驗(yàn)要求的姿態(tài)；
2)啟動(dòng)水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車，帶動(dòng)相關(guān)試驗(yàn)裝置和水面飛行器試驗(yàn)樣件2達(dá)到試驗(yàn)速度，同時(shí)采集數(shù)據(jù)；
3)根據(jù)采集得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到水面飛行器水面滑行過(guò)程的水動(dòng)力性倉(cāng)泛。
[0010]控制方式:水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)裝置需要對(duì)水面飛行器水動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷某运疃?、俯仰姿態(tài)角、滑行速度進(jìn)行控制，其中，滑行速度是通過(guò)水動(dòng)力試驗(yàn)高速試驗(yàn)拖車給定后，隨著拖車的運(yùn)行而達(dá)到需要的滑行速度，試驗(yàn)樣件2的吃水深度和俯仰姿態(tài)角是通過(guò)調(diào)節(jié)適航儀5控制的。
[0011]試驗(yàn)方法原理如下:水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)需要對(duì)水面飛行器在水面滑行起飛過(guò)程中，飛機(jī)所承受的水動(dòng)力進(jìn)行測(cè)量，用以在設(shè)計(jì)上與其氣動(dòng)力進(jìn)行匹配，達(dá)到設(shè)計(jì)滿意的水面飛行器的結(jié)果。水動(dòng)力主要包括水面滑行時(shí)的水動(dòng)升力、水動(dòng)阻力和俯仰方向的力矩，本試驗(yàn)方法是采用前后兩個(gè)支點(diǎn)測(cè)力，根據(jù)兩個(gè)支點(diǎn)與水面飛行器重心之間的相對(duì)位置，通過(guò)力和力矩?fù)Q算，得到水面飛行器水面滑行起飛過(guò)程的水動(dòng)力。
[0012]試驗(yàn)步驟如下:
試驗(yàn)結(jié)果處理方法如下:如結(jié)構(gòu)示意圖(圖1)所示，兩分力測(cè)力天平6所測(cè)力的作用點(diǎn)位于水面飛行器試驗(yàn)樣件2艏部連接鉸鏈的中心位置，其中沿前進(jìn)方向?yàn)閄，作用力為FX1，取正值，沿垂直向上的方向?yàn)閆，作用力為FZ1，向上為正，單分力測(cè)力天平13只測(cè)量垂直方向Z上的力，測(cè)力作用點(diǎn)在水面飛行器試驗(yàn)樣件2艉部連接鉸鏈的中心，作用力為FZ2，向上為正，水面飛行器試驗(yàn)樣件2艏測(cè)力點(diǎn)與重心位置之間的水平距離為X1，垂直距離為Z1，水面飛行器試驗(yàn)樣件2艉測(cè)力點(diǎn)與中心位置之間的水平距離為X2 (測(cè)力點(diǎn)在重心之后X取正值，在重心之前X取負(fù)值；測(cè)力點(diǎn)載重心之上時(shí)，z取正值)。
[0013]對(duì)于試驗(yàn)所得水動(dòng)力由以下各式換算所得，即 阻力:R=FX1 升力:Z=FZ1+FZ2
對(duì)于重心位置的力矩:M=FX1.z!+Fzi.X^Fz2.x2。
【權(quán)利要求】
1.一種水面飛行器水動(dòng)力性能試驗(yàn)方法，其特征在于試驗(yàn)步驟如下: a、試驗(yàn)設(shè)備安裝: 將兩分力測(cè)力天平(6)和單分力測(cè)力天平(13)分別安裝在水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車的下方的適航儀(5)上，并分別與數(shù)采裝置連接，兩分力測(cè)力天平(6)與水面飛行器試驗(yàn)樣件(2)通過(guò)連接鉸鏈(10)連接，單分力測(cè)力天平(13)測(cè)力段連接線性滑軌(14)，再將線性滑軌(14 )與水面飛行器試驗(yàn)樣件(2 )之間通過(guò)連接鉸鏈(11)連接； b、試驗(yàn)方法如下: 在水面飛行器試驗(yàn)樣件(2)上分別施加Fx和Fz兩個(gè)力，同時(shí)測(cè)量?jī)煞至y(cè)力天平(6)和單分力測(cè)力天平(13)上的輸出，確保兩分力測(cè)力天平(6)上的Fxi為施加的Fx，兩分力測(cè)力天平(6)上的Fzi與單分力測(cè)力天平(13)上的Fz2之和為Fz ； 1)調(diào)整適航儀(5)，使水面飛行器試驗(yàn)樣件(2)進(jìn)入水中試驗(yàn)要求的深度； 2)啟動(dòng)水動(dòng)力試驗(yàn)高速拖車，帶動(dòng)相關(guān)試驗(yàn)裝置和水面飛行器試驗(yàn)樣件(2)達(dá)到試驗(yàn)速度，同時(shí)采集數(shù)據(jù)； 3)根據(jù)采集得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到水面飛行器水面滑行過(guò)程的水動(dòng)力性倉(cāng)泛。
【文檔編號(hào)】G01M10/00GK103837322SQ201310576089
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】吳彬, 黃淼, 廉滋鼎, 蔣榮, 王明振, 唐彬彬 申請(qǐng)人:中國(guó)特種飛行器研究所