Установка для испытаний самоходной модели судна в опытовом бассейне Советский патент 1977 года по МПК G01M10/00 B63B9/02 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования установок для мореходных испытаний самоходной модели судна в ОПЫТОВОМ бассейне. Известна установка для мореходных испытаний модели судна в опытовом бассейне, в которой модель прикрепляется к бзксировочной тележке, и последняя в различных режимах перемещается в нанравляющих 1. Иедостаток установки заключается в отсутствии автоматизации движения модели и получения данных по всем параметрам измерения. Наиболее близким к изобретению решением по технической сути и достигаемому результату является установка для испытаний самоходной модели судна в опытовом бассейне, содержащая буксировочную тележку, карданный подвес, несущий модель судна, при этом бускировочная тележка оборудована программным устройством, механизмами продольной и поперечной стабилизации модели, а также датчиками скорости, перемещения и курса модели 2. Недостаток указанной установки заключается в том, что не обеспечивается автоматическое управление движением модели судна и высокая точность моделирования натурного судна. Цель изобретения - обеспечение автоматического управления движением модели судна и повышение точности моделирования натурного судна. Для этого буксировочная телел ка снабжена арретирующим устройством, а карданный подвес содержит внутреннюю и наружную рамку с осями, рычаг, шкив и упругую нить, при этом внутренняя рамка осями связана с нарул ной рамкой, а последняя -с тележкой, причем одна из осей внутренней рамки кинематически связана с датчиком поперечных перемещений модели, а одна из осей наружной рамки - с датчиком продольных перемещеНИИ модели, ири этом механизмы продольной и поперечной стабилизации модели, а также датчики скорости, перемещения и угла курса модели электрически связаны с программным устройством. Арретирующее устройство содержит барабаны лебедок и гибкие тросы, при этом барабаны лебедок установлены на противоположных сторонах тележки по ее ходу, а каждый из гибких тросов соединен с соответствующей оконечностью модели и барабаном лебедки. Установка имеет буксировочную тележку 1 с катками 2, перемещающуюся по направляющему пути 3. На тележке 1 установлен карданный подвес 4, к которому на рычаге 5 со шкивом 6 и упругой питью 7 подвешена самоходная модель 8. Кить 7 прикреплена к модепи 8 вблизи ее центра тяжести. Модель 8 обо удована движительно-рулевым комплексом, содержащим электропривод 9 гребного винта 10 и электропривод 11 руля 12. На тележке 1 имеется ведущий каток 13, который кинематически связан с датчиком 14 скорости перемещения тележки. Подвес 4 снабжен внутренней рамкой 15, которая осями 16 связана-с наружной рамкой 17, а последняя осями 18 - с тележкой 1, нри этом одна из осей 16 кинематически связана с датчиком 19 поперечных перемещений модели 8. Рычаг 5 кинематически связан с датчиком 20 угла курса модели 8. Одна из осей 18 рамки 17 карданного подвеса связана с датчиком 21 продольных перемещений модели. На тележке 1 установлены механизмы арретирования, содержащие бараб ны 22 лебедок, соединенные гибкими тросами 23 с моделью 8. Датчик 21 продольных перемещений модели и датчик 14 скорости перемещения тележки электрически связаны с механизмом 24 продольной стабилизации движения модели, управляющей электроприводом 9. Датчик 20 угла курса, датчик 19 поперечных перемещений и датчик 14 скорости буксировочной телел-:ки электрически связаны с механизмом 25 нонеречной стабилизацией движения модели, управляющей электроприводом 11 руля 12, при этом механизмы 24, 25 стабилизации и также механизм арретирования и датчики 14, 21 электрически связаны с программным механизмом 26, содержащим электродвигатель регулируемой скорости, вращающий переключатель и регистраторы (на чертеже не показаны). Установка работает следующим образом. В статическом полол ении при отсутствии движения тележки 1 механизмы арретирования за счет натяжения тросов 23 обеспечивают строгую ориентацию модели 8 вдоль продольной оси бассейна. Электрические сигналы, снимаемые с датчиков 20, 19, 21 и 14 равны нулю, движнтельно-рулевой комплекс не функционирует. Как только тележка 1 приходит в движение, образуется электрический сигнал на датчике 14 скорости, включающий в работу механизм 26, который первой своей командой вводит в действие механизмы стаблизации. Скорость вращения электродвигателя механизма 26 пропорциональна скорости движения буксировочной тележки и подобрана таким образом, что в момент, когда наступает установившееся движение буксировочной тележки, программное устройство посылает сигнал на механизмы арретирования, освобождающие модель 8 за счет удлинения тросов 23. Тем самым обеспечивается разгон модели до скорости, равной скорости буксировочной тележки, при равенстве нулю угла курса и его производной по времени. В момент наступления установившегося движения программный механизм разарретирует модель и через некоторый промежуток времени, необходимый для зату510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 хания переходных процессов в системе, включает регистрйрующую аппаратуру. Возмущающие воздействия (действие косо набегающих волн, асимметрия корпуса модели, колебания скорости буксировочной тележки, нестабильность источников электрического питания и т. п.) приводят к тому, что модель 8 стремится уйти от движущейся буксировочной тележки. Однако возникающие при этом в датчиках электрические сигналы, воздействуют на механизмы стабилизации, которые, управляя электроприводами движительио-рулевого комплекса, автоматически приводят модель к равновесному положению. Поскольку эффективность действия руля и винта существенно зависит от скорости движения модели, необходимо для сохранения устойчивости систем стабилизации менять коэффициенты обратной связи внутри механизмов стабилизации. Этот процесс в установке осуществляется автоматически путем воздействия на механизмы стабилизации электрического сигнала датчика 14 скорости тележки 1. Таким образом на участке установившегося движения, где производится регистрация кинематических параметров движения модели, осуществляется движение модели с обеспечением шести степеней свободы, поскольку измерительная связь практически не изменяет кинематику ее движения. Перед началом участка торможения буксировочной тележки программный механизм 26 выключает регистраторы, включает механизм арретирования, арретирует модель и выключает электроприводы 9, 11 движительно-рулевого комплекса. Торможение модели производится в арретированном состоянии. В случяе возникновения аварийной ситуации во время пробега (значительный уход модели от буксировочной тележки, вызванный какой-либо аварией) , эта ситуация не может развиваться до момента, угрожающего поломкой модели, поскольку натянувшиеся в этом случае тросы 23 не позволят модели развить значительное рассогласование по углу курса. Кроме того, онератор буксировочной тележки в любой момент может арретировать модель нажатием аварийной кнопки (на чертеже не показано). Обратный ход буксировочной тележки в исходное положение производится после арретирования модели. Формула изобретения 1. Установка для испытаний самоходной модели судна в опытовом бассейне, содержащая б уксировочную тележку, карданный подвес, несущий модель судна, при этом буксировочная тележка оборудована программным устройством, механизмами продольной и поперечной стабилизации модели, а также датчиками скорости, перемещения и курса модели, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения автоматического управления движением модели судна и повышения точности моделирова