Устройство для измерения характеристик волнового следа модели судна Советский патент 1981 года по МПК G01C13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛНОВОГО СЛЕДА МОДЕЛИ СУДНА

1

Изобретение относится к области научно-экспериментальных исследований в судостроении и может быть использовано в научно-исследовательских гидродинамических лабораториях при проведении испытаний моделей судов в опытных бассейнах.

Известна установка для измерения характеристик волнового следа модели судна в соответствии с методом поперечных сечений f1 , которая включает в себя группу емкостных струнных неподвижных волнографов, установленных за моделью на ферме буксировочной тележки. Сигналы с электрических схем волнографов измеряются и документируются на бумажную ленту перфораторами. Устройствовыбрано в качестве прототипа.

Однако емкостные стр1унные волнографы, контактируя с водной поверхностью, искажают профиль волнового следа при движении буксировочной тележки, что ведет к понижению точности измерения характеристик волнового следа модели судна.

Так как число волнографов ограничено, то для получения информации полного профиля волнового следа только в одной плоскости необходимопри

проведении эксперимента смещать систему волнографов в поперечном направлении по отношению к диаметральной

е плоскости бассейна, сохраняя неизменным параметры режимов испытаний. Таким образом, выпрлнение данных условий ведет не только к увеличению времени эксперимента, но и к

«nVусложнению технической оснащенности. Целью-изобретения является повышение точности измерения характеристик волнового следа и сокращения времени эксперимента.

15 Цель достигается тем, что в устройстве для измерения характеристик волнового следа модели судна, содержащем ферму, закрепленную на буксировочной тележке перпендикулярно

20 диаметральной плоскости бассейна, волнографы и -регистратор7 ферма . снабжена рейкой с отверстиями и подвижной по направляющим вдоль рейки кареткой с закрепленными на ней параллельно диаметральной плоскости бассейна акустическими волнографами, снабжены электроприводами и осветителем .

На фиг. 1 приведена кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - электрическая блок-схема . На направляющих фермы 1, закрепленной перпендикулярно диаметральной плоскости бассейна на буксировочной тележке, смонтирована подвижная каретка 2 с размещенными на ней акусти ческими волнографами 3, расположенны ми в плоскости параллельной диаметральной плоскости бассейна,электроприводом 4, обеспечивающим перемещение каретки 2 по направляющим фермы с необходимыми скоростями. На каретк 2 размещены фотоэлемент 5 и источник света б, причем между ними расположена рейка с отверстиями 7, закрепле ная на ферме по всей длине параллель но ее направляющим. Электрическая блок-схема устройст ва включает фотоэлемент 5, подключен ный к входу первого усилителя 8,первый выход которого связан с элемента ми бесконтактного волнографа 3, формирователем 9 импульса запуска с выходом на акустический излучатель 10, второй - с первого усилителя В подключен к первому входу измерительного блока 11. Приемник отраженного акустического сигнала 12, являющимся элементом бесконтактного волнографа, подключен ко второму усилителю 13, выход которого связан с вторы входом измерительного блока 11. Выход измерительного блока 11 подключен ко входу накопителя информации 1 Экспериментальные исследования мо делей судов в больших опытных бассейнах проводятся при постоянных зна чениях скоростей движения буксировочной тележки, т.е. фермы,причем. время установившегося движения буксировочной тележки и время перемещения каретки по направляющим фермы согласовано. После выхода буксировочной тележки на участки с установившейся скоростью движения вдоль бассейна, по направляющим фермы 1 начинает перемещаться, rto включению электропривода 4, каретка 2, .с размещенными по ней бесконтактными волнографами 3, каждый в своейплоскости над волновым следом модели, закрепленной на буксировочной тележке впереди фермы 1 по ходу движения. При движении Каретки 2, а вместе с ней и фотоэлемента 5 с источником света б, фотоэлемент 5 воспринимает световой сигнал через отверстия рей ки. 7, являющейся неподвижной относительно каретки 2, от источника св та б. Электрический сигнал с выхода фотоэлемента 5 усиливается усилителе 8, первый выход которого соединен с первым входом измерительного устройства 11. Одновременно со второго выхода усилителя 8 электрический си нал поступает на формирователь 9 амплитуды и длительности импульсов запуска и подается на акустический излучатедь 10. Отражённый от водной поверхности акустический сигнал воспринимается приемником 12, преобразуется им в электрический сигнал, усиливается усилителем 13 и поступает на второй вход измерительного блока 11. Измеренный интервал времени межДУ сигналом посылки излучателя и отраженным сигналом пропорционален расстоянию от волнографа до водной поверхности. Результаты измерения накапливаются в устройстве 14 для последующего ввода в ЭВМ. Необходимо отметить, что наиболее перспективным для больших глубоководных опытовых бассейнов представляется метод поперечных сечений, требующий измерения двух или более волновых профилей в плоскости, перпендикулярной движению модели судна, бесконтактными волнографами, расположенными на движущейся буксировочной тележке. Движущаяся по поперечной ферме каретка позволяет в течение одного пробега буксировочной тележки получить полный профиль двух или более сечений волнового следа модели судна каждым из волнографов, кроме того,возможность изменять частоту квантования волнового профиля за счет изменения шага между отверстиями в рейке и скорОсть движения каретки, согласовав время измерения характеристик волнового следа со временем установившегося движения буксировочной тележки, позволяет повысить точность измерений характеристик волнового следа и, как следствие, сократить время проведения эксперимента. Использование бесконтактного способа измерения характеристик волнового следа, исключающего влияние из1мерительного элемента на волновой профиль модели в динамическом режиме, повышает точность эксперимента.Совокупность выше указанных преимуществ при измерении характеристик волнового йледа позволит выделить волновую составляющую из полного сопротивления с большей достоверностью,выполнить исследование влияния формы обводов на волновое сопротивление с сокращением времени .на поиск от имальных форм корпуса судна и повысить точность пересчета результатов испытаний моделей в опытовых бассейнах на натурное судно. Формула изобретения Устройство для измерения характеристик волнового следа модели судна, содержащее ферму, закрепленную на буксировочной тележке перпендикулярно диаметральной плоскости бассейна, волнографы и регистратор, отличающееся тем, что.

с целью повьЕиения точности измерения волновых характеристик волнового следа и сокращения времени эксперимента, ферма снабжена рейкой с отверстиями- и подвижной по направрейки кареткой с

ляющим вдоль на ней парс ллельно закрепленными плоскости бассейна диаметральной волнографами, снабакустическими

жена электроприводом и .осветителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Hoqben N. Automatecl recording and analysis of wave patterns behind towed models Trans. Roy. 3nst. Nav. Archit. 1972, 114, p. 127-150 (прото±ип). .