Установка для определения гидродинамических характеристик реверсивно-рулевых устройств водометных движителей Советский патент 1983 года по МПК B63B9/00 G01M10/00 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК- РЕВЕРСИВНО-РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

ВОДОМЕТНЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ

. Л 1

Изобретение относится к судостроению, в частности к установкам для определения гидродинамических характеристик реверсивно-рулевых ycTpofictB водометных движителей.

Известна установка дли определения гидродинамических характеристик реверсивнорулевых устройств водометных движителей, содержащая подводящий водовод с моделью водометного движителя, связанный с моделью реверсивно-рулевого устройства, а также связанный с последней силоизмерительный орган 1 Недостатками известной установки являются малая точность и Низкая достоверность измеряемых параметров в ходе одного эксперимента.: .

lieJib изобретения --увеличение точности и достоверности измеряемых параметров в ходе одного эксперимента на установке.

Поставленная цель достигается тем, что установка для определения гидродинамических характеристик реверсивно-рулевых устройств водометных движителей, содержащая подводящий водовод с моделью водометного движителя, связанный с моделью реверсивно-рулевого устройства, а также связанный с последней силоизмерительный орган, она снабжена брызгонепроницаемой камерой, одна из торцовых стенок которой выполнена с отверстием, че5 рез которое пропущен упомянутый водовод, а модель водометного движителя включает рабочее колесо, приводной вал и сопло, при этой силоизмерительяый орган выполнен в виде электромеханического двухкомпонентного динамометра, на котором жестко закto реплен корпус модели реверсивно-рулевого устройства, соединенный :с соплом модели движителя посредством фланцев с лабиринтным уплотнением, а корпус модели реверсивно-рулевого устройства снабжен установленными на нем торсиометрами, жест ко связанными с баллерами рулей этой модели, и электродвигателями поворота рулей, кинематически связанными с торсиометрами.

20 Кроме того, брызгонепроницаемая камера содержит смотровые и осветительные окна и выполнена с проемом для сбрасываемой струи воды и со сточным отверстием в днище.

На фиг. 1 схематически изображена установка для определения гидродинамических характеристик реверсивйо-рулевых устройств водометных движителей; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1.

Установка состоит из водовода 1, сопла 2 и рабочего колеса 3 модели водометного движителя, вращающегося на валу 4 ol алектродвигачелн не ноказан). Указанные части установки совместно с центробежным насосом (не ноказан) имитируют водометный движитель, т. е. являются его моделью. За соплом 2 на днище брызгонепроницаемой камеры 5 установлен электромеханический двухкомпонентный динамометр 6, которым измеряются горизонтальные силы А и Y во время проведения испытаний на жестко закрепленной модели 7 реtsepcHBHo-pyvTeBoro устройства. Модель реверсивно-рулевого устройства, состоит из камеры 8, парных рулей 9 и канала заднего хода 10. Фланцы 11 и 12 модели реверсивНорулевого устройства и сопла водовода снабжены лабиринтйым уплотнением 3, предотвращающим потерю расхода воды. При этом величина зазора в лабиринтном уплотнении превышает наибольший ход фланца 1 модели, вследствие чего исключается снятие соплом измеряемых гидродинамических сил. Баллеры 14 рулей модели реверсивнорулевого устройства (РРУ) жестко соединены с торсиометрами 15, оснащенными электродвигателями (не показаны), которыми осуществляется дистанционная перекладка рулей с пульта управления (не показан). Кроме/того, торсиометрами 15 измеряются возникающие на рулях гидродинамические момейты. Торсиометры 15 имеют герметичное исполнение и могут работать в любом пространственном положении.

Имитируемая модель РРУ, динамометр, торсиометры и часть водовода с соплом размещены в брызгонепроницаемой камере 5, оборудованной смотровыми 16 и осветительными окнами 17 для фото и киносъемок, выполненной с прогмом 18 для сброса струи в водосборный канал (не показан) и сточным отверстием 19.

Измерение параметров потока и гидродинамических сил и моментов производится датчиками с частотным выходом (не показан) на восьми канальный регистратор.

Предлагаемая установка позволяет проводить систематические испытания моделей РРУ В диапазоне натурн,1х чисел Фруда, рассчитанных по скорости истечения воды из сопла водовода и диаметру его выходного сечения. Испытания моделей РРУ производятся на двух основных эксплуатационных режимах - режиме управления (управление судном На переднем ходу) и режиме реверса (переход к реверсу и управление на заднем ходу).

В процессе проведения испытаний насосной установкой подается в водовод 1 вода.

истекающая из его сопла 2 с заданной скоростью, электродвигатель в свою очередь приводит во вращение рабочее колесо 3. На режиме управления истекающая из сопла 2 водовода струя обтекает элементы РРУ

и через проем 18 сброса попадает в водосборный канал. При заданных на пульте управления статических положений поворотных элементов модели РРУ одновременно измеряются: продольная сила X, поперечная сила У, моменты на баллерах поворотных рулей М и скорость истечения струи из сопла.

На режиме реверса рули 9 дистанционно устанавливаются под углом 90° к направлению потока, струя жидкости истекает

из канала заднего хода модели РРУ и бьет в стенку брызгонепроницаемой камеры 5. При этом в водосборный канал вода стекает через сточное отверстие 19, расположенное в днище камеры, при больщих расходах часть воды проходит через сбросной проем

18. На режиме реверса измеряются, кроме тех же гидродинамических характеристик и параметров потока, что и на режиме управления, дополнительно давление в районе выходного сечения сопла водовода и скорость истечения из канала заднего хода модели РРУ.

При использовании предлагаемой установки измеряются гидродинамические силы, действующие на всю конструкцию модели РРУ в целом.

„

Конструкция торсиометров позволяет

проводить измерения характеристик конструктивных схем РРУ с любым положением баллеров поворотных рулей.

Наличие нескольких торсиометров обеспечивает измерение нагрузок, сил одновременно на всех имеющихся в модели поворотных элементов.

Присутствие рабочего колеса водометного движителя обеспечивает возможность исследовать влияние РРУ на гидродинамические характеристики водометного движителя.

Параметры установки дают возможность

испытывать модели РРУ при натурных числах Фруда и в зоне автомодельйости чисел Рейнольдса, чем обеспечивается достоверность измеряемых величин.

л

Таким образом, предлагаемая установка позволяет с повышенной достоверностью и точностью определять в ходе одного эксперимента гидродинамические характеристики РРУ водометных движителей с выбросом струи в атмосферу, необходимые при проектировании движительно-рулевых комплексов (для расчета прочности, определения мощности приводов, расче а управляемости судна и т. д.).