Стендовая установка для моделирования обтекания водой буксируемого тела

 

Использование: относится к области водного транспорта, в частности к стендовым установкам для моделирования обтекания водой буксируемого тела. Сущность: стендовая установка содержит гидролоток с днищем для размещения в нем модели буксируемого тела, состоящей, например, из отдельных элементов, являющихся моделями секций буксируемого тела. Элементы закреплены на двух продольных направляющих, концы которых установлены при помощи ползунов с возможностью перемещения вдоль вертикальных стоек, установленных внутри гидролотка. Крепление элементов на продольных направляющих выполнено при помощи скоб и винтов. Стойки установлены на основании, размещаемом на днище гидролотка. Сверху на продольные стенки гидролотков уложены две поперечные штанги, на которых закреплена горизонтальная штанга, ориентированная вдоль оси гидролотка над моделью буксируемого тела. Горизонтальная штанга служит узлом крепления, к которому гибкими связями присоединена модель буксируемого тела - носовой и кормовой оконечностями. В указанные гибкие связи включены датчики, входящие в состав измерительной аппаратуры. Основание снабжено панелью, на которой размещены датчики давления, сигналы которых по трубкам выведены на индикаторы - батарейный манометр. Панель выполнена из отдельных секций, шарнирно соединенных между собой. Оси шарниров перпендикулярны продольной оси гидролотка и снабжены фиксаторами, а основание снабжено подъемными рымами и тросами. 4 ил.

Изобретение относится к водному транспорту, в частности к стендовым установкам для моделирования обтекания водой буксируемого тела.

Известна стендовая установка, содержащая гидролоток с днищем для размещения в нем модели буксируемого тела, гибкие связи с узлом крепления, размещенным на стенке гидролотка, измерительную аппаратуру, датчики которой установлены на гибких связях.

Недостатком стендовой установки, выполненной в соответствии с прототипом, является невозможность моделирования обтекания водой буксируемого тела при переменном профиле грунта, такая необходимость возникает при исследовании поля давлений, создаваемых буксируемым телом при неровном грунте - при его наклонах, на возвышенностях, во впадинах и т. п. Указанный недостаток сужает функциональные возможности известной стендовой установки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей стендовой установки за счет обеспечения моделирования обтекания водой буксируемого тела при переменном профиле грунта.

Цель достигается тем, что известная стендовая установка для моделирования обтекания водой буксируемого тела, содержащая гидролоток с днищем для размещения в нем модели буксируемого тела, гибкие связи с узлом крепления, размещенным на стенке гидролотка, измерительную аппаратуру, датчики которой установлены на гибких связях, снабжена продольными направляющими для крепления модели, концы которых установлены с возможностью перемещения вдоль вертикальных стоек, установленных внутри гидролотка, а упомянутые гибкие связи снабжены соединительными элементами для прикрепления одними концами к носовой и кормовой оконечностям модели, а другими - к узлу крепления, выполненному в виде горизонтальной штанги, ориентированной вдоль оси гидролотка, снабженного установленной на его днище панелью с закрепленными на ней датчиками давления, при этом панель выполнена из секций, соединенных между собой посредством шарниров, оси которых перпендикулярны продольной оси гидролотка и снабжены фиксаторами.

На фиг. 1 показана стендовая установка; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Стендовая установка для моделирования обтекания водой буксируемого тела содержит гидролоток 1 с днищем для размещения в нем модели буксируемого тела, состоящей, например, из отдельных элементов 2-6, являющихся моделями секций буксируемого тела. Элементы 2-6 закреплены на двух продольных направляющих 7 и 8, концы которых установлены при помощи ползунов 9 и 10 с возможностью перемещения вдоль вертикальных стоек 11-14 (стойка 14 на чертежах не видна), установленных внутри гидролотка 1. Крепление элементов 2-6 на продольных направляющих 7 и 8 выполнено при помощи скоб 15 и винтов 16. Стойки 11-14 установлены на основании 17, размещаемом на днище гидролотка 1. Сверху на продольные стенки гидролотка уложены две поперечные штанги 18 и 19, на которых закреплена горизонтальная штанга 20, ориентированная вдоль оси гидролотка 1 над моделью буксируемого тела. Горизонтальная штанга 20 служит узлом крепления, к которому гибкими связями 21 и 22 присоединена модель буксируемого тела - носовой и кормовой оконечностями. В указанные гибкие связи включены тензометрические датчики 23 и 24, входящие в состав измерительной аппаратуры. Основание 17 снабжено панелью, на которой размещены датчики 25 давления, например трубки Пито, сигналы которых по трубкам 26 выведены на индикаторы - батарейный манометр 27, содержащий ряд вертикально расположенных трубок. Панель выполнена из отдельных секций 28-32, шарнирно соединенных между собой. Оси шарниров перпендикулярны продольной оси гидролотка 1 и снабжены фиксаторами, например гайками 33. Основание 17 снабжено подъемными рычагами 34 и 35 и тросами 36 и 37.

Работа предлагаемой стендовой установки происходит следующим образом.

На основании 17 устанавливают стойки 11-14, на которые надевают ползуны 9 и 10, вводят в них продольные направляющие 7 и 8 с установленными на них элементами 2-6, одними своими концами гибкие связи 21 и 22 соединяются с датчиками 23 и 24, другими - к горизонтальной штанге 20. Длина гибких связей 21 и 22 определяет расстояние Н от оси элементов 2-6 до основания 17, так как по стойкам 11-14 ползуны 9 и 10 смещаются вниз свободно под действием силы тяжести. Это расстояние Н выбирают из условия подобия таким образом, чтобы в масштабе моделирования оно соответствовало отстоянию буксируемого тела от дна водоема. Расстояния между элементами 2-6 устанавливают при помощи скоб 15 и винтов 16. Панель деформируется необходимым образом, для чего ослабляют фиксаторы (гайки) 33 и устанавливают секции 28-32 под необходимыми углами друг к другу, после чего затягивают гайки 33. Основание 17 со смонтированными на нем моделью буксируемого тела, панелью и измерительными элементами - датчиками 25 давления и трубками 26, соединяющими датчики с батарейным манометром 27, при помощи тросов 36 и 37, закрепленными за рымы 34 и 35, опускаются в гидролоток 1. В гидролотке создается поток воды, который, обтекая модель буксируемого тела, создает на панели поле пониженного давления, фиксируемое на батарейном манометре 27. Одновременно снимаются показания датчиков 23 и 24. Эти данные позволяют с учетом начальных показаний определить нагрузку на модель буксируемого тела, а показания батарейного манометра дают структуру этой нагрузки по элементам. В результате определяют силы притяжения буксируемого тела и его секций по отдельности к дну водоема, для чего пересчитывают модельные результаты на натурные. Варьируя расстоянием между элементами 2-6, формой панели (углами наклона ее секций 28-32), а также расстоянием от оси элементов 2-6 до основания 17, можно исследовать всевозможные варианты.

Следует отметить, что перед проведением эксперимента с каждым профилем панели необходимо измерить интенсивность поля без модели буксируемого тела, а затем определить изменение поля вследствие обтекания модели буксируемого тела.

Формула изобретения

СТЕНДОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБТЕКАНИЯ ВОДОЙ БУКСИРУЕМОГО ТЕЛА, содержащая гидролоток с днищем для размещения в нем модели буксируемого тела, гибкие связи с углом крепления, размещенным на стенке гидролотка, измерительную аппаратуру, датчики которой установлены на гибких связях, отличающаяся тем, что установка снабжена продольными направляющими для крепления модели, концы которых установлены с возможностью перемещения вдоль вертикальных стоек, установленных внутри гидролотка, а упомянутые гибкие связи снабжены соединительными элементами для прикрепления одними концами к носовой и кормовой оконечностям модели, а другими - к упомянутому узлу крепления, выполненному в виде горизонтельной штанги, ориентированной вдоль оси гидролотка, снабженного установленной на его днище панелью с закрепленными на ней датчиками давления, при этом панель выполнена из секций, соединенных между собой посредством шарниров, оси которых перпендикулярны продольной оси гидролотка и снабжены фиксаторами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4