本發(fā)明涉及直升機(jī)水池試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著直升機(jī)水上迫降事故的不斷發(fā)生，直升機(jī)的設(shè)計(jì)要求和適航取證要求也有了新的提高。開展必要的直升機(jī)水上迫降技術(shù)研究，可為直升機(jī)水上運(yùn)行適航取證提供技術(shù)儲備，并降低型號研制風(fēng)險(xiǎn)。為分析研究直升機(jī)的橫搖響應(yīng)特性，目前研究思路是通過直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型試驗(yàn)來進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的分析和實(shí)機(jī)換算。在直升機(jī)橫搖模型試驗(yàn)中，主要通過試驗(yàn)得到不同外載工況下模型水面漂浮時(shí)的姿態(tài)、艏艉水線位置和時(shí)域條件下的角速度、加速度大小。但目前還未有一種實(shí)用的直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：安裝試驗(yàn)裝置并完成電氣信號連接與測試；

所述試驗(yàn)裝置包括直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)、水動力試驗(yàn)拖車系統(tǒng)(12)、測橋(5)、模型連接部件、風(fēng)機(jī)組(6)、傳感器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(11)；

所述直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)通過模型連接部件安裝在水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)(12)下的測橋(5)上；風(fēng)機(jī)組(6)置于模型側(cè)向，并與測橋(5)固定連接；

所述模型連接部件包括兩根線性導(dǎo)軌(4)、一對軸承裝置(2)；一對軸承裝置(2)分別密封固定在直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)艏艉兩端，且一對軸承裝置(2)的中心軸線共線；兩根線性導(dǎo)軌(4)平行固定在測橋(5)上，且垂直于水動力試驗(yàn)拖車系統(tǒng)(12)運(yùn)動方向，并處于直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)前后兩側(cè)，線性導(dǎo)軌(4)下部開有孔槽，單個(gè)軸承裝置(2)穿過一根線性導(dǎo)軌(4)的孔槽，并可沿孔槽前后，上下自由運(yùn)動，單個(gè)軸承裝置(2)外端安裝有縱向運(yùn)動限位裝置(3)；

所述傳感器系統(tǒng)能夠測量直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)的縱向傾角、橫向傾角、重心位置升沉、縱向角速度、橫向角速度、縱向加速度、橫向加速度、艏艉吃水高度；并將測量的參數(shù)值傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(11)；

步驟2：在直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)下水前，根據(jù)試驗(yàn)要求將直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)的重量、重心位置和慣量調(diào)試準(zhǔn)確，并對模型開口處進(jìn)行密封防水處理，模型下水后，測量并記錄模型艏艉初始吃水高度和縱傾角；

步驟3：根據(jù)試驗(yàn)工況要求，水池造波系統(tǒng)制造波浪，風(fēng)機(jī)組(6)造風(fēng)，當(dāng)風(fēng)浪條件穩(wěn)定并達(dá)到試驗(yàn)要求后，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(11)采集傳感器系統(tǒng)得到的模型縱向傾角、橫向傾角、重心位置升沉、縱向角速度、橫向角速度、縱向加速度、橫向加速度、艏艉吃水高度；

步驟4：試驗(yàn)結(jié)束后，分析采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，剔除無效數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到不同試驗(yàn)狀態(tài)下模型隨時(shí)間的橫搖角度和橫搖角速度變化曲線，并得到風(fēng)浪條件下模型的橫搖運(yùn)動響應(yīng)，最終分析得到直升機(jī)漂浮特性，給出直升機(jī)穩(wěn)定性評價(jià)及危險(xiǎn)風(fēng)浪外載荷范圍。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法，其特征在于：試驗(yàn)裝置中還包括照相錄像系統(tǒng)，照相錄像系統(tǒng)包括照相機(jī)(7)、錄像機(jī)(8)、錄像機(jī)固定裝置(9)、照相錄像控制系統(tǒng)(10)；照相機(jī)位于模型側(cè)向，模型艏艉各布設(shè)一臺照相機(jī)；錄像機(jī)固定裝置(9)將錄像機(jī)(8)安裝在水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)(12)下方，并處于直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)的前方，從錄像機(jī)(8)中能觀察直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型(1)在試驗(yàn)過程中的運(yùn)動情況；照相錄像控制系統(tǒng)(10)控制照相機(jī)(7)及錄像機(jī)(8)工作；

在試驗(yàn)過程中，對模型運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行錄像和拍照。

有益效果

采用本發(fā)明提出的直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法，通過采集模型在風(fēng)浪條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到不同試驗(yàn)狀態(tài)下模型隨時(shí)間的橫搖角度和橫搖角速度變化曲線，并得到風(fēng)浪條件下模型的橫搖運(yùn)動響應(yīng)，最終分析得到直升機(jī)漂浮特性，給出直升機(jī)穩(wěn)定性評價(jià)及危險(xiǎn)風(fēng)浪外載荷范圍，為設(shè)計(jì)具有水上漂浮能力的直升機(jī)提供數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)為解決與水上漂浮有關(guān)的配平姿態(tài)、橫向穩(wěn)定性、風(fēng)浪響應(yīng)等相關(guān)內(nèi)容的研究提供試驗(yàn)技術(shù)支撐。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：本發(fā)明試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：模型連接部件結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型；2、軸承裝置；3、縱向運(yùn)動限位裝置；4、線性導(dǎo)軌；5、測橋；6、風(fēng)機(jī)組；7、照相機(jī)；8、錄像機(jī)；9、錄像機(jī)固定裝置；10、照相錄像控制系統(tǒng)；11、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；12、水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)用的直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型水池試驗(yàn)方法，其試驗(yàn)原理是：通過風(fēng)機(jī)組、造波設(shè)備等控制模型所遭遇的外載工況(風(fēng)、浪等級)，研究直升機(jī)在不同試驗(yàn)狀態(tài)下的模型姿態(tài)、艏艉水線位置和時(shí)域條件下的角速度、加速度大小，并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的濾波峰值分析和實(shí)機(jī)換算，開展風(fēng)浪條件下直升機(jī)的橫搖響應(yīng)特性分析，得到直升機(jī)穩(wěn)定性評價(jià)及危險(xiǎn)風(fēng)浪外載荷范圍，為直升機(jī)的水上漂浮能力設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性校核提供數(shù)據(jù)輸入。

具體方法包括以下步驟：

步驟1：安裝試驗(yàn)裝置并完成電氣信號連接與測試；

如圖1所示，所述試驗(yàn)裝置包括直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1、水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)12、測橋5、模型連接部件、風(fēng)機(jī)組6、傳感器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)11。

所述直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1通過模型連接部件安裝在水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)12下的測橋5上；風(fēng)機(jī)組6置于模型側(cè)向，并距水池側(cè)壁一定距離，通過風(fēng)機(jī)組自帶固結(jié)裝置固定于測橋5上。

所述模型連接部件包括兩根線性導(dǎo)軌4、一對軸承裝置2。一對軸承裝置2分別密封固定在直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1艏艉兩端，且一對軸承裝置2的中心軸線共線。兩根線性導(dǎo)軌4平行固定在測橋5上，且垂直于水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)12運(yùn)動方向，并處于直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1前后兩側(cè)，線性導(dǎo)軌4下部開有孔槽，單個(gè)軸承裝置2外端穿過一根線性導(dǎo)軌4的孔槽，并可沿孔槽前后，上下自由運(yùn)動，單個(gè)軸承裝置2外端安裝有縱向運(yùn)動限位裝置3。

如圖2所示，所述軸承裝置2由軸承與軸承座組合得到，軸承座固定在直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1艏端或艉端，軸承安裝在軸承座內(nèi)，并穿過線性導(dǎo)軌4的孔槽；縱向運(yùn)動限位裝置3采用插銷或螺栓，限制軸承在線性導(dǎo)軌4內(nèi)超界限運(yùn)動。

上述裝置安裝完成后，可保證直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1能在一定范圍內(nèi)繞一對軸承裝置2的軸線轉(zhuǎn)動以及前后自由運(yùn)動，并沿一對線性導(dǎo)軌4上下運(yùn)動，通過一對線性導(dǎo)軌4可防止試驗(yàn)過程中模型產(chǎn)生偏航，通過縱向運(yùn)動限位裝置3可限制模型的前后運(yùn)動范圍并防止模型因縱傾角度過大造成軸承裝置滑出線性導(dǎo)軌4的情況發(fā)生。

所述傳感器系統(tǒng)能夠測量直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1的縱向傾角、橫向傾角、重心位置升沉、縱向角速度、橫向角速度、縱向加速度、橫向加速度、艏艉吃水高度；并將測量的參數(shù)值傳遞給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)11。

如圖1所示，試驗(yàn)裝置還包括照相錄像系統(tǒng)，照相錄像系統(tǒng)包括照相機(jī)7、錄像機(jī)8、錄像機(jī)固定裝置9、照相錄像控制系統(tǒng)10；照相機(jī)位于模型側(cè)向，模型艏艉各布設(shè)一臺照相機(jī)；錄像機(jī)固定裝置9將錄像機(jī)8安裝在水動力高速試驗(yàn)拖車系統(tǒng)12下方，并處于直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1的前方，保證錄像機(jī)在試驗(yàn)過程中不發(fā)生顫動，從錄像機(jī)8中能觀察直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1在試驗(yàn)過程中的運(yùn)動情況；照相錄像控制系統(tǒng)10控制照相機(jī)7及錄像機(jī)8工作。

步驟2：在直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1下水前，根據(jù)試驗(yàn)工況要求將直升機(jī)風(fēng)浪橫搖模型1的重量、重心位置和慣量調(diào)試準(zhǔn)確，并對模型開口處進(jìn)行密封防水處理，模型下水后，測量并記錄模型艏艉初始吃水高度和縱傾角。

步驟3：試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)工況要求，水池造波系統(tǒng)制造波浪，風(fēng)機(jī)組6造風(fēng)，當(dāng)風(fēng)浪條件穩(wěn)定并達(dá)到試驗(yàn)要求后，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)11采集傳感器系統(tǒng)得到的模型縱向傾角、橫向傾角、重心位置升沉、縱向角速度、橫向角速度、縱向加速度、橫向加速度、艏艉吃水高度；同時(shí)對模型運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行錄像和拍照。

步驟4：試驗(yàn)結(jié)束后，分析采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，剔除無效數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的有效的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析得到不同試驗(yàn)狀態(tài)下模型隨時(shí)間的橫搖角度和橫搖角速度變化曲線，并得到風(fēng)浪條件下模型的橫搖運(yùn)動響應(yīng)，最終分析得到直升機(jī)漂浮特性，給出直升機(jī)穩(wěn)定性評價(jià)及危險(xiǎn)風(fēng)浪外載荷范圍，為設(shè)計(jì)具有水上漂浮能力的直升機(jī)提供數(shù)據(jù)輸入，同時(shí)為解決與水上漂浮有關(guān)的配平姿態(tài)、橫向穩(wěn)定性、風(fēng)浪響應(yīng)等相關(guān)內(nèi)容的研究提供試驗(yàn)技術(shù)支撐。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。