一种水面飞行器稳定性全机动力模型水池试验方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种水面飞行器稳定性全机动力模型水池试验方法。
【背景技术】
[0002]水面飞行器具有一般陆上飞机和船舶所不具备的优点，它既可在水面安全起降，又可在空中高速飞行，水面飞行器在国防建设和国民经济发展中具有重要作用，它可用于兵员物质运输、海上巡逻侦查预警、攻击水面舰艇和反潜等军事任务，也可用于海上救护、物质运输、环境监测等民用领域，当前随着我国国防建设和经济发展，对高性能水面飞行器的需求日益迫切，
稳定性是水面飞行器最重要的性能，是衡量水面飞行器性能优劣的重要指标。水面飞行器稳定性好，其在水面起降能力好，抗浪能力高，目前研究水面飞行器稳定性主要通过水面飞行器稳定性全机动力缩比模型水池试验方法，
水面飞行器稳定性全机动力模型与实机之间满足几何外形相似、重量重心及惯量相似，因此全机动力模型水池试验能够比较真实反应实机的性能，为了模拟水面飞行器在水面滑行过程中受到水流、涌浪、侧风等不利因素干扰，在试验过程中还需对模拟施加干扰，诱发模型不稳定运动发生，以考察模型的抗干扰能力，分析水面飞行器的稳定性能，目前世界上研究水面飞行器稳定性能的方法很多，但能够比较真实反应实机性能的试验方法较小。
[0003]
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对目前世界上研究水面飞行器稳定性能的方法很多，但能够比较真实反应实机性能的试验方法较小之不足，而提供一种水面飞行器稳定性全机动力模型水池试验方法。
[0005]本发明试验步骤如下:
a、全机动力模型及试验装置安装:
将全机动力模型安装在水动力高速试验拖车下方的适航仪上，并且该适航仪与全机动力模型的活动连接点为全机动力模型的重心位置点，全机动力模型能绕重心位置点自由俯仰转动，全机动力模型前端的导航片与水动力高速试验拖车系统底部的导航杆相配合以防止在试验过程中模型产生偏航，与全机动力模型稳定性能试验相关的设备有阻力仪、陀螺仪和干扰绳索，阻力仪安装在适航仪上，并通过细软钢索与适航仪连接，陀螺仪安装在全机动力模型内部，并靠近全机动力模型重心处，干扰绳索一端固定在全机动力模型的垂尾上，另一端延伸至拖车上方便观察模型运动和对模型施加干扰的地方；
b、数据采集设备安装:
试验时,水动力高速试验拖车在轨道上运动时与全机动力模型在水面上运动，当水动力高速试验拖车加速达到试验要求的运行速度后，全机动力模型保持试验速度稳定运动2^4秒后，试验人员通过干扰绳索对全机动力模型施加低头干扰，使全机动力模型产生不稳定运动，观察记录全机动力模型受到干扰后的运动状态和运动过程，试验时记录全机动力模型I的状态，包括襟翼偏转角度、升降舵偏转角度、试验重量、重心、试验速度等参数，试验结束后，数据分析处理人员应根据采集的数据和试验现象对所采集的数据进行综合分析，并对试验数据进行有效性评判，剔除无效数据。
[0006]本发明的优点是:该方法实用、可行、操作简单、试验结果可靠。
【附图说明】
[0007]图1是本发明试验装置装置安装结构示意图。
[0008]图2是稳定性典型图谱。
[0009]图3是试验数据记录表。
[0010]图4是试验数据处理示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1、2、3、4所示，本发明试验步骤如下:
a、全机动力模型及试验装置安装:
将全机动力模型I安装在水动力高速试验拖车2下方的适航仪3上，并且该适航仪3与全机动力模型I的活动连接点为全机动力模型的重心位置点，全机动力模型I能绕重心位置点自由俯仰转动，全机动力模型I前端的导航片4与水动力高速试验拖车系统底部的导航杆5相配合以防止在试验过程中模型产生偏航，与全机动力模型稳定性能试验相关的设备有阻力仪6、陀螺仪7和干扰绳索8，阻力仪6安装在适航仪3上，并通过细软钢索与适航仪3连接，陀螺仪7安装在全机动力模型I内部，并靠近全机动力模型I重心处，干扰绳索8 —端固定在全机动力模型I的垂尾上，另一端延伸至拖车上方便观察模型运动和对模型施加干扰的地方；
b、数据采集设备安装:
试验时，水动力高速试验拖车2在轨道上运动时与全机动力模型I在水面上运动，当水动力高速试验拖车2加速达到试验要求的运行速度后，全机动力模型I保持试验速度稳定运动2?4秒后，试验人员通过干扰绳索8对全机动力模型I施加低头干扰，使全机动力模型I产生不稳定运动，观察记录全机动力模型I受到干扰后的运动状态和运动过程，试验时记录全机动力模型I的状态，包括襟翼偏转角度、升降舵偏转角度、试验重量、重心、试验速度等参数，试验结束后，数据分析处理人员应根据采集的数据和试验现象对所采集的数据进行综合分析，并对试验数据进行有效性评判，剔除无效数据。
[0012]读取试验数据前，先检查试验数据是否受到其他高频信号干扰，若受到干扰则需对试验数据进行滤波处理，确定试验数据没有受到干扰后，根据要求读取所需测试数据，包括模型干扰前运动姿态Θ、剩余拉力T、干扰姿态、干扰值，并根据稳定性判定准则对模型稳定性进行判定，最后将所有试验结果绘制成稳定图谱，全机动力模型运动稳定性评判准则:
I)模型受干扰前发生连续纵摇幅值大于2°的运动为不稳定，小于等于2°为干扰前稳定; 2)模型受到干扰后，其纵摇幅值发散为不稳定，收敛为稳定，但若模型受到干扰后连续发生6个纵摇波形中如有4飞个波幅小于等于2°为稳定，如果仅有f 2个波形幅值小于等于2°则为不稳定。
[0013]试验原理如下:
水面飞行器稳定性全机动力模型与实机之间必须满足几何外形、重量重心相似，为保证模型与实机之间满足运动相似，要求模型与实机之间还要满足惯量和拉(推)力相似，为了模拟水面飞行器在水面滑行过程中受到水流、涌浪、侧风等不利因素干扰，在试验过程中还需对模拟施加干扰，诱发模型不稳定运动产生，以考察模型的抗干扰能力，通过测试模型受干扰前后的运动参数，主要是运动速度V和运动姿态Θ分析实机的稳定性能，根据评判准则对模型运动稳定性进行判定，
模型运动稳定性评判准则:
1、模型受干扰前发生连续纵摇幅值大于2°的运动为不稳定，小于等于2°为干扰前稳定;
2、模型受到干扰后，其纵摇幅值发散为不稳定，收敛为稳定，但若模型受到干扰后连续发生6个纵摇波形中如有4飞个波幅小于等于2°为稳定，如果仅有f 2个波形幅值小于等于2°则为不稳定，
模型施加低头干扰原则:
拖车加速达到试验要求的运行速度后，全机动力模型保持试验速度稳定运动2?4秒后对模型施加低头干扰，干扰姿态=0.5^1 °，
试验结束后，将相同试验状态的试验结果绘制在稳定图谱中，水面飞行器稳定图谱表示该机在某装载状态下的稳定性能，该图谱的横坐标为速度V，纵坐标为运动姿态Θ，如图2所示，
试验结果评定:
稳定性能较好的水面飞行器，其上、下稳定界限之间的范围大于3°，设计人员根据试验结果和试验现象对水面飞行器的稳定性能做出合理的判定是否达到设计要求。
【主权项】
1.一种水面飞行器稳定性全机动力模型水池试验方法，其特征在于试验步骤如下: a、全机动力模型及试验装置安装: 将全机动力模型(I)安装在水动力高速试验拖车(2)下方的适航仪(3)上，并且该适航仪(3)与全机动力模型(I)的活动连接点为全机动力模型的重心位置点，全机动力模型(I)能绕重心位置点自由俯仰转动，全机动力模型(I)前端的导航片(4)与水动力高速试验拖车系统底部的导航杆(5)相配合以防止在试验过程中模型产生偏航，与全机动力模型稳定性能试验相关的设备有阻力仪(6)、陀螺仪(7)和干扰绳索(8)，阻力仪(6)安装在适航仪(3)上，并通过细软钢索与适航仪(3)连接，陀螺仪(7)安装在全机动力模型(I)内部，并靠近全机动力模型(I)重心处，干扰绳索(8)—端固定在全机动力模型(I)的垂尾上，另一端延伸至拖车上方便观察模型运动和对模型施加干扰的地方； b、数据采集设备安装: 试验时，水动力高速试验拖车(2)在轨道上运动时与全机动力模型(I)在水面上运动，当水动力高速试验拖车(2)加速达到试验要求的运行速度后，全机动力模型(I)保持试验速度稳定运动2?4秒后，试验人员通过干扰绳索(8)对全机动力模型(I)施加低头干扰，使全机动力模型(I)产生不稳定运动，观察记录全机动力模型(I)受到干扰后的运动状态和运动过程，试验时记录全机动力模型(I)的状态，包括襟翼偏转角度、升降舵偏转角度、试验重量、重心、试验速度等参数，试验结束后，数据分析处理人员应根据采集的数据和试验现象对所采集的数据进行综合分析，并对试验数据进行有效性评判，剔除无效数据。
【专利摘要】一种水面飞行器稳定性全机动力模型水池试验方法，试验步骤如下：a、全机动力模型及试验装置安装：b、数据采集设备安装：察记录全机动力模型（1）受到干扰后的运动状态和运动过程，试验时记录全机动力模型（1）的状态，包括襟翼偏转角度、升降舵偏转角度、试验重量、重心、试验速度等参数，试验结束后，数据分析处理人员应根据采集的数据和试验现象对所采集的数据进行综合分析，并对试验数据进行有效性评判，剔除无效数据。本发明的优点是：该方法实用、可行、操作简单、试验结果可靠。
【IPC分类】G01M10-00
【公开号】CN104596732
【申请号】CN201410292428
【发明人】蒋荣, 廉滋鼎, 左仔滨, 许靖峰, 云鹏, 史圣哲
【申请人】中国特种飞行器研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年6月26日