[发明专利]一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量平台

说明书

本发明涉及冰和螺旋桨试验技术领域，具体涉及一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量平台。本发明主要用于在循环水槽中开展冰桨干扰工况下冰运动轨迹的测量，便于测量出水下冰在螺旋桨抽吸作用下的运动轨迹、运动速度和加速度等参数的变化，具有稳定性好、可靠性好、测量精度高、造价低、操作简单等优点，有效地实现了对水下物体运动的测量，进而分析出了冰的运动与螺旋桨抽吸作用之间的关系，为冰区螺旋桨的设计与计算提供参考。

技术领域

本发明涉及冰和螺旋桨试验技术领域，具体涉及一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量平台。

背景技术

随着全球范围内的气候变暖，极地冰区的冰层正日渐消融，不断减少的冰覆盖面积和冰厚为北极地区航道的通航以及能源的开发利用提供了可能。一方面，北极蕴藏着丰富的自然资源，无疑将成为未来重要的能源和资源基地。目前世界相关国家对北极油气资源的开发将进入实质性实施阶段，其开采规模将达到目前海湾地区的水平。另一方面，北极航线的开通可能性大大提高，它可以大幅缩短海上运输航程，使亚欧之间、亚洲至北美东岸之间的航程缩短6000～8000公里，节约大笔的航运成本、时间和能源，具有极高的经济价值。北极航道的通航将对全球的海上运输有着至关重要的影响，能极大改变现有的世界海运贸易航线结构，促使环北极地区经济政治格局发生深刻变化。因此，对于北极地区权益的争端日益激烈。冰区船舶的推进系统作为保证冰区航行船舶安全航行的一个重要部分，对冰区船舶整体的航行性能和可靠性都有举足轻重的影响。

冰区航行的船舶考虑到其作业环境的复杂性，与常规类型船舶相比，无论是研发设计还是工艺建造都要复杂很多。冰不仅对船体有破坏，对推进系统的影响也不容忽视。当船舶在碎冰区航行时，冰沿着船体下浸到水面以下并沿船体运动至桨前方，使得螺旋桨前方流场更加不均匀，从而改变了螺旋桨水动力性能，影响了船舶的正常航行。为了提高冰区螺旋桨的经济性与安全性，国外专家对此已经做了大量的研究工作，虽然国内对螺旋桨的研究已经取得一定成果，但由于对冰区船舶的研究起步较晚，在冰桨干扰水动力研究和冰运动测量方面几乎空白，因此，有必要设计出一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量平台，从而便于观察出冰在螺旋桨抽吸作用下的运动现象，测量出不同尺寸、不同形状、不同位置的冰在螺旋桨不同转速下的运动轨迹、运动速度和运动加速度等参数的变化。进而分析出了冰的运动与螺旋桨抽吸作用之间的关系，为冰区螺旋桨的设计与计算提供参考。进而从理论和应用上促进我国冰区航行船舶推进系统开发的自主化、国产化进程。

发明内容

本发明的目的是提供能观察出冰在螺旋桨抽吸作用下的运动现象，测量出不同尺寸、不同形状、不同位置的冰在螺旋桨不同转速下的运动轨迹、运动速度和运动加速度等参数的变化的一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量平台。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量平台，包括循环水槽、冰释放装置、驱动装置和测量及分析系统，所述的循环水槽上搭载有冰释放装置滑轨和驱动装置滑轨，且冰释放装置滑轨和驱动装置滑轨的两端均分别搭载在水槽两侧的槽壁上端；所述的冰释放装置安装在冰释放装置滑轨上；所述的驱动装置包括敞水箱，敞水箱的轴管内安装有连接轴，连接轴的一端与伺服电机连接，连接轴的另一端与螺旋桨连接；所述的敞水箱的上端与驱动装置滑轨连接。

本发明还可以包括：

还包括防护装置，所述的防护装置包括长方体框架，长方体框架的底面和两个侧面分别安装有高透明亚克力板，长方体框架的顶层搭载在水槽两侧的槽壁上端。

还包括回收装置，所述的回收装置包括方形框架，方形框架的宽度小于循环水槽内部的宽度，方形框架的上端搭载在水槽两侧的槽壁上端，方形框架的下端在循环水槽底面以上；所述的方形框架内部设有尼龙网，方形框架的下端通过尼龙绳与驱动装置滑轨连接。