本發(fā)明屬于拖曳探測工程，具體涉及一種拖曳特性模擬測試裝置。

背景技術(shù)：

1、目前在海洋探測過程中，通常通過船舶拖曳探測器進(jìn)行作業(yè)。雖然這項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)成熟，但由于探測器的速度受限于船舶平臺(tái)的速度，效率并不高。為了解決這一問題，我國已經(jīng)開展由直升機(jī)作為拖曳平臺(tái)的海洋探測(圖1中，左側(cè)為船舶作為平臺(tái)拖曳、右側(cè)為直升機(jī)作為平臺(tái)拖曳)。直升機(jī)作為拖曳平臺(tái)具有機(jī)動(dòng)性好、速度快、效率高、遠(yuǎn)離水面威脅等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于目前該方面的工程經(jīng)驗(yàn)非常有限，直升機(jī)跨介質(zhì)作業(yè)時(shí)的飛控系統(tǒng)能力、安全系統(tǒng)的應(yīng)急處置可靠性等數(shù)據(jù)均為空白。

2、以往在船舶拖曳的設(shè)計(jì)調(diào)試過程中，由于數(shù)據(jù)相對完善，通常是直接基于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并通過真實(shí)拖曳測試進(jìn)行調(diào)整。由于船舶的可控性強(qiáng)，即使出現(xiàn)問題，也能停泊處理，不至于產(chǎn)生嚴(yán)重后果。然而，當(dāng)直升機(jī)處于飛行狀態(tài)時(shí)，探測器的負(fù)載變化牽一發(fā)而動(dòng)全身。一旦出現(xiàn)突發(fā)意外，輕則需要拋棄探測器，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致機(jī)毀人亡。

3、因此，針對直升機(jī)拖曳方面工程經(jīng)驗(yàn)有限的問題，需要在進(jìn)行直升機(jī)真實(shí)拖曳測試前，對拖曳特性參數(shù)進(jìn)行摸底。這包括：在保證飛行安全與穩(wěn)定性的前提下，不同拖曳拉力所能達(dá)到的拖曳速度、緊急釋放拖體對直升機(jī)的瞬態(tài)飛行影響以及不同海況下測試裝置的拖曳拉力波動(dòng)對直升機(jī)飛行的影響等。由于直升機(jī)直接拖曳真實(shí)拖體試驗(yàn)成本高、效率低、風(fēng)險(xiǎn)大且工作范圍窄，目前尚無一種測試裝置能夠大范圍調(diào)節(jié)直升機(jī)拖曳特性(即拖曳拉力的大小和角度)，以獲取直升機(jī)的拖曳能力相關(guān)數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種拖曳特性模擬測試裝置，通過調(diào)整阻力調(diào)節(jié)翼板、俯仰調(diào)節(jié)翼板及升沉翼板，模擬出不同拖曳特性，并獲取不同拖曳特性對直升機(jī)的影響數(shù)據(jù)，從而對直升機(jī)拖曳行為進(jìn)行摸底，進(jìn)而降低真實(shí)拖體試驗(yàn)成本、降低風(fēng)險(xiǎn)、提高效率及增加工作范圍。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種拖曳特性模擬測試裝置，包括：水上平臺(tái)、纜繩組件、浮力組件以及拖曳力調(diào)節(jié)組件；

4、所述纜繩組件設(shè)置在水上平臺(tái)上，通過纜繩連接直升機(jī)平臺(tái)，并傳遞拖曳力，調(diào)節(jié)拖曳角度；

5、所述浮力組件設(shè)置在水上平臺(tái)的下端面，用于提供正浮力，使得水上平臺(tái)始終浮在水面上；

6、所述拖曳力調(diào)節(jié)組件設(shè)置在浮力組件上，位于水中，用于調(diào)整拖曳力大小。

7、進(jìn)一步的，浮力組件包括：上浮筒和與上浮筒一一對應(yīng)的下浮筒；

8、所述上浮筒設(shè)置在水上平臺(tái)的下端面，沿水上平臺(tái)的對稱軸對稱布置；

9、所述下浮筒設(shè)置在上浮筒的正下方。

10、進(jìn)一步的，所述拖曳力調(diào)節(jié)組件包括：若干阻力調(diào)節(jié)翼板、若干俯仰調(diào)節(jié)翼板及若干升沉翼板；

11、每個(gè)所述下浮筒的尾部的左右兩側(cè)均設(shè)有俯仰調(diào)節(jié)翼板，用于提供俯仰力矩；位于左右兩側(cè)下俯筒上的俯仰調(diào)節(jié)翼板沿水上平臺(tái)的對稱軸對稱布置；

12、所述阻力調(diào)節(jié)翼板和所述升沉翼板均設(shè)置在所述上浮筒和下浮筒之間，且分別位于裝置的頭部和尾部；

13、所述阻力調(diào)節(jié)翼板且位于裝置的尾部，用于提供水平方向的力矩；所有阻力調(diào)節(jié)翼板產(chǎn)生的阻力的合力用于調(diào)整拖曳力的水平分量；

14、所述升沉翼板用于提供豎直方向的升力；所有升沉翼板產(chǎn)生的升力的合力用于調(diào)整拖曳力的豎直分量。

15、進(jìn)一步的，所述上浮筒始終浮在水面上，下浮筒始終位于水中。

16、進(jìn)一步的，每個(gè)升沉翼板包括：兩對以上短翼板組，每對短翼板組包括兩個(gè)左右對稱布置的短翼板；兩對以上短翼板組沿上下方向間隔布置。

17、進(jìn)一步的，纜繩組件包括：卷揚(yáng)機(jī)和纜繩；

18、所述卷揚(yáng)機(jī)設(shè)置在水上平臺(tái)的幾何中心；

19、所述纜繩的一端纏繞在卷揚(yáng)機(jī)上，另一端連接于直升機(jī)的拖曳掛點(diǎn)上。

20、進(jìn)一步的，還包括導(dǎo)向滑輪；

21、所述導(dǎo)向滑輪設(shè)置在水上平臺(tái)上，位于卷揚(yáng)機(jī)的前方；

22、所述導(dǎo)向滑輪的軸向與卷揚(yáng)機(jī)的軸向平行；

23、所述纜繩未設(shè)置于卷揚(yáng)機(jī)的端部繞過導(dǎo)向滑輪后，與直升機(jī)的拖曳掛點(diǎn)連接。

24、進(jìn)一步的，還包括拖曳桿；

25、所述拖曳桿的尾部鉸接于水上平臺(tái)的頭部，拖曳桿的頭部設(shè)有導(dǎo)向筒；

26、所述纜繩未設(shè)置于卷揚(yáng)機(jī)的端部穿過拖曳桿的導(dǎo)向筒后，與直升機(jī)的拖曳掛點(diǎn)連接。

27、進(jìn)一步的，所述阻力調(diào)節(jié)翼板、俯仰調(diào)節(jié)翼板及升沉翼板的迎角角度均通過遙控調(diào)節(jié)。

28、有益效果：

29、(1)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，裝置通過拖曳力調(diào)節(jié)組件調(diào)整拖曳力大小，同時(shí)通過纜繩組件向直升機(jī)施加不同的拖曳力，從而模擬出不同工況下的拖曳特性，進(jìn)而獲取直升機(jī)拖曳能力的相關(guān)數(shù)據(jù)；由于測試相關(guān)設(shè)備均設(shè)置于該裝置上，無需在直升機(jī)平臺(tái)上裝載過多的設(shè)備，降低了作為拖曳平臺(tái)(直升機(jī))的空間要求和安裝復(fù)雜度；裝置整體呈正浮力，在發(fā)生拖曳過程中意外緊急脫纜時(shí)，水上平臺(tái)不能夠浮在水面，便于尋找，防止丟失，能夠進(jìn)行多次安全系統(tǒng)應(yīng)急處置可靠性測試。

30、(2)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，通過調(diào)節(jié)俯仰調(diào)節(jié)翼板，使得裝置在施加不同拖曳力的過程中始終保持水平姿態(tài)，從而避免裝置存在俯仰趨勢導(dǎo)致阻力調(diào)節(jié)翼板和升沉翼板的迎角發(fā)生相應(yīng)變化，難以控制裝置整體受力情況；通過調(diào)節(jié)阻力調(diào)節(jié)翼板的迎角大小施加調(diào)整裝置水平方向上的阻力，調(diào)節(jié)升沉翼板的迎角大小調(diào)整豎直方向上的升力，從而調(diào)整拖曳力的水平分量和豎直分量，進(jìn)而大范圍改變拖曳力大小，模擬出不同的工況，能夠代替多類型拖體的拖曳測試，使該拖曳模擬測試裝置在多個(gè)項(xiàng)目中充分發(fā)揮價(jià)值；阻力調(diào)節(jié)翼板對稱設(shè)置，使得所有阻力調(diào)節(jié)翼板的合力僅在水平方向上施加(無其他方向的分量)，便于控制水平方向的阻力大?。簧烈戆鍖ΨQ設(shè)置，使得所有升沉翼板的合力僅在豎直方向上施加(無其他方向的分量)，便于控制豎直方向的升力大小.

31、(3)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，上浮筒始終浮在水面上，避免上浮筒的上浮或下沉改變裝置所受的流體力，從而影響裝置的控制，使得升沉翼板提供的升力完全取代上浮筒的浮力(即升力均通過升沉翼板提供)；下浮筒位于水中，并提供升力值，能夠減小升沉翼板7需要提供的升力，減小載荷集中，減輕裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度負(fù)擔(dān)。

32、(4)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，每個(gè)升沉翼板包括：兩對以上短翼板，每對短翼板組包括兩個(gè)左右對稱布置的短翼板，通過多個(gè)短翼板同時(shí)作用，減輕翼板根部彎矩，從而減輕結(jié)構(gòu)強(qiáng)度負(fù)擔(dān)。

33、(5)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，纜繩組件中，纜繩的一端纏繞在卷揚(yáng)機(jī)上，另一端連接于直升機(jī)的拖曳掛點(diǎn)上，通過卷揚(yáng)機(jī)能夠改變纜繩的釋放長度，從而匹配不同的拖曳力的狀態(tài)，并改變拖曳力的角度。

34、(6)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，纜繩為設(shè)置于卷揚(yáng)機(jī)的端部繞過導(dǎo)向滑輪后，與直升機(jī)的拖曳掛點(diǎn)連接，導(dǎo)向滑輪能夠?qū)⒗|繩對卷揚(yáng)機(jī)上的載荷作用點(diǎn)轉(zhuǎn)移至裝置的頭部(即圖2中的左側(cè))，使得拖曳的拖曳角度更符合實(shí)際拖體受力形式。

35、(7)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，拖曳桿的頭部設(shè)有導(dǎo)向筒，纜繩的端部穿過拖曳桿的導(dǎo)向筒，拖曳桿對纜繩起到輔助支撐的作用，從而防止纜繩擺蕩過度，與其他結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞磨損；拖曳桿的尾部鉸接于水上平臺(tái)的頭部，能夠調(diào)節(jié)拖曳桿傾斜角，使得裝置適用于不同拖曳角度。

36、(8)本發(fā)明的一種拖曳特性模擬測試裝置，阻力調(diào)節(jié)翼板、俯仰調(diào)節(jié)翼板及升沉翼板的迎角角度調(diào)節(jié)均通過遙控調(diào)節(jié)，使得裝置能夠及時(shí)應(yīng)對不同的突發(fā)狀況，避免因?yàn)橥弦妨Φ耐蝗桓淖兌鴮χ鄙龣C(jī)造成損壞；同時(shí)減少了傳統(tǒng)的純機(jī)械式調(diào)節(jié)流程(例如常規(guī)拖體的尾翼板往往是固定式，需要回收后調(diào)整，這是拖體最終產(chǎn)品狀態(tài)決定的)，節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間。