一种冲击平台海上试验爆源定位装置的制作方法

本发明涉及一种冲击平台海上试验爆源定位装置，属于船舶设备抗冲击的考核试验技术领域。

背景技术：

随着我国海军技术的发展和对海洋事业的日益重视，我国新研制的舰船设备在应用于舰船之前都需要进行冲击平台的冲击试验验证，以校核设备是否满足在舰船各部位的应用。而进行冲击平台海上爆炸试验时，药包的精确定位关系到冲击平台所受的载荷以及设备冲击试验结果的验证，具有重要的意义。对于冲击平台海上试验的爆源定位技术，主要影响因素在于试验海域一般远离码头，爆源布放入水后受到水流、风力、涌浪等因素的综合作用，爆源会沿着平台纵向及横向方向产生偏移，本装置的目的即为减小或抑制上述环境因素对爆源定位精度的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是为了为冲击平台海上试验设计一套爆源定位辅助装置，以提高其对控制爆源与冲击平台相对位置的准确性而提供一种冲击平台海上试验爆源定位装置，且结构简单可靠，制造方便，便于拆装，距离可调，结果可验证，低成本。

本发明的目的是这样实现的：包括冲击平台、设置在冲击平台的侧面上的立柱滑轨、通过扣环安装在立柱滑轨上的带扣环的箱型刚性杆一、与带扣环的箱型刚性杆一端部固连的箱型刚性杆二、爆源悬挂及传感器布置结构，所述冲击平台的截面形状是方形，在冲击平台的上端的四个角分别设置有一号缆绳至四号缆绳，一号缆绳、二号缆绳的端部分别连接有一号水鼓和二号水鼓，爆源悬挂及传感器布置结构包括与箱型刚性杆二的端部连接的中间浮体、通过连杆对称设置在中间浮体两端的两个侧浮体、设置在中间浮体下端的箱型刚性杆三、设置在箱型刚性杆三端部的爆源、分别设置在两个侧浮体下端的水下传感器布置装置，两个水下传感器布置结构上以及冲击平台的下端均设置有压力传感器，中间浮体、两个侧浮体分别通过五号缆绳同时与三号水鼓连接，且位于立柱滑轨上方的三号绳索和四号绳索的端部分别和对应的两侧的浮体连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.与带扣环的箱型刚性杆一端部固连的箱型刚性杆二是指：箱型刚性杆的一端通过带孔的键和螺栓螺母与带扣环的箱型刚性杆一的端部连接。

2.中间浮体与箱型刚性杆二的连接处设置有三角形钢架。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的目的在于对冲击平台在海上进行水下爆炸冲击试验时药包相对冲击平台位置进行精确定位，可使整个试验过程中药包与冲击平台相对位置基本保持不变。目前使用的GPS定位法只能在事后才能获知爆源与平台的位置，不能实现位置控制，传统的机械定位法容易受到风浪流的影响造成平台横向位移，导致定位不准确。本装置解决了冲击平台海上试验中冲击平台及爆源受海流影响产生相对位置移动的难题，并且该爆源定位装置方法简单可靠，可通过装置本身布置的传感器的数据测量结果进行试验验证，从而对于冲击平台海上试验的试验精度提高起到积极作用。

附图说明

图1是本发明的爆源定位装置总体结构示意图；

图2(a)、图2(b)分别是本发明的箱型刚性杆的连接方式的轴测图和局部剖视图；

图3(a)、图3(b)、图3(c)分别是本发明的立柱滑轨结构的轴测图、主视图、局部剖视图；

图4(a)、图4(b)分别是本发明的带扣环的箱型刚性杆结构的立体图和主视图；

图5(a)、图5(b)分别是本发明的带孔的连接键及箱型刚性杆结构的立体图和主视图；

图6(a)是本发明的爆源悬挂装置结构示意图，图6(b)是本发明的传感器布置示意图；

图7(a)、图7(b)分别是本发明的与爆源连接的箱型刚性杆结构的立体图和主视图。

图1～7中结构组成为：①-一号缆绳和二号缆绳；②-冲击平台；③-三号缆绳和四号缆绳；④-立柱滑轨；⑤-带扣环的箱型刚性杆；⑥-箱型刚性杆；⑦-爆源悬挂及传感器布置装置；⑧-与爆源连接的箱型刚性杆；⑨-五号缆绳；⑩-a、⑩-b、⑩-c分别是一号至三号水鼓；-带孔的键；-φ10×90mm螺杆+φ10螺母；-爆源。

图6中结构组成为：⑦-a-中间浮体；⑦-b-两侧浮体；⑦-c-中部等腰三角形钢架；⑦-d-水下传感器布置装置。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一、爆源定位装置的结构形式

冲击平台爆源定位装置及其相关部件有：缆绳①、③、⑨、立柱滑轨④、带扣环的箱型刚性杆一⑤、箱型刚性杆二⑥、爆源悬挂及传感器布置结构⑦、与爆源连接的箱型刚性杆三⑧、水鼓⑩-a、⑩-b、⑩-c、带孔的键φ10×90mm螺杆+φ10螺母箱型刚性杆之间采用带孔的键和螺栓连接。平台与爆源之间采用箱型刚性杆连接，各箱型刚性杆剖面形状完全相同，箱型刚性杆之间采用带孔的键和螺栓连接，连同缆绳及水鼓共同组成爆源与平台间的定位系统。箱型刚性杆二⑥可以根据爆炸距离的不同进行更换。爆源悬挂及传感器布置结构的水下结构部分分布有压力传感器，冲击平台在靠近爆源一侧的底部边线两个角点分别布置压力传感器。

二、原理及工作过程

本发明根据水下爆炸试验确定爆源位置的相关原理设计了冲击平台爆源定位装置。

冲击平台在使用时需要控制爆源在距离平台不同距离及角度处发生爆炸，产生不同强度、不同入射角度的冲击压力波作用于平台本身，通过平台本身传导入设备，以此完成对设备在该爆炸状态下的抗冲击试验。

本装置从控制爆源与平台在纵向、横向、垂向三个方向上的位移及转角入手，通过更换不同长度的可拆卸箱型刚性杆以及调节缆绳的长度来改变爆源相对于平台的位置，通过布置压力传感器验证爆源位置，从而起到试验中精确控制爆源位置的作用。

水下爆炸试验中常用的爆源定位方法包括机械定位法、冲击波零时法、GPS水面定位法等。浮动冲击平台和圆柱壳舱段平台抗冲击试验要求爆源位于平台横向一侧或者首尾一侧，并且爆源悬浮于水下。爆源布放入水至起爆过程会受到水流、风力、涌浪等因素的影响，使平台和爆源的相对位置和姿态产生较大不确定性。GPS定位法只能在爆炸后才能获知爆源与平台的位置；普通的机械定位法容易受到风浪流的影响造成平台横向位移，导致定位不准确；冲击波零时法只能作为一种辅助定位测量手段，不能直接作为爆源定位的方式。由于通过以上手段不可避免地会使爆源与平台相对位置产生定位偏差，导致爆源与平台定位不准对试验谱速度结果造成误差。而该冲击平台爆源定位装置能够有效控制爆源及平台的相对位置移动，相比传统的海上试验定位方法具有明显的优势，并且具有成本低、结果可验证的特点。

试验中，冲击平台与各箱型刚性杆沿海流方向分布。在爆炸距离需要改变时，部分构件长度需要改变，部分构件不需要改变。不同爆距时需要改变长度的构件有：箱型刚性杆⑥，与爆源连接的箱型刚性杆三⑧，缆绳①、③、⑨；在各次试验中均相同，不需要改变的构件及参数为：带扣环的箱型刚性杆一⑤长度为4m，爆源悬挂及传感器布置装置⑦的中部等腰三角形钢架⑦-c各直角边长度均为3m，爆源悬挂及传感器布置装置两侧浮体⑦-b与中间浮体⑦-a之间的距离均为10m，两侧浮体下方水下传感器布置装置⑦-d长度也不变，每隔2m布置一个压力传感器，可以通过试验中水中冲击波到达各传感器的时间验证爆源的位置。

各次试验中，水鼓的位置一直是确定的，箱型刚性杆的剖面形状完全相同，箱型剖面为正方形，边长60mm，厚度10mm，端部连接处开3孔，孔直径均为11mm，各开孔位于杆的宽度中心处，距离40mm，与端部最近的孔距离端部40mm，带孔的键剖面形状为正方形，边长39mm，总长300mm，两端各开3孔，孔直径均为10mm，各开孔位于宽度中心处，相隔40mm。

在试验方案确定之后，按照不同的爆源位置要求，加工不同长度的构件。在每次爆炸试验结束后，检查爆源定位装置的损伤程度，如果构件变形量较小，结构完好，则继续使用，只需更换满足需要的不同长度的箱型刚性杆二⑥及与爆源连接的箱型刚性杆三⑧，并且调整缆绳①、③、⑨长度；如果构件结构受到损伤，变形量较大，则下次试验更换新的相同的结构，再更换长度需要改变的构件。

由于箱型刚性杆加工方便，且装置中各杆件均为箱型刚性杆，故只需加工出300m长的箱型刚性杆，再根据各构件结构的不同进行分割、焊接等工序，根据各次试验爆距的不同设置不同长度的可变长度构件，可满足4次爆炸试验的需求，因此成本较低。在此基础上，缆绳的长度均可随时调节，以达到保持平台及爆源相对位置不动的状态。