一种模拟潜艇破冰的模型试验装置的制作方法

本发明涉及涉及潜艇破冰试验研究领域，具体涉及一种模拟潜艇破冰的模型试验装置。

背景技术：

极地地区的冰层为潜艇在极地的活动提供了特殊的隐蔽条件，但同时冰层的存在也阻碍了潜艇在极地的作战任务。潜艇如何能安全快速的破开极地冰层浮出水面，成为它在极地顺利完成打击和防卫作战任务的关键，因此潜艇破冰问题的研究显得至关重要。

由于潜艇的特殊任务需要，加之极地环境的复杂性和潜艇的保密要求，给潜艇破冰问题的研究带来了很大的阻碍。目前针对潜艇破冰机理和试验的研究还处于起步阶段，尚未见到一种实用的模拟潜艇破冰的模型试验装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种模拟潜艇破冰的模型试验装置。

一种模拟潜艇破冰的模型试验装置，其特征在于，包括具有玻璃侧面的试验水池1、滑道2、支架3、弹簧测力计4、支撑弹簧的方框5、弹簧6、模拟潜艇的矩形块7、冰块8、吊杆9、横条10、吊环11；所述具有玻璃侧面的试验水池1固定放置在水平的地面上，冰块8漂浮于具有玻璃侧面的试验水池1的水中；吊杆9与冰块8固定在一起，吊杆9与横条10相连，横条10固定在具有玻璃侧面的试验水池1的两侧；滑道2安装在具有玻璃侧面的试验水池前后两端，支架3安装滑道2上；弹簧测力计4的上端与支架3相连，吊环11固定在支撑弹簧的方框5上，支撑弹簧的方框5通过吊环11吊在弹簧测力计4的下端；弹簧6的一端安装在支撑弹簧的方框5的内壁上，弹簧6的另一端与模拟潜艇的矩形块7相连。

所述支架3为u形弯曲，其与滑道2安装后再安装在具有玻璃侧面的试验水池1侧面。

所述模拟潜艇的矩形块7为矩形形状，在其底部开有安装弹簧6的螺纹孔，通过螺栓将弹簧6固定在底部。

所述吊环11安装在支撑弹簧的方框5顶部中心线，其吊环轴线与中心线重合。

本发明的有益效果在于：

本发明结构简单，利用简单的弹簧压缩来模拟潜艇上浮时增加的浮力，成本较低。不仅可以模拟潜艇上浮时冰层受力发生破坏的情况，还能通过改变两个测力计的距离，模拟潜艇纵倾上浮时的破冰情况，试验装置收放简易，操作起来方便。

附图说明

图1为本发明侧面结构示意图；

图2为本发明顶部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

一种模拟潜艇破冰的模型试验装置利用弹簧的弹力代替潜艇的浮力，通过弹簧测力计测量出弹簧的弹力，即水对潜艇作用的合力大小，观察冰层破坏时受力的大小以及冰层的破坏情况。其原理较为简单，用一块矩形块来模拟潜艇破冰时与冰层作用的指挥台。试验装置系统化，操作方便。另外，在在试验水槽前后两侧安装有上下滑动的轨道，以此来控制弹簧的压缩，增加弹簧对板的压力，模拟潜艇上浮释放压载时增加的浮力，即潜艇作用在冰层上的力。

实施例2：

一种模拟潜艇破冰的模型试验装置，主要应用于潜艇破冰机理研究和潜艇破冰过程模拟，包括具有玻璃侧面的实验水池，滑道，安装在滑道上的支架，弹簧测力计，吊环，支撑弹簧的方框，弹簧，模拟潜艇指挥台的矩形块。具有玻璃侧面的实验水池水平放置在地板上，冰放在试验水池内，并在冰块的四个角上打入吊杆，与吊杆相连的横条固定在水池两侧，来限制冰层的上下移动，以此来模拟潜艇在极地破冰时面对的冰层。滑道安装在具有玻璃侧面的实验水池的前后前端，支架安装在滑道上，弹簧测力计安装在支架上。吊环固定在支撑弹簧的方框上，通过吊环将支撑弹簧的方框吊在弹簧测力计下方。弹簧一端连接在方框内壁上，另一端连接模拟潜艇指挥台的矩形块。试验时，先将冰层固定好，慢慢向上移动支架，矩形块会受到冰层的阻碍而无法向上移动，此时弹簧开始继续压缩，矩形块开始对冰层有挤压作用，通过观察测力计示数前后的改变，可以计算出矩形块对冰层的压力大小，进一步压缩弹簧，直至冰层发生破坏，观察冰层的破坏情况。

本发明结构简单，利用简单的弹簧压缩来模拟潜艇上浮时增加的浮力，成本较低。不仅可以模拟潜艇上浮时冰层受力发生破坏的情况，还能通过改变两个测力计的长度，模拟潜艇纵倾上浮时的破冰情况，试验装置收放简易，操作起来方便。

实施例3：

如图1、图2所示，图中具有玻璃侧面的试验水池1固定放置在水平的地面上，冰块8漂浮于具有玻璃侧面的试验水池1的水中。吊杆9与冰块8固定在一起，吊杆9与横条10相连，横条10固定在具有玻璃侧面的试验水池1的两侧。滑道2安装在具有玻璃侧面的试验水池前后两端，支架3安装滑道2上。弹簧测力计4的上端与支架3相连，吊环11固定在支撑弹簧的方框5上，支撑弹簧的方框5通过吊环11吊在弹簧测力计4的下端。弹簧6的一端安装在支撑弹簧的方框5的内壁上，弹簧6的另一端与模拟潜艇的矩形块7相连。

实验时，将弹簧测力计4与吊环11套在一起并固定好，避免吊环11在试验过程中出现摇摆。吊杆9与冰块8相连部位处理好，避免出现松动，横条10固定在具有玻璃侧面的试验水池1两侧，从而实现潜艇在极地破冰时大冰层的模拟。记录下初始时弹簧测力计4的示数，缓慢移动安装在滑道2上的支架3，在矩形块与冰层刚开始接触时，记录下此刻弹簧测力计4的示数，继续向上移动支架3，观察弹簧测力计4的示数变化和冰层的变形情况，直至冰层发生破坏，观察冰层的破坏模式。通过弹簧测力计4示数的前后变化就可以计算出作用在冰层上的压力大小，知道使冰层破坏的压力和冰层破坏模式。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种模拟潜艇破冰的模型试验装置，属于潜艇破冰试验研究领域。包括具有玻璃侧面的试验水池1、滑道2、支架3、弹簧测力计4、支撑弹簧的方框5、弹簧6、模拟潜艇的矩形块7、冰块8、吊杆9、横条10与吊环11。本发明装置是将支架3向上移动，弹簧6遇到冰层的阻碍而发生压缩，产生弹力作用在冰层上，通过弹簧测力计4示数的变化计算出冰层的受力大小，得到冰层在不同受力大小时的变形情况以及破坏模式，通过改变两个弹簧测力计的长度还能模拟潜艇纵倾上浮时的破冰情况。本发明结构简单，成本较低，不仅可以模拟潜艇上浮时冰层受力发生破坏的情况，还能通过改变两个测力计的长度，模拟潜艇纵倾上浮时的破冰情况，操作起来方便。

技术研发人员：薛彦卓;曾令东;倪宝玉;狄少丞;王庆;鞠磊;刘仁伟;武奇刚
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2018.10.23
技术公布日：2019.02.22