一种潜航器水下拖曳试验方法及装置与流程

1.本发明涉及潜航器水下试验技术领域，尤其涉及一种潜航器水下拖曳试验方法；本发明还涉及一种潜航器水下拖曳试验装置。


背景技术：

2.海洋水文观测、深海探测和海底矿藏资源开发，以及海洋安全保护等都需要研制各种类型和用途的水下航行器，水下潜航器的运动特性、声纳探测性能等需要通过相关模型试验给予验证。在水下牵引潜航器的试验测试过程中，通常需要满足牵引潜航器可调深度，可调航速的试验条件，以测试牵引潜航器的航行姿态。
3.目前测试的方法是在大型的试验水域，由水下航行器进行牵引试验。例如cn111220354a公开了 一种水下拖曳试验装置，试验装置由拖车、下沉平台、拖带和被测试拖体组成，能够在拖曳水池中，模拟不同水深定位、不同运动速度、不同组合方式的拖带试验工况，对水下深潜器进行多种性能测试试验。
4.现有的试验方法试验条件有限，试验周期长，费用昂贵。
5.因此，开发一种操作便捷、制备及试验费用均较低的潜航器水下拖曳试验方法及装置具有重要意义。也很有必要。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种使用便捷、费用相对较低的潜航器水下拖曳试验方法及装置。
7.为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供潜航器水下拖曳试验方法，其特征在于，包括以下步骤：1）布设第一岸基锚桩和第二岸基锚桩；将第一定滑轮与第一水下锚桩连接，将第二定滑轮与第二水下锚桩连接；2）将第一定深绳绕过所述第一定滑轮后两端分别与第一岸基锚桩和第一浮球连接；将第二定深绳绕过所述第二定滑轮后两端分别与第二岸基锚桩和第二浮球连接；将第一转向定滑轮与所述第一定深绳连接，将第二转向定滑轮和牵引绳定向定滑轮与所述第二定深绳连接；将导向绳依次绕过第一转向定滑轮、跑车滑轮、第二转向定滑轮后两端分别与第一岸基锚桩和第二岸基锚桩连接，将牵引绳与跑车滑轮连接后，一端绕过牵引绳定向定滑轮后与牵引船连接，将潜航器用潜航器连接绳与跑车滑轮连接、或将潜航器与牵引绳连接；3）向第一水下锚桩和第二水下锚桩内装锚石，将第一水下锚桩和第二水下锚桩投放到预定水域；调节第一转向定滑轮的深度位置满足试验的水深位置，将第一定深绳的对应水深处系于第一浮球上，拉紧第一定深绳，并将第一定深绳与第一岸基锚桩固定；调节第二转向定滑轮的深度位置满足试验的水深位置，将第二定深绳的对应水深处系于第二浮球上，拉紧第二定深绳，并将第二定深绳与第二岸基锚桩固定；将导向绳的一端与第一岸基锚
桩或第二岸基锚桩固定，拉紧导向绳并将导向绳的另一端与第二岸基锚桩或第一岸基锚桩固定；4）调整跑车滑轮和潜航器的位置，使它们靠近第一转向定滑轮，牵引船通过牵引绳牵引潜航器在水下运动，完成相应的试验；试验过程中，潜航器包括加速运行段，测试速度运行段和减速运行段，运行区间的设置使潜航器不会碰撞第一定深绳和第二定深绳。
8.作为进一步的改进技术方案，在前述基础方案的基础上，本发明提供的潜航器水下拖曳试验方法，还包括将测力计和绞车与导向绳连接；绞车用于拉紧导向绳，测力计用于测量导向绳的张紧力。
9.作为进一步的改进技术方案，在前述基础方案的基础上，本发明提供的潜航器水下拖曳试验方法，还包括以下调试过程：将导向绳调整至处于水面位置，张紧导向绳；将牵引绳与牵引船连接，牵引船分别以低速、中速、高速拖带模拟潜航器航行，在不同的速度下检查绳系运行是否正常，锚系、固定系统是否可靠；将导向绳调整至处于中等试验水深深度处，张紧导向绳；将牵引绳与牵引船连接，牵引船分别以低速、中速、高速拖带模拟潜航器航行，在不同的速度下检查绳系运行是否正常，锚系、固定系统是否可靠；将导向绳调整至处于最深试验水深深度处，张紧导向绳；将牵引绳与牵引船连接，牵引船分别以低速、中速、高速拖带模拟潜航器航行，在不同的速度下检查绳系运行是否正常，锚系、固定系统是否可靠。
10.为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种潜航器水下拖曳试验装置，包括第一岸基锚桩，第一水下锚桩，与所述第一水下锚桩连接的第一定滑轮，第一浮球，第一端与所述第一岸基锚桩连接、另一端绕过第一定滑轮后与所述第一浮球连接的第一定深绳，第二岸基锚桩，第二水下锚桩，与所述第二水下锚桩连接的第二定滑轮，第二浮球，第一端与所述第二岸基锚桩连接、另一端绕过第二定滑轮后与所述第二浮球连接的第二定深绳，与所述第一定深绳连接的第一转向定滑轮，与所述第二定深绳连接的第二转向定滑轮，第一端与所述第一岸基锚桩连接、另一端依次绕过第一转向定滑轮、第二转向定滑轮后与所述第二岸基锚桩连接的导向绳，至少一个位于第一转向定滑轮与第二转向定滑轮之间且与所述导向绳连接的跑车滑轮，与所述第二定深绳连接的牵引绳定向定滑轮，与所述跑车滑轮连接、绕过牵引绳定向定滑轮后与牵引船连接的牵引绳；潜航器通过潜航器连接绳与所述跑车滑轮连接、或潜航器与所述牵引绳连接。
11.作为进一步的改进技术方案，在前述基础方案的基础上，本发明提供的潜航器水下拖曳试验装置，还具有与所述导向绳连接的测力计和绞车。
12.本发明提供的技术方案，由绳系、锚系、牵引系组成，试验场所易于寻找，使用便捷、费用相对较低，调整试验水深方便。
附图说明
13.附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为实施例潜航器水下拖曳试验装置的结构原理示意图；
图2为实施例的航道系统工作原理图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作进一步说明。
15.如图1所示的潜航器水下拖曳试验装置，包括第一岸基锚桩1，第一水下锚桩2，与第一水下锚桩2连接的第一定滑轮3，第一浮球4，第一端与第一岸基锚桩1连接、另一端绕过第一定滑轮3后与第一浮球4连接的第一定深绳5，第二岸基锚桩6，第二水下锚桩7，与第二水下锚桩7连接的第二定滑轮8，第二浮球9，第一端与第二岸基锚桩6连接、另一端绕过第二定滑轮8后与第二浮球9连接的第二定深绳10，与第一定深绳5连接的第一转向定滑轮11，与第二定深绳10连接的第二转向定滑轮12，第一端与第一岸基锚桩1连接、另一端依次绕过第一转向定滑轮11、第二转向定滑轮12后与第二岸基锚桩6连接的导向绳13，至少一个位于第一转向定滑轮11与第二转向定滑轮12之间且与导向绳13连接的跑车滑轮14，与所述第二定深绳10连接的牵引绳定向定滑轮15，与所述跑车滑轮14连接、绕过牵引绳定向定滑轮15后与牵引船16连接的牵引绳17；潜航器18通过潜航器连接绳19与跑车滑轮14连接、或潜航器18与牵引绳17连接。还具有与导向绳13连接的测力计20和绞车21。
16.岸基锚桩、水下锚桩、浮球和定滑轮组成的定深绳系，能调整导向绳13的入水深度。以第一转向定滑轮11、第二转向定滑轮12为水深0点位，向水面方向标定定深调节绳尺寸，可方便地确定和调节导向绳13的入水深度。调节时按设定工作深度，将第一定深绳5的对应水深处系于第一浮球4上，将第二定深绳10绳的对应水深处系于第二浮球9上，必要时可暂松开第一定深绳5与第一岸基锚桩1的连接，和松开第二定深绳10与第二岸基锚桩6的连接；然后收紧第一定深绳5并系固于第一岸基锚桩1，收紧第二定深绳10并系固于第二岸基锚桩6，完成定深调节。
17.导向绳13分别通过第一转向定滑轮11和第二转向定滑轮12，一端系于岸基锚桩，另一端通过测力计20和绞车21系于另一岸岸基锚桩，组成张紧绳系，在潜航器18测试过程中起导向、定深作用。绞车21用于张紧导向绳13，测力计20用于测量导向绳13的张紧力。
18.潜航器18通过潜航器连接绳19与跑车滑轮14连接、或潜航器18与牵引绳17连接，牵引绳经跑车滑轮14与导向绳13连接上，牵引绳17由牵引绳定向定滑轮15确定牵引方向，牵引船16牵引牵引绳17，带动潜航器18航行。
19.作为其中的一个实施例，试验过程包括以下步骤：1）布设第一岸基锚桩1和第二岸基锚桩6；将第一定滑轮3与第一水下锚桩2连接，将第二定滑轮8与第二水下锚桩6连接。
20.2）将第一定深绳5绕过所述第一定滑轮3后两端分别与第一岸基锚桩1和第一浮球4连接；将第二定深绳10绕过第二定滑轮8后两端分别与第二岸基锚桩6和第二浮球9连接；将第一转向定滑轮11与第一定深绳5连接，将第二转向定滑轮12和牵引绳定向定滑轮15与第二定深绳10连接；将导向绳13依次绕过第一转向定滑轮11、跑车滑轮14、第二转向定滑轮12后，两端分别与第一岸基锚桩1和第二岸基锚桩6连接，将牵引绳17与跑车滑轮14连接后，一端绕过牵引绳定向定滑轮15后与牵引船16连接，将潜航器22用潜航器连接绳19与跑车滑轮14连接、或将潜航器22与牵引绳17连接。
21.3）向第一水下锚桩2和第二水下锚桩6内装锚石，将第一水下锚桩2和第二水下锚
桩6投放到预定水域；调节第一转向定滑轮11的深度位置满足试验的水深位置，将第一定深绳5的对应水深处系于第一浮球4上，拉紧第一定深绳5，并将第一定深绳5与第一岸基锚桩1固定；调节第二转向定滑轮12的深度位置满足试验的水深位置，将第二定深绳10的对应水深处系于第二浮球9上，拉紧第二定深绳10，并将第二定深绳10与第二岸基锚桩6固定；将导向绳13的一端与第一岸基锚桩1或第二岸基锚桩6固定，将测力计20和绞车21与导向绳13的另一端连接；绞车21用于拉紧导向绳13，测力计20用于测量导向绳13的张紧力，观察测力计20的张紧力，拉紧导向绳13并将导向绳13的另一端分别与第二岸基锚桩6或第一岸基锚桩1固定。
22.4）调整跑车滑轮14和潜航器22的位置，使它们靠近第一转向定滑轮11，牵引船16通过牵引绳17牵引潜航器22在水下运动，完成相应的试验；试验过程中，潜航器22包括加速运行段，测试速度运行段和减速运行段，运行区间的设置使潜航器22不会碰撞第一定深绳5和第二定深绳10。如图2所示，以第一水下锚桩2和第二水下锚桩6之间的距离400m为例，第一水下锚桩2和第二水下锚桩6之间的航道距离400m，牵引绳17可设30m尾绳段ａ，70m加速段ｂ，200m测试速度段ｃ，100m减速段ｄ和ｅ。为保证牵引船16和潜航器22航行安全、使潜航器航行时不撞第一转向定滑轮11或第二转向定滑轮12，测试航距ｂ+ｃ设270m，50m牵引船惯性减速段ｄ，50m保险段ｄ。牵引船16由使潜航器22对应的30m处位置启航，起动航行270m后停航，惯性滑行至50m后停止，还剩余50m保险距离ｄ。
23.绳系的连接、固定的先后顺序在本领域技术人员掌握的知识范围内，能进行适当调整，达到同样的试验目标，因此，不应作为对本发明的限定。
24.试验时还可以包括以下调试过程：将导向绳13调整至处于水面位置，张紧导向绳13；将牵引绳17与牵引船16连接，牵引船16分别以低速、中速、高速拖带模拟潜航器航行，在不同速度下检查绳系运行是否正常，锚系、固定系统是否可靠；将导向绳13调整至处于中等试验水深深度处，张紧导向绳13；将牵引绳17与牵引船16连接，牵引船16分别以低速、中速、高速拖带模拟潜航器航行，在不同速度下检查绳系运行是否正常，锚系、固定系统是否可靠；将导向绳13调整至处于最深试验水深深度处，张紧导向绳13；将牵引绳17与牵引船16连接，牵引船16分别以低速、中速、高速拖带模拟潜航器航行，在不同速度下检查绳系运行是否正常，锚系、固定系统是否可靠。
25.本发明提供的技术方案，由绳系、锚系、牵引系组成，试验场所易于寻找，使用便捷、费用相对较低，调整试验水深方便。
26.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。凡在本发明权利要求的精神和原则之内，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。