本發(fā)明涉及一種可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于船舶海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。涉及專利分類號g01測量；測試g01m機(jī)器或結(jié)構(gòu)部件的靜或動平衡的測試；其他類目中不包括的結(jié)構(gòu)部件或設(shè)備的測試g01m10/00流體動力學(xué)試驗(yàn)；船只試驗(yàn)池或水道內(nèi)或上面的裝置。

背景技術(shù)：

在螺旋槳、水輪機(jī)和渦輪泵工作時(shí)葉片表面不穩(wěn)定的壓力脈動通常會導(dǎo)致機(jī)械振動、噪聲、疲勞損壞等。葉片周圍壓力的降低會引起空化現(xiàn)象的發(fā)生，空化的發(fā)生會引起物體表面汽蝕、推力的下降等負(fù)面影響。螺旋槳、水輪機(jī)、渦輪泵以及舵、翼等，其基本剖面形式都是典型的翼型，而翼型的攻角影響著流場內(nèi)部流動特性。因此了解不同攻角下流場特性和水動力變化，對提高螺旋槳、水輪機(jī)以及渦輪泵的工作穩(wěn)定性、水力性能具有重要意義。

水洞是一種用水作為工作流體介質(zhì)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可用于船舶海洋工程中流體力學(xué)問題的研究?，F(xiàn)階段國內(nèi)外主要采用水洞設(shè)備開展帶攻角水翼流場試驗(yàn)研究，水翼在調(diào)節(jié)攻角過程中需要拆裝工作段，沒有體現(xiàn)出試驗(yàn)操作的靈活性和高效性，且反復(fù)拆裝試驗(yàn)設(shè)備會引起試驗(yàn)測量結(jié)果不理想的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有水翼試驗(yàn)攻角系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗(yàn)成本高，調(diào)節(jié)攻角步驟復(fù)雜的問題，提供一種可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)空化流動試驗(yàn)水翼攻角的自由調(diào)節(jié)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案，包括

水翼連接軸，待測水翼通過該連接桿保持軸向水平，水翼連接軸的一端穿過定位板連接攻角調(diào)節(jié)件；所述的攻角調(diào)節(jié)件以所述連接軸軸心為圓心轉(zhuǎn)動/擺動，調(diào)節(jié)件下方具有一以所述水翼連接軸軸心為圓心的圓弧形通槽；該通槽的邊緣設(shè)有角度指示標(biāo)線；

所述的定位板與所述圓弧形通槽轉(zhuǎn)動經(jīng)過區(qū)域?qū)?yīng)的圓弧區(qū)域設(shè)有刻度盤和多個(gè)螺紋孔；

使用時(shí)，根據(jù)設(shè)定的水翼俯仰實(shí)驗(yàn)角度，將攻角調(diào)節(jié)件的角度指示標(biāo)線指向刻度盤對應(yīng)的角度，使用定位螺栓穿過圓弧形通槽旋入所述的多個(gè)螺紋孔中，固定攻角調(diào)節(jié)件，進(jìn)而固定水翼至實(shí)驗(yàn)角度。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的角度指示標(biāo)線位于所述圓弧形通槽對應(yīng)弦的中垂線上。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的多個(gè)螺紋孔圓心連線為以所述連接軸軸線為圓心的圓弧。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的水翼連接軸固定于長方體的水洞觀察段框架之間，連接軸的兩端分別穿過水洞觀察段框架的兩側(cè)的有機(jī)玻璃。

更進(jìn)一步的，所述的定位板與一側(cè)有機(jī)玻璃貼合；

所述的定位板由分別連接水洞觀察段框架的緊固板固定。

更進(jìn)一步的，水翼連接軸與有機(jī)玻璃的結(jié)合部設(shè)有密封圈。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明的實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)觀察側(cè)示意圖。

圖2為可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)后側(cè)示意圖。

圖3為可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖4為水翼裝置側(cè)視圖。

圖5為攻角為20度時(shí)水翼裝置側(cè)視圖。

圖6為定位板側(cè)視圖。

圖中，1、水洞觀察段框架，2、緊固板，3、緊固螺栓，4、定位板，5、定位螺栓，6、與定位螺栓配合的螺紋孔，7、攻角調(diào)節(jié)器，8、限位器，9、水翼連接軸，10、水翼，11、密封圈，12、螺母，13、刻度指示針，14、刻度盤，15、通孔，16、有機(jī)玻璃。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述：

如圖1-圖6所示：一種可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)，主要包括：

穿過水翼，通過自身旋轉(zhuǎn)控制水翼攻角變化的水翼連接軸9，水翼通過該連接軸/桿保持軸向水平(即所述的水翼連接軸9始終保持水平)。水翼連接軸9的一端穿過定位板4連接攻角調(diào)節(jié)件7。

所述的攻角調(diào)節(jié)件7以水翼連接軸9為旋轉(zhuǎn)軸，可完成一定角度的轉(zhuǎn)動，在本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)軸位于攻角調(diào)節(jié)件7上端，故也可描述為一定角度的擺動。

為了能夠通過攻角調(diào)節(jié)件7將水翼連接軸9固定在特定的實(shí)驗(yàn)攻角，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，攻角調(diào)節(jié)件7的下端設(shè)有以所述水翼連接軸9軸心為圓心的圓弧形通槽71，使得攻角調(diào)節(jié)件7各個(gè)位置隨整體擺動/轉(zhuǎn)動的軌跡均為同心圓/圓弧，在圓弧形通槽71上設(shè)置相應(yīng)的角度指示標(biāo)線13配合所述定位板4上的刻度盤14，即可通過設(shè)定攻角調(diào)節(jié)件7的運(yùn)動弧長，完成設(shè)定水翼攻角。

為了能夠固定水翼，使得水翼在實(shí)驗(yàn)過程中能夠始終保持設(shè)定攻角，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的定位板4上設(shè)有均勻分布在所述的圓弧形通槽71的弧形運(yùn)動軌跡上的多個(gè)螺紋孔6，或者描述為多個(gè)螺紋孔6的連線成圓弧，該圓弧與所述圓弧形通槽71的中線重合。

通過刻度盤14將攻角調(diào)節(jié)件7轉(zhuǎn)至特定角度(可設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸為阻尼軸，便于位置在任意角度)，將定位螺栓5穿過圓弧形通槽71旋入多個(gè)螺紋孔6中，固定攻角調(diào)節(jié)件，進(jìn)而固定水翼至實(shí)驗(yàn)攻角。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的角度指示標(biāo)線13位于所述圓弧形通槽71對應(yīng)弦的中垂線上，使得未使用狀態(tài)下的攻角調(diào)節(jié)件7呈豎直狀態(tài)，相應(yīng)的角度指示標(biāo)線13也呈豎直狀態(tài)，便于觀察和計(jì)算。

為了方便觀察水翼在實(shí)驗(yàn)條件下的狀態(tài)，同時(shí)方便設(shè)置水翼連接軸9，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的水翼連接軸9固定于長方體的水洞觀察段框架1之間，連接軸的兩端分別穿過水洞觀察段框架1的兩側(cè)的有機(jī)玻璃16，相應(yīng)的水翼連接軸9與兩側(cè)的有機(jī)玻璃16垂直。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述的定位板4與一側(cè)有機(jī)玻璃16的外表面貼合。所述的定位板4由分別連接水洞觀察段框架1的緊固板2固定。

出于防水考慮，在于水翼連接軸9與有機(jī)玻璃6的結(jié)合部設(shè)有密封圈11。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種可變攻角水翼空化水洞試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于船舶海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)由水洞觀察段、緊固板、緊固螺栓、定位板、定位螺栓、與定位螺栓配合的螺紋孔、攻角調(diào)節(jié)器、限位器、水翼連接軸、水翼以及密封圈組成。水翼連接軸鑲有螺紋的一段穿過有機(jī)玻璃的通孔，并由緊固板與和螺母固定，另一端穿過有機(jī)玻璃和定位板的通孔并與限位器相連，限位器與攻角調(diào)節(jié)器連接，攻角調(diào)節(jié)器通過定位螺栓和與之配合的螺紋孔固定在定位板上；水翼連接軸兩端在有機(jī)玻璃中的部分各套有一個(gè)密封圈；定位板由緊固板和緊固螺栓固定，緊固板由緊固螺栓固定于水洞觀察段上。對比現(xiàn)有系統(tǒng)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單且緊湊，穩(wěn)定性好，便于移動和拆卸，攻角調(diào)節(jié)方便，造價(jià)低，密封性好。

技術(shù)研發(fā)人員：孫鐵志;鄒麗;宗智;李振浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.01.24
技術(shù)公布日：2017.07.14