水面舰船艉部冲击环境模拟器

摘要

本发明提供一种水面舰船艉部冲击环境模拟器，包括模拟器主体、设置在模拟器主体外表面的吊耳、设置在模拟器主体上端的防水帷幕、设置在模拟器主体下端的设备安装平台、对称设置在设备安装平台下端的左内凹挡板、右内凹挡板以及两块侧面板，设备安装平台、左内凹挡板和右内凹挡板以及两块侧面板构成压载水舱，压载水舱内设置有将压载水舱分割成独立小舱室的压载水舱隔板，压载水舱隔板至少有三个，且每个压载水舱隔板均上设置有连通孔，侧面板上还设置有注水口，设备安装平台上设置有传感器。本发明结构简单，安装方便，能在水面较好的模拟舰船舰尾舱在水下受到爆炸等冲击载荷时的响应情况，进而根据试验得到的冲击环境，考核安装设备的抗冲击能力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水面浮动抗冲击试验平台，尤其涉及一种水面舰船艉部冲击环境模拟器。

背景技术

水面舰船在工作过程中会受到各种冲击载荷的作用，如波浪、撞击以及爆炸的冲击作用，尤其在军事战争中，水雷、鱼雷及导弹等爆炸会对水面舰船及舰载人员的安全造成极大的危险。水面舰船舰尾内安装有大量的传动及管路系统等，对保障舰船的正常运行及作战能力具有重要意义。该舱位的船体外形结构相对于其他舱位有着明显不同，对水下爆炸条件下产生的冲击环境也差异很大。为了保证水面舰船的安全性，可靠性，使其大型舰载设备在受到剧烈的爆炸载荷冲击作用下依然能够正常工作，需要对设备进行抗冲性能的考核，以提高其抗冲击能力。考虑到舰船舰尾内传动和管路系统等对整条舰船的重要性，本发明提供了一种水面舰船舰尾内设备冲击环境模拟器。目前，对于水面航行器，一般采用传统平底驳船式浮动冲击平台来进行试验，进而考核设备的抗冲击能力，然而这类平台产生的横向和垂向冲击强度相差很大，垂向冲击强度要比横向大的多，一般在考核船舶的抗冲击能力时，横向冲击强度甚至可以忽略。

水面舰船舰尾舱的外形结构与舰船前部舱室的外形结构相差较大，呈内凹式。在遭受水下爆炸冲击作用时，横向冲击强度明显高于其他位置，导致在考核该舱室内传动和管路系统的冲击环境时，不能忽略横向冲击载荷的影响。如果采用传统平底驳船式抗冲击试验平台，则横向冲击强度达不到考核的抗冲击能力。为此，结合水面舰船舰尾结构特征，本发明提出了一种横向冲击强化型水面舰船舰尾内设备冲击环境试验平台，在很大程度上解决了传统平底驳船式抗冲击试验平台的横向和垂向冲击强度相差很大的问题。

发明内容

本发明的目的是为了对水面舰艇舰尾内包括传动和管路系统等设备开展水下爆炸冲击载荷作用试验而提供一种水面舰船艉部冲击环境模拟器。

本发明的目的是这样实现的：包括模拟器主体、设置在模拟器主体外表面的吊耳、设置在模拟器主体上端的防水帷幕、设置在模拟器主体下端的设备安装平台、对称设置在设备安装平台下端的左内凹挡板、右内凹挡板以及两块侧面板，设备安装平台、左内凹挡板和右内凹挡板以及两块侧面板构成压载水舱，压载水舱内设置有将压载水舱分割成独立小舱室的压载水舱隔板，压载水舱隔板至少有三个，且每个压载水舱隔板均上设置有连通孔，侧面板上还设置有注水口，设备安装平台上设置有传感器，传感器通过线缆与外部的主机连接。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述模拟器主体的截面形状是方形，左内凹挡板、右内凹挡板的截面形状是圆弧形。

2.模拟器主体的内表面、左内凹挡板的内表面、右内凹挡板的内表面均设置有加强筋结构。

本发明主要依据原理：水面舰船舰尾内安装有大量的传动及管路系统等，对保障舰船的正常运行及作战能力具有重要意义。在遭受水下爆炸冲击时，该舱段会受到垂向冲击载荷和横向冲击载荷的联合作用，且横向冲击载荷不可忽略，这也是该舱段所受水下爆炸冲击载荷的主要特点。因此，在对水面舰船舰尾内设备进行冲击环境考核时，必须综合考虑该冲击载荷的作用特点，使横向和垂向的载荷强度近似一致。通过对称式内凹挡板的结构形式，可以分解横向、垂向的冲击载荷，且内凹挡板能够充分吸收能量波，较好的模拟真实情况。内凹挡板对称分布，近似模拟了水面舰船舰尾的形状，无需额外的平衡仓进行平衡，同时极大地增加平台的平稳性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是一种对称式内凹挡板横向加强式水面浮动冲击平台，其结构简单，安装方便，通过压载水舱的结构将横向冲击载荷加强，均化横、纵方向上的冲击响应，能够在水面较好的模拟舰船舰尾舱在水下受到爆炸等冲击载荷时的响应情况，进而根据试验得到的冲击环境，考核安装设备的抗冲击能力。而内凹挡板能够依据自身的圆弧状结构特点，能够将将横向和垂向的冲击强度均化，相比较传统水面抗冲击平台，横向的载荷强度得到加强，使得模拟的水面舰船舰尾内设备冲击环境的结果更加真实、可信；同时内凹挡板对称分布在模拟器的底部，能够平衡自身浮力引起的转矩，无需额外的平衡水舱进行平衡；压载水舱置于模拟器最下方，整个模拟器的重心降低，使平台的稳定进一步提高。

附图说明

图1为本发明整体结构轴测图(隐藏防水帷幕1)；

图2为本发明的侧视图；

图3为图2中A-A方向的结构示意图；

图4为本发明吊耳以传感器布置示意图；

图5是本发明剖开1/4后的结构示意图。

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。

结合图1-4，本发明包括防水帷幕1、模拟器主体2、吊耳3、加强筋结构4、设备安装平台5、对称式内凹挡板6、7、压载水舱8、连通孔9、传感器11、压载水舱隔板10、注水 口12，所述的防水帷幕1铺盖在模拟器的最上面，可以防止飞溅的水落入模拟器内部，引起检测仪器电路短路等损坏；模拟器主体2起到承载需要安装的待考核设备、测试仪器及传感器等；模拟器四周均布四个吊耳3-1、3-2、3-3、3-4，一方面方便吊装操作，另一方面可与锚链接，减小试验过程中模拟器的刚性位移；加强筋结构4均匀的布置在模拟器主体2的内侧表面，包括两个内凹挡板的内侧也布置加强筋结构，这样可以防止由于冲击作用对模拟器局部的破坏作用，使检测仪器正常的工作，不至于发生损坏，可加强抗冲击能力；设备安装平台5固定安装在模拟器主体上恰当的位置，具体的安装位置可以根据计算机的仿真结果确定，设备安装平台5为所需要考核的设备和检测仪器等提供支撑作用，也即模拟器主体的其内部平台上布置有测量的各种传感器11等测量设备，传感器通过线缆与岸边的测量仪相连接，将传感器检测的信号传输至主机，主机对传输的信号进行数据分析处理；对称式内凹挡板安装在整个模拟器的最下方，两块内凹挡板的内凹截面形状为圆弧状，且与模拟器整体的中心面对称布置，可以充分收集水下爆炸冲击波载荷，增强整体载荷强度；在受到水下爆炸冲击载荷的作用时，冲击载荷首先作用在对称式左内凹挡板6和右内凹挡板7上，然后将冲击载荷分解在横向和垂向上，横、垂向冲击载荷分别引起整个平台的横、纵方向上的响应。横、垂向冲击载荷在同一量级，这样可以有效的解决传统浮动冲击平台沿垂向的冲击载荷远大于横向的载荷的问题，更加真实的模拟水面舰船舰尾在水下冲击环境；同时对称式内凹挡板6和7成对称式分布在模拟器下方，构成类似于实际水面舰船舰尾部的结构，具有自平衡的稳定系统功能，使模拟器的平衡稳定性得到大幅度提高，无需辅助的平衡舱对挡板产生的浮力进行平衡；压载水舱8布置在模拟器主体的下部，且压载水舱位于平台主体的中心面成对称布置，由对称式内凹挡板的内侧形成，用于增加浮动冲击平台整体的重量，调整平台的吃水线的位置在预定的位置处，而调整平台的吃水线能更加稳定，本发明的压载水舱被压载水舱隔板10分割成若干舱室，每个舱室由连通孔9贯通，也即本发明采用单个压载水舱8，而不是采用两个水舱对称布置，其优点在于无需考虑在增加压载的过程中带来的不平衡载荷，而是只需将水从注水口12直接放入压载舱8中即可，这样无需特别的调整，平台的自身也会构成自平衡；同时，压载水舱8布置在模拟器的最下面，这样模拟器整体的重心也会降低，进一步提高平台的稳定性；传感器11布置在设备安装平台上，通过线缆与岸边的主机相连接，线缆将传感器测量的实验数据传输至主机，主机对数据进行处理分析，根据经验公式得出冲击谱速度、谱位移和谱加速度等水面舰船舰尾内设备在水下爆炸作用下的冲击环境。