Стенд для исследований судовой пропульсивной установки

(5 И ТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Гребешков Э. П., Сагоян О. А. Гидродинамические характеристики колеблющегося крыла, выполняющего функции несущего элемента и движителя. Труды ЦАГИим. проф. Н. Е. Жуковского, вып.1725,М.; изд. ЦАГИ, 1976, с. 3 - 30.(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СУДОВОЙ ПРОПУЛБСИВНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, в частности к средствам экспериментального исследования судовых пропульсивных установок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и диапазона режимов исследований. Стенд включает в себя регулятор частоты колебаний крыла, узел регулирования фазового сдвига между колебаниями передней и задней кромок крыла, а также регулятор амплитуды колебаний соответствующей кромки крыла, включающий в себя звенья вращения. подвижные кривошипы с возможностью перемещения их по радиусам относительно осей вращения. Все регуляторы содержат измерители частоты, фазового сдвига и амплитуды колебаний, а также сервоприводы регуляторов фазового сдвига, амплитуды колебаний. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике, в частности к средствам экспериментального исследования судовых пропульсивных установок.Цель изобретения - расгцирение функциональных возможностей и диапазона режимов исследований.На чертеже показана принципиальнаясхема стенда,В состав стенда входят гидротруба 1с импеллером 2 и приводным двигателем3, регулятором 4 и измерителем 5, скорости потока в гидротрубе 1.В рабочей части 6 гидротрубы 1 наприводных штангах 7 и 8 установлено крыло9. Со штангами 7 и 8 соединены приводы10 и 11 сообшения передней 2 и задней 13кромкам крыла 9 периодических колебанийв виде, например, синусных механизмов.Последние состоят каждый из звена 14 ( 5)вращения с кривошипом 16 (17), взаимодействующим с совершающей в направляюших 18 возвратно-поступательное движениеи соединенной с соответствующей штангой7 и 8 кареткой 19,Каждое из звеньев 14, 15 вращения при.водится в движение через редуктор 20 и 21от обшего электродвигателя 22, снабженногомаховиком 23, регулятором 24 и измерителем 25 частоты колебаний крыла 9.В состав стенда входят также узел 26регулирования фазового сдвига между колебаниями передней 12 и задней 13 кромок З 0крыла 9 и измеритель 27 указанного сдвига. Каждое из звеньев вращения 14 (15) выполнено с подвижным кривошипом 16 (17) с возможностью перемещения его по радиусу относительно оси 28 (29) врашения.Эта возможность обеспечивается сервоприводом 30 (31) изменения амплитуды колебаний соответствующей кромки 12 (13) крыла 9, выполненным в виде, например, электродвигателя 32 (33), связанного через ходовой винт 34 (35) и ползун Зб (37) с 40 кривощипом 16 (17).На каждом звене 14, 15 врашения установлен датчик 38 (39) положения криво- шипа 16 (17), соединенный с измерителем 40 (41) амплитуды колебаний. 45Узел 26 регулирования фазового сдвига выполнен в виде дифференциального зубчатого механизма 42, включенного входным 43 и выходным 44 валами между одним из редукторов (редуктор 20) и общим электродвигателем 22. При этом вал 45 уп равления дифференциального механизма 42 соединен с сервоприводом 46 регулирования фазового сдвига, например, электродвигателем с тормозом 47.Стенд работет следуюшим образом.При запуске общего электродвигателя 22, 55 получающего питание от сети через регулятор 24, звенья 14, 15 приводов 10, 11 приходят во врашение. Посредством кривошипов 16, 17, каретки 19 и направляющих 18 вращательное движение звеньев 14, 15 преобразуется в возвратно-поступательное движение штанг 7 и 8, передней 12 и задней 13 кромок крыла 9, которое осуществляется по гармоническому закону. Крыло 9, перемещаясь в обьеме жидкости в рабочей части 6 гидротрубы 1, развивает силы сопротивления, которые через штанги 7, 8 преодолеваются приводами 10, 11. Указанные силы измеряются, измерительная аппаратура выделяет горизонтальную (упор) и вертикальную составляюшую сил (на чертеже средства измерения сил не показаны).Датчики 38 и 39, связанные через ползуны 36 и 37 с кривошипами 16, 17, выдают на измерители 40, 41 сигналы о положении кривошипов 16, 17, т.е. об амплитуде колебаний передней 12 и задней 13 кромок крыла 9. Сдвиг по фазе между указанными колебаниями определяется взаимным положением звеньев 14, 15 вращения приводов 10, 11. Взаимное положение звеньев 14, 15, т.е, фазовый сдвиг, измеряется посредством связанных с осями 28 и 29 вращения датчиков (например, сельсинов) измерителя 27 фазового сдвига, подключенных к указателю измерителя 27 (например, дифференциальному сельсину) .Подачей питания на электродвигатели 32, 33 сервоприводов 30, 31 через ходовые винты 34, 35 и ползуны Зб, 37 осуществляется перемещение кривошипов 16, 1, т.е. изменение амплитуды колебаний передней 2 и задней 13 кромок крыла 9. Эта операция осуществляется дистанционно без остановки эксперимента, После установления заданных амплитуд колебаний сервоприводы 30, 31 отключаются.Аналогично без остановки эксперимента подачей питания на электродвигатель 47 сервопривода 46 осуществляется изменение фазового сдвига между колебаниями кромок 12 и 13 крыла 9. В зависимости от направления вращения сервопривода 46 и вала 45 управления выходной вал 44 дифференциального зубчатого механизма 42 начинает опережать входной вал 43 или отставать от него. Соответственно звено 14 врашения начинает опережать звено 15 вращения или отставать от него, фазовый сдвиг между колебаниями кромок 12 и 3 крыла 9 возрастает или уменьшается и после перехода через нуль меняет знак, После установления заданного фазового сдвига сервопривод 46 отключается, узел 26 передает врашение с входного 43 на выходной 44. Создаваемая крылом 9 на штангах 7 и 8, элементах приводов 10, 11, редукторов 20,21 нагрузка носит знакопеременный характер, Ее колебания сглаживаются маховиком 23. Частота колебаний кромок 11, 12 крыла 9 измеряется измерителем 25.Скорость потока жидкости в рабочей части 6 трубы 1 регулируется изменениемчастоты вращения импеллера 2, приводимого во вращение приводным двигателем 3, получающим питание от сети через регулятор 4 (например, тиристорный преобразователь) . Измерение скорости потока осуществляется измерителем 5.Значительные функциональные возможности предлагаемого стенда позволяют ставить с его помощью разнообразные эксперименты. Помимо исследования динамики пропульсивной установки с колеблющимся крылом в квазистационарных режимах (при неизменных скорости потока в трубе 1, часто 5 О те колебаний кромок 11, 12 крыла 9, амплитудизводить переходные режимы, в том числе процесс плавного увеличения тяги, создаваемой крылом 9. Работа начинается при скорости потока в трубе 1, равной нулю, т.е. остановленных импеллере 2 и двигателе 3, Крылу 9 устанавливаются максимальные углы разворота хорды относительно горизонтали соответствующим перемешением кривошипов 16 и 17 (кривошипом 17 устанавливается максимальная амплитуда колебаний задней 13 кромки крыла 9, кривошипом 16 устанавливается промежуточное значение амплитуды колебаний передней 12 кромки крыла 9). Фазовый сдвиг между колебаниями устанавливается положительным (т.е. задняя кромка 13 отстает от передней кромки 12. Двигатель 22 плавно разгоняют, По мере роста горизонтальной составляющей силы, создаваемой крылом 9, с учетом масс и сопротивления движению реального судна, плавно разгоняя двигатель 3 и импеллер 2, увеличивают от нуля скорость потока в рабочей части 6 трубы 1. По мере роста скорости потока в трубеперемещением кривошипов 1, 7 уменьшают углы разворота крыла 9, чтобы поддержать их наивыгоднейшие значения. Процесс завершается выводом установки в квазистационарный режим при промежуточном или максимальном значении создаваемого крылом упора. 20 25 30 35 40 Формула изобретения1. Стенд для исследований судовой пропульсивной установки, содержащий гидроди 45 ных колебаний и фазовом сдвиге междуними) становится возможным также воспронамическую трубу с импеллером и приводным двигателем, регулятором и измерителем скорости потока в этой трубе с рабочей частью, имеюшей приводные штанги для установки крыла судовой пропульсивной установки, соединенные с штангами приводы для сообщения передней и задней кромкам этого крыла периодических колебаний в виде синусных механизмов, каждый из которых содержит звено вращения с кривошипом, взаимодействующим с кареткой, совершающей в направляющих возвратно-поступательное движение и соединенной с соответстствующей штангой, электродвигатель с редуктором, снабженный маховиком, регулятором частоты колебаний крыла с приводом и измерителем этой частоты, а также узел регулирования фазового сдвига между колебаниями передней и задней кромок крыла с приводом и измерителем указанного сдвига, кинематически связанный со звеньями вращения синусных механизмов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стенда и диапазона режимов исследований, звено вращения каждого из синусных механизмов снабжено сервоприводом изменения амплитуды колебаний соответствующей кромки крыла, выполнено с подвижным вдоль радиуса этого звена посредством упомянутого сервопривода кривошипом и снабжено датчиком положения этого кривошипа и измерителем амплитуды колебаний кромок крыла.2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что звено вращения каждого из синусных механизмов снабжено ходовым винтом, установленным вдоль радиуса этого звена ползуном, связанным с ходовым винтом с возможностью перемещения вдоль последнего и соединенным с кривошипом, а сервопривод изменения амплитуды колебаний кромок крыла выполнен в виде электродвигателя с тормозом.3. Стенд по и. 1, отличающийся тем, что узел регулирования фазового сдвига выпол нен в виде дифференциального механизма, входной и выходной валы которого связаны с электродвигателем и редуктором, а вал управления кинематически связан с приводом этого узла, который выполнен в виде электродвигателя с тормозом.Редактор А. ДолининЗаказ 2844128ВНИИПИ Государственно113035, МосПроизводственно-полигра Составитель И. КорюхинаТехред И. Берес КТираж 847 По когиитста СССР по делам изова, Ж - 35, Раушская наб.,фицсское предприятие, г. Ужгор рректородписно ретенийд. 4/5д, ул. Г 1 ткрыти ектная