潜器重量重心试验测量方法.pdf

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1、第35卷第11期2013年11月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．35，No．11Nov．，2013潜器重量重心试验测量方法史战新(武汉第二船舶设计研究所，湖北武汉430064)摘要：潜器浮性和稳性校核的基础是准确确定潜器的重量重心位置。本文从工程实践和理论分析上指出传统船舶倾斜试验的误差与局限性，探索一种利用吊放设备及压铁在岸上进行倾斜试验的简易方法。该方法排除了传统倾斜试验中风、浪、流等的影响，通过对数据的最小二乘法处理，试验准确度也有保证。关键词：潜器；重心；陆上倾斜试验中图分类号：U661．78文献标识码：A文章编号：16

2、72—7649(2013)11—0038—03doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2013．11．009Thetestmethodofsubmarine’SweightandbarycenterSHIZhan．xin(WuhanSecondShipDesignandResearchInstitute，Wuhan430064，China)Abstract：Thesubmarine’Sweightandbarycenteristhebasetocalculateit’Sbuoyancyandstability，theerrorandlocaliz

3、ationoftraditionalinclinationtestispresentbythispaper．Asimplemethodthatusingballastandliftingequipmentonlandisexplored，whichavoidtheinfluenceofwindorwave，etc．Inthelastoneleastsquaremethodtodealwiththetestdataissuggestedtoensuretheveracityofinclinationtest．Keywords：submarine；barycenter

4、；landinclination0引言船舶的重量重心在设计阶段只是在图纸上由工程人员计算所得，传统的倾斜试验只适用于船长不小于24m的舰船。由于潜器排水量一般不超过35t，长度不超过15m，按传统压铁移动造横倾的方式会产生操作空间小，试验易受观测人员、风、浪、流等不利因素的影响，数据观测和试验结果误差较大⋯。本文在对传统倾斜试验误差分析的基础上介绍一种岸上倾斜试验方法，依靠电子秤、移动压铁及便携式测倾仪等设备进行倾斜试验，并用最小二乘法处理数据，以准确获得潜器的重心位置。1传统倾斜试验原理及约束条件、j＼w、／iv,图1船舶倾斜试验Fig．1Theinclinat

5、ionteestofship从船上载荷移动的计算公式可知，此时船的横倾角妒正切值为‘21当船正浮于水线脱时，其排水量为△。若将船上A点处的重物P横向移动某一距离￡至A。点，从而则船将产生横倾并浮于新水线形。￡。，如图1所示。收稿日期：2012—12—07；修回日期：2013—03—26作者简介：史战新(1983一)，男，硕士，工程师，研究方向为船舶设计。P￡‘an妒2砑，GM=丽PL。(2)第11期史战新：潜器重量重心试验测量方法·39·由于GM=ZB+BM—Zg，所以Zg=ZB+BM—PL／atan0。由于式(2)是在小倾角下基于入水和出水楔形体积对称、浮心移动

6、曲线为圆弧的基础上推导而来，而且水上倾斜试验要求在风力不大于2级的静水区域进行，试验中风和流的影响无法准确评估和避免。外形凸凹多变重量一般不超过30t的救生潜器在水面倾斜试验易受风浪流影响，等体积倾斜轴不通过正浮水线面的漂心，浮心的移动曲线也不是圆弧，因此救生潜器的重量重心试验计算公式需要另寻它途。2岸上倾斜试验原理2．1所需工具2个重量电子秤，2根吊缆，若干移动压铁，便携式角度测量仪，量尺。2．2试验步骤2．2．1重心纵向位置测量一般救生艇都有双吊点，用2个重量计连接于起吊钢丝绳将艇吊起，如图2所示。两表读数分别为F。和F：，F，与F：之和为艇重G，根据力矩平衡

7、原理G×X，=F：×Y，，Y。为艇已知参数，从而得出Xl=F2×Yl／G。(3)同理，可再求出重心坐标x：，取艇的重心位置x，为x。，x：计算所得的平均值：X，=(y1一x：+X。)／2。(4)取坐标原点为艇中心线，得艇纵向重心位置坐标x，艇首方向为正。!FiFzLl丑；．j昂一，毒。，一一—鱼—__—且—△一^1一一一一-】一一一—卜“、—、∥IC；只F2H◇冠f^JLz二L一4Ⅱ、、。-——，礴lGCo)图2潜器重心纵向位置测量示意图Fig．2Themeasureoflongitudinalgravitylocation2．2．2重心垂向位置测量在艇的端部固定

8、位置悬挂压