[科普中国]-瞬态波试验

在水池中产生一系列波,其频率随着时间从所要求的最高频率到最低频率线性减小。传播快的波(低频)赶上慢速的波(高频),那么在某一瞬时于水池中的某一点产生以包含全部频率在内的很大的波,测量模型在这一瞬时最大波上瞬时反应。通过对波及运动的谱分析,求取频率响应函数。

耐波性耐波性是研究水上飞机在波浪上运动规律的一门科学。在波浪上运动的飞机,由于受到波浪的扰动,飞机在波浪上发生六自由度的运动,分别别为横摇、纵摇、艏摇摇和纵荡、横荡、垂荡。在理论分析和试验研究水上飞机的耐波性时,主要研究飞机的纵摇运动和垂荡运动,以及在波浪上运动时的过线。研究耐波性的基本方法有理论法和试验法。

理理论法研究耐波性是从船舶领域发展起来的。早在19世纪,弗劳德、克雷洛夫等人提出了横摇理论、纵摇理论。到20世纪50年代,耐波性理论分析方法得到突破性进展。一是谱分析法的引入,这一理论将船舶在不规则波中的运动分为两部分:一部分是研究船舶在规则波中的运动问题,另一部分是研究船舶在不规则波中的预报问题。二是切片理论在船舶摇摆问题中的应用,通过理论计算已经证实,这种方法用于计算船舶的垂荡和纵摇问题具有很好的实用性。此外,耐波性试验研究方法也是重要的研究手段,通过模型试验可以确定横摇、纵摇和垂荡运动的频率响应函数,据此预报实机在给定浪级下的运动统计值。1

耐波性试验方法(1)规则波试验:确定各种运动的频率响应函数。

(2)不规则波试验:按照预定要求在试验水池中产生一系列不规则波,测测量模型在此不规则波上的运动,由输入(波浪)和输出(运动)的谱分析计算频率响应函数。

(3)瞬态波试验。

这3种方法目前在国外适航性试验中均已采用,3种方法得出的结果是一致的。第一种方法在一般试验设备条件下都可进行,但试验工作量比较大。第二种方法和第三种方法则要求有程序控制造波机,同时还要有自动采样记录和数据处理装置。由于可以在一次试验或有限的少数几次试验得到要求的结果,所以可以减少试验工作量。目前,国内主要进行第一种和第二种试验来确定频率响应函数,并结合谱分析法,对飞机的耐波性进行预报。1

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学