用旋转臂装置测量船上的水动力和力矩

什么是旋转臂设施?

旋转臂设备是一种船舶运动测试，旨在测量水动力和力矩。该测试还用于对拖曳体、水面舰艇、无人水下航行器、潜艇、游泳运载器和其他水下航行器进行囚禁模型稳定性、控制和推进测试。正如这个名字本身所说明的那样，这些模型是在圆形轨道或路径上拖着穿过静止的水面，所有这一切都是在一个旋转臂的帮助下完成的。

相邻的草图显示了一个旋转臂设施的原理图，这是1945年的历史

施工及施工技术

水面模型长达30英尺，水下模型长达22英尺，可以在一个可控的环境中进行测试，谨记大范围的迎角和漂移角。数据正在获得范围广泛的攻角，角速度和转弯半径。在半径为120英尺的半转中，可以获得高达30节的稳态速度，在大约两转中可以获得相同半径的50节速度。该设施是在一个直径260英尺，深度20英尺的圆形海盆中进行的，模型被一个称为旋转臂的水平径向结构以预定的转弯速率或角速度以圆形路径拖过盆地的静水。

Yr、Nr衍生物的测定

旋转臂技术测量旋转导数，或者更具体地说，在模型上的Yr和Nr，这是一个特别安排的拖槽和设备。模型被固定在径向臂的末端，角速度通过旋转固定在罐内的垂直轴施加在臂上。模型的方向是这样的，它的x轴和z轴保持垂直于径向臂，并在模型的中长处连接到臂上。

由于这个方向，当模型围绕坦克的轴旋转时，它以r的速率旋转。然而，在这一点上，模型的横向速度分量v始终为零(偏转攻角β=0)，轴向速度分量u1与其线速度相同。模型以恒定的线速度和不同的半径R不断旋转。

然后，测功机测量作用在模型上的力Y和动量N。最后，通过指定r=0处的斜率，得到Yr和Nr的导数。旋转臂装置除了可以测定Yr和Nr外，还可以测定Yv和Nv。如果将得到的Yv和Nv与每个r值对应的值与r画出来，就可以得到r=o时Yv和Nv的值。

参考文献

旋转臂草图的图像——美国机械工程师学会(1981)国际历史机械工程地标:旋转臂模型试验设施．纽约