CN112357004A - 一种中试艇海试系统及其进行舰船总体性能测试的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中试艇海试系统及其进行舰船总体性能测试的方法。一种中试艇海试系统，包括中试艇以及辅助船系统；所述中试艇包括船体系统、数据采集系统以及遥控遥测系统；所述船体系统包括船体外壳、推进装置以及舵装置；所述数据采集系统包括传感器、数据采集仪以及第一计算机；所示遥控遥测系统包括GPS/INS装置、AD模块以及第一无线电台；所述辅助船系统包括跟随快艇和环境测量船，所述跟随快艇上安装有第二无线电台以及第二计算机。通过中试艇海试系统可为完整及破损船舶的稳性、浮性、抗沉性、阻力与推进、操纵性与耐波性、波浪载荷、砰击载荷、水下爆炸和结构强度等舰船综合性能测试评估提供真实可靠的数据来源。

Description

一种中试艇海试系统及其进行舰船总体性能测试的方法

技术领域

本发明涉及船舶试验技术领域，特别涉及一种中试艇海试系统及其进行舰船总体性能测试的方法。

背景技术

舰船总体性能预报与评估是船舶设计阶段的重要工作内容。舰船总体性能主要包括船舶静力学性能(稳性、浮性、抗沉性)、快速性(阻力与推进)、运动性(操纵性与耐波性)、结构载荷(波浪载荷、砰击载荷、水下爆炸和结构强度)等。物理仿真模型试验是研究船舶总体性能的有效手段，不仅可以验证理论方法的正确性，还可用于外推预报实船的水动力学性能。

传统的水池模型试验一般都是针对各单项测试内容开展的专项试验。例如，在船模拖曳水池中可以开展船模阻力试验；在循环水槽中可以开展螺旋桨的敞水试验和空泡试验；借助于适航仪可以开展船模自航试验；借助于平面运动机构可以开展船舶操纵性试验；在水池造波机模拟的波浪环境中可以开展船舶耐波性试验；通过采用分段龙骨梁模型可以开展船舶波浪载荷与水弹性试验。然而，受水池尺度、造波机和航车的工作能力、有效测试距离以及模型尺度效应等方面的影响或限制，传统的水池模型试验并不能完全真实地反映船舶在实际海浪中航行时的水动力学性能。此外，在水池模型试验中，不同测试目的的各专项试验通常都是独立开展的。这一方面需要制作多个船模分别用于开展各专项试验，使得船模和仪器设备的利用率低并增加了试验成本；另一方面也无法考虑船舶各单项性能之间的相关性及其相互影响，难以合理地评价船舶的综合总体性能。

实船海上试验是最能反映船舶真实特性的试验方法，但是开展实船海试需要耗费大量的人力、物力和时间成本，且实船试验具有很大的局限性。例如，实船试验仅能应用于已建造完成的船舶，无法在船舶的设计、优化和定型阶段开展，这与很多实验目的是不相符的。此外，对于船舶的在风浪环境中的试验来说，相当一部分试验工况旨在研究船舶在极端恶劣海况下的响应，例如百年一遇的恶劣海况，这对于实船来说是很难遭遇到的。即使遭遇到，恶劣海况也会对船体结构和人员生命的安全构成极大的威胁。因此，实船海试难以广泛应用于科学研究领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种中试艇海试系统，中试艇可视为介于水池试验模型和实船之间的一种大尺度试验模型。通过开展中试艇海上试验所获取的数据可为舰船综合性能评估提供真实可靠的数据来源。

本发明的另一个目的在于提供一种利用中试艇海试系统进行舰船总体性能测试的方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种中试艇海试系统，包括中试艇以及辅助船系统；所述中试艇包括船体系统、数据采集系统以及遥控遥测系统；

所述船体系统包括船体外壳，用于推动中试艇航行的推进装置，以及用于改变或保持中试艇航向的舵装置；

所述数据采集系统包括传感器、数据采集仪以及第一计算机，传感器与数据采集仪相连接，数据采集仪与第一计算机相连接；

所述遥控遥测系统包括GPS/INS装置、AD模块以及第一无线电台，所述GPS/INS装置用于测量船体系统的运动状态及对船体系统进行定位跟踪，所述AD模块用于处理推进装置电机的模拟电压信号，第一无线电台用于中试艇与辅助船系统之间的通信；

所述辅助船系统包括跟随快艇和环境测量船，所述跟随快艇上安装有第二无线电台以及第二计算机，所述第二无线电台用于与第一无线电台通信，并将信号传输给第二计算机或接收第二计算机的指令信号；所述环境测量船用于测量中试艇试验海域的环境参数。

进一步地，所述船体外壳为分段式外壳，船体外壳在纵向多处断开，断口处相邻外壳之间的间隙采用硅胶条密封，相邻分段外壳可通过横舱壁或龙骨梁固定连接；横舱壁与设置于分段船壳边缘上的法兰盘固定连接，龙骨梁纵向连续并固定安装于船体外壳内部的多个固定基座上。

进一步地，横舱壁和龙骨梁为可拆卸式，且在开展某一类试验时只安装两者其中的一个。

进一步地，所述推进装置包括螺旋桨、桨轴、电机以及电池组，所述电机安装于船体外壳内，电机与多根桨轴连接，每根桨轴的末端连接螺旋桨，电机由安装于船体外壳内的电池组提供电源。推进装置用于为自航船模提供推进力和航速。

进一步地，所述舵装置包括舵机和自动舵，所述自动舵与舵机连接。

进一步地，所述传感器包括粘贴于龙骨梁上的应变片，安装于中试艇艏部外飘区域的压力传感器，安装于中试艇甲板上的加速度传感器，安装于舵机上的舵角电位器，安装于桨轴上的自航仪，安装于中试艇艏部的随船浪高仪，以及安装于中试艇上的第一风速风向仪。

进一步地，随船浪高仪与船体连接位置处设有高速陀螺惯性云台，用于保证浪高仪不受船舶摇荡运动干扰并始终保持竖直状态。

进一步地，所述GPS/INS装置包括安装于船体系统上的INS核单元和GPS接收器，INS核单元用于测量船体系统的六自由度运动状态，GPS接收器用于接收卫星信号并对船体系统进行实时定位跟踪。

进一步地，环境测量船包括船体，设置于船体上的第二风速风向仪、流速流向仪以及浮标式浪高仪。

本发明的另一个目的可以通过如下技术方案实现：利用中试艇海试系统进行舰船总体性能测试的方法，包括如下步骤：

根据的完整船舶或破损船舶试验测试的类型与需求，分别选取龙骨梁或横舱壁用以连接分段船壳，并组装调试好模型及系统；

传感器测量船体系统的应力信号、砰击压力信号、加速度信号、舵角信号、螺旋桨状态信号、入射波浪信号以及相对风速风向，并将测量的信号传输给数据采集仪，由数据采集仪将采集信号传输给第一计算机；

INS核单元测量船体系统的六自由度运动状态，GPS接收器接收卫星信号并对船体系统进行实时定位跟踪；AD模块处理推进装置电机的模拟电压信号从而控制中试艇航速；第一无线电台通过无线电信号与跟随快艇上的第二无线电台进行通信；

环境测量船上的第二风速风向仪测量试验海域的风速与风向，流速流向仪测量试验海域的绝对流速与流向，浮标式浪高仪测量试验海域的三维海况信息；

基于上述信号测量技术，可开展舰船总体性能的测试，测试内容包括完整船舶及破损船舶的静力学性能(稳性、浮性、抗沉性)、快速性(阻力与推进)、运动性(操纵性与耐波性)、结构载荷(波浪载荷、砰击载荷、水下爆炸和结构强度)等。

进一步地，可在风平浪静时开展船舶静力学性能(稳性、浮性、抗沉性)试验，测试评估船舶的完整稳性；也可在船壳上设置破损进水口，测试评估船舶的破舱稳性、浮性和抗沉性。

进一步地，船舶阻力试验中通过借助牵引或拖曳装置测量裸船体阻力以及附加阻力。船舶推进试验中测量中试艇不同航速下螺旋桨的转速、推力和扭矩、电机的功率等。在波浪中进行快速性试验可以测试模型在波浪中的增阻与失速。通过特种摄像机对高速旋转的螺旋桨进行视频记录，以测试观察空泡现象。

进一步地，船舶操纵性试验过程中，通过GPS/INS设备测量模型的运动姿态、航速、航向、航行轨迹等，采用自航仪测量螺旋桨轴系的转速、转矩和推力，采用舵角电位器测量实时舵角等。进而测试船舶稳速直航、直航加速、直航制动、回转圆、Z形操纵、螺线试验和回舵试验等。

进一步地，船舶耐波性试验测量中试艇在不同海况下航行时的六自由度运动、甲板垂向加速度、甲板上浪情况，同时还需要测量试验海域内的海况信息。通过控制3个变量参数：波浪环境、模型航速和航向，开展不同工况下的试验研究。

进一步地，船舶结构载荷试验主要测量中试艇在波浪中的波浪载荷(剖面弯矩、剪力和扭矩)、砰击载荷(砰击压力、砰击弯矩)、船体振动(弹振与颤振)、水下爆炸等。在极端海况下的大波浪中测试模型的瞬时砰击等强非线性载荷响应。此外，在已完成绝大部分试验工况的研究后期，还需开展中试艇的水下爆炸试验研究舰船的抗爆性能及生命力强度。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1.与水池试验相比，避免了使用建造成本高的水池、航车、造波机等大型仪器设备；与实船海试相比，具有成本低、周期短和模型运输方便等优点，并且可应用于船舶设计优化定型阶段的试验研究。

2.与水池模型试验相比，采用较大尺度的中试艇模型可以有效减小雷诺尺度效应，这对于外推换算实船的阻力性能十分有利。

3.试验是在开阔的自然水域中开展的，中试艇的航行范围不受限制，且可以开展任何浪向角下的船舶耐波性与波浪载荷试验。

4.中试艇在海上处于完全自由的运动状态，其六自由度耦合运动比水池试验模型更加真实。

5.中试艇在海上所遭遇的波浪环境为真实海浪，是由风和重力的共同作用而产生的短峰不规则波，这对于外推预报实船的非线性运动、波浪载荷、砰击和甲板上浪等问题具有重要价值。

6.中试艇上可以安装上层建筑、减摇鳍和舭龙骨等附体，从而将风浪流的联合作用综合考虑进去，也可用于节能附体、减摇附体的优化设计。

7.采用中试艇可以在实际海域中开展一些破坏性试验，例如极端海况下的波浪载荷试验、基于水下爆炸的舰船抗冲击性能试验等，这是实船试验难以完成的。

8.试验模型利用率高，中试艇模型一旦建成之后，以该中试艇为载体可以在自然水域中开展绝大多数的水动力性能试验，这包括：船舶静力学性能(稳性、浮性、抗沉性)、快速性(阻力与推进)、运动性(操纵性与耐波性)、结构载荷(波浪载荷、砰击载荷、水下爆炸和结构强度)等。

附图说明

图1是本发明实施例中试艇海试系统在实海域试验实施场景图；

图2是本发明实施例中试艇海试系统总体结构框架图；

图3是本发明实施例龙骨梁连接的中试艇整体布置的侧视图；

图4是本发明实施例龙骨梁连接的中试艇整体布置的俯视图；

图5是本发明实施例横舱壁连接的中试艇整体布置的侧视图；

图6是本发明实施例横舱壁连接的中试艇整体布置的俯视图；

图7是本发明实施例数据采集系统框架图；

图8是本发明实施例遥控遥测系统工作流程图；

图9是本发明实施例舰船总体性能测试框架图；

图10是本发明实施例船舶耐波性试验的航向路径规划方案一；

图11是本发明实施例船舶耐波性试验的航向路径规划方案二。

其中：1：船体外壳，2：甲板，3：断口间隙，4：龙骨梁，5：龙骨梁固定基座，6：横舱壁，7：法兰盘，8：上层建筑，9：压载块，10：螺旋桨，11：桨轴，12：电机，13：直角齿轮箱，14：电池组，15：自航仪，16：舵机，17：自动舵，18：中试艇，19：跟随快艇，20：环境测量船，21：第二风速风向仪，22：流速流向仪，23：浮标式浪高仪，24：随船浪高仪，25：高速陀螺惯性云台，26：INS核单元，27：GPS接收器，28：卫星，29：第一传输天线，30：摄像机，31：应变片，32：加速度计，33：压力传感器，34：舵角电位器，35：数据采集仪，36：第一计算机，37：第一风速风向仪，#0～#20：船体站位编号，I～VI：航行路线顺序编号。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、2所示，中试艇海试系统包括中试艇以及辅助船系统。由于中试艇需要完成一系列危险工况下的测试内容，因此采用无人艇的形式，试验人员在其他辅助船上对中试艇进行遥控遥测。辅助船系统包括一个跟随快艇和一个环境测量船。跟随快艇用于搭载通讯设备、航行控制设备和试验人员等，试验过程中该快艇跟随着中试艇共同航行，两者距离保持在100m以内。跟随快艇上搭载的试验人员负责远程操纵并控制中试艇的速度和航向。环境测量船上搭载试验人员以及第二风速风向仪、流速流向仪和浮标式浪高仪等设备。实验过程中，环境测量船在中试艇的航行轨迹中心处停泊并对试验海域的风浪流等环境参数进行测量。

本实施例中选取舰船的实船总长312m，排水量约为72000吨。中试艇的几何缩尺比取为1:25，相应的模型总长为12.48m，排水量约为4.6吨。船体自艏柱至艉柱沿纵向均匀划分为20个站位，中试艇的总布置图如图3、4所示。中试艇包括船体系统、数据采集系统以及遥控遥测系统。

船体系统包括船体外壳、甲板、压载块、横舱壁、龙骨梁、推进装置、舵装置。船体外壳型线依据实船的几何型线缩放得到，并采用玻璃钢加工成形，用于保证船体几何形状和外部流场的相似性。甲板与实船甲板相似，用于防止海水进入到船舱内部。压载块采用多个重量块并分散布置固定在船体内部相应位置处，用于调节空船的重量分布和转动惯量并保证与实船相似。如图3、4所示，当开展完整船舶的各类性能试验时，为了测量船体剖面载荷与水弹性响应，船体外壳在第#2、#4、#6、#8、#10和#12站处断开，断口处的相邻船壳之间保留一定的纵向间隙并采用硅胶条进行水密处理，断开后的船体外壳由纵向连续的龙骨梁连接。在第#1、#3、#5、#7、#9、#11和#13站处的船壳内部安装固定基座，使龙骨梁固定在分段船体外壳内部的固定基座上。模型尾部#13至#20站处用于布置轴系等推进装置，因此不需进行分段处理。如图5、6所示，当开展船舶破损后的各类性能试验时，需要将龙骨梁拆下，并在船体第#2、#4、#6、#8、#10和#12站位置处安装横舱壁用于模拟实船的分舱效果，从而将浸水限制在局部舱段范围内并阻止浸水沿纵向蔓延。通过多个螺栓将相邻分段船壳上的法兰盘与横舱壁连接固定，从而保证船体的纵向强度与连续性。同样采用硅胶条密封船体第#2、#4、#6、#8、#10和#12站断口处的间隙，而在模拟船体破损位置处的舱段不进行水密处理。

推进装置用于为自航船模提供推进力和航速，包括螺旋桨、桨轴、电机、电池组。电机安装于船体外壳内，为直流永磁电机(额定电压240V)，通过直角齿轮箱可使得两个电机带动四个桨轴和螺旋桨的转动。采用四个螺旋桨从而为舰船高速航行提供动力来源。电池组由20块12V的铅蓄电池串联组成，从而为直流电机提供电源输入。电池组较重，因此也可用于充当压载块。

舵装置用于改变或保持模型的航向，包括舵机和自动舵。自动舵可采用现有技术中的型号产品，一般包括航向陀螺单元、电力控制单元、用户操作界面和驱动液压杆。自动舵可根据试验人员输入的航向角指令，自动保持中试艇沿设置的航向角度稳定航行。

如图7所示，数据采集系统包括各类传感器、数据采集仪和第一计算机。传感器与数据采集仪相连接，数据采集仪与第一计算机相连接。试验所需要的传感器包括应变片、加速度计、压力传感器、舵角电位器、自航仪、随船浪高仪以及风速风向仪。在中试艇船体的第#2、#4、#6、#8、#10和#12站位置处的龙骨梁上粘贴全桥应变片可以测量垂向和水平弯曲应力，所测量的应力信号可结合龙骨梁剖面刚度参数转换为剖面弯矩。在中试艇的艏部外飘区域布置15个压力传感器，用于测量砰击压力。在中试艇的艏部第#0站、舯部第#10站和艉部第#20站的甲板上布置单向加速度传感计，测量船舶在波浪中运动的垂向加速度。在舵轴上安装舵角电位器，测量实时舵角。在桨轴上安装断轴式自航仪测量螺旋桨的推力、转矩和转速，从而用于船舶快速性和操纵性试验研究。在中试艇的艏部安装随船浪高仪用于测量模型所遭遇的入射波浪时历信息，随船浪高仪与船体连接位置处设有高速陀螺惯性云台，用于保证浪高仪不受船舶摇荡运动干扰并始终保持竖直状态。中试艇还安装有第一风速风向仪，用于测量模型航行时的相对风速风向。

采用动态信号采集仪对试验数据进行采集，该数据采集仪包含32通道，可同时对不同类型的信号进行不同频率的采样，并将采样测量数据传输、显示和存储于中试艇上的第一计算机。由于中试艇上的应力、压力、加速度等信号通道数目多、采样频率高，因此将采集到的信号通过信号线传输并存储至中试艇上的第一计算机，而不采用无线传输的遥测形式。数据采集仪的停启可通过跟随快艇上测试人员控制的第二计算机连接的第二无线电台发射的无线脉冲信号来实现。

如图2、8所示，遥控遥测系统包括GPS/INS装置、AD模块、第一无线电台以及第一传输天线。GPS/INS装置用于测量中试艇的运动轨迹、速度、航向和运动姿态等信息，并可通过无线电信号将实时监测数据传输至跟随快艇，并显示在跟随快艇上的第二计算机的屏幕上。GPS/INS装置包括INS核单元(惯性导航系统核单元)和GPS接收器。其中INS核单元安装在中试艇的重心位置处用于测量模型的六自由度运动，对于三个方向角度的测量精度为0.02°，三个方向位移速度的测量精度为0.02m/s。两个GPS接收器分别固定在模型艏艉甲板上的中线处，GPS接收器用于接收卫星信号从而对中试艇进行实时定位跟踪，从而得到中试艇的实时位置、速度、航行轨迹等信息。AD模块(模拟信号与数字信号转化模块)用于处理电机的模拟电压信号，从而根据计算机指令对电机转速进行调节。第一无线电台用于中试艇与跟随快艇上的设备通讯，第一传输天线用于提高电台功率从而增加信息传输速度和距离。在中试艇甲板上安装船载摄像机用于记录中试艇的航行状态。中试艇的航速和航向的调节以及摄像机的停启，都可通过跟随快艇上测试人员发射的无线脉冲信号来实现。

跟随快艇上安装有第二无线电台、第二计算机以及第二传输天线，第二无线电台用于与第一无线电台通信，并将信号传输给第二计算机或接收第二计算机的指令信号。第二传输天线用于提高第二无线电台功率从而增加信息传输速度和距离。

环境测量船包括船体，设置于船体上的第二风速风向仪、流速流向仪以及浮标式浪高仪。第二风速风向仪用于测量试验场区的实际风速与风向。浮标式浪高仪用于测量试验海域的三维海况信息。流速流向仪用于测量试验海域的绝对流速与流向。

基于上述所建立的中试艇海试系统，可以开展的舰船总体性能测试。如图9所示舰船总体性能测试主要包括：完整及破损船舶的静力学性能(稳性、浮性、抗沉性)、快速性(阻力与推进)、运动性(操纵性与耐波性)、结构载荷(波浪载荷、砰击载荷、水下爆炸和结构强度)等。

当开展船舶静力学性能(稳性、浮性、抗沉性)试验时，一般选择风平浪静时开展试验。通过移动中试艇上的重物开展倾斜试验并测量横倾角、纵倾角、首尾吃水等，可以确定船舶的排水量和重心坐标，进而评估船舶的完整稳性。此外，采用加装横舱壁的船体结构形式并在船壳上设置破损进水口，也可以模拟实船触礁、碰撞等破损进水后的破舱稳性、浮性和抗沉性。

船舶快速性(阻力与推进)试验既可选择风平浪静时开展，也可选择在一定海况下开展。船舶阻力试验中通过借助牵引或拖曳装置可以测量裸船体阻力以及附加阻力。船舶推进试验中测量中试艇不同航速下螺旋桨的转速、推力和扭矩、电机的功率等参数，可以绘制航速与功率(转速)曲线。在波浪中进行快速性试验可以研究模型在波浪中的增阻与失速。在螺旋桨高速旋转的情况下，还可以通过特种摄像机对螺旋桨进行视频记录，以观察空泡现象。

船舶操纵性试验既可选择风平浪静时开展，也可选择在一定海况下开展。可开展的船舶操纵性试验内容主要包括：稳速直航试验、直航加速试验、直航制动试验、回转圆试验、Z形试验、螺线试验和回舵试验等。试验过程中，通过GPS/INS设备测量模型的运动姿态、航速、航向、航行轨迹等，采用自航仪测量螺旋桨轴系的转速、转矩和推力，采用舵角电位器测量实时舵角等。

船舶耐波性试验主要测量中试艇在不同海况下航行时的六自由度运动、甲板垂向加速度、甲板上浪情况，同时还需要测量试验海域内的海况等环境信息。对于耐波性试验来说，主要控制3个变量参数：波浪环境、模型航速和航向，从而开展不同工况下的试验研究。如图10、11所示为耐波性试验的中试艇的两种航行路径规划，都可以通过一次航行快速方便地测量不同浪向角情况下的船舶运动响应，例如可以测试中试艇遭遇迎浪、顺浪、横浪、艏斜浪、艉斜浪时的运动响应。

结构载荷试验主要测量中试艇在波浪中的波浪载荷(剖面弯矩、剪力和扭矩)、砰击载荷(砰击压力、砰击弯矩)、船体振动(弹振与颤振)、水下爆炸等。波浪载荷试验的测试方案与耐波性试验大致相同，即分别控制波浪环境、模型航速和航向三个变量，研究模型在不同工况下的载荷响应。在极端海况下的大波浪中，可研究模型的瞬时砰击等强非线性载荷响应。此外，在已完成绝大部分试验工况的研究后期，可以开展中试艇的水下爆炸试验研究舰船的抗爆性能及生命力强度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种中试艇海试系统，其特征在于，包括中试艇以及辅助船系统；所述中试艇包括船体系统、数据采集系统以及遥控遥测系统；

所述船体系统包括船体外壳，用于推动中试艇航行的推进装置，以及用于改变或保持中试艇航向的舵装置；

所述数据采集系统包括传感器、数据采集仪以及第一计算机，传感器与数据采集仪相连接，数据采集仪与第一计算机相连接；

所述遥控遥测系统包括GPS/INS装置、AD模块以及第一无线电台，所述GPS/INS装置用于测量船体系统的运动状态及对船体系统进行定位跟踪，所述AD模块用于处理推进装置电机的模拟电压信号，第一无线电台用于中试艇与辅助船系统之间的通信；

所述辅助船系统包括跟随快艇和环境测量船，所述跟随快艇上安装有第二无线电台以及第二计算机，所述第二无线电台用于与第一无线电台通信，并将信号传输给第二计算机或接收第二计算机的指令信号；所述环境测量船用于测量中试艇试验海域的环境参数。

2.根据权利要求1所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述船体外壳为分段式外壳，船体外壳在纵向多处断开，断口处的相邻外壳之间的间隙采用硅胶条密封，相邻分段外壳可通过横舱壁或龙骨梁固定连接；横舱壁与设置于分段船壳边缘上的法兰盘固定连接，龙骨梁纵向连续并固定安装于船体外壳内部的多个固定基座上。

3.根据权利要求2所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述横舱壁和龙骨梁为可拆卸式，且在开展一类试验时只安装两者其中的一个。

4.根据权利要求2或3所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述推进装置包括螺旋桨、桨轴、电机以及电池组，所述电机安装于船体外壳内，电机与多根桨轴连接，每根桨轴的末端连接螺旋桨，电机由安装于船体外壳内的电池组提供电源。

5.根据权利要求4所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述舵装置包括舵机和自动舵，所述自动舵与舵机连接。

6.根据权利要求5所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述传感器包括粘贴于龙骨梁上的应变片，安装于中试艇艏部外飘区域的压力传感器，安装于中试艇甲板上的加速度传感器，安装于舵机上的舵角电位器，安装于桨轴上的自航仪，安装于中试艇艏部的随船浪高仪，以及安装于中试艇上的第一风速风向仪。

7.根据权利要求6所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述随船浪高仪与船体连接位置处设有高速陀螺惯性云台。

8.根据权利要求1所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，所述GPS/INS装置包括安装于船体系统上的INS核单元和GPS接收器，INS核单元用于测量船体系统的六自由度运动状态，GPS接收器用于接收卫星信号并对船体系统进行实时定位跟踪。

9.根据权利要求1所述的一种中试艇海试系统，其特征在于，环境测量船包括船体，设置于船体上的第二风速风向仪、流速流向仪以及浮标式浪高仪。

10.利用权利要求1至9任一项所述的中试艇海试系统进行舰船总体性能测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据完整船舶或破损船舶试验测试的类型与需求，分别选取龙骨梁或横舱壁用以连接分段船壳，并组装调试好模型及系统；

传感器测量船体系统的应力信号、砰击压力信号、加速度信号、舵角信号、螺旋桨状态信号以及入射波浪信号，并将测量的信号传输给数据采集仪，由数据采集仪将采集信号传输给第一计算机；

INS核单元测量船体系统的六自由度运动状态，GPS接收器接收卫星信号并对船体系统进行实时定位跟踪；AD模块处理推进装置电机的模拟电压信号；第一无线电台通过无线电信号与跟随快艇上的第二无线电台进行通信；

环境测量船上的第二风速风向仪测量试验海域的风速与风向，流速流向仪测量试验海域的绝对流速与流向，浮标式浪高仪测量试验海域的三维海况信息；

依次开展船舶的稳性、浮性、抗沉性、阻力与推进、操纵性与耐波性、波浪载荷、砰击载荷、水下爆炸和结构强度试验测试，利用所测量的信号，完成舰船总体性能评估。

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