一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置製造方法
2023-12-10 10:51:42 1
一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置製造方法
【專利摘要】一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置，它涉及一種通氣裝置，以解決現有用於開展縮比模型試驗的燃氣發生器式通氣裝置存在運輸、存貯安全性差，以及內置壓縮瓶式通氣裝置存在需要專門的適配器對氣瓶與航行體進行連接，佔用航行體空間大，整個航行體結構複雜，重量大和信號線走線困難，使用成本高的問題，它包括圓臺形艙、中心管、導氣管和電磁閥，圓臺形艙內設置有一根中心管，中心管的一端固裝在圓臺形艙的小直徑端面上並穿過該小直徑端面，中心管的另一端固裝在圓臺形艙的大直徑端面上並穿過該大直徑端面，導氣管固裝在圓臺形艙的大直徑端面上，電磁閥布置在圓臺形艙的大直徑端面的外側，本實用新型用於水下超空泡航行體通氣。
【專利說明】一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通氣裝置，具體涉及一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置。
【背景技術】
[0002]隨著水下物體運動速度的加快，其上所承受的水壓反而會減小，一旦水壓減小到一定程度時，與水下物體接觸的水就會汽化，形成空泡。通過一定的技術手段使「氣泡」把整個航行物包裹起來，形成一種「氣體外衣」，就可使物體始終航行在自己製造的超空泡內部，從而最大限度地避免水的黏性阻力，這就是所謂的「超空泡航行體」。
[0003]超空泡航行體可以獲得很高的水下航行速度，縮比模型水下航行試驗是研究該類航行體流體動力特性的重要技術途徑。目前，形成通氣超空泡用於開展縮比模型試驗的常用通氣裝置有兩種，一種是燃氣發生器，另一種是內置壓縮氣瓶。前者屬於火工品，設計、力口工、製造以及使用均需專業單位負責，且運輸、存貯等存在安全問題。而內置壓縮氣瓶外型通常為圓柱體，需要航行體內部提供足夠的空間，同時需要專門的適配器(如橡膠墊等)實現氣瓶與航行體的可靠連接，確保航行體運行穩定，進而使整個航行體結構變得複雜，並且整體重量較大，且不能有效地利用航行體內部空間。另外，超空泡航行體通氣出口位於前端，為此通氣控制閥客觀上要求安裝在前端，考慮到超空泡航行體前段通常為錐型，難以提供足夠的安裝控制閥的空間，並且控制閥安裝在前端時由於控制器位於模型中後艙段，存在控制閥信號線走線困難的問題。因而上述兩種模型試驗通氣裝置很大程度上受到限制，不易普遍米用。
實用新型內容
[0004]本實用新型是為解決現有用於開展縮比模型試驗的燃氣發生器式通氣裝置存在運輸、存貯安全性差，以及內置壓縮瓶式通氣裝置存在需要專門的適配器對氣瓶與航行體進行連接，佔用航行體空間大，整個航行體結構複雜，重量大和信號線走線困難，使用成本高的問題，進而提供一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置。
[0005]本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是:一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置包括圓臺形艙、中心管、導氣管和電磁閥，所述圓臺形艙為封閉艙，圓臺形艙內設置有一根中心管，中心管的一端固裝在圓臺形艙的小直徑端面上並穿過該小直徑端面，中心管的另一端固裝在圓臺形艙的大直徑端面上並穿過該大直徑端面，導氣管固裝在圓臺形艙的大直徑端面上，電磁閥布置在圓臺形艙的大直徑端面的外側，導氣管的一端伸入圓臺形艙內，電磁閥的進氣口與導氣管的另一端與連通，電磁閥的出氣口與中心管的另一端連通，所述圓臺形艙為不鏽鋼艙，中心管為不鏽鋼管，導氣管為不鏽鋼管。
[0006]本實用新型的有益效果是，本實用新型針對航行體外型結構，將通氣用的壓縮氣瓶和燃氣發生器去掉，優化了航行體艙段，圓臺形艙與現有航行體模型艙段結構實現一體化，即根據航行體模型結構特性進行圓臺形艙(貯氣瓶)外型及前後接口設計，將航行體圓臺形艙(錐艙段)結構本身作為貯氣瓶，貯氣瓶同時作為航行體殼體結構的一部分，通氣管路經貯氣瓶中間穿過，與內置氣瓶相比，不需要專門的適配器對氣瓶與航行體進行連接，充分利用了空間，充氣壓力相同的情況下增加了貯氣量，並且航行體整體結構簡單，重量輕，重量減少了 25%-35%。圓臺形艙、中心管和導氣管均採用不鏽鋼材料，強度大，有利於滿足水下工作環境。同時通氣電磁閥安裝在圓臺形艙段的大直徑端，布置與安裝容易，電磁閥與現有的航行體的中艙段內布置的控制器相連的線纜的長度大幅度縮短，且連接方便，節約了成本，線纜的使用成本降低了三分之二。按照相似率原理進行尺度縮小，本實用實用新型是按照1:6比例進行模型縮比，如果利用原型試驗對場地和成本要求很高，縮比模型可以節約成本，節約時間。
[0007]本實用新型電磁閥安裝在圓臺形艙(貯氣瓶)的大直徑端，貯氣瓶內的氣體由導氣管進入電磁閥，再由電磁閥經中心管通向圓臺形艙小直徑端，氣體從空化器(圓臺形艙的小直徑端螺紋連接有空化器)與圓臺形艙(即貯氣瓶)形成的間隙排出，形成超空泡。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的整體結構示意圖，圖2是本實用新型所結合的水下超空泡航行體局部剖視圖，圖3是本實用新型所結合的水下超空泡航行體的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]【具體實施方式】一:結合圖1說明，本實施方式的一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置包括圓臺形艙1、中心管2、導氣管3和電磁閥4，所述圓臺形艙I為封閉艙，圓臺形艙I內設置有一根中心管2，中心管2的一端固裝在圓臺形艙I的小直徑端面上並穿過該小直徑端面，中心管2的另一端固裝在圓臺形艙I的大直徑端面上並穿過該大直徑端面，導氣管3固裝在圓臺形艙I的大直徑端面上，電磁閥4布置在圓臺形艙I的大直徑端面的外側，導氣管3的一端伸入圓臺形艙I內，電磁閥4的進氣口與導氣管3的另一端與連通，電磁閥4的出氣口與中心管2的另一端連通，所述圓臺形艙I為不鏽鋼艙，中心管2為不鏽鋼管，導氣管3為不鏽鋼管。
[0010]本實施方式的圓臺形艙I為空心體。結合圖1-圖3說明，本實施方式的圓臺形艙I的小直徑端用於與空化器5螺紋連接，圓臺形艙I的大直徑端用於與航行體中艙段7螺紋連接。
[0011]【具體實施方式】二:結合圖1說明，本實施方式的圓臺形艙I的小直徑端加工有出氣口 10。如此設置，便於與空化器(錐形殼)螺紋連接，形成良好的超空泡，滿足不同縮比模型試驗的需要。其它與【具體實施方式】一相同。
[0012]【具體實施方式】三:結合圖1說明，本實施方式的圓臺形艙I的圓錐角為8° -12°。如此設置，便於滿足不同結構和形狀的航行體的水下超空泡縮比模型試驗，便於研究不同類超空泡航行體流體動力特性，本實施方式的圓錐角為8° -12°，也即圓臺形艙的軸與任意一條母線的夾角為4° -6°。其它與【具體實施方式】一或二相同。
[0013]工作過程
[0014]結合圖1-圖3說明，針對水下超空泡航行體外型結構，設計外型呈圓臺形的圓臺形艙I (貯氣瓶)結構主體，考慮強度與水下工作條件，應採用不鏽鋼材料。在圓臺形艙I的小直徑端(前端)和大直徑端(尾端)中心開孔，安裝中心管2，再在圓臺形艙I的大直徑端另開一個孔安裝導氣管3，所用管路採用同型號不鏽鋼材料，通過焊接方式對管路與圓臺形艙I連接部位進行密封處理，將通徑與壓力要求的電磁閥4進氣口與出氣口分別與導氣管3和中心管2連接，組成通氣裝置，將本實用新型的圓臺形艙I的大直徑端與航行體的中艙段7螺紋連接為一體，將本實用新型的圓臺形艙I的小直徑端與空化器5螺紋連接，形成航行體模型，利用本實用新型實現水下超空泡航行體縮比模型實驗前，先取下空化器5，利用安裝在航行體模型中艙段7中的控制器8及電源9提供信號，經信號線6接通電磁閥4，通過貯氣瓶的出氣口 10向圓臺形艙I內充氣，圓臺形艙I的氣體達到額定壓力時關閉電磁閥4。安裝空化器5，並調試航行體模型及各分系統。進行水下航行試驗時，根據試驗設定的通氣時序，即時由控制器8發出信號，接通電磁閥4，貯氣瓶I內的壓縮氣體即經過導氣管3、電磁閥4、中心管2以及前端出氣口 10，進而從空化器5與圓臺形艙I形成的間隙排出，形成通氣超空泡，形成的包裹大部分或全部航行體的超空泡能實現大幅度減阻，實現航行體在水下高速航行，最終形成水下超空泡航行體，進而用於實現進行超空泡航行體縮比模型實驗研究該類航行體流體動力特性，通氣結束後，由控制器8發出信號，關閉電磁閥4，即完成一次試驗。
【權利要求】
1.一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置，其特徵在於:所述裝置包括圓臺形艙(I)、中心管(2)、導氣管(3)和電磁閥(4)，所述圓臺形艙(I)為封閉艙，圓臺形艙(I)內設置有一根中心管(2)，中心管(2)的一端固裝在圓臺形艙(I)的小直徑端面上並穿過該小直徑端面，中心管(2)的另一端固裝在圓臺形艙(I)的大直徑端面上並穿過該大直徑端面，導氣管(3)固裝在圓臺形艙(I)的大直徑端面上，電磁閥(4)布置在圓臺形艙(I)的大直徑端面的外側，導氣管(3)的一端伸入圓臺形艙(I)內，電磁閥(4)的進氣口與導氣管(3)的另一端與連通，電磁閥(4)的出氣口與中心管(2)的另一端連通，所述圓臺形艙(I)為不鏽鋼艙，中心管(2)為不鏽鋼管，導氣管(3)為不鏽鋼管。
2.根據權利要求1所述的一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置，其特徵在於:圓臺形艙(I)的小直徑端加工有出氣口(10)。
3.根據權利要求1或2所述的一種水下超空泡航行體縮比模型試驗用通氣裝置，其特徵在於:圓臺形艙(I)的圓錐角為8° -12°。
【文檔編號】G01M10/00GK203732238SQ201420137743
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】王聰, 張孝石, 曹偉, 趙成功 申請人:哈爾濱工業大學