[發明專利]無干擾空泡流產生的水下超空泡發生裝置

有效

• 申請號: 201310304387.5
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103424239A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 陳波;胡青青;施紅輝;胡俊輝;王昀
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及流體動力學行為及特性的實驗裝置，尤其是涉及一種無干擾空泡流產生的水下超空泡發生裝置。

背景技術

航行體在水中水平高速運行時，航行體周圍的液體將氣化，從而產生覆蓋航行體表面的空泡，當航行體處于整個氣體的包圍之中時，我們把這一氣體區域稱為自然超空泡，此時航行體在空泡內運行，航行體運行的阻力大大減少。隨著社會的發展和科學技術的進步，超空泡相關的研究成果在海洋運輸工業領域以及自然科學領域，尤其是在軍事國防技術中得到了廣泛重要的應用。

自然超空泡和通氣超空泡是超空泡存在的兩種主要形式。兩者的主要區別是，自然超空泡依靠提高航行體的速度產生，通氣超空泡依靠人工通氣增加空泡內壓強生成。目前對于超空泡的基礎實驗研究主要在水洞中進行，但是水洞存在流速低，容易生成局部空泡的特點，通常需要借助人工通氣生成通氣超空泡來進行研究。然而，高速射彈實驗能獲得高速的彈體運動，容易生成自然超空泡，且實驗成本較低、周期較短，可以作為研究自然超空泡的有效手段，

高速射彈實驗發生裝置在實驗過程中，由于發射管內彈體前部的氣體在彈體高速驅動作用下較彈體先進入水中，從而產生干擾流場的擾動段，影響超空泡初始發展狀態的觀察研究，摻雜有空氣射流的擾動流暢致使超空泡流場更為復雜，彈體入水后的彈道也容易受到這一擾流段的影響，不利于自然空泡發生過程的研究。因此，解決彈體前部空氣產生擾流段這一問題，對于研究自然超空泡的發展、形成全過程有非要重要的意義，對于提高高速射彈發生裝置的實驗精確性也有很好的幫助。

發明內容

針對上述背景技術中所存在的問題，本發明的目的在于提供一種無干擾空泡流產生的水下超空泡發生裝置，可實現在不同水位下，以及不同發射角度下，無擾流段空泡產生的高速入水射彈發生實驗研究。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

本發明包括消音筒，排氣管，排氣筒，緊定螺釘，密封軟管，發射管，定位磁鐵，彈體，管閥連接器，電磁閥，缸閥連接器，高壓氣缸，高壓氣源，氣缸支架，發射管支架，水箱，消音筒支架；水箱正面和背面設有機玻璃的觀測視窗，水箱側壁開有法蘭孔，法蘭孔外裝有密封軟管，發射管的一端通過密封軟管插入水箱中安裝在消音筒內的排氣筒的一端，通過緊定螺釘連接消音筒和排氣筒，消音筒的頂部開有出氣孔，出氣孔連接排氣管，消音筒的前端下部開有排水孔，消音筒的前部開有彈體射出孔，可調消音筒高度的消音筒支架固定在水箱里；發射管的另一端通過管閥連接器、電磁閥、缸閥連接器，與高壓氣缸相連，高壓氣缸連接高壓氣源，定位磁鐵置于發射管的另一端的外圓柱面上，與定位磁鐵對應的發射管的另一端孔內裝有彈體，可調發射管角度的發射管支架和可調高壓氣缸高度的氣缸支架均固定在地面上。

所述的排氣筒為階梯狀筒體，排氣筒大端筒體與消音筒緊密配合，大端筒體上下各開一螺紋孔，排氣筒與消音筒尾部的螺紋孔用緊定螺釘連接發射管，排氣筒小端筒體上開有四排沿圓周等分分布的排氣孔。

所述的氣缸支架包括：兩顆銷釘、兩根上連接桿、兩個鎖緊螺母、兩根下連接桿、底座、四個滑輪；高壓氣缸底面分別通過各自銷釘與各自上連接桿的一端連接，兩個上連接桿有外螺紋，通過各自的鎖緊螺母固緊上連接桿，兩根下連接桿垂直固定在底座上，底座下面安裝有四個滑輪。

所述的發射管支架包括：兩顆銷釘、支撐桿、固定桿、定位銷、底座；發射管底面分別通過銷釘與固定桿的一端和支撐桿的一端連接，固定桿的另一端與底座（連接，支撐桿的另一端上開有等間距的小孔，支撐桿的另一端插入并穿過固定桿，定位銷通過固定桿孔和支撐桿上的小孔進行定位，選擇支撐桿上的不同孔的位置與定位銷配合，能使發射管實現不同角度的傾斜。

本發明具有的有益效果是：

本發明采用由排氣筒，排氣管，消音筒，緊定螺釘組成的排氣消音機構，通過對氣流的正確有效快速的導流，使彈體前部的壓縮氣體能夠很好的通過此排氣消音機構進入大氣，不會產生擾動前端流場的沖擊氣體，另外通過這種排氣方式，降低實驗中彈體運行過程產生的噪音；通過發射管支架，消音筒支架和氣缸支架的調節，可設定不同的射彈角度，進行不同的對比實驗；在不同水位及不同發射角度射彈實驗過程中，另外配合水位的調節可以進行彈體傾斜入水和出水空泡實驗。定位磁鐵可以保證鋼性彈體在發射管內的位置準確可靠，不會發生偏斜和滑落，使彈體在高壓驅動氣體作用下按正常的彈道軌跡運行，進行高速射彈的入水和出水實驗研究。本發明結構簡單，裝卸容易，方便實用，成本低廉，便于維護。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖。