[發明專利]一種外形可調空化器

在審

• 申請號: 202011415265.X
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112550553A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 洪軍偉;孟凡強;金鑫;許一楠;劉艷;呂沐辰
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: B63B1/38
• 分類號: B63B1/38
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗

本發明公開了一種外形可調空化器。本發明空化器包括前端板、外形調節機構和后端板；外形調節結構夾持在前端板和后端板的中間；所述外形調節機構包括基座、伸縮機構以及多個外形調節扇面；外形調節扇面通過伸縮機構安裝在基座上，并通過伸縮機構伸出和縮回前端板。本發明通過改變空化器外形來實現對空泡形態的實時控制，并較大幅度地實現超空泡航行體的俯仰和偏航控制，使航形體體具備快速轉向的能力。

技術領域

本發明涉及水下超空泡航行體水動力學技術領域，具體涉及一種安裝在水下超空泡運動體頭部的一種外形可調空化器。

背景技術

當航行體在水下高速運動時，航行體周圍局部區域的壓力低于水的飽和蒸汽壓，導致水發生汽化，生成氣泡，即產生空化現象；當空化發展到一定程度，在航行體周圍會形成一個較大的氣泡包裹住航行體，這就是超空泡現象；此時航行體的摩擦阻力會大幅降低，從而可以大幅提高水下航行體的速度；同時航行體所受的流體動力和力矩也有別于常規水下航行體，航行體的控制難度也有所加大。

空化器是安裝在水下超空泡運動體頭部的一個部件，其作用是通過產生脫體擾流來誘導降壓創造空化條件和調整空泡狀態；空化器的存在可以使運動體更容易產生超空泡狀態。同時通過控制頭部空化器可實現對航行體的俯仰和偏航控制。

空化器的種類主要有圓盤空化器和圓錐空化器兩種。現有的圓盤空化器和圓錐空化器雖然可以通過改變空化器的攻角實現對航行體的俯仰和偏航控制，但是當航行體大幅度機動時，運動體會有一部分脫離空泡包裹，導致航行體阻力急劇增大。采用現有的空化器只能在很小的范圍內實現對航行體的機動控制，航行體的機動性較低，多采用直航彈道航行。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種外形可調空化器，通過改變空化器外形來實現對空泡形態的實時控制，并較大幅度地實現超空泡航行體的俯仰和偏航控制，使航形體體具備快速轉向的能力。

本發明的外形可調空化器，包括空化器主體和進水管道；其特征在于，空化器主體包括前端板、外形調節機構和后端板；外形調節結構夾持在前端板和后端板的中間；所述外形調節機構包括基座、伸縮機構以及多個外形調節扇面；外形調節扇面通過伸縮機構安裝在基座上，并通過伸縮機構伸出和縮回前端板。

較優的，所述外形調節機構包含4個相同的外形調節扇面。

較優的，前端板、外形調節機構和后端板之間通過螺紋連接。

較優的，所述進水管道前端縮口。

較優的，伸縮機構采用致動電機和制動電機實現外形調節扇面的連續移動。

較優的，所述外形調節機構還包括滑軌，所述外形調節扇面在滑軌上移動。

較優的，所述前端板和后端板為圓盤形。

較優的，所述后端板接俯仰和偏航控制裝置。

有益效果：

(1)本發明空化器由前端板、外形調節機構、后端板組成；當運動體通過改變空化器傾斜角實現彈體控制時，通過外形調節機構增大空化器的面積，可以使航行體完全被空泡包裹，不會產生沾濕區；

(2)本發明空化器圓盤中心設有進水管路，進水管路為一縮口圓柱形管路，可在較小的進水面積下提高進水量；

(3)本發明空化器設有俯仰和偏航控制機構接口，通過該接口可以實現空化器和控制機構的一體化設計，可實現對航行體的俯仰和偏航控制。

附圖說明

圖1為本發明空化器的整體結構圖；

圖2為本發明空化器外形調節機構2結構圖；

圖3為本發明空化器后端板3結構圖；

圖4為本發明空化器進行俯仰控制時空化器結構圖。