[发明专利]一种水下气幕垂直发射实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下气幕垂直发射实验装置，属于航行体水下发射研究技术领域。 

背景技术

按照航行体筒内及筒口附近的多相流场状态进行分类，水下航行体的常规垂直发射方式可包括沾湿发射和密封发射等。气幕发射方式是一种新型的水下航行体垂直发射方式，水下气幕发射指的是利用气体射流在发射筒筒口上方形成一个气体通道，航行体在气体通道中运动的发射方式。发射装置由两个同心圆柱体构成，同心圆柱的外圆柱发出气体射流在航行体出筒的方向形成了一条气体通道。 

对于航行体的水下垂直发射实验通常是在大型室外水池或大海中进行，实验系统除必要的发射筒、航行体模型、动力系统、控制系统以及测试系统外，还要求有水下发射平台，实现整个发射系统的安装、调试，并调节水下发射深度，以及一次发射实验完成后升出水面准备下一次实验。同时，采用在大型室外水池或大海中进行实验的方法不方便实际观察，摄像及照明系统安装与固定困难，可操作性不好，对仪器设备的密封性要求高，且缺少自然光照等，严重影响发射过程流场的观测。使得现有的实验方法成本高、效率低，实验周期长，在很大程度上受到限制，不易普遍采用。 

采用相对较小的缩比模型进行实验，是掌研究运动体水下发射技术、获得不同发射条件下运动体模型的运动学与动力学规律的重要途径，也是水下运动体多相流体动力基础研究的一种重要方法。进行运动体模型水下发射实验时，需要通过动力装置为运动体模型提供初始运动速度。目前常用的水下发射实验动力系统为固体燃料发动机、燃气发生器。这种动力系统因涉及火工品，要求使用单位具备一定的资质，且在运输或使用过程中均存在一定的安全隐患。同时，固体燃料发动机或燃气发生器等动力装置的技术含量高，其设计、加工、制造必须由专业研究院所来完成，存在成本高，周期长，以及加工成型后性能参数很难改变等缺点。同时，使用过程中要求专用的点火起动信号。这两种动力装置的制造和 工作成本均较高，实验过程中准备周期长，且工作时均不同程度存在噪音和污染，因而难以在基础性实验研究中普遍采用。利用小型运动体模型模拟潜射武器水下垂直发射及出水过程，通过对运动体运动特性及周围流场结构的观测，为研究运动体水下发射及出水过程力学特性提供条件。 

对于一些垂直发射设备，仅适用无水平速度的垂直发射，并且只能研究不同水深的水下发射实验，无法利用一套设备兼顾多种实验。并且对于有牵连速度的情况不同水深、不同发射速度的水下发射实验无法实验，而且无法进行新型水下气幕发射实验的研究。 

发明内容

本发明的目的是提供一种水下气幕垂直发射实验装置，以解决现有实验装置兼顾多种实验，并且对于有牵连速度的情况不同水深、不同发射速度的水下发射实验无法实验，而且无法进行新型水下气幕发射实验研究的问题。 

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述装置包括空压机、储气罐、水池、发射筒、电机和发射平台，空压机通过管路与储气罐连接，发射筒、电机和发射平台设在水池内，发射筒设在发射平台上，电机与发射平台电连接，发射筒内装有运动体模型，储气罐分别通过动力气源管和通气管与水池内的发射筒连通，水池分别与进水管和排水管连通，安全防护装置设在水池上方，水池的外部设有照明装置、摄像机和摄控制装置，水池为透明水池，控制装置控制照明装置、摄像机、动力气源管、通气管。 

本发明具有以下有益效果：本发明提供一种基于小型透明水池的运动体水下气幕发射实验装置，可开展使物体在0m/s到2m/s的水平速度的前提下，从发射筒将航行体发射，并且同时可以瞬间在发射物体上方形成气幕并把发射物体加速到10m/s至30m/s的速度通过气幕出筒并出水完成气幕发射实验。该实验装置不需要升降平台，且摄像及照明系统放置在水池外面，不需要进行密封处理，操作方便，测量直观、准确，实验效率高，成本低，周期短。建立一个四面透明的小型水池，在水池内安装发射系统，包括发射管、实验模型以及动力装置等。