[发明专利]一种超疏水表面气膜减阻模型

说明书

本发明属于水下减阻技术领域，尤其涉及一种超疏水表面气膜减阻模型。本发明提供了一种超疏水表面气膜减阻模型，在超疏水表面气膜减阻模型中，凹槽中的气体被海水挤走时，活性不同的第一金属和第二金属与海水接触，海水作为电解液，第一金属和第二金属作为正极和负极，形成原电池，海水中氢离子在正极上得到电子形成氢气，扩散后填充至整个凹槽，形成气膜，此时正极与电解液被气膜隔开，原电池断路，停止产生气体；当凹槽中的气体再次被海水挤走，正极、负极与海水接触，原电池再次形成并产气。如此反复，则可使超疏水基材表面长时间存在气体，保证气膜的存在，达到减阻效果。

技术领域

本发明属于水下减阻技术领域，尤其涉及一种超疏水表面气膜减阻模型。

背景技术

现有的交通工具如船舶、飞机等有70％～80％的能耗被用于克服与接触介质间的摩擦阻力，尤其在潜艇、鱼雷等水下航行器运行中，摩擦阻力不仅决定着水下航行器本身的续航能力，同时也影响着国家的国防能力。超疏水材料表面的微结构能够储存部分气体，当超疏水材料处于水下时，气体在水和材料界面间形成一层“气膜”，降低了两者之间的摩擦力，起到了良好的减阻的效果。但是随着水在材料表面流动，材料表面微结构中气体被水挤出，气膜不复存在，减阻效果降低。

申请号为201510136084.6的专利文献采用船底凹槽上的横向导流板装置，用船上风机向船底输入空气形成连续薄层空气膜，实现船舶气膜减阻节能，但是它不能用于水下的航行器。申请号为201510579215.8的专利文献的气膜减阻层由亲水区域和疏水区域相间组成，一定时间内可维持气膜存在，但该气膜为一次性的，不能及时补充。申请号为201611112056.1的专利文献采用直流电源电解水产气形成气膜达到减阻效果，但是该结构需要另外添加直流电源提供能量，应用不方便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超疏水表面气膜减阻模型，不需添加直流电源提供能量就可形成气膜达到减阻效果。

本发明的具体技术方案如下：

一种超疏水表面气膜减阻模型，包括：超疏水基材、第一金属和第二金属；

所述超疏水基材表面设置有凹槽；

所述凹槽内设置有所述第一金属和所述第二金属，所述第一金属和所述第二金属插设于并凸出于所述凹槽底部；

所述第一金属和所述第二金属的活性不同。

优选的，所述凹槽为长方体凹槽；

两个或两个以上所述凹槽平行分布并形成栅格。

优选的，相邻所述凹槽的间距为20μm～30μm。

优选的，所述凹槽的宽度为25μm～50μm。

优选的，所述凹槽的深度与所述凹槽的宽度的比值为0.26～10。

优选的，所述第一金属和所述第二金属垂直插设于并凸出于所述凹槽底部。

优选的，所述超疏水基材为聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物和/或聚偏氟乙烯。

优选的，所述第一金属为镍钼铁合金、镍钼合金、镍钼铜合金、镍钼铁锌合金、铁钴合金和/或钼铁铜合金；

所述第二金属为镁。