[实用新型]一种主动通气式水下航行体试验装置

说明书

本实用新型提供一种主动通气式水下航行体试验装置，包括航行体首部、航行体主体外壳和航行体底座；所述航行体主体内部设置有输气装置；所述输气装置包括整气气室和进气管；所述进气管上端与整气气室连接，进气管的下端穿过航行体底座与外部气压系统连接；所述整气气室内设置有气室，气室上设置有气孔，航行体主体外壳上设置有通道，所述气孔与通道相配合。本实用新型人结构紧凑、操作方便、适应范围广，可实现结构可简易变换、航行体表面通气，结合高速摄影技术，来探索主动通气空泡多相流流动问题，旨在深入研究其演化机理，为推动主动通气技术的发展提供有价值的参考依据。

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，尤其涉及一种主动通气式水下航行体试验装置，属于船舶与海洋工程技术领域。

背景技术

水下航行体在水下高速运动过程中会产生自然空化现象，自然空化发生时伴随有大量空泡产生。随着环境压力的逐渐变小直至航行体穿出水面，空泡会出现不对称、脱落、溃灭等现象，在航行体表面产生随机载荷，对航行体造成强烈冲击，甚至导致航行体内部仪器失灵和外部结构发生损毁。力矩的不对称将会对航行体姿态产生相当大的扰动，从而影响航行体的运动姿态。为了尽量抑制自然空化的产生，降低水下航行体出水水动力载荷，大量科研人员开始着手研究向航行体表面通气，在航行体表面形成包裹着航行体的人工通气空泡，以达到控制水下航行体运动姿态，提高水下航行体运动稳定性的目的。

主动通气技术涉及通气空泡运动特性、通气空泡融合特性等内容，包含复杂的多相流、流固耦合等问题，流气固三项之间互相耦合作用。目前在理论研究以及数值研究方面还没有能够有效解决这些问题，为推动主动通气技术的发展，需要通过实验手段探究这些复杂问题的内在机理。真实水下发射实验受诸多条件的限制，且实验费用十分惊人，无法进行大规模的重复类比实验，因此实验室缩尺模型实验就成了研究水下航行体出水过程的首选手段。

目前实验手段主要有两种：一种是空泡水洞实验，另一种是常压环境下的水箱实验。在空泡水洞中进行的通气空泡实验是使人工通入的空气在航行体上包裹成一层稳定的空泡后再进行观察测量，观测到的是一个稳态的过程，而且航行体均采用水平放置，这样人工通气形成的空泡会受到重力的影响产生偏斜，这与实际水下发射的试验环境有很大差别；不仅如此，空泡水洞的造价昂贵，不适宜于通气空泡实验的发展。在常压环境下的水箱中进行的通气空泡实验由于无法满足空泡数相似，导致无法观测到通气空泡的融合过程，存在很大的问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种结构紧凑、操作方便、适应范围广的主动通气式水下航行体试验装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种主动通气式水下航行体试验装置，包括航行体首部、航行体主体外壳和航行体底座，所述航行体主体外壳上部与航行体首部连接，航行体主体外壳下部与航行体底座连接；所述航行体主体内部设置有输气装置；

所述输气装置包括整气气室和进气管；所述进气管上端与整气气室连接，进气管的下端穿过航行体底座与外部气压系统连接；所述整气气室内设置有气室，气室上设置有气孔，航行体主体外壳上设置有通道，所述气孔与通道相配合。

本实用新型还包括这样一些特征：

1.还包括整气流罩，所述整气流罩为设置有透气孔的空心柱体，整气流罩设置在航行体首部与航行体主体外壳之间，航行体首部和航行体主体外壳之间形成气缝，所述气室与整气流罩相通；

2.所述气缝为0-3mm；

3.所述整气流罩和航行体主体外壳之间还设置有整气流垫片；所述整气流垫片中间设置有通孔；

4.所述航行体首部为半球形、锥形、方形或圆柱形；

5.还设置有O型圈，所述O型圈设置在整气气室与航行体外壳和整气流垫片与航行体外壳中间；