[发明专利]一种外形可调空化器

说明书

本发明公开了一种外形可调空化器。本发明空化器包括前端板、外形调节机构和后端板；外形调节结构夹持在前端板和后端板的中间；所述外形调节机构包括基座、伸缩机构以及多个外形调节扇面；外形调节扇面通过伸缩机构安装在基座上，并通过伸缩机构伸出和缩回前端板。本发明通过改变空化器外形来实现对空泡形态的实时控制，并较大幅度地实现超空泡航行体的俯仰和偏航控制，使航形体体具备快速转向的能力。

技术领域

本发明涉及水下超空泡航行体水动力学技术领域，具体涉及一种安装在水下超空泡运动体头部的一种外形可调空化器。

背景技术

当航行体在水下高速运动时，航行体周围局部区域的压力低于水的饱和蒸汽压，导致水发生汽化，生成气泡，即产生空化现象；当空化发展到一定程度，在航行体周围会形成一个较大的气泡包裹住航行体，这就是超空泡现象；此时航行体的摩擦阻力会大幅降低，从而可以大幅提高水下航行体的速度；同时航行体所受的流体动力和力矩也有别于常规水下航行体，航行体的控制难度也有所加大。

空化器是安装在水下超空泡运动体头部的一个部件，其作用是通过产生脱体扰流来诱导降压创造空化条件和调整空泡状态；空化器的存在可以使运动体更容易产生超空泡状态。同时通过控制头部空化器可实现对航行体的俯仰和偏航控制。

空化器的种类主要有圆盘空化器和圆锥空化器两种。现有的圆盘空化器和圆锥空化器虽然可以通过改变空化器的攻角实现对航行体的俯仰和偏航控制，但是当航行体大幅度机动时，运动体会有一部分脱离空泡包裹，导致航行体阻力急剧增大。采用现有的空化器只能在很小的范围内实现对航行体的机动控制，航行体的机动性较低，多采用直航弹道航行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种外形可调空化器，通过改变空化器外形来实现对空泡形态的实时控制，并较大幅度地实现超空泡航行体的俯仰和偏航控制，使航形体体具备快速转向的能力。

本发明的外形可调空化器，包括空化器主体和进水管道；其特征在于，空化器主体包括前端板、外形调节机构和后端板；外形调节结构夹持在前端板和后端板的中间；所述外形调节机构包括基座、伸缩机构以及多个外形调节扇面；外形调节扇面通过伸缩机构安装在基座上，并通过伸缩机构伸出和缩回前端板。

较优的，所述外形调节机构包含4个相同的外形调节扇面。

较优的，前端板、外形调节机构和后端板之间通过螺纹连接。

较优的，所述进水管道前端缩口。

较优的，伸缩机构采用致动电机和制动电机实现外形调节扇面的连续移动。

较优的，所述外形调节机构还包括滑轨，所述外形调节扇面在滑轨上移动。

较优的，所述前端板和后端板为圆盘形。

较优的，所述后端板接俯仰和偏航控制装置。

有益效果：

(1)本发明空化器由前端板、外形调节机构、后端板组成；当运动体通过改变空化器倾斜角实现弹体控制时，通过外形调节机构增大空化器的面积，可以使航行体完全被空泡包裹，不会产生沾湿区；

(2)本发明空化器圆盘中心设有进水管路，进水管路为一缩口圆柱形管路，可在较小的进水面积下提高进水量；

(3)本发明空化器设有俯仰和偏航控制机构接口，通过该接口可以实现空化器和控制机构的一体化设计，可实现对航行体的俯仰和偏航控制。

附图说明

图1为本发明空化器的整体结构图；

图2为本发明空化器外形调节机构2结构图；

图3为本发明空化器后端板3结构图；

图4为本发明空化器进行俯仰控制时空化器结构图。