[发明专利]超空泡航行体及其利用尾流引射的空泡流动控制方法

权利要求书

1.超空泡航行体，包括空化器以及航行体体身，其特征在于，空化器设置在航行体体身的头部，空化器后侧开设有通气孔，航行体体身内设置有气室，气室与通气孔之间通过通气管路连接，所述通气管路上设置有气阀，航行体体身的尾部设置有能够喷射气体射流的尾喷管，航行体形成初始空泡后，使得空化器到尾喷管形成低压气体通道，尾喷管喷出的气体射流以自然卷吸的方式向前回流，为空泡补充气体，维持空泡形态，尾喷管喷出的气体射流的强度需满足其中J代表气体射流产生的推力，W_c为空化器阻力，p_0f代表水流环境的总压，p₀代表气体射流在尾喷管出口处的总压。

2.根据权利要求1所述的超空泡航行体，其特征在于，所述尾喷管为发动机的尾喷管，尾喷管喷出的气体射流为发动机产生的高温燃气射流，发动机设置在航行器体身内，发动机的尾喷管从航行体体身的尾部伸出。

3.根据权利要求1所述的超空泡航行体，其特征在于，航行体体身包括依次连接的圆锥形扩张段和圆柱段，空化器前端面直径取航行体体身中圆柱段直径的三分之一，尾喷管出口面积与空化器前端面截面面积之比大于5。

4.根据权利要求1所述的超空泡航行体，其特征在于，所述航行体体身尾端设置有整流结构，整流结构中设有导气通道，用于对经过整流结构的气体回流进行整流。

5.根据权利要求4所述的超空泡航行体，其特征在于，整流结构为横截面向航行体体身尾端扩张的扩张形环形体，整流结构包括内环壁和外环壁，内环壁连接在航行体体身尾端的外侧壁上，内环壁和外环壁之间设置有呈蜂窝形分布的导气通道。

6.根据权利要求5所述的超空泡航行体，其特征在于，所述整流结构采用可形变的柔性材料制作而成，其整体为可收缩变形的环形体，通过压缩外环壁能够将整个整流结构紧贴于航行体体身尾端的外侧壁上，放开外环壁能够实现整流结构的展开。

7.超空泡航行体利用尾流引射的空泡流动控制方法，其特征在于，航行体形成一个长度大于航行体长度的初始空泡后，整个航行体位于该初始空泡内，使得位于航行体体身头部的空化器到位于航行体体身尾部的尾喷管之间形成低压气体通道，尾喷管喷出的气体射流以自然卷吸的方式向前回流，为空泡补充气体，维持空泡形态，其中航行体体身包括依次连接的圆锥形扩张段和圆柱段，空化器前端面直径取航行体体身中圆柱段直径的三分之一，尾喷管出口面积与空化器前端面截面面积之比大于5；尾喷管喷出的气体射流的强度需满足其中J代表气体射流产生的推力，W_c为空化器阻力，p_0f代表水流环境的总压，p₀代表气体射流在尾喷管出口处的总压。

8.根据权利要求7所述的超空泡航行体利用尾流引射的空泡流动控制方法，其特征在于，所述空化器设置在航行体体身的头部，空化器后侧开设有通气孔，航行体体身内设置有气室，气室与通气孔之间通过通气管路连接，所述通气管路上设置有气阀；

当航行体的初始速度足够高时，能够通过自然空化即可形成一个闭合在尾喷管后面的初始空泡；

当航行体的初始速度较低时，通过开启气阀，气室通过通气管路向通气孔输出气体，这样通过在空化器后面通入气体来形成这样一个闭合在尾喷管后面的初始空泡。