[发明专利]用于超空泡自由飞试验的自动通气结构及超空泡缩比模型有效

专利信息
申请号: 202110470882.8 申请日: 2021-04-29
公开(公告)号: CN113357539B 公开(公告)日: 2022-08-16
发明(设计)人: 刘乐华;陈诚;杨晓光;王亚东;时素果;李得英;韩颖骏;吕冰;袁绪龙 申请(专利权)人: 北京机电工程研究所
主分类号: F17C13/04 分类号: F17C13/04;F16K15/18;F16K3/26;F16K27/04;G01M10/00
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地址: 100074 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 用于 空泡 自由 试验 自动 通气 结构 模型
【说明书】:

发明提供了一种用于超空泡自由飞试验的自动通气结构及超空泡缩比模型,该结构包括通气阀和单向阀,通气阀包括阀门前段、阀门后段、撞针仓、密封件、撞针、第一和第二密封圈,撞针仓包括呈阶梯状设置的第一撞针仓段和第二撞针仓段,撞针仓具有限流孔和撞针容纳孔,撞针容纳孔与限流孔相连通;撞针包括第一撞针段、第二撞针段和撞针轴环,撞针可移动地设置在撞针容纳孔内,第一撞针段具有沿径向设置第一泄压孔,第二撞针段具有沿轴向设置的第二泄压孔,第二泄压孔分别与第一泄压孔和撞针容纳孔相连通,第一和第二密封圈间隔设置在第二撞针段上。应用本发明的技术方案,以解决现有技术中通气结构的安全可靠性差且难以重复利用的技术问题。

技术领域

本发明涉及超空泡自由飞试验模型设计技术领域,尤其涉及一种用于超空泡自由飞试验的自动通气结构及超空泡缩比模型。

背景技术

采用超空泡技术可大幅度降低水下航行阻力,将航行速度从50节提高到200节以上,而主动通气是维持稳定空泡流型的重要手段。

超空泡缩比模型自由飞试验是了解超空泡流场参数、流体动力以及弹道特性的最直接、最经济的手段,但是,试验模型需要在不依赖任何外部设备的条件下完成自动通气,其特点在于:1)试验前将高压气体充填于模型内,结构安全可靠,模型发射前高压气体可稳定地长时间密封存储,模型振动、碰撞等操作不会导致阀门误触发;2)模型发射时间约为100毫秒,通气阀门需在此时间段内自动导通,保持通气状态直至试验结束。对于高压气体的存储方法国内外部分试验采取了以模型壳体为储气仓的策略,但对模型强度、加工能力等提出了较高要求,且在试验过程中模型易破坏,难以实现重复利用,存在较高的安全风险。针对高压气体试验前密封保存、试验过程快速导通的难题,相关试验提出了利用空化器触水阶段的冲击力产生缝隙导通气体,但空化器结构发生变化,对测量弹体受力产生影响,且空化器易损坏,导致整套通气结构难以重复利用,目前尚未出现相应的解决技术,缺乏一种试验前高压气体能够密封保存、试验开始瞬间气体自动导通的安全、可靠、可重复利用的通气结构。

发明内容

本发明提供了一种用于超空泡自由飞试验的自动通气结构及超空泡缩比模型,能够解决现有技术中通气结构的安全可靠性差且难以重复利用的技术问题。

根据本发明的一方面,提供了一种用于超空泡自由飞试验的自动通气结构,用于超空泡自由飞试验的自动通气结构包括:通气阀,通气阀包括阀门前段、阀门后段、撞针仓、密封件、撞针、第一密封圈和第二密封圈,阀门前段沿阀门安装段的轴线方向固定安装在阀门安装段内,阀门前段与阀门后段固定连接,阀门前段具有相连通的呈阶梯设置的第一容纳腔和第二容纳腔,撞针仓包括呈阶梯状设置的第一撞针仓段和第二撞针仓段,第一撞针仓段固定设置在第一容纳腔内,第二撞针仓段设置在第二容纳腔,撞针仓具有限流孔和撞针容纳孔,撞针容纳孔沿撞针仓的轴线设置,限流孔沿第二撞针仓段的径向设置,撞针容纳孔与限流孔相连通;密封件固定设置在第一撞针仓段的外侧且位于第二容纳腔内,密封件与第一容纳腔和第二容纳腔之间所形成的台阶端面相贴合;撞针包括第一撞针段、第二撞针段和撞针轴环,撞针可移动地设置在撞针容纳孔内,第一撞针段和第二撞针段呈阶梯状设置,撞针轴环固定设置在第一撞针段的外侧,撞针轴环和第二撞针段均与撞针容纳孔的孔壁相贴合,撞针轴环具有通气孔,通气孔沿撞针轴环的轴向间隔设置,第一撞针段具有沿径向设置第一泄压孔,第二撞针段具有沿轴向设置的第二泄压孔,第二泄压孔分别与第一泄压孔和撞针容纳孔相连通,第一密封圈和第二密封圈间隔设置在第二撞针段上;单向阀,单向阀设置在阀门后段,单向阀与高压气瓶相连通,高压气瓶与第二容纳腔相连通;其中,当自动通气结构处于密封状态时,限流孔位于第一密封圈和第二密封圈之间,限流孔与撞针容纳孔相隔离;当自动通气结构处于通气状态时,撞块对撞针施加作用力以使撞针沿撞针容纳孔的轴线方向移动,第一密封圈和第二密封圈位于限流孔的同一侧,限流孔与撞针容纳孔相连通。

进一步地,自动通气结构还包括安全帽,安全帽与第一撞针仓段的端部固定连接,安全帽用于防止撞针受力离开撞针仓。

进一步地,自动通气结构还包括第三密封圈,第三密封圈设置在阀门前段和阀门后段之间。

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