[发明专利]一种高速航行体水下发射机理实验装置与实验方法

说明书

本发明公开了一种高速航行体水下发射机理实验装置与实验方法，属于流体力学实验技术领域。缩比发射筒安装在水箱底部，缩比航行体安插在缩比发射筒的内部，第一铜丝与第二铜丝的一端与高压脉动气泡生成器的电极连接，另一端搭接在缩比发射筒底部的轴线上，照明装置的发光端朝向和缩比航行体设置，高速摄像机的镜头朝向缩比发射筒和缩比航行体设置。能够高效推动缩比航行体，使其达到较高航速，足以使航行体缩比产生明显的肩部空化现象。由于采用高压放电气泡推动，整个发射过程贴近实弹所采用的燃气发射，能够较好地复现实弹发射过程中航行体尾部空泡的膨胀、收缩以及拉断等复杂的物理现象。在降低实验成本的同时保留了实弹发射所涉及的物理过程。

技术领域

本发明涉及一种高速航行体水下发射机理实验装置与实验方法，属于流体力学实验技术领域。

背景技术

航行体水下发射是集高速流动、冲击、结构响应于一体的流体-固体-气体三态非线性耦合的复杂过程，直接决定了打击任务能否顺利执行。开展水下发射过程的流体动力特征分析可以了解水下发射过程中的流体动力学机理，流场特征的转变，对科学进行弹体布局、减小弹道失稳的危险和增加航行体发射成功率具有十分重要的工程参考价值和指导意义。受限于实弹试验的成本，目前针对水下发射过程的研究和分析主要通过缩比试验和数值模拟来进行。现存的试验方法存在试验装置复杂、试验成本较高等问题，而一些结构简单的撞击式发射装置又无法复现燃气推动这一重要的物理过程，给水下高速航行体发射实验带来了许多困难。因此，有必要开发一套系统结构简单、物理过程切实的实验装置与方法。

发明内容

本发明提出了一种高速航行体水下发射机理实验装置与实验方法，以解决现有技术中存在的问题。

一种高速航行体水下发射机理实验装置，高速航行体水下发射机理实验装置包括可调电压式高压脉动气泡生成器、电极、第一铜丝、第二铜丝、缩比发射筒、缩比航行体、水箱、照明装置和高速摄像机，缩比发射筒安装在水箱底部，缩比航行体安插在缩比发射筒的内部，第一铜丝与第二铜丝的一端与高压脉动气泡生成器的电极连接，另一端搭接在缩比发射筒底部的轴线上，照明装置的发光端朝向和缩比航行体设置，高速摄像机的镜头朝向缩比发射筒和缩比航行体设置。

进一步的，照明装置、缩比发射筒、缩比航行体和高速摄像机保持在一条直线上。

进一步的，缩比航行体的直径略小于缩比发射筒的内径。

进一步的，缩比发射筒的底端侧壁上设有两个方便第一铜丝和第二铜丝伸入的通孔。

一种高速航行体水下发射机理实验方法，基于上述的一种高速航行体水下发射机理实验装置，高速航行体水下发射机理实验方法包括以下步骤：

S100、搭接第一铜丝和第二铜丝，将铜丝搭接点设置在缩比发射筒底部轴线位置，铜丝接好后将缩比发射筒底部的两个通孔做密封处理；

S200、将缩比航行体放入缩比发射筒内，对可调电压式高压脉动气泡生成器进行充电，直至达到预定电压；

S300、令可调电压式高压脉动气泡生成器放电，并用高速摄影机记录气泡生长以及缩比航行体运动的过程。

进一步的，在S200中，预定电压为200～2000V。

进一步的，在S300中，控制可调电压式高压脉动气泡生成器的放电电压，进而不同内压的放电气泡，以对缩比航行体施加不同大小的推力，进而改变缩比航行体运动速度。

本发明的有益效果：本发明提出了一种高速航行体水下发射机理实验装置与实验方法，结构简单、可靠性高、易于实施，整个装置无复杂机械结构，能够高效推动缩比航行体，使其达到较高航速，足以使航行体缩比产生明显的肩部空化现象。且由于采用高压放电气泡推动，整个发射过程贴近实弹所采用的燃气发射，能够较好地复现实弹发射过程中航行体尾部空泡的膨胀、收缩以及拉断等复杂的物理现象。在降低实验成本的同时保留了实弹发射所涉及的物理过程。

附图说明