[发明专利]一种小型水下热动力航行体微气泡减阻降噪装置

说明书

本发明涉及水下排气降噪领域，提供一种小型水下热动力航行体微气泡减阻降噪装置，包括微气泡发生薄膜，所述微气泡发生薄膜由微气泡发生器共型结构框架安装在水下航行体耐压柱壳上，所述微气泡发生薄膜的表面开设有长条孔，长条孔的长边垂直于航行轴线，水下航行体耐压柱壳上开设有气体分布孔，用于联通水下航行体耐压柱壳内的气体分布总管和各微气泡发生薄膜，排气管路将高压外燃式热动力装置的高温废气分流至下、上气体分布总管中，再经气体分布孔进入各微气泡发生薄膜，实现各部位均匀供气。本发明装置在水下航行体上应用气泡减阻技术，降低水下航行体阻力，并通过微气泡形成的微气泡云，吸收和散射水下航行体的推进噪声。

技术领域

本发明涉及水下排气降噪领域，具体涉及一种小型水下热动力航行体微气泡减阻降噪装置。

背景技术

小型水下航行体可以用于追赶特定水下或水面目标，因此一般追求较高航速和较远航程，同时需要降低自身噪声。降低阻力是提高航速和航程的优选方案。在船舶减阻领域，气泡减阻已被实验证实是一种可行的方法。通过空气压缩机将空气压缩后从船舶水线以下部位释放从而收到降低航行阻力的效果，但是这种方法需要配置空气机组，并需要在水面航行以获得空气的支持，不适合水下航行体。若采用自带空气的方式，将导致体积和重量的大幅增加，带来负面的航速与航程收益。水下热动力装置利用燃烧过程产生动力，会产生燃烧废气，用燃烧废气代替空气，则可以节省出更多空间。

水下航行体的推进器噪声是其主要噪声源之一，主要的解决措施是建立噪声传播的实体隔离屏障，这种方法需要减小推进器转子尺寸，并增加隔离体，降低推进效率。

发明内容

为解决水下热动力航行体应用气泡减阻技术受气源限制的难题，提供一种小型水下热动力航行体微气泡减阻降噪装置，能够利用热动力装置燃烧废气作为气源，在水下航行体上应用气泡减阻技术，降低水下航行体阻力，并通过微气泡形成的微气泡云，吸收和散射水下航行体的推进噪声。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供一种小型水下热动力航行体微气泡减阻降噪装置，该装置包括微气泡发生器共型结构框架、微气泡发生薄膜、钛合金耐高温排气三通管、下排气止回阀、上排气止回阀、下排气接管、上排气接管、下气体分布总管、上气体分布总管，所述微气泡发生薄膜由微气泡发生器共型结构框架安装在水下航行体耐压柱壳上，所述微气泡发生薄膜的表面开设有长条孔，长条孔成方阵结构分布，长条孔的长边垂直于航行轴线，水下航行体耐压柱壳上开设有气体分布孔，用于联通水下航行体耐压柱壳内的气体分布总管和各微气泡发生薄膜，每个微气泡发生薄膜下方均对应设置有气体分布孔，所述钛合金耐高温排气三通管、下排气止回阀、上排气止回阀、下排气接管、上排气接管一起组成排气管路将高压外燃式热动力装置的高温废气分流至下气体分布总管、上气体分布总管中，再经气体分布孔进入各微气泡发生薄膜，实现各部位均匀供气。

在上述技术方案中，所述下气体分布总管焊接在水下航行体耐压柱壳内侧顶部，构成了上半部分的气体分布总管，气体分布总管焊接在水下航行体耐压柱壳内侧底部，构成了下半部分的气体分布总管，气体分布总管与微气泡发生薄膜通过气体分布孔连通，气体分布孔起到气体分布支管的作用。

在上述技术方案中，所述微气泡发生薄膜由微气泡发生器共型结构框架经内六角螺栓和弹性垫片安装在水下航行体耐压柱壳上，所述微气泡发生薄膜的边缘部分有圆形通孔用于内六角螺栓通过，微气泡发生薄膜的边缘部分与微气泡发生器共型结构框架的底部紧密接触，起到密封垫片的作用。

在上述技术方案中，所述微气泡发生薄膜的表面开设有长度1mm，宽度0.1mm的长条孔，长条孔成3mm×3mm的方阵结构分布，长条孔的长边垂直于航行轴线。

在上述技术方案中，每个微气泡发生薄膜下方均对应设置有2个气体分布孔。

在上述技术方案中，在水下航行体耐压柱壳外圆柱面上焊接有薄膜支撑柱，薄膜支撑柱位于微气泡发生薄膜下方，用于保持微气泡发生薄膜的外形。