一種可變錐角的圓錐空化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下航行體流體動力試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可變錐角的圓錐空化器。
【背景技術(shù)】
[0002]利用新原理新技術(shù)突破現(xiàn)有水下航行體的技術(shù)瓶頸，一直是國內(nèi)外眾多學(xué)者孜孜以求的目標(biāo)?？张菁夹g(shù)是目前水下航行體流體動力領(lǐng)域的重要關(guān)鍵技術(shù)。水下高速航行體利用人工通氣技術(shù)在航行體表面形成包裹航行體的空泡，將航行體與水隔離形成類似空中的飛行環(huán)境，可達(dá)到90%的減阻效果。水下高速航行體航行過程中，模型大部分被空化器誘導(dǎo)產(chǎn)生的超空泡包裹，空化器的幾何外形決定了空泡形態(tài)，為了穩(wěn)定控制航行體在不同深度、不同速度下穩(wěn)定航行，需要超空泡維持在一定尺度下，因此需要對空泡進(jìn)行穩(wěn)定控制。
[0003]目前通常通過改變通氣量來控制空泡形態(tài)，但無法實現(xiàn)實時控制，難度極大，造成了水下高速航行體超空泡穩(wěn)定控制難題。
[0004]此外，水下航行體領(lǐng)域還普遍存在著進(jìn)水裝置和俯仰、偏航控制裝置功能單一，過多占用空間以及分裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計對水下航行體整體設(shè)計提出更高要求等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種可變錐角的圓錐空化器，能夠通過改變圓錐空化器的錐角現(xiàn)實對空泡形態(tài)的實時控制和穩(wěn)定控制，實現(xiàn)了對航行體在不同深度、不同速度下超空泡的控制；
[0006]進(jìn)一步的，能夠?qū)崿F(xiàn)航行體進(jìn)水通道與圓錐空化器的一體化設(shè)計，有效節(jié)約了空間成本，提高了設(shè)備的集成度；
[0007]進(jìn)一步的，能夠?qū)崿F(xiàn)對航行體俯仰、偏航的控制，進(jìn)一步提高了設(shè)備的集成度，確保航行體在不同深度、不同速度下航行的穩(wěn)定性。
[0008]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供一種可變錐角的圓錐空化器，所述空化器安裝在航行體的頭部，包括一固定圓盤和多個滑動圓盤，所述固定圓盤和滑動圓盤的中心套設(shè)一管路，所述固定圓盤固定設(shè)置于所述管路的前端，所述管路的后端延伸至所述航行體內(nèi)部；
[0010]當(dāng)多個滑動圓盤向所述管路的前端移動到位置A時，所述多個滑動圓盤相互接觸靠近且與所述固定圓盤接觸靠近，所述固定圓盤與所述多個滑動圓盤形成一圓錐臺形狀A(yù)，所述圓錐臺形狀A(yù)的錐角為α，其中，所述固定圓盤的上底面作為所述圓錐臺形狀Α的上底面，所述多個滑動圓盤中最遠(yuǎn)離所述固定圓盤的滑動圓盤的下底面作為所述圓錐臺形狀A(yù)的下底面；
[0011]當(dāng)多個滑動圓盤向所述管路的后端移動最大距離到位置B時，所述多個滑動圓盤之間以及所述多個滑動圓盤與所述固定圓盤之間呈等間距分布，所述固定圓盤與所述多個滑動圓盤形成一圓錐臺形狀B，所述圓錐臺形狀B的錐角為0，其中0>0。
[0012]進(jìn)一步的，所述管路為一進(jìn)水管路，其內(nèi)部中空且在前后端開孔，水從前端開孔進(jìn)入進(jìn)水管路，所述進(jìn)水管路后端延伸至所述航行體內(nèi)部以向所述航行體進(jìn)水。
[0013]進(jìn)一步的，所述固定圓盤的下底面直徑為D1，所述多個滑動圓盤中最遠(yuǎn)離所述固定圓盤的滑動圓盤的下底面直徑為D2，D1與D2滿足條件:2.5D1 ^ D2 ^ 3.5D10
[0014]進(jìn)一步的，所述滑動圓盤的數(shù)量為3-5個。
[0015]進(jìn)一步的，錐角α滿足條件:60°彡α彡75°，錐角β滿足條件:30° ( β< α 0
[0016]進(jìn)一步的，所述多個滑動圓盤可在所述位置Α和位置Β之間連續(xù)移動和保持，在所述保持時，所述固定圓盤與所述多個滑動圓盤形成的圓錐臺形狀的錐角大于β且小于α。
[0017]進(jìn)一步的，所述多個滑動圓盤在所述連續(xù)移動和保持時，所述多個滑動圓盤之間以及所述多個滑動圓盤與所述固定圓盤之間基本保持等間距分布。
[0018]進(jìn)一步的，所述空化器還包括致動電機(jī)和制動電機(jī)，所述致動電機(jī)用于驅(qū)動所述多個滑動圓盤從Α位置到B位置的連續(xù)移動，所述制動電機(jī)用于所述多個滑動圓盤在A位置、B位置以及A、B之間位置的位置保持。
[0019]進(jìn)一步的，所述空化器還包括擺動電機(jī)，所述擺動電機(jī)用于控制所述空化器整體擺動以對航行體進(jìn)行俯仰、偏航控制。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021](1)本發(fā)明圓錐空化器由多個可變間距的圓盤組成，通過改變圓盤間距可實現(xiàn)錐角的改變，現(xiàn)實對空泡形態(tài)的穩(wěn)定和實時控制；
[0022](2)本發(fā)明圓錐空化器的圓盤中心設(shè)置進(jìn)水通道，從而實現(xiàn)進(jìn)水通道與圓錐空化器的一體化設(shè)計，在實現(xiàn)空化器功能的同時，兼具向航行體實現(xiàn)穩(wěn)定進(jìn)水作為水沖壓發(fā)動機(jī)氧化劑的功能，提高了設(shè)備的集成度；
[0023](3)本發(fā)明通過設(shè)置擺動電機(jī)用于控制圓錐空化器整體擺動以對航行體進(jìn)行俯仰、偏航控制，進(jìn)一步提高了圓錐空化器的集成度，確保航行體在不同深度、不同速度下航行的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明空化器的多個滑動圓盤移動到位置A時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明空化器的多個滑動圓盤移動到位置B時的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。
[0027]本發(fā)明提供了一種可變錐角的圓錐空化器，圓錐空化器由多個共軸層疊可變間距的圓盤組成，通過調(diào)整圓盤間距可實現(xiàn)圓錐空化器錐角的改變，進(jìn)而可以改變超空泡形態(tài)及航行體水動力。
[0028]參見圖1、2，所述空化器安裝在水下高速航行體的頭部，包括一固定圓盤1和多個滑動圓盤2。在空化器的底部為航行體的導(dǎo)流裝置4和通氣管路5。
[0029]所述固定圓盤1和滑動圓盤2的中心套設(shè)一管路3，所述固定圓盤1固定設(shè)置于所述管路3的前端，所述管路3的后端延伸至所述航行體內(nèi)部；
[0030]管路3的作用在于提供所述空化器與航行體之間的連接，以將空化器設(shè)置在航行體的頭部。優(yōu)選的，所述管路3為一進(jìn)水管路