一種用于水洞實(shí)驗(yàn)中的自旋空化器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型具體涉及一種用于水洞實(shí)驗(yàn)中的自旋空化器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水洞是一種以水作為工作介質(zhì)的流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，主要用于流體力學(xué)研究。通氣空泡水洞實(shí)驗(yàn)是水洞實(shí)驗(yàn)研究的重要內(nèi)容之一。目前，大部分通氣航行體的前部都安裝有空化器，這種空化器的形狀比較特殊，圓錐形、圓柱形等都有，主要利用空化器后端產(chǎn)生的低壓降到實(shí)驗(yàn)環(huán)境時水的飽和蒸汽壓以下時就會形成包裹航行體頭部的空泡，這種空泡稱之為自然空泡，當(dāng)這種空泡增長到可以包裹整個航行體的時候，我們稱這種空泡為超空泡，由于超空泡的包裹作用，通氣航行體所受的阻力將顯著降低，有利于航行體的提速，使航行體在水下可以像在空氣中高速運(yùn)動。一般空化現(xiàn)象需要航行體具有較高的行駛速度才能在空化器的后面形成低壓區(qū)，促進(jìn)水的汽化，實(shí)驗(yàn)中由于航行體相對于水流的速度比較低，難以形成足夠的低壓區(qū)，所以借助人工通氣的手段向空化器的低壓區(qū)通入空氣形成包裹整個航行體的通氣超空泡，相關(guān)公開資料已經(jīng)表明這種通氣空泡和自然空泡對航行體有同樣好的減阻效果。
[0003]為了對通氣超空泡現(xiàn)象進(jìn)行研究，開展了各類型的水洞實(shí)驗(yàn)，其中有航行體以及空化器在俯仰和偏航工況下的各類研究，但現(xiàn)有水洞實(shí)驗(yàn)中的通氣航行體模型的空化器不能實(shí)現(xiàn)自旋，使相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取間接且不夠全面準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于水洞實(shí)驗(yàn)中的自旋空化器裝置，以解決在水洞實(shí)驗(yàn)過程中，通氣航行體模型的空化器不能實(shí)現(xiàn)自旋的問題。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0006]—種用于水洞實(shí)驗(yàn)中的自旋空化器裝置，它包括空化器、航行體模型、水平傳動軸、支撐筒、傳動器、豎直傳動軸、連接頭和尾部支撐塊，所述航行體模型水平設(shè)置，所述尾部支撐塊設(shè)置在航行體模型的尾部且二者通過支撐筒可拆卸連接，所述水平傳動軸從左至右依次穿過在航行體模型、支撐筒和尾部支撐塊，所述豎直傳動軸豎直穿設(shè)在尾部支撐塊上，所述水平傳動軸的一端和豎直傳動軸的下端在尾部支撐塊內(nèi)通過傳動器相連接，所述豎直傳動軸的上端設(shè)置有連接頭，所述空化器靠近航行體模型的頭部設(shè)置，所述空化器與水平傳動軸同軸設(shè)置且其與水平傳動軸的另一端可拆卸連接。
[0007]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0008]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，利用電機(jī)為動力，通過水平傳動軸和豎直傳動軸的驅(qū)動空化器繞自身軸線轉(zhuǎn)動有效實(shí)現(xiàn)空化器自旋的效果。
[0009]2、本實(shí)用新型靈活性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對不同形狀或者不同表面紋理的空化器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可以對具有不同外形的航行體模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。同時本實(shí)用新型拆卸方便，空化器只需從水平傳動軸旋出即可完成更換。
[0010]3、通過本實(shí)用新型使自旋空化器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)直接且全面，由于目前對空化器自旋狀態(tài)下的空泡現(xiàn)象研究還很少見，通過本實(shí)用新型的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)對空化器自旋狀態(tài)下的超空泡航行體的空泡現(xiàn)象研究，并通過更換各種不同形狀的空化器或者更換不同表面紋理特性的空化器研究空化器轉(zhuǎn)動時候的空泡現(xiàn)象。這種水洞研究的結(jié)果可以為理論研究和數(shù)值仿真研究的的結(jié)果提供很好的驗(yàn)證作用。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)剖面圖，圖中箭頭方向表示氣源的進(jìn)入方向；
[0012]圖2是本實(shí)用新型在水洞工作段12中的使用狀態(tài)圖；
[0013]圖3是圖1中A-A處的剖面圖；
[0014]圖4是圖1中B-B處的剖面圖；
[0015]圖5是圖1中C處的放大圖；
[0016]圖6是圖1中D處的放大圖；
[0017]圖7是尾部支撐塊11的主視結(jié)構(gòu)剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括空化器1、航行體模型2、水平傳動軸3、支撐筒5、傳動器6、豎直傳動軸9、連接頭10和尾部支撐塊U，所述航行體模型2水平設(shè)置，所述尾部支撐塊11設(shè)置在航行體模型2的尾部且二者通過支撐筒5可拆卸連接，所述水平傳動軸3從左至右依次穿過在航行體模型2、支撐筒5和尾部支撐塊11，所述豎直傳動軸9豎直穿設(shè)在尾部支撐塊11上，所述水平傳動軸3的一端和豎直傳動軸9的下端在尾部支撐塊11內(nèi)通過傳動器6相連接，所述豎直傳動軸9的上端設(shè)置有連接頭10，所述空化器I靠近航行體模型2的頭部設(shè)置，所述空化器I與水平傳動軸3同軸設(shè)置且其與水平傳動軸3的另一端可拆卸連接。
[0019]本實(shí)施方式中空化器I的形狀為圓盤或圓錐形。本實(shí)用新型對密封的要求比較低，因?yàn)橥ㄟ^氣源的通氣可以逐漸排出尾部支撐塊11內(nèi)、水平傳動軸3、支撐筒5、豎直傳動軸9以及航行體模型2內(nèi)的空氣，本實(shí)用新型通過電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)設(shè)置在水洞工作段12的外部，所以即使內(nèi)部少量進(jìn)水不會影響實(shí)驗(yàn)效果。
[0020]本實(shí)施方式中支撐筒5用于連接航行體模型2和尾部支撐塊11，連接方式為螺紋連接，如此連接方式能夠保證航行體模型2不會發(fā)生繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)。
[0021]本實(shí)施方式中豎直傳動軸9起到向水平傳動軸3傳遞力的作用，并且通過豎直傳動軸9的內(nèi)部向尾部支撐塊11內(nèi)輸送氣體，豎直傳動軸9的上端用于連接連接頭10和外接氣源。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1、圖2和圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中所述尾部支撐塊11包括豎直水翼11-1、水平圓柱體11-2和尾椎體11-3，所述水平圓柱體11-2水平設(shè)置在水洞工作段12內(nèi)，所述水平圓柱體11-2與航行體模型2同軸設(shè)置，所述水平圓柱體11-2的一端與支撐筒5可拆卸連接，所述豎直水翼11-1豎直設(shè)置在水平圓柱體11-2的上方，所述豎直水翼11-1的上端與水洞工作段12可拆卸連接，所述豎直水翼11-1的下端與水平圓柱體11-2固定連接，所述豎直水翼11-1內(nèi)加工有第一腔體，所述水平圓柱體11-2內(nèi)加工有第二腔體，所述第一腔體與第二腔體相連通，所述豎直傳動軸9設(shè)置在第一腔體內(nèi)，所述水平傳動軸3設(shè)置在第二腔體內(nèi)，所述尾椎體11-3固定連接在水平圓柱體11-2的另一端且其與水平圓柱體11-2同軸設(shè)置。
[0023]本實(shí)施方式中尾部支撐塊11的結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)置更加有利于與支撐筒5連接，便于水平傳動軸3、傳動器6和豎直傳動軸9之間順利運(yùn)轉(zhuǎn)。水平圓柱體11-2保證和水平傳動軸3的同軸度和穩(wěn)定性，豎直水翼11-1保證在水洞工作段12中定位的效果。水洞工作段12為260*260_的長方形管道。其他未提及的結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中所述水平傳動軸3穿設(shè)在航行體模型2內(nèi)，航行體模型2的頭部與水平傳動軸3間隙設(shè)置。
[0025]本實(shí)施方式中的航行體模型2的外形可以根據(jù)使用要求設(shè)計