[发明专利]组合式空化器

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合式空化器，其应用于超空化航行体水动力布局设计。

背景技术

超空泡减阻是目前实现水下超高速运动的新原理和新途径，为了实现超空泡的减阻和确保水动力特性的稳定性，不但要求生成超空泡，而且要求生成的超空泡应具有特定的形态，并且在水下航行体运动过程中保持超空泡形态的稳定性。

空化器是水下高速运动时产生并维持超空泡的重要器件，是超空泡航行体设计中的关键技术之一，空化器的基本作用是通过脱体绕流来诱导降压，创造空化条件，以及调整超空泡的形态。目前空化器的外型主要是圆盘型与圆锥型两类，这两类空化器构型简单，但是超空泡临界空化数较小以及超空泡形态稳定差。

本发明采用组合式空化器，前段为圆锥外型，后段为圆台外型，有效解决超空泡形态稳定性差及超空泡临界空化数较小的问题。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有空化器的不足，提供一种可以在较大临界空化数形成超空泡的空化器，同时超空泡形态较稳定。

本发明的组合式空化器包括圆锥体部分和圆锥台部分，前段为圆锥体部分，后段为圆锥台部分，所述圆锥台部分的直径较小的上底面与所述圆锥体部分的底面相接，并且所述圆锥台部分的上底面的直径小于所述圆锥体部分 的底面的直径，所述圆锥台部分后端设置有销孔，用于将所述组合空化器安装在航行体头部。

优选其总长度为航行体直径的0.5～0.9倍，所述圆锥体部分的圆锥顶角为60°～120°，圆锥高度为0.2～0.4倍所述航行体直径。所述圆锥台部分的高度为0.3～0.5倍所述航行体直径，其上底面直径为0.05～0.1倍所述航行体直径，下底面直径0.1～0.3倍所述航行体直径。

优选安装在航行体头部中心位置，并采用专用小销连接

本发明与现有技术相比的优点如下：

本发明利用组合式空化器更加容易实现航行体超空泡航行，超空泡形态更容易控制。

附图说明

图1为本发明的剖面示意图。

图2为安装组合式空化器的航行体。

图3为安装组合式空化器航行体超空泡形态。

具体实施方式

如图1所示，组合式空化器由圆锥体与圆锥台组成，前段为圆锥体部分，后段为圆锥台部分，圆锥台部分的直径较小的上底面与圆锥体部分的底面相接，并且圆锥台部分前端上底面的直径小于圆锥体部分的底面的直径，圆锥台部分后端设置有销孔，用于将组合空化器安装在航行体头部。

组合式空化器总长度为航行体直径的0.5～0.9倍，圆锥顶角为60°～120°，圆锥高度为0.2～0.4倍航行体直径。圆台高度为0.3～0.5倍航行体直径，上底面直径为0.05～0.1倍航行体直径，下底面直径0.1～0.3倍航行体直径。

如图2所示，水下航行体为轴对称外型，后身为圆柱体，空化器总长度为航行体直径的0.7倍，圆锥顶角为90°，圆锥高度为0.2倍航行体直径。圆台高度为0.5倍航行体直径，上底面直径为0.1倍航行体直径，下底面直径0.25倍航行体直径。组合式空化器安装在航行体头部中心位置，采用专用小销连接。

为验证组合式空化器的空化性能，对安装组合式空化器的航行体进行了数值模拟，模拟结果如图3所示，在较大空化数0.4条件下，航行体周围形成了稳定发展的超空泡，充分证明了本发明的效果。

以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本发明的技术范畴。