[实用新型]一种水洞试验用水下航行体可调驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水洞实验用多自由度水下航行体驱动系统，属于水利水电工程、海洋船舶与水下航行器工程技术领域。 

背景技术

在水下航行器工程技术领域，超空泡航行体是一种新式的高速武器，它是以超空化的物理特性为基础开发研制的。不同于常规的航行器，其大部分表面被超空泡包裹，只有头部和尾部部分沾湿表面与水接触，其行程阻力大大降低。然水下航行体要想达到自然超空泡，则需要很高的航速，为了能够在相对低的速度下也能够达到空泡包裹整个航行体表面的目的，研究者人为地向航行体表面通入气体，形成通气超空泡，达到减阻增速效果。然而，航行体表面大部分被气体包裹，导致航行体原有的受力平衡改变，其在运动过程中，任何小的扰动(如发射时的扰动、海流以及波浪等)都会使航行体尾部与空泡汽(气)水界面发生连续的周期碰撞，对航行体结构的稳定性和可靠性有着致命的打击。再者，现役超空泡航行体的致命弱点是没有制导功能而只能作定深直线航行，作战效能受到很大限制。因此，了解超空泡航行体转弯运动过程中的空泡形态变化及相应流体动力特性的分析是超空泡航行体控制与结构设计研究的基础，也是可机动超空泡航行体设计的关键技术所在，对未来研制远程制导超空泡武器有着重要的意义。 

目前对超空泡航行体的研究工作大多是基于静态物体下进行的，动态方面也多是基于整体的数值计算开展的，对航行体运动过程中空化器以及尾翼偏转对其流体动力影响的研究鲜有涉及。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有研究手段的不足，提供一种可用于水洞试验的航行体可调驱动系统，该系统可实现整体俯仰运动的同时，还能够保证空化器及尾翼精确旋转运动；并可实现整体、空化器及尾翼的旋转速度的改变。 

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。 

一种水洞试验用水下航行体可调驱动系统，包括航行体试验模型、支架系统和动力装置； 

所述航行体试验模型包括空化器、转动副连接杆、导流罩、锥柱段、尾翼、尾翼支撑杆、动力传动线固定销、尾翼连接销以及尾翼固定销； 

所述空化器为锥形圆盘，在锥头小圆端面上对称开设两个通孔； 

所述转动副连接杆由底座、连接杆以及一套螺栓螺母组成；底座为“凸”型结构，“凸”型端修圆且侧面上开设一个通孔；连接杆为“凹”形结构，在对称的两个侧壁上分别开设一个通孔，两个通孔与底座上开设的通孔在同一直线上；在“凹”形结构底侧中心伸出一个螺纹直杆； 

所述导流罩为锥形圆盘，其从大圆端面沿轴线方向5/6置空；小圆端面中心处开有一螺纹孔，以螺纹孔为中心，对称开设两个通孔，通孔的大小、位置与空化器的两个通孔匹配； 

所述锥柱段前段为圆锥形，头部为平头，后段为空心圆柱形；前段内部从底部向头部沿轴线方向17/18置空；平头面中心开有一个螺纹孔，以螺纹孔为中心，对称开设两个通孔；螺纹孔、两通孔与导流罩上的孔相匹配；圆锥形周面均匀开设若干小孔，便于通气；后段为空心圆柱形，其中远离圆锥形的一端内部开设有螺纹； 

所述尾翼为一等腰直三棱柱，分为大小两部分；小翼的等腰侧面开有一光孔，用于连接尾翼固定销，另一等腰侧面开有沉头螺纹孔；沉头螺纹孔的直径小于尾翼固定销的直径，光孔与螺纹孔相通且轴线重合；在螺纹孔两边分别开有一光孔；在两个光孔之间另开设有一个螺纹孔；在底面靠近用于连接尾翼固定销的小翼光孔处开有一矩形槽；小翼的非等腰侧面开设一个螺纹孔，螺纹孔与矩形槽相连通；大翼的等腰侧面开有两个光孔，光孔间开有一个沉头螺纹通孔，光孔与螺纹孔与小翼相匹配； 

尾翼可以为直翼也可以为折叠翼。 

所述尾翼支撑杆为部分中空圆柱体，在圆柱体端面对称设置两个通孔；圆柱体直径沿轴向分两级变化，依直径从小到大的顺序依次定义为一级杆和二级杆；一级杆为中空外螺纹杆；二级杆为部分中空圆柱体，周面在与两个对称通孔圆心连线垂直方向沿轴向对称切出两个矩形平面；矩形平面的几何中心处开有通孔，用于连接尾翼固定销；在矩形平面上通孔与远离一级杆的一端之间固 定有两个“L型”卡槽，两个卡槽内部上下对称位置分别开有通孔，用于固定动力传动线；二级杆不连通部分位于圆柱体内部通孔与远离一级杆的一端之间；不连通部分上对称开设两个孔，一个为螺纹孔一个为通孔。 

所述尾翼固定销为圆柱形直杆，两端分别开有螺纹孔，周面靠近端部处上下对称位置沿圆柱形直杆轴线上分别开有一个螺纹孔，该螺纹孔与小翼的非等腰侧面上的螺纹孔相匹配； 

所述尾翼连接销为标准件销，两端修圆； 

所述动力传动线固定销为圆柱形空心直杆；