[发明专利]一种水下航行器粘液减阻装置

权利要求书

1.一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，包括：气瓶(1)、活塞缸、流量控制阀(3)、控制器(4)、接头(5)、粘液及气管和液管；

其外围设备为水下航行器；

所述水下航行器外壳的平行段上开有一圈或两圈沿其圆周方向均匀分布的粘液释放孔(6)；

所述气瓶(1)用于提供粘液释放的驱动力；

所述活塞缸为双体活塞缸(2)，包括：第一缸体(21)、第一活塞(22)、连杆(23)、通海管(24)、第二活塞(25)及第二缸体(26)；

第一活塞(22)位于第一缸体(21)内部，将第一缸体(21)的内腔分为两个腔体，分别为腔体A和腔体B，腔体A通过气管与气瓶(1)相通；

第二活塞(25)位于第二缸体(26)内部，将第二缸体(26)的内腔分为两个腔体，分别为腔体C和腔体D，腔体C通过通海管(24)与水下航行器外部的海水相通，腔体C内部为海水，腔体D通过设置有流量控制阀(3)的液管与接头(5)的入口连接，腔体D内部为粘液；

连杆(23)的两端分别位于第一缸体(21)的腔体B内及第二缸体(26)的腔体C内，且分别与第一活塞(22)及第二活塞(25)固定连接；

所述控制器(4)用于获取水下航行器的航速，并依据其内部预存的航速与粘液流量的关系曲线得到当前航速下所需的粘液释放流量，控制流量控制阀(3)的开口大小；

所述接头(5)有一个入口和一个以上的出口，所述出口个数与粘液释放孔(6)的个数相同；

其连接关系如下：所述活塞缸腔体通过活塞分为两部分，一侧腔体通过气管与气瓶(1)连接，另一侧腔体内部为粘液，活塞缸充满粘液的腔体通过设置有流量控制阀(3)的液管与接头(5)的入口连接，接头(5)的一个以上的出口分别通过液管与水下航行器外壳上的粘液释放孔(6)相连；控制器(4)与流量控制阀(3)连接。

2.如权利要求1所述的一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述粘液为高分子聚合物或表面活性剂，所述高分子聚合物或表面活性剂中的分子为长链有序结构。

3.如权利要求1所述的一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述粘液释放孔(6)的轴线向水下航行器的尾部倾斜30度。

4.如权利要求1所述的一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，当所述粘液释放孔(6)的个数不影响水下航行器耐压壳体的耐压能力时，粘液释放孔(6)加工在水下航行器的耐压壳体上；否则所述粘液释放孔(6)加工在水下航行器的非耐压壳体上。

5.如权利要求4所述的一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，若粘液释放孔(6)位于水下航行器的耐压壳体上，气瓶(1)、双体活塞缸(2)、流量控制阀(3)、控制器(4)及接头(5)均位于水下航行器的耐压壳体内部；

若粘液释放孔(6)位于水下航行器的非耐压壳体上，气瓶(1)、双体活塞缸(2)、流量控制阀(3)及控制器(4)均位于水下航行器的耐压壳体内部；接头(5)位于水下航行器的耐压壳外。

6.如权利要求1所述的一种水下航行器粘液减阻装置，其特征在于，所述第一缸体(21)与第二缸体(26)的轴向长度相等，第一缸体(21)的直径小于第二缸体(26)的直径。

7.用于确定权利要求1所述的一种水下航行器粘液减阻装置中所述气瓶(1)压力P的方法，其特征在于：

(1)根据所选粘液减阻剂的减阻特性及所需达到的预期减阻效果，计算所需水下航行器附近粘液的最小浓度c；

(2)通过数值仿真或试验的方法计算在不同航速V下，要使水下航行器附近粘液的浓度达到c时，从粘液释放孔(6)排出的粘液流量Q；并得到航速V与粘液流量Q的关系曲线；

(3)水下航行器在航行过程中，控制器(4)实时获取航速信息，根据航速V与粘液流量Q的关系曲线得到当前航速下所需的粘液释放流量q，

(4)根据所需的粘液释放流量q，计算气瓶(1)的压力P：

P>ΔPS2S1]]>

其中S₁为第一活塞(22)的面积，S₂为第二活塞(25)的面积，ΔP为因为输送粘液的液管的沿程阻力和接头位置的局部损失下降的压力总和。