[发明专利]一种能驱动流体内部悬浮气泡径向运动的装置

说明书

本发明公开了一种能驱动流体内部悬浮气泡径向运动的装置，驱动管的第二左端管中部带有第一单向阀，第一单向阀只允许驱动管的第二左端管中的流体从右向左运动，第一单向阀不允许驱动管的第二左端管中的流体从左向右运动，驱动管的第二下端管竖直放置，驱动管的第二下端管位于右端，驱动管的第二下端管的最下端向右弯折；本发明将体爆轰战斗部内部最下端的固液相混合燃料吸入驱动管，将驱动管内部的固液相混合燃料从体爆轰战斗部内部最上端边沿向中心运动，驱动位于上端盖板的下表面的气泡向内径向运动至装药口并排出。反复循环直至将战斗部内部的气泡全部排出，提高战斗部装药体积，避免了氧气和燃料接触，提高了战斗部安全性和可靠性。

技术领域

本发明属于驱动气泡装置技术领域，涉及一种驱动气泡径向运动的装置，特别涉及一种能驱动流体内部悬浮气泡径向运动的装置。

背景技术

体爆轰战斗部内部装填高能燃料，通过炸药爆炸抛撒驱动作用，高能燃料被抛撒到空气中，高能燃料与空气混合，形成大范围的活性云团，再经炸药二次起爆，活性云团产生体爆轰，是威力最大的武器之一。随着对威力的不断提升，体爆轰战斗部的重量已经发展至十吨级。

体爆轰战斗部爆炸威力的提高主要依赖于内部装填燃料能量的提高，贵大勇等人在文献“高威力FAE液态燃料的优化选择”(火炸药学报，2016年，第3期14页)中报道：在液态燃料中加入金属粉末，液相燃料与金属粉末混合后形成固液相混合燃料，由于金属粉末热值很高，可以大幅度提高体爆轰战斗部内部燃料的能量。

由于固液相混合燃料不能相互溶解，而且各组分密度不同，在重力作用下，固液相混合燃料中密度较大的燃料会沉降到下部，密度较小的燃料会上升到上部。一旦分层，导致体爆轰战斗部的威力大幅度下降，同时导致战斗部质心偏移对目标的命中精度降低。为了解决固液相混合燃料在重力作用下分层的问题，在固液燃料和液相燃料混合过程中，加入凝胶剂，使得固液燃料和液相燃料凝胶化。凝胶化后的状态为粘稠状，凝胶化固液相混合燃料不再发生分层。

战斗部实际装填凝胶化固液相混合燃料时，先在搅拌混合设备上，将固相燃料、液相燃料和凝胶混合均匀，形成凝胶化固液相混合燃料后，再往战斗部壳体里装填。战斗部重量12～14吨，战斗部直径3.1～3.3米，装药口位于战斗部最上端中心，抛撒装置下端与战斗部端盖连接，抛撒装置上端与端盖距离为76～80毫米，装药口直径0.8～1.0米，往战斗部壳体里装填燃料的过程中，凝胶化固液相混合燃料从外往里流动，战斗部壳体里的空气从里向外排出，空气和凝胶化固液相混合燃料发生对流运动，空气不可避免的将会进入凝胶化固液相混合燃料内部，由于燃料为粘稠状，燃料粘度很大，空气进入燃料以后，以气泡的形式悬浮在凝胶化固液相混合燃料中。

为了将气泡排出，常采用的方法是将体爆轰战斗部加热，加热后凝胶化固液相混合燃料粘度降低，气泡所受的浮力超过燃料对气泡的粘性力，气泡可以逐渐上升，理想状态下，气泡可以从装药口排出。但气泡上升至体爆轰战斗部的最上端后，气泡与体爆轰战斗部的上端盖板接触，气泡附着在上端盖板的下表面，张洋等人在文献“壁面约束对裙带气泡动力学的影响”(力学学报，2017年9月，第49卷第5期1050页)中报道：流体内气泡接触到壳体内壁面后，气泡的运动会受到明显的阻力。上端盖板的下表面对气泡具有较大的吸附力，导致气泡无法自动向装药口移动，而且十吨级战斗部重量较大，无法通过震动或者翻滚使内部气泡移动，而且前端盖板面积较大，吸附的气泡体积较大。而且体爆轰战斗部内部的固液相混合燃料的内应力是存在差异的，具体来说，所处位置越向下，固液相混合燃料的内应力越大，公茂明等人在文献“气泡直径对旋流静态微泡浮选柱内流体动力学行为的影响”(计算机与应用化学，2015年12月，第32卷第12期1410页)中报道：气泡周围的液体内应力越大，气泡被压缩的程度越高，气泡的体积越小，向上运动的浮力越小，越不容易向上运动并排出。体爆轰战斗部中靠近下端盖的固液相混合燃料内应力最大，其内部气泡最不容易向上排出。一旦气泡留存在凝胶化固液相混合燃料中，空气占据了燃料的装填空间，燃料装的量减少，战斗部内部的总能量降低，影响战斗部爆炸后威力。空气中含有氧气，氧气和燃料接触，当温度较高时，有燃烧的风险，一旦燃烧将会发生爆炸，造成无法挽回的损失。

发明内容