[发明专利]一种用于水下航行器和水面舰船的仿生减阻方法

说明书

本发明公开了一种用于水下航行器和水面舰船的仿生减阻方法，涉及减阻方法技术领域，该仿生减阻方法采用仿生外表皮结构、水面舰船和水下航行器和水面舰船和水下航行器的浸水表面组成，所述仿生外表皮结构包括仿生沟槽、仿生黏液孔和柔性软材料，所述仿生外表皮结构表面均匀开设有仿生沟槽和仿生黏液孔，所述仿生外表皮结构的外表面设置有柔性软材料，所述柔性软材料的外表面与水面舰船和水下航行器的浸水表面拆卸式连接。本发明通过仿生沟槽改变水流的流场结构，实现水下航行器和水面舰船的减阻，该过程中提高了减阻效果，同时减小表面的摩擦阻力，该结构具有结构简单、体积小、易操作等优点，与水下航行器的适配程度高。

技术领域

本发明涉及减阻方法技术领域，具体涉及一种用于水下航行器和水面舰船的仿生减阻方法。

背景技术

表面减阻性能是水下航行器和水面舰船的重要指标之一。为了提高水下航行器和水面舰船的隐蔽性和航行效率，应尽可能降低其表面阻力。目前国内关于水下航行器和水面舰船减阻的设计还存在很多不足。

针对现有技术存在以下问题：

专利CN109611419A提出一种金属基于水下仿生气膜减阻表面及其制备方法与应用，通过金属表面的微型凹坑状微结构进行减阻，但是减阻效果不佳；专利CN109699600A提出一种水下减阻仿生纳米结构，通过模拟海豚表面的U型结构，设计锥形结构进行减阻，但是较难应用在水下航行器上；专利CN112644637A提出一种无人水下航行器运动减阻外壳，利用外壳夹层中的海水进行减阻，但减阻效果不佳。

发明内容

本发明提供一种用于水下航行器和水面舰船的仿生减阻方法，其中一种目的是具备提高减阻效果的功能，解决传统的减阻方法减阻效果不佳问题；其中另一种目的是解决传统的仿生结构，较难应用于水下航行器表面的问题，以达到提高该减阻方法与水下航行器的适用性的效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于水下航行器和水面舰船的仿生减阻方法，该仿生减阻方法采用仿生外表皮结构、水面舰船和水下航行器和水面舰船和水下航行器的浸水表面组成。

所述仿生外表皮结构包括仿生沟槽、仿生黏液孔和柔性软材料，所述仿生外表皮结构表面均匀开设有仿生沟槽和仿生黏液孔，所述仿生外表皮结构的外表面设置有柔性软材料。

所述柔性软材料的外表面与水面舰船和水下航行器的浸水表面拆卸式连接，所述柔性软材料内部装载有仿生黏液。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述仿生沟槽内腔的形状模拟鲨鱼表面的微型结构，仿生外表皮结构的外表面排列状开设有多条仿生沟槽。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述仿生沟槽可结合释放的仿生黏液，在水面舰船和水下航行器的行驶过程中，可改变近壁面的流场结构，实现水面舰船和水下航行器的减阻。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述柔性软材料具有一定的弹性模量，在水面舰船和水下航行器的航行过程中，可受到水流的挤压作用力或人为控制压力产生形变。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述仿生黏液采用仿生海洋鱼类分泌的活性黏液，在水面舰船和水下航行器航行过程中，仿生黏液可通过仿生黏液孔排出。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述仿生黏液在通过仿生黏液孔排出的过程中，可随着水面舰船和水下航行器的移动，在水面舰船和水下航行器外表面分布形成一层黏液界面，从而使水与水面舰船和水下航行器的浸水表面之间不直接接触，减小表面的摩擦阻力。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述仿生黏液采用人工合成水凝胶、高分子聚合物等环境无害材料作为原料，具有能够隔绝水与水面舰船和水下航行器的表面的性能。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：