本发明专利技术一种航行器带攻角入水的试验辅助装置，属于水动力学实验领域；包括拦截装置和适配器，拦截装置安装于发射管的出口，适配器设置于发射管内用于搭载航行器；所述拦截装置同轴固定于发射管的出口，其端面中部开有通孔，用于穿过航行器；通孔与发射管出口内壁之间的端面作为适配器的拦截面；所述适配器是径向截面为U形的框架式结构，其外周面是与发射管内壁一致的圆弧面，U形槽开口位于上方，槽内壁作为航行器的支撑面；所述支撑面沿轴向成倾斜设置，使得安装后的航行器轴线与适配器外圆周面的轴线成夹角θ，即为航行器攻角。本发明专利技术的U形开口设计和拦截装置可以实现适配器与航行器的顺利分离，并保证航行器带攻角入水过程中攻角的稳定性。中攻角的稳定性。中攻角的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种航行器带攻角入水的试验辅助装置
[0001]本专利技术属于水动力学实验领域，具体涉及一种航行器带攻角入水的试验辅助装置。
技术介绍
[0002]航行器入水研究的工程应用极为广泛，且与我们的生活息息相关，从水上飞机和客机在水面上的降落和迫降、船舶与海洋结构波浪砰击、到空投鱼雷和深弹的入水、水中兵器的发射，无一不体现着入水问题研究的现实应用。
[0003]航行器入水过程是一个瞬态、变化剧烈且复杂的力学过程，这也导致对某些入水现象进行理论分析是相当困难的。同时，数值模拟的计算精度也需要实验进行验证。因此，入水实验是进行入水研究必不可少的重要环节。
[0004]航行器重心速度矢量v在航行器纵对称面内的投影与航行器轴线之间的夹角即为攻角，航行器低头时攻角为正。在入水方向的科学研究和工程实际应用中，经常涉及到航行器带攻角入水的问题，这是因为航行器在入水瞬间，其重心速度矢量v通常与航行器轴线并不重合，且大多数情况，航行器入水姿态都带攻角。因此需要开展航行器带攻角入水的相关实验研究。但是普通的发射装置只能实现零攻角发射，难以满足航行器带攻角入水实验的要求，因此需要设计一种航行器带攻角入水的辅助装置，适配现有发射架，以满足相关实验需求。
[0005]现有技术中公开一种攻角弹托，描述了一种平衡炮上用于发射带攻角弹体的前后定心式弹托的设计，该结构由前定心弹托和后定心弹托组成，可以使弹体在装入平衡炮后预置一定的角度，实现了弹体的带攻角发射。其中前、后定心弹托与弹体之间分别通过细牙螺纹连接固定。该专利技术结构没有对弹托与弹体的分离过程进行细致的描述，只描述了“固定弹托和后定心弹托的内孔孔壁上设置1.5mm螺距细牙螺纹，在整个发射过程中主要起连接作用，当弹体撞击目标靶板后能够顺利实现弹托的分离，减小对弹体的外弹道性能的影响”。考虑到弹体撞击靶板过程属于硬撞击，靶板的材料较硬或抗冲击性能较好，使得弹托破坏与弹体间的螺纹后能够与弹体强制分离。但是对于该方式能“减小弹托对于弹体外弹道性能的影响”表示怀疑。因为弹体带攻角后，弹体速度方向与弹体轴线方向同时也是弹托内孔轴线方向存在夹角，若弹体保持该速度方向，则无法与弹托分离。若强行破坏弹托，则攻角角度必受影响，该专利技术中弹托材料为超硬铝和超高强钢，则强行破坏弹托的可能性较低。若不强行破坏弹托，则入射速度方向必沿弹托内孔轴线方向，则攻角为0，而入射角变化大小等于攻角大小，则带攻角实验将失败。考虑到弹体撞击靶板的过程为硬撞击，与航行器高速入水情况不同。水是流体，因此无法通过硬碰硬方式将适配器与航行器分离，而该技术中的弹托为中心开孔的圆柱体，无法在不影响弹体攻角的情况下将二者顺利分离。
技术实现思路
[0006]要解决的技术问题：
[0007]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提供一种航行器带攻角入水的试验辅助装置，通过适配器外圆轴线与航行器轴线的夹角产生航行器攻角，通过开口设计避免了航行器与适配器分离过程的干扰，通过拉断螺钉实现适配器发射前的软固定，通过尼龙螺钉保证航行器在发射前与适配器无相对滑动，通过橡胶垫实现发射前的气密，通过撞击片和拦截法兰实现适配器与航行器在发射管口的分离，通过弹簧缓冲撞击力。通过适配器尾部的定位孔避免了发射过程中适配器的旋转。通过大量开槽减轻适配器重量，同时适配器前段与航行器接触部分加厚，避免发射过程中适配器被航行器压溃。在连接杆两端开切口槽，便于安装，同时用开槽长度区分连接杆前后方向。
[0008]本专利技术的技术方案是：一种航行器带攻角入水的试验辅助装置，其特征在于：包括拦截装置和适配器，所述拦截装置安装于发射管的出口，适配器设置于发射管内用于搭载航行器；
[0009]所述拦截装置包括拦截法兰；所述拦截法兰同轴固定于发射管的出口，其端面中部开有通孔，用于穿过发射后的航行器；通孔与发射管出口内壁之间的端面作为适配器的拦截面；
[0010]所述适配器是径向截面为U形的框架式结构，其外周面是与发射管内壁一致的圆弧面，U形槽开口位于上方，槽内壁作为航行器的支撑面；所述支撑面沿轴向成倾斜设置，使得安装后的航行器轴线与适配器外圆周面的轴线成夹角θ，即为航行器攻角；
[0011]确定航行器攻角后，将搭载有航行器的适配器安装于发射管内；通过驱动适配器，对航行器进行加速，待适配器运行至发射管出口与拦截装置发生碰撞并减速，航行器因惯性继续前进，带攻角入水。
[0012]本专利技术的进一步技术方案是：所述拦截装置还包括弹簧、撞击片、光杆螺栓；两个对称设置于拦截法兰通孔两侧的撞击片，分别通过光杆螺栓安装于拦截法兰的内端面，与适配器前端两侧相对；
[0013]所述弹簧套装于光杆螺栓位于拦截法兰与撞击片之间的部分，用于撞击片的定位和碰撞过程的缓冲。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述拦截法兰的通孔由中心处圆孔和上、下端腰孔构成，其中圆孔和上端腰孔构成航行器射出发射管的通道；
[0015]所述下端腰孔用于释放适配器未与撞击片发生撞击的下端部分，能够减轻撞击力对发射管造成的振动损害。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述拦截法兰的中心处圆孔直径d1，取值范围为其中d为航行器的外径，D为发射管内径。
[0017]本专利技术的进一步技术方案是：根据航行器攻角确定航行器放置于适配器内的倾斜角度、以及选择适当的适配器和发射管；所述攻角θ满足以下条件：
[0018][0019][0020]其中，D为发射管内径，δ1为航行器尾端和发射管内壁之间径向尺寸，δ2为航行器头部和发射管内壁之间径向尺寸，d为航行器的外径，L为航行器的轴向长度。
[0021]本专利技术的进一步技术方案是：所述适配器包括沿轴向依次设置的适配器前段、适配器中段、适配器后段，并通过沿周向设置的连接杆连接为一体结构；
[0022]所述适配器前段、适配器中段、适配器后段均为设置有U形凹槽的支撑板，其槽底面位于同一倾斜圆弧面上，作为航行器的支撑面，圆弧面的轴线与航行器的轴线平行。
[0023]本专利技术的进一步技术方案是：所述适配器各部分为尼龙材质，既减轻了整体质量，又在拦截过程中易于破碎，使适配器与航行器易于分离。
[0024]本专利技术的进一步技术方案是：所述适配器前段的槽底下端为加厚结构，用于承载航行器的的重力，避免发射过程中适配器被航行器压溃。
[0025]本专利技术的进一步技术方案是：所述适配器中段的U型槽两侧通过尼龙螺钉与航行器连接，用于发射前航行器的定位，并保证发射后及时切断将适配器和航行器分离。
[0026]本专利技术的进一步技术方案是：所述适配器后段为圆板结构，其后端面通过尾盖板压装有橡胶垫，橡胶垫的外径大于圆板外径，用于保证发射时的气密性；拉断螺钉安装于后端面中部，与发射管尾部连接，用于发射前的位置固定；
[0027]所述适配器后段的前端面下端外缘处设置有弧形凸起，所述弧形凸起的外周面与发射器内壁贴合放置，用于增加适配器的稳定性；前端面的中上方设置有U型凸起，其内周面作为航行器尾部的U形支撑面。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航行器带攻角入水的试验辅助装置，其特征在于：包括拦截装置和适配器，所述拦截装置安装于发射管的出口，适配器设置于发射管内用于搭载航行器；所述拦截装置包括拦截法兰；所述拦截法兰同轴固定于发射管的出口，其端面中部开有通孔，用于穿过发射后的航行器；通孔与发射管出口内壁之间的端面作为适配器的拦截面；所述适配器是径向截面为U形的框架式结构，其外周面是与发射管内壁一致的圆弧面，U形槽开口位于上方，槽内壁作为航行器的支撑面；所述支撑面沿轴向成倾斜设置，使得安装后的航行器轴线与适配器外圆周面的轴线成夹角θ，即为航行器攻角；确定航行器攻角后，将搭载有航行器的适配器安装于发射管内；通过驱动适配器，对航行器进行加速，待适配器运行至发射管出口与拦截装置发生碰撞并减速，航行器因惯性继续前进，带攻角入水。2.根据权利要求1所述航行器带攻角入水的试验辅助装置，其特征在于：所述拦截装置还包括弹簧、撞击片、光杆螺栓；两个对称设置于拦截法兰通孔两侧的撞击片，分别通过光杆螺栓安装于拦截法兰的内端面，与适配器前端两侧相对；所述弹簧套装于光杆螺栓位于拦截法兰与撞击片之间的部分，用于撞击片的定位和碰撞过程的缓冲。3.根据权利要求2所述航行器带攻角入水的试验辅助装置，其特征在于：所述拦截法兰的通孔由中心处圆孔和上、下端腰孔构成，其中圆孔和上端腰孔构成航行器射出发射管的通道；所述下端腰孔用于释放适配器未与撞击片发生撞击的下端部分，能够减轻撞击力对发射管造成的振动损害。4.根据权利要求3所述航行器带攻角入水的试验辅助装置，其特征在于：所述拦截法兰的中心处圆孔直径d1，取值范围为其中d为航行器的外径，D为发射管内径。5.根据权利要求1所述航行器带攻角入水的试验辅助装置，其特征在于：根据航行器攻角确定航行器放置于适配器内的倾斜角度、以及选择...
【专利技术属性】
技术研发人员：施瑶，赵海瑞，潘光，宋保维，鱼怡澜，姜军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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