可变侧向力空化器制造技术

本发明专利技术提供的是一种可变侧向力空化器。它包括前端锥形空化器，在前端锥形空化器后设置圆环形控制元件，圆环形控制元件分成２－４瓣，每瓣圆环形控制元件的连接处设置有相互插接的圆弧形钢片，在前端锥形空化器中安装的可动元件，可动元件是由锥形可动部分和圆柱操纵杆组成，锥形可动部分和圆柱操纵杆分成与圆环形控制元件的份数相等的瓣，圆柱操纵杆控制圆锥部分的横向位移。本发明专利技术可以控制空化器上的阻力系数和升力系数，改变航行体俯仰力和偏航力，可操作性强，结构简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种水下运动装置，具体地说是一种调节水下航行体侧向力 的可变空化器。(二)
技术介绍
传统的变阻力空化器通过改变空化器外形得到超空泡几何形状及空化器阻 力系数变化。变阻力空化器理论上可以比较快速的改变航行体阻力和空泡尺寸， 然而由于空化器顶部集中了整个超空泡航行体上百米运动速度降为零的总压阻 力，要想获得良好的控制效果，需要其控制机构能够提供数十万牛顿的力，这一 控制方法很难实施。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以控制空化器上的阻力系数和升力系数，改变 航行体俯仰力和偏航力，可操作性强，结构简单的可变侧向力空化器。 本专利技术的目的是这样实现的它包括前端锥形空化器，在前端锥形空化器后设置圆环形控制元件，圆环形 控制元件分成2-4瓣，每瓣圆环形控制元件的连接处设置有相互插接的圆弧形钢 片，在前端锥形空化器中安装的可动元件，可动元件是由锥形可动部分和圆柱操 纵杆组成，锥形可动部分和圆柱操纵杆分成与圆环形控制元件的份数相等的瓣， 圆柱操纵杆控制圆锥部分的横向位移。本专利技术还可以包括1、 所述的圆环形控制元件、可动元件的锥形可动部分和圆柱操纵杆分别被 分成四瓣。2、 可动元件的锥形可动部分和圆柱操纵杆的交界处设置环形挡板。考虑到航行体侧面的压力较低，且通过增加空化器有效面积同样可以改变航 行体受力，从而使空泡尺寸发生变化，达到调节的作用，在设计中如使控制元件 不对称，可以方便的改变航行体的侧向力，这也是控制航行体运动姿态的一种重 要方式。本专利技术在前端锥形空化器中安装一直径小于""的可动元件，可动元件3由锥形可动部分和圆柱操纵杆组成，四瓣圆柱操纵杆分别控制四瓣圆锥部分的横 向位移，从而改变控制元件的周向位移/^值，使空化器有效工作面积变化，进 而改变空泡尺寸。当可动元件任意两侧位移不一致时，控制元件具有不对称性， 前端锥形空化器产生不对称受力，使空泡形态发生变化，可以有效的控制航行体 运动姿态。本专利技术的有益效果是可以控制空化器上的阻力系数和升力系数，改变航行 体俯仰力和偏航力，可操作性强，结构简单。(四) 附图说明图la是本专利技术的结构示意；图lb是图la的左视图；图lc是图la的A-A剖视图；图ld是弧形钢片与控制元件的连接关系图。图2a是可变侧向力空化器第一个实施方案的结构示意图；图2b是2a的左 视图；图2c是2a的剖视图；图2d是本实施方式对应的空泡示意图。图3a是可变侧向力空化器第二个实施方案的结构示意图；图3b是3a的左 视图；图3c是3a的剖视图；图3d是本实施方式对应的空泡示意图。图4a是可变侧向力空化器第三个实施方案的结构示意图；图4b是4a的左 视图；图4c是4a的剖视图；图4d是本实施方式对应的空泡示意图。图5a是可变侧向力空化器第四个实施方案的结构示意图；图5b是5a的左 视图；图5c是5a的剖视图；图5d是本实施方式对应的空泡示意图。图6a是可变侧向力空化器第五个实施方案的结构示意图；图6b是6a的左 视图；图6c是6a的剖视图。图7a是可变侧向力空化器第六个实施方案的结构示意图；图7b是7a的左 视图；图7c是7a的剖视图。具体实施方式 下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述-结合图1,本专利技术的可变侧向力空化器的组成包括.前端锥形空化器l、控制 元件2、可动元件3、可动弧形钢片4和环形挡板5。在前端锥形空化器中安装一直径小于"n的可动元件，可动元件由锥形可动 部分和圆柱操纵杆组成，四瓣圆柱操纵杆分别控制四瓣圆锥部分的横向位移，从而改变控制元件的周向位移/2 值，使空化器有效工作面积变化，进而改变空泡 尺寸。当可动元件任意两侧位移不一致时，控制元件具有不对称性，前端锥形空 化器产生不对称受力，使空泡形态发生变化，可以有效的控制航行体运动姿态。在图la和图lb中，可动元件3通过横向运动改变控制元件2的纵向和侧 向位置，使空化器有效直径发生变化，从而改变空化器的有效工作面积，使空泡 外形变化。可动元件3的四瓣圆柱操纵杆分别控制四瓣锥形可动部分的横向位 移，从而改变元件2四瓣21、 22、 23和24的相对位置，为航行体提供俯仰力和 偏航力。结合图2a至图2d，控制元件2位于航行体内部，力 =0。此时元件2的四瓣 21、 22、 23和24与可动元件3最前端接触，由于元件3的圆柱操纵杆正好卡在 模型末端，可以固定元件3，不让元件2滑动。弧形钢片41~48被完全包含在元 件2的四瓣21、 22、 23和24内部，钢片42和43、 44和45、 46和47以及48 和41相互重合，相对位移为0。元件2轴对称，前端锥形空化器有效直径为"/7。 空泡轴对称，空泡尺寸由空化器有效直径确定。结合图3a至图3d，控制元件2的四瓣21、 22、 23和24位于可动元3末端， 其纵向和侧向位移达到最大值& ，^环形挡板5可以卡住元件2避免其滑落。 图3b中，弧形钢片42和43、 44和45、 46和47以及48和41分别相接，相对 滑动距离为一个钢片的长度。元件2轴对称，前端锥形空化器有效直径为 ""+2/ 匿。空泡轴对称，空泡尺寸最大。结合图4a至图4d，控制元件2上侧两瓣21、 22的纵向位移/^大于下侧两 瓣23、 24的位移图4b中，弧形钢片41-44的滑动距离大于45~48。元件2 上下两侧不对称，空化器上产生升力。空泡轴线向上偏移，空泡尾部上翘。结合图5a至图5d，控制元件2下侧两瓣23、 24的纵向位移& 大于上侧两 瓣21、 22的位移图5b中，弧形钢片45~48的滑动距离大于41 44。元件2 上下两侧不对称，空化器上产生升力。空泡轴线向下偏移，空泡尾部下飘。结合图6a至图6c，控制元件2左侧两瓣22、 23的侧向位移& 大于右侧两 瓣21、 24的位移/v;弧形钢片43~46的滑动距离大于41~42、 47~48。元件2 左右两侧不对称，空化器上产生偏航力。结合图7a至图7c，控制元件2右侧两瓣21、 24的侧向位移/ 大于左侧两瓣22、 23的位移1;弧形钢片41 42、 47~48的滑动距离大于43 46。元件2 左右两侧不对称，空化器上产生偏航力。由于伸出的控制元件影响了压力系数分布的对称性，使得压力系数等值线向 下偏移，上下两侧的压力系数分布不对称，在空化器上产生了相对阻力系数30% 以上的升力，该升力导致空泡略微向上漂移。此外从压力系数分布可以看出控制 元件外表面的压力非常低，可以保证该控制元件的可操作性。权利要求1、一种可变侧向力空化器，它包括前端锥形空化器，其特征是在前端锥形空化器后设置圆环形控制元件，圆环形控制元件分成2-4瓣，每瓣圆环形控制元件的连接处设置有相互插接的圆弧形钢片，在前端锥形空化器中安装的可动元件，可动元件是由锥形可动部分和圆柱操纵杆组成，锥形可动部分和圆柱操纵杆分成与圆环形控制元件的份数相等的瓣，圆柱操纵杆控制圆锥部分的横向位移。2、 根据权利要求l所述的可变侧向力空化器，其特征是所述的圆环形控 制元件、可动元件的锥形可动部分和圆柱操纵杆分别被分成四瓣。3、 根据权利要求1或2所述的可变侧向力空化器，其特征是可动元件的 锥形可动部分和圆柱操纵杆的交界处设置环形挡板。全文摘要本专利技术提供的是一种可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变侧向力空化器，它包括前端锥形空化器，其特征是：在前端锥形空化器后设置圆环形控制元件，圆环形控制元件分成２－４瓣，每瓣圆环形控制元件的连接处设置有相互插接的圆弧形钢片，在前端锥形空化器中安装的可动元件，可动元件是由锥形可动部分和圆柱操纵杆组成，锥形可动部分和圆柱操纵杆分成与圆环形控制元件的份数相等的瓣，圆柱操纵杆控制圆锥部分的横向位移。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郜冶，胡晓，杨春英，熊永亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]