【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水下弹射实验领域，特别是涉及一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置。
技术介绍
1、水下发射研究事关国防安全，具有重大研究意义。随着各国北极战略的提出，极地水下发射也成为了世界军事大国的研究对象，相较于常规水下发射环境，极地水下发射弹体经过低温水，穿透冰层进入空气，实现出水破冰。
2、模型实验是研究航行体出水的重要方法。为模拟航行体从载具发射到出水的过程，相当一部分实验装置采用高压气体弹射方法，为模型加速。但是由于缩尺模型实验理论尚不完善，相似机理仍不清晰，因此实验结果往往存在相似畸变，实验现象和原型相比有着较大差别。为了明晰水下发射模型实验相似规律，开展相似补偿，需开展不同缩尺比实验。
3、为了更好满足水下发射问题中的空化相似，需开展减压实验。而传统的设计中，一般都不考虑减压，因为许多弹射装置都拖管运行，即发射筒和外部高压气源直接连接。而减压实验条件下，拖管运动极为不便，因此内置高压气瓶是十分优良的方案。此外，准确控制弹射压力，保证实验参数可控，也是一项重要的实验技术。
4、现有装置无法实现更换不同尺寸发射筒模块和发射气瓶模块，以开展不同缩尺比下的模型实验。同时，现有装置无法精准测量和控制发射气瓶中的压力，实验的可重复性无法得到有效保证。现有装置并未设计准确气室，使得发射精度下降。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置,以解决实验装置无法进行多缩尺比实验一级精度和可重复性无法保证的问
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，包括：
3、底座，其上设置有多个安装孔，每个所述安装孔用于安装不同缩尺比的实验模块；所述实验模块包括：
4、气体输送模块，与对应位置的所述安装孔相连；
5、高压气瓶模块，与所述气体输送模块的进口端相连；和
6、发射筒模块，与所述气体输送模块出口端相连用于接收高压气瓶模块的输出的高压气体发射弹体；
7、所述发射筒模块包括发射筒、密封圈、限位圈、气室、进气口和排水口，所述发射筒内沿轴向等间距布置多个密封圈，所述发射筒远离发射口一侧设置有限位圈，所述限位圈与发射筒底壁之间形成有气室，所述气室与气体输送模块通过发射筒侧壁上的进气口相连，所述排水口设置在发射筒底部并与发射筒内部连通。
8、更进一步的，所述高压气瓶模块包括充气阀门、充气口、高压气瓶和出气口，所述高压气瓶上设置充气口和出气口，所述充气口处设置充气阀门。充气阀门能够为高压气瓶进行补充气体。
9、更进一步的，所述气体输送模块包括水密外壳、气体输送模块出气接口、第一气体管路、电磁阀、第二气体管路和气体输送管路端口，所述水密外壳与对应位置的安装孔相连，所述电磁阀设置在水密外壳内，所述电磁阀一端通过第二气体管路与出气口相连，所述电磁阀另一端设置第一气体管路并在第一气体管路穿出水密外壳的末端设置气体输送模块出气接口，所述气体输送模块出气接口与进气口相连。
10、更进一步的，所述水密外壳上设置进气接口、水密插头、第二法兰底座和卡槽，所述第二气体管路通过气体输送管路端口与进气接口内侧相连，所述进气接口外侧与出气口相连，所述发射筒与第二法兰底座相连。
11、更进一步的，所述出气口与进气接口通过第二螺栓相连。
12、更进一步的，所述第一气体管路上螺纹连接两个水密头帽，两个所述水密头帽分别与水密外壳侧壁的内外两侧抵接。
13、更进一步的，所述发射筒通过第一法兰底座与第二法兰底座相连。
14、更进一步的，所述第一法兰底座与第二法兰底座通过第一螺栓相连。
15、更进一步的，所述水密外壳通过卡槽卡合在安装孔内。
16、更进一步的，所述底座包括外框架，多个所述安装孔间隔布置在外框架上。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、1、本装置可在减压、低温水、冰层覆盖下使用。高压气瓶采用内置的方式，可以避免密闭实验水池开孔。采用气压表精确测量高压气瓶出口气压，保证实验可重复性，发射条件精准。高压气瓶顶部设置充气口，可快速储气，提高实验效率。可根据具体速度要求、破冰需求控制发射压力；
19、2、本装置可根据缩尺比要求，采用模块化设计，更换不同尺寸实验模块，通过开展不同缩尺比下的弹射实验，可有效研究模型缩比中的相似问题；
20、3、本装置发射筒底部设置气室，气室尺寸根据设计参数确定。采用气室侧壁设置进气口方式模拟原型进气状态，可模拟真实发射条件下的气体流动状态，从而控制弹射实验中的影响因素；同时，采用侧向供气可以缩小弹射装置轴向尺寸，对于方便易损件调试与检修；
21、4、本装置发射筒底部设置排水口。常压实验时，在一次实验结束后，可快速排除发射筒内和与发射筒连接的气管中的水，以便实现模型的快速装填；可极大方便模型装填操作，提高实验效率；同时为了适配减压条件下的弹射实验，排水口可以连接排气管。在进行减压实验时，排水口上连接排气管至水箱外部。实验水箱减压时，发射筒内部的气体通过排气管排出，避免筒内残存气体推动弹体出筒，影响实验；
22、5、电磁阀采用可控制通气时间的高速气动电磁阀，实现燃气弹射通气时间模拟。电磁阀可实现接受发射信号后开启，弹体模型出筒后关闭。气体输送模块可有效模拟真实情况下的发射条件；
23、6、区别于常规拖管式气弹试验，本装置采用内置高压气瓶提供弹射气源，避免在实验过程中需拖管作业。随体高压气瓶模块可最大程度缩短通气管路长度，削减长管带来的通气沿程损失，提升高压气体弹射的响应速度。配合发射筒上所设置的气室，可以还原真实发射筒内气体初容室的缩比要求。同时随体高压气瓶模块供气的方式，避免了管路穿舱，可以更好的适应减压实验条件；气瓶上端设置充气口和充气阀门，可实现快速补充高压气体，从而提高实验效率；
24、7、本套实验装置可进行时序发射和不同相对位置发射等复杂发射工况模拟，发射筒模块化设计可自由方便切换发射状态；
25、8、发射筒内设置数量及摩擦系数可调的密封圈，调配弹射压力与出筒摩擦力的对应关系，精细化地去调试出筒速度、出筒筒口压差、出筒弹射气体体积、出筒尾空泡携气量以及航行体水下发射出水运动特征，进一步准确模拟原型的出筒过程中的气液两相流动、弹体运动学等特征。
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1.一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述高压气瓶模块(2)包括充气阀门(2-1)、充气口(2-2)、高压气瓶(2-3)和出气口(2-4)，所述高压气瓶(2-3)上设置充气口(2-2)和出气口(2-4)，所述充气口(2-2)处设置充气阀门(2-1)。
3.根据权利要求2所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述气体输送模块(3)包括水密外壳(3-1)、气体输送模块出气接口(3-4)、第一气体管路(3-7)、电磁阀(3-9)、第二气体管路(3-10)和气体输送管路端口(3-11)，所述水密外壳(3-1)与对应位置的安装孔(4-2)相连，所述电磁阀(3-9)设置在水密外壳(3-1)内，所述电磁阀(3-9)一端通过第二气体管路(3-10)与出气口(2-4)相连，所述电磁阀(3-9)另一端设置第一气体管路(3-7)并在第一气体管路(3-7)穿出水密外壳(3-1)的末端设置气体输送模块出气接口(3-4)，所述气体输送模块出气接口(3-4)与进气口
4.根据权利要求3所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述水密外壳(3-1)上设置进气接口(3-2)、水密插头(3-3)、第二法兰底座(3-5)和卡槽(3-6)，所述第二气体管路(3-10)通过气体输送管路端口(3-11)与进气接口(3-2)内侧相连，所述进气接口(3-2)外侧与出气口(2-4)相连，所述发射筒(1-1)与第二法兰底座(3-5)相连。
5.根据权利要求4所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述出气口(2-4)与进气接口(3-2)通过第二螺栓(2-5)相连。
6.根据权利要求4所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述第一气体管路(3-7)上螺纹连接两个水密头帽(3-8)，两个所述水密头帽(3-8)分别与水密外壳(3-1)侧壁的内外两侧抵接。
7.根据权利要求4所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述发射筒(1-1)通过第一法兰底座(1-5)与第二法兰底座(3-5)相连。
8.根据权利要求4所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述第一法兰底座(1-5)与第二法兰底座(3-5)通过第一螺栓(1-7)相连。
9.根据权利要求4所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述水密外壳(3-1)通过卡槽(3-6)卡合在安装孔(4-2)内。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述底座(4)包括外框架(4-1)，多个所述安装孔(4-2)间隔布置在外框架(4-1)上。
...【技术特征摘要】
1.一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述高压气瓶模块(2)包括充气阀门(2-1)、充气口(2-2)、高压气瓶(2-3)和出气口(2-4)，所述高压气瓶(2-3)上设置充气口(2-2)和出气口(2-4)，所述充气口(2-2)处设置充气阀门(2-1)。
3.根据权利要求2所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述气体输送模块(3)包括水密外壳(3-1)、气体输送模块出气接口(3-4)、第一气体管路(3-7)、电磁阀(3-9)、第二气体管路(3-10)和气体输送管路端口(3-11)，所述水密外壳(3-1)与对应位置的安装孔(4-2)相连，所述电磁阀(3-9)设置在水密外壳(3-1)内，所述电磁阀(3-9)一端通过第二气体管路(3-10)与出气口(2-4)相连，所述电磁阀(3-9)另一端设置第一气体管路(3-7)并在第一气体管路(3-7)穿出水密外壳(3-1)的末端设置气体输送模块出气接口(3-4)，所述气体输送模块出气接口(3-4)与进气口(1-6)相连。
4.根据权利要求3所述的一种用于多缩尺比实验的水下弹射实验装置，其特征在于：所述水密外壳(3-1)上设置进气接口(3-2)、水密插头(3-3)、第二法兰底座(3-5)和卡槽(3-6)，所述第二气体管路(3-...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙龙泉，付志强，马贵辉，杨志勋，姚熊亮，陈莹玉，张淼，方明，栾景雷，蒋智超，胡承龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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