【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海潜水器水下航行流场优化，尤其是一种深海潜水器用主动控流结构及控流方法。
技术介绍
1、无论潜艇或深海载人潜水器等均配置有散热系统，传统散热系统方式是通过导流口引入海水至换热器进行热量交换后，再经泄流口排出，或直接将换热海水释放于轻外壳内部。
2、深海载人潜水器因受耐压舱布置、特殊搭载需求、主尺度排水量等条件约束，其水动力型线相较于潜艇的水滴形存在着较大区别，其中双艉(双主推)为深海载人潜水器(下简称平台)主要采用的去流段型线之一，该型线虽能满足总体设计需求，保障了平台的机动能力，但将增大平台艉部的曲率变幅，在航行过程中，将不可避免地给主体型线去流面带来更为紊乱的流场(湍流和漩涡)，从而造成平台艉部舵效(升降舵、方向舵)的损失，进而影响平台的稳定性和操控性。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的深海潜水器用主动控流结构及控流方法，针对平台复杂的去流面展开流场优化设计，从而保障艉升降舵的舵效，从而提高平台稳定性和操控性。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种深海潜水器用主动控流结构，内置于深海潜水器中，包括换热器；换热器的进口端连接有引流管，换热器的出口端连接有导流管，
4、引流管的引流口设置于深海潜水器舷侧，
5、导流管内置有管道轴流泵，导流管的出流口处设置导流格栅；导流管用于将换热后的海水导向去流面-尾升降舵处。
6、作为上述技术方案的进一步改进
7、引流管、导流管均以换热器为基准对称设置。
8、引流管、导流管均设置为拟合深海潜水器轮廓的曲线形。
9、换热器的布置高度与深海潜水器中部的水线高度一致。
10、管道轴流泵控制的对象为：去流面上、下两侧的排流速率。
11、一种使用深海潜水器用主动控流结构的控流方法，包括如下步骤：
12、将换热后的海水经引流管、换热器、导流管导向流场紊乱的去流面-艉升降舵处，通过管道轴流泵对主体型线去流面上、下两侧排流速率的量化控制，实现对深海潜水器流场的主动优化。
13、作为上述技术方案的进一步改进：
14、管道轴流泵连接控制电机；在水下正常航行工况下，设置上、下两侧的控制电机输出功率一致，确保两台管道轴流泵速率统一，使得经换热器排水口端-两侧导流管-两侧出流口的水流流速一致，结合上下两侧导流格栅的均匀分流，起到稳定、优化平台艉去流面紊乱流场作用。
15、在水下向上变深，即抬艏航行工况下，设置上侧控制电机加大输出功率，加大上侧管道轴流泵转速，使得经换热器排水口端-上侧导流管-上侧出流口的水流流速，高于下侧出流口的水流流速。
16、在水下向下变深，即埋艏航行工况下，设置下侧控制电机加大输出功率，加大下侧管道轴流泵转速，使得经换热器排水口端-下侧导流管-下侧出流口的水流流速，高于上侧出流口。
17、加热海水所用的换热器为深海潜水器现有舷外换热系统的换热器。
18、本专利技术的有益效果如下：
19、本专利技术为了提高深海载人潜水器的稳定性和操控性，针对平台复杂的去流面展开流场优化设计。本专利技术专利提出一种针对深海载人潜水器的主动控流方法，基于平台现有舷外换热系统，经导流口引入海水换热后，再经特定管道导向舵面(以艉升降舵为例)上、下侧的主体型线去流面附近，通过管道轴流泵对上、下两侧出流速率进行分别量化控制，实现基于平台本身水动力型线去流面的流场优化，保障艉升降舵的舵效，从而提高平台稳定性和操控性，对于我国发展深海运载、探索装备具有重要意义。
20、本专利技术的方案能够根据各型深海潜水器实际的水动力需求，主动量化控制出流速率和出流量，充分优化主体型线去流面的流场环境，从而提高舵效，具有较强的应用价值；满足在较小调整范围内完成配置与改装，且可拓展应用至型号设备各个位置的方向舵、升降舵上，结构简单、工作可靠、安装方便。
21、内置在深海潜水器中的装置结构，其导流口、出流口设计与型线表面充分契合，不会对型号设备现有水动力线型造成破坏。
22、该装置依托于深海潜水器现有舷外换热系统，实现主动控流的同时，还可提升平台的整体换热性能；同时减少装置本身所占用的空间。
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1.一种深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：内置于潜水器中，包括换热器(3)；换热器(3)的进口端连接有引流管(2)，换热器(3)的出口端连接有导流管(4)，
2.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：引流管(2)、导流管(4)均以换热器(3)为基准对称设置。
3.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：引流管(2)、导流管(4)均设置为拟合深海潜水器轮廓的曲线形。
4.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：换热器(3)的布置高度与深海潜水器中部的水线高度一致。
5.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：管道轴流泵(6)控制的对象为：去流面上、下两侧的排流速率。
6.一种使用如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构的控流方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的控流方法，其特征在于，管道轴流泵(6)连接控制电机(5)；在水下正常航行工况下，设置上、下两侧的控制电机(5)输出功率一致，确保两台管道轴流泵(6)速率统一，使得经
8.如权利要求6所述的控流方法，其特征在于，在水下向上变深，即抬艏航行工况下，设置上侧控制电机(5)加大输出功率，加大上侧管道轴流泵(6)转速，使得经换热器(3)排水口端-上侧导流管(4)-上侧出流口(7)的水流流速，高于下侧出流口(7)的水流流速。
9.如权利要求6所述的控流方法，其特征在于，在水下向下变深，即埋艏航行工况下，设置下侧控制电机(5)加大输出功率，加大下侧管道轴流泵(6)转速，使得经换热器(3)排水口端-下侧导流管(4)-下侧出流口(7)的水流流速，高于上侧出流口(7)。
10.如权利要求6-9任意一项所述的控流方法，其特征在于，加热海水所用的换热器(3)为潜水器现有舷外换热系统的换热器(3)。
...【技术特征摘要】
1.一种深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：内置于潜水器中，包括换热器(3)；换热器(3)的进口端连接有引流管(2)，换热器(3)的出口端连接有导流管(4)，
2.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：引流管(2)、导流管(4)均以换热器(3)为基准对称设置。
3.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：引流管(2)、导流管(4)均设置为拟合深海潜水器轮廓的曲线形。
4.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：换热器(3)的布置高度与深海潜水器中部的水线高度一致。
5.如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构，其特征在于：管道轴流泵(6)控制的对象为：去流面上、下两侧的排流速率。
6.一种使用如权利要求1所述的深海潜水器用主动控流结构的控流方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的控流方法，其特征在于，管道轴流泵(6)连接控制电机(5)；在水下正常航...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亦驰，夏彬，胡芳琳，周念福，邢福，刘一夫，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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