專利名稱：水下航行體電磁加熱空化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉水下航行體空化裝置，尤其是一種提高魚雷等水下航行體航速的電磁加熱空化裝置。
背景技術：
目前，推進航行所需的動力與其速度的立方成正比，也就是說，要想使傳統(tǒng)的魚雷在水中的速度提高一倍，就必須使其推進動力達到原來的8倍。因此傳統(tǒng)魚雷的航速通常很難突破60節(jié)(約30m/s)，大多在25-30節(jié)左右。正當科學家們?yōu)樘岣唪~雷速度而絞盡腦汁的時侯，卻意外地發(fā)現一個十分有效的方法，就是利用原本“不受歡迎”的空泡。前蘇聯(莫斯科應用流體力學研究所和烏克蘭流體力學研究所與前蘇聯國內工業(yè)界協(xié)作)于1977年研制成功的第一代“暴風雪”(也有人譯成“狂風”或“風雪”等)超高速魚雷，為人類突破傳統(tǒng)魚雷的速度瓶頸另辟捷徑，它利用空泡理論當壓力低于或等于飽和壓力時，潛體周圍的介質由液體水，經過相變全部或部分汽化為水蒸汽，形成一個可更新的、隨潛體一起高速運動的氣體包絡，由于汽的密度遠遠小于水的密度，潛體前進時與周圍介質之間產生的表面粘性力大為下降，潛體在空泡中前進的阻力大約只是在水中前進阻力的數百分之一，因此潛體在水下運動就像在大氣中運動一樣快捷。第一代“暴風雪”的航速為200節(jié)(約100m/s)，其改進型的航速已達到400節(jié)(約200m/s)。“暴風雪”魚雷有水下導彈之稱，如此快速的魚雷，即使只采用直航彈道攻擊目標，敵方艦艇通常也是很難規(guī)避防范的。
如圖2，上述現有技術采用一種空化裝置“1”產生空泡，該裝置位于航體“2”的頭部，水經過該空化裝置后會形成局部低壓區(qū)，當達到該溫度下水的飽和壓力時，水就會變成為汽，產生自然空化汽泡“3”。但現有技術的空化裝置產生的自然空泡比較小，通常還需要對自然空泡注入燃燒廢氣或空氣以增大空泡，才能將整個水下航行體全部覆蓋。這樣，極大地減小了航行體運動過程中與水之間的粘性阻力。然而，盡管形成超空泡，這種超空泡航行體的頭部的空化器“1”始終直接與水接觸，受到水的很大壓力，該壓力的方向與運動方向相反，使航行體速度難以進一步大幅提高。對航行體來說，它是超空泡航行體阻力的主要來源，也是限制超空泡航行體速度進一步提高的關鍵因素。

發(fā)明內容
為了解決上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水下航行體電磁加熱空化裝置，通過電磁加熱航體頭部的空化器，導致空化器表面的溫度升高達到或超過汽化溫度而發(fā)生空化，使得水下航行體頭部的空化器及航行體整體全部被包裹在超空泡中。
為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術方案一種水下航行體電磁加熱空化裝置；其特征在于水下航行體的頭部安裝一個由磁性分子材料構成的空化器，在航行體內還安裝一個高頻交變電磁場發(fā)生器，所述的空化器處于所述的高頻交變電磁場發(fā)生器產生的高頻交變電磁場之中；空化器內磁性金屬材料切割交變磁力線，磁性金屬分子產生交變的電流，即渦流，渦流使分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能，使空化器表面溫度迅速升高，達到或超過汽化溫度而發(fā)生空化，從而使水下航行體全部包裹在超空泡中。
上述的高頻交變電磁場發(fā)生器的電功率為0.1kw～100000kw。
上述的空化器的溫度維持在攝氏100～1000度之間。
本發(fā)明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點由于本發(fā)明采用電磁加熱方法，加熱空化器，使其周圍的溫度始終高于飽和溫度，導致液體汽化，在整個航體周圍形成超空泡，航體前進時，氣泡不斷更新，因此，水中航體自頭至尾不直接與水接觸，而是在氣泡中高速前進，從而大大減小水的摩擦阻力，顯著地提高了航體速度。


圖1是本發(fā)明一個實施例的結構示意圖。
圖2是現有技術的超空泡水下航行體示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例結合

如下參見圖1，本水下航行體電磁加熱空化裝置是將一個由磁性分子材料構成的空化器1安裝在航行體2頭部，在航行體2內還安裝有高頻交變電磁場的發(fā)生器4。由磁性金屬材料構成的空化器1切割交變磁力線，磁性金屬分子產生交變的電流，即渦流，渦流使分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能，溫度迅速升高，當功率足夠時，可以將空化器1的溫度維持在100～1000度之間，水接觸到高溫的空化器發(fā)生氣化，產生空泡3，水變?yōu)樗羝?，體積迅速增大，直至包裹空化器1后面的整個航行體2。
上述的高頻交變電磁場的發(fā)生器4，其電功率為0.1kw-100000kw，當功率足夠時，可以將空化器1的溫度維持在100～1000度之間，水接觸到高溫的空化器發(fā)生氣化，產生空泡3。
下面進一步對本發(fā)明的工作原理進行描述。
攝氏0度的水，其飽和壓力為0.0006108MPa，當溫度提高到攝氏100度時，其飽和壓力大大提高，變?yōu)?.10131MPa，當溫度提高到攝氏300度時，其飽和壓力則進一步提高到8.592MPa。因此，溫度提高可以迅速提高飽和壓力，降低空化難度。水下航體2前進時，空化器1上氣泡不斷更新，水中航體不直接與水接觸，而是在學泡3中高速前進，從而大大減小水中航體表面的摩擦阻力，提高了航體速度。
權利要求
1.一種水下航行體電磁加熱空化裝置；其特征在于水下航行體(2)的頭部安裝一個由磁性分子材料構成的空化器(1)，在航行體內還安裝一個高頻交變電磁場發(fā)生器(4)，所述的空化器(1)處于所述的高頻交變電磁場發(fā)生器(4)產生的高頻交變電磁場之中；空化器(1)內磁性金屬材料切割交變磁力線，磁性金屬分子產生交變的電流，即渦流，渦流使分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能，使空化器(1)表面溫度迅速升高，達到或超過汽化溫度而發(fā)生空化，從而使水下航行體全部包裹在超空泡中。
2.根據權利要求書1所述的水下航行體電磁加熱空化裝置，其特征在于所述的高頻交變電磁場發(fā)生器(4)的電功率為0.1kw～100000kw。
3.根據權利要求書2所述的水下航行體電磁加熱空化裝置，其特征在于所述的空化器(1)的溫度維持在攝氏100～1000度之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水下航行體電磁加熱空化裝置。它是在水下航行體的頭部安裝一個由磁性分子材料構成的空化器，在航行體內還安裝一個高頻交變電磁場發(fā)生器，空化器處于高頻交變電磁場發(fā)生器產生的交變電磁場之中。該高頻交變電磁場發(fā)生器工作時，切割交變磁力線的空化器內部磁性金屬分子產生交變的電流，即渦流，渦流使分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能，溫度迅速升高，使得空化器的溫度提高，導致空化器周圍的水溫達到或超過汽化溫度而發(fā)生汽化，從而在航體周圍形成氣泡，航體前進時，氣泡不斷更新，水中航體在氣泡中前進而與水不直接接觸，從而取得減小航體表面摩擦阻力、提高航體速度的有益效果。
文檔編號B63B1/38GK101024418SQ200710038780
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權日2007年3月29日
發(fā)明者黃典貴 申請人:上海大學