專利名稱：可變側(cè)向力空化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水下運動裝置，具體地說是一種調(diào)節(jié)水下航行體側(cè)向力 的可變空化器。
(二)
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的變阻力空化器通過改變空化器外形得到超空泡幾何形狀及空化器阻 力系數(shù)變化。變阻力空化器理論上可以比較快速的改變航行體阻力和空泡尺寸， 然而由于空化器頂部集中了整個超空泡航行體上百米運動速度降為零的總壓阻 力，要想獲得良好的控制效果，需要其控制機構(gòu)能夠提供數(shù)十萬牛頓的力，這一 控制方法很難實施。
(三)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以控制空化器上的阻力系數(shù)和升力系數(shù)，改變 航行體俯仰力和偏航力，可操作性強，結(jié)構(gòu)簡單的可變側(cè)向力空化器。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的
它包括前端錐形空化器，在前端錐形空化器后設(shè)置圓環(huán)形控制元件，圓環(huán)形 控制元件分成2-4瓣，每瓣圓環(huán)形控制元件的連接處設(shè)置有相互插接的圓弧形鋼 片，在前端錐形空化器中安裝的可動元件，可動元件是由錐形可動部分和圓柱操 縱桿組成，錐形可動部分和圓柱操縱桿分成與圓環(huán)形控制元件的份數(shù)相等的瓣， 圓柱操縱桿控制圓錐部分的橫向位移。
本發(fā)明還可以包括
1、 所述的圓環(huán)形控制元件、可動元件的錐形可動部分和圓柱操縱桿分別被 分成四瓣。
2、 可動元件的錐形可動部分和圓柱操縱桿的交界處設(shè)置環(huán)形擋板。
考慮到航行體側(cè)面的壓力較低，且通過增加空化器有效面積同樣可以改變航 行體受力，從而使空泡尺寸發(fā)生變化，達到調(diào)節(jié)的作用，在設(shè)計中如使控制元件 不對稱，可以方便的改變航行體的側(cè)向力，這也是控制航行體運動姿態(tài)的一種重 要方式。本發(fā)明在前端錐形空化器中安裝一直徑小于""的可動元件，可動元件
3由錐形可動部分和圓柱操縱桿組成，四瓣圓柱操縱桿分別控制四瓣圓錐部分的橫 向位移，從而改變控制元件的周向位移/^值，使空化器有效工作面積變化，進 而改變空泡尺寸。當(dāng)可動元件任意兩側(cè)位移不一致時，控制元件具有不對稱性， 前端錐形空化器產(chǎn)生不對稱受力，使空泡形態(tài)發(fā)生變化，可以有效的控制航行體 運動姿態(tài)。
本發(fā)明的有益效果是可以控制空化器上的阻力系數(shù)和升力系數(shù)，改變航行 體俯仰力和偏航力，可操作性強，結(jié)構(gòu)簡單。
(四)
圖la是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意；圖lb是圖la的左視圖；圖lc是圖la的A-A
剖視圖；圖ld是弧形鋼片與控制元件的連接關(guān)系圖。
圖2a是可變側(cè)向力空化器第一個實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b是2a的左 視圖；圖2c是2a的剖視圖；圖2d是本實施方式對應(yīng)的空泡示意圖。
圖3a是可變側(cè)向力空化器第二個實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b是3a的左 視圖；圖3c是3a的剖視圖；圖3d是本實施方式對應(yīng)的空泡示意圖。
圖4a是可變側(cè)向力空化器第三個實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b是4a的左 視圖；圖4c是4a的剖視圖；圖4d是本實施方式對應(yīng)的空泡示意圖。
圖5a是可變側(cè)向力空化器第四個實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b是5a的左 視圖；圖5c是5a的剖視圖；圖5d是本實施方式對應(yīng)的空泡示意圖。
圖6a是可變側(cè)向力空化器第五個實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6b是6a的左 視圖；圖6c是6a的剖視圖。
圖7a是可變側(cè)向力空化器第六個實施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7b是7a的左 視圖；圖7c是7a的剖視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述-
結(jié)合圖1,本發(fā)明的可變側(cè)向力空化器的組成包括.前端錐形空化器l、控制 元件2、可動元件3、可動弧形鋼片4和環(huán)形擋板5。
在前端錐形空化器中安裝一直徑小于"n的可動元件，可動元件由錐形可動 部分和圓柱操縱桿組成，四瓣圓柱操縱桿分別控制四瓣圓錐部分的橫向位移，從而改變控制元件的周向位移/2 值，使空化器有效工作面積變化，進而改變空泡 尺寸。當(dāng)可動元件任意兩側(cè)位移不一致時，控制元件具有不對稱性，前端錐形空 化器產(chǎn)生不對稱受力，使空泡形態(tài)發(fā)生變化，可以有效的控制航行體運動姿態(tài)。
在圖la和圖lb中，可動元件3通過橫向運動改變控制元件2的縱向和側(cè) 向位置，使空化器有效直徑發(fā)生變化，從而改變空化器的有效工作面積，使空泡 外形變化?？蓜釉?的四瓣圓柱操縱桿分別控制四瓣錐形可動部分的橫向位 移，從而改變元件2四瓣21、 22、 23和24的相對位置，為航行體提供俯仰力和 偏航力。
結(jié)合圖2a至圖2d，控制元件2位于航行體內(nèi)部，力 =0。此時元件2的四瓣 21、 22、 23和24與可動元件3最前端接觸，由于元件3的圓柱操縱桿正好卡在 模型末端，可以固定元件3，不讓元件2滑動。弧形鋼片41~48被完全包含在元 件2的四瓣21、 22、 23和24內(nèi)部，鋼片42和43、 44和45、 46和47以及48 和41相互重合，相對位移為0。元件2軸對稱，前端錐形空化器有效直徑為"/7。 空泡軸對稱，空泡尺寸由空化器有效直徑確定。
結(jié)合圖3a至圖3d，控制元件2的四瓣21、 22、 23和24位于可動元3末端， 其縱向和側(cè)向位移達到最大值& ，^環(huán)形擋板5可以卡住元件2避免其滑落。 圖3b中，弧形鋼片42和43、 44和45、 46和47以及48和41分別相接，相對 滑動距離為一個鋼片的長度。元件2軸對稱，前端錐形空化器有效直徑為 ""+2/ 匿。空泡軸對稱，空泡尺寸最大。
結(jié)合圖4a至圖4d，控制元件2上側(cè)兩瓣21、 22的縱向位移/^大于下側(cè)兩 瓣23、 24的位移圖4b中，弧形鋼片41-44的滑動距離大于45~48。元件2 上下兩側(cè)不對稱，空化器上產(chǎn)生升力?？张葺S線向上偏移，空泡尾部上翹。
結(jié)合圖5a至圖5d，控制元件2下側(cè)兩瓣23、 24的縱向位移& 大于上側(cè)兩 瓣21、 22的位移圖5b中，弧形鋼片45~48的滑動距離大于41 44。元件2 上下兩側(cè)不對稱，空化器上產(chǎn)生升力?？张葺S線向下偏移，空泡尾部下飄。
結(jié)合圖6a至圖6c，控制元件2左側(cè)兩瓣22、 23的側(cè)向位移& 大于右側(cè)兩 瓣21、 24的位移/v;弧形鋼片43~46的滑動距離大于41~42、 47~48。元件2 左右兩側(cè)不對稱，空化器上產(chǎn)生偏航力。
結(jié)合圖7a至圖7c，控制元件2右側(cè)兩瓣21、 24的側(cè)向位移/ 大于左側(cè)兩瓣22、 23的位移1;弧形鋼片41 42、 47~48的滑動距離大于43 46。元件2 左右兩側(cè)不對稱，空化器上產(chǎn)生偏航力。
由于伸出的控制元件影響了壓力系數(shù)分布的對稱性，使得壓力系數(shù)等值線向 下偏移，上下兩側(cè)的壓力系數(shù)分布不對稱，在空化器上產(chǎn)生了相對阻力系數(shù)30% 以上的升力，該升力導(dǎo)致空泡略微向上漂移。此外從壓力系數(shù)分布可以看出控制 元件外表面的壓力非常低，可以保證該控制元件的可操作性。
權(quán)利要求
1、一種可變側(cè)向力空化器，它包括前端錐形空化器，其特征是在前端錐形空化器后設(shè)置圓環(huán)形控制元件，圓環(huán)形控制元件分成2-4瓣，每瓣圓環(huán)形控制元件的連接處設(shè)置有相互插接的圓弧形鋼片，在前端錐形空化器中安裝的可動元件，可動元件是由錐形可動部分和圓柱操縱桿組成，錐形可動部分和圓柱操縱桿分成與圓環(huán)形控制元件的份數(shù)相等的瓣，圓柱操縱桿控制圓錐部分的橫向位移。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可變側(cè)向力空化器，其特征是所述的圓環(huán)形控 制元件、可動元件的錐形可動部分和圓柱操縱桿分別被分成四瓣。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可變側(cè)向力空化器，其特征是可動元件的 錐形可動部分和圓柱操縱桿的交界處設(shè)置環(huán)形擋板。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種可變側(cè)向力空化器。它包括前端錐形空化器，在前端錐形空化器后設(shè)置圓環(huán)形控制元件，圓環(huán)形控制元件分成2-4瓣，每瓣圓環(huán)形控制元件的連接處設(shè)置有相互插接的圓弧形鋼片，在前端錐形空化器中安裝的可動元件，可動元件是由錐形可動部分和圓柱操縱桿組成，錐形可動部分和圓柱操縱桿分成與圓環(huán)形控制元件的份數(shù)相等的瓣，圓柱操縱桿控制圓錐部分的橫向位移。本發(fā)明可以控制空化器上的阻力系數(shù)和升力系數(shù)，改變航行體俯仰力和偏航力，可操作性強，結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號B63B1/38GK101559821SQ20091007200
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者楊春英, 熊永亮, 曉 胡, 冶 郜 申請人:哈爾濱工程大學(xué)