[发明专利]一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置

说明书

一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，涉及潜射导弹水下发射技术领域；包括航行体头部、航行体柱体和尾部控制舵面；其中，航行体柱体为细长圆柱体结构，航行体头部固定安装在航行体柱体的顶部；尾部控制舵面垂直于航行体柱体的轴线方向，固定安装在航行体柱体的底部；航行体包括两个尾部控制舵面；两个尾部控制舵面对称安装在航行体柱体的两侧；且两个尾部控制舵面位于航行体柱体的径向直径的两端；提供了一种既可以回避跨越水气界面空泡溃灭带来冲击载荷，同时调节尾部舵偏角来控制出水姿态的水动力布局方案。

技术领域

本发明涉及一种潜射导弹水下发射技术领域，特别是一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置。

背景技术

由于潜射导弹从出筒到出水期间的水动力和气动力现象十分复杂，呈现出高动压、非定常、多相流和强非线性等特点。受到海流海况等多种因素影响，潜射导弹的水中弹道较难保持稳定，目前的工程方法是采用空化外型来约束潜射导弹水下弹道和姿态。

空泡现象是围绕水下高速航行体产生的一种特有的、具有强烈非定常、非线性和随机性的复杂物理现象。当航行体在水下高速运动时，其表面附近的液体压力将会减小，某些部位的水静压会因绕流作用进一步降低。当这些部位的水静压低于饱和蒸汽压时，液体分子溢出液体表面而成为气体分子，同时水体内部原有的很小气泡也将迅速膨胀，在水中形成含有水蒸汽和其它气体的明显气泡，使流场局部呈现气－汽－液三相流动，这就标志着流场中发生了空泡(化)现象。潜射导弹穿越水面时，这种由于介质密度骤然变化导致的空泡溃灭现象将引起很大的动载荷，甚至可能使弹体在出水后折断。

为了保障潜射导弹安全出水，采用抑制空化头型，但是这给潜射导弹水下航行姿态稳定性带来困难，均压排气水下发射是一种替代方案，但是均压排气参数的确定有很大难度，通常会带来海水对排气孔的倒灌等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，提供了一种既可以回避跨越水气界面空泡溃灭带来冲击载荷，同时调节尾部舵偏角来控制出水姿态的水动力布局方案。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，包括航行体头部、航行体柱体和尾部控制舵面；其中，航行体柱体为细长圆柱体结构，航行体头部固定安装在航行体柱体的顶部；尾部控制舵面垂直于航行体柱体的轴线方向，固定安装在航行体柱体的底部。

在上述的一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，所述航行体柱体长为3-14m；直径为0.25-2m。

在上述的一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，所述航行体头部为平头圆弧台状结构；航行体头部顶部和底部均为圆形水平台，顶部为小径水平台，底部为大径水平台；顶部小径水平台水平同轴位于底部大径水平台的上部；底部大径水平台与航行体柱体的一端同轴固定连接。

在上述的一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，所述航行体头部的顶部小径水平台的半径为航行体柱体半径的0.1-0.6倍。

在上※述的一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，所述航行体头部顶部小径水平台和底部大径水平台外边缘通过光滑曲线连接，曲线的跨度，即顶部小径水平台边缘与底部大径水平台边缘的水平间距小于0.1倍航行体总长度。

在上述的一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，所述航行体包括两个尾部控制舵面；两个尾部控制舵面对称安装在航行体柱体的两侧；且两个尾部控制舵面位于航行体柱体的径向直径的两端。

在上述的一种抑制空化及控制出水姿态的航行体装置，所述尾部控制舵面固定安装在距离航行体柱体底面0.05-0.1倍航行体总长的位置。