[发明专利]一种绕头部俯仰摆动的超空泡航行体水洞实验装置

说明书

一种绕头部俯仰摆动的超空泡航行体水洞实验装置，为解决现有水洞设备在尾部支撑情况下只能进行固定攻角，或者实验模型绕尾部固定支点小幅运动的实验，不能准确反映水下航行体拍击运动的实际物理问题。水洞内侧板、扩展槽盖板和Z形扩展槽框体围合的腔体为扩展槽，从动摆臂设置在扩展槽中，轴承支座设置在扩展槽盖板的外侧，且轴承支座上的法兰与扩展槽盖板固接，驱动摆臂的长孔与螺杆连接，尾部支撑纵向设置在水洞主体中，侧支撑横向设置在水洞主体中，侧支撑的一端与尾部支撑固接，侧支撑的另一端与从动摆臂固接，两个限位片对称固装在从动摆臂的两侧，且限位片靠近侧支撑一端。本发明应用于水下运动体的水洞实验。

技术领域

本发明涉及一种流体动力学水洞实验装置，具体涉及一种绕头部俯仰摆动的超空泡航行体水洞实验装置。

背景技术

液体流场中某一区域的压强降低到液体气化压力时就会产生空化现象。超空泡航行体借助航行体周围水介质形成包裹弹体的空泡，减少航行体表面的沾湿面积即减小了航行体的摩擦阻力，提高了航行体的速度和航程。航行体运动过程中受重力的作用航行在空泡内存在骑行、滑行和拍击三种运动方式。探索航行体在空泡内运动特性和动力特性，成为当前各国研究超空泡武器的焦点。

水洞是一种以水为工作介质的主要用于流体动力学研究的实验设备。而航行体缩比模型水洞实验是水下航行体流体动力特性研究的重要手段，目前已经广泛应用于水下运动体的前期探究和基本数据的测试。诸多学者已经对航行体在空泡内骑行和滑行的运动状态进行了大量的水洞实验和数值仿真研究，得到许多关于流体结构变化规律和流体动力特性。但是航行体运动过程常常会有拍击运动即尾拍现象，目前对这一实际科学问题探究的还不成熟，主要受在高速运行的封闭式循环水洞中航行体绕其头部俯仰摆动时密封问题、传感器电缆固定和密封、航行体摆动攻角、摆动周期等因素的限制，没有一套完善的可以解决上述问题的实验装置，几乎没有对水下航行体进行拍击运动的水洞实验的研究。

发明内容

本发明为解决现有水洞设备在尾部支撑情况下只能进行固定攻角，或者实验模型绕尾部固定支点小幅运动的实验，不能准确反映水下航行体拍击运动的实际物理问题，而提出一种绕头部俯仰摆动的超空泡航行体水洞实验装置。

本发明的一种绕头部俯仰摆动的超空泡航行体水洞实验装置，其组成包括无极偏心飞轮驱动机构、摇臂机构、侧支撑、尾部支撑、水洞主体、水洞内侧板、扩展槽盖板、Z形扩展槽框体和限位片；

无极偏心飞轮驱动机构包括飞轮、螺杆、电机、丝杠调节器、丝杠锁紧器、丝杠、偏心支台、两个止推轴承座、两个止推轴承压盖和两个丝杠锁紧盖，飞轮的一侧端面设有倒T型槽，飞轮的另一侧端面设有电机安装筒，电机与电机安装筒连接，丝杠和偏心支台均设置在倒T型槽中，且丝杠与偏心支台螺纹连接，丝杠的两端分别支撑在相应的止推轴承座中，每个止推轴承座的内侧设置有止推轴承压盖，每个止推轴承座的外侧设置有丝杠锁紧机构盖，丝杠的一端与丝杠调节器连接，丝杠锁紧器与丝杠调节器连接，丝杠锁紧器和丝杠调节器均设置在丝杠锁紧盖中，螺杆与偏心支台螺纹连接，飞轮的上端面且位于倒T型槽的边缘设有偏心距刻度；

摇臂机构包括驱动摆臂、轴承支座和从动摆臂，驱动摆臂和从动摆臂分别固装在轴承支座的两端，驱动摆臂的输入端一侧设有长孔；

水洞主体的两侧壁分别设有观察窗口，水洞内侧板设置在观察窗口中，Z形扩展槽框体设置在水洞内侧板的外侧，扩展槽盖板设置在Z形扩展槽框体的外侧，水洞内侧板、扩展槽盖板和Z形扩展槽框体围合的腔体为扩展槽，从动摆臂设置在扩展槽中，轴承支座设置在扩展槽盖板的外侧，且轴承支座上的法兰与扩展槽盖板固接，驱动摆臂的长孔与螺杆连接，尾部支撑纵向设置在水洞主体中，侧支撑7横向设置在水洞主体中，侧支撑的一端与尾部支撑固接，侧支撑的另一端与从动摆臂固接，两个限位片对称固装在从动摆臂的两侧，且限位片靠近侧支撑7一端。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：