CN111028649A - 一种头部出气的水下高速运动实验模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种头部出气的水下高速运动实验模型，包括弹头、密封段和弹体；弹头的材质为多孔钛；弹体内部设置有空腔；密封段的尾端设置有与空腔连通的第一通气孔，密封段的首端设置有与弹头连通的第二通气孔，密封段上还设置有横向通气孔；横向通气孔内设置有回弹弹簧、密封阀栓和圆珠，回弹弹簧压缩时，密封阀栓封堵横向通气孔的内段，空腔密封；当试验模型离开发射器后，回弹弹簧回弹，密封阀栓外移，横向通气孔的内段连通第一通气孔和第二通气孔；气体从腔内逸出到弹头的多孔钛结构内，从多孔钛结构内逸出，形成空泡，并逐渐包裹模型整体；模型能够在离开发射器时就可以从头部产生气泡，保证气体量的充足，并且能够多次使用，操作简易。

Description

一种头部出气的水下高速运动实验模型

技术领域

本发明涉及水下航行体模拟实验技术领域，特别是涉及一种头部出气的水下高速运动实验模型。

背景技术

当物体在水中的运动速度超过185千米/小时后，其尾部就会形成奇异的大型水蒸气沟，将物体与水接触的部分包住，物体接触的介质就由水变成了水蒸气，由于空气密度只有水的1/800，因而就能大幅减少物体所受阻力。

测试高速运动的水下航行体时，需要其在头部产生空泡，以包覆弹身。可以采用在弹体内加入某种燃料或可以反应产生气体的原料，是模型在运动过程中释放气体，产生空泡。但该种方式有诸多缺点。首先，结构复杂。在有限的弹内空间内需要设计加入装原材料的腔室和用于反应的反应室。其次，重复利用率低，装原料的腔室和反应室在使用后，清洗是很耗费时间和人力的，同时多次的燃烧反应等，对弹体内的结构会造成一定量的破坏。最后，弹内的反应的发生可控性差，一般用于实验的水洞长度有限，而模型在水中运动的时间一般不超过1秒，若在这极短的时间内，使弹内发生化学反应，且能产生足够的气体量是极其困难的。

发明内容

本发明的目的是提供一种头部出气的水下高速运动实验模型，以解决上述现有技术存在的问题，能够在模型离开发射器时就可以从头部产生气泡，保证气体量的充足，并且能够多次使用，操作简易。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种头部出气的水下高速运动实验模型，包括弹头、密封段和弹体；

所述弹头的材质为多孔钛，所述弹头设置于所述密封段的首端，所述弹体设置于所述密封段的尾端；所述弹体为带有空腔的套筒结构，用于储存气体；所述密封段的尾端设置有与所述空腔连通的第一通气孔，所述密封段的首端设置有与所述弹头连通的第二通气孔，所述第一通气孔和所述第二通气孔径向错位设置，所述密封段上还横向设置有连通所述第一通气孔和所述第二通气孔的横向通气孔，所述横向通气孔为由所述密封段的侧壁向内开设的槽型孔；

所述横向通气孔内由内到外依次设置有回弹弹簧、密封阀栓和圆珠，所述密封阀栓能够封堵所述横向通气孔，所述回弹弹簧压缩时，所述密封阀栓封堵所述横向通气孔的内段，所述第一通气孔和所述空腔密封；所述回弹弹簧回弹时，所述密封阀栓外移封堵所述横向通气孔的外段，所述横向通气孔的内段连通所述第一通气孔和所述第二通气孔。

优选地，所述第一通气孔的开孔位置位于所述密封段的偏心处，所述第二通气孔的开孔位置位于所述密封段的轴心处，所述横向通气孔的轴心与所述第一通气孔、所述第二通气孔的轴心垂直。

优选地，所述密封阀栓上套设有密封圈。

优选地，所述密封段上靠近所述圆珠侧的偏心处还设置有一用于放置销子的圆孔，所述销子与所述密封阀体上的键槽配合设置，实现所述密封阀体在所述横向通孔内的限位。

优选地，所述回弹弹簧的一端与所述横向通气孔的孔底固定连接，所述回弹弹簧的另一端与所述密封阀栓抵接。

优选地，所述密封段的外部还设置有一套筒，所述套筒用于对所述圆珠进行限位，所述套筒与所述密封段可拆卸连接。

优选地，所述弹体的尾端还设置有一通气阀门。

优选地，所述密封段的尾端插入所述弹体的空腔内，并与所述弹体螺纹连接固定。

优选地，所述弹头的尾端还固定有弹头固定部，所述弹头与所述弹头固定部通过烧结工艺连接，所述弹头固定部内设置有连通所述第二通气孔和所述弹头的通孔，所述弹头固定部上凸出有螺纹段，所述螺纹段螺纹连接于所述密封段首端设置的螺纹槽内。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的头部出气的水下高速运动实验模型，采用向模型的弹体内打气的方式实现了不需要在弹体内发生反应也能产生气体的功能，采用阀栓、弹簧与圆珠的结构实现了模型离开发射器时就可以从头部产生气泡，产生的气泡充足，并且能够多次使用，结构简单，容易清洗，操作简易。

附图说明

图1是本发明中头部出气的水下高速运动实验模型的结构示意图。

图中：1-弹头、2-销子、3-圆珠、4-密封阀栓、5-回弹弹簧、6-密封段、7-第一通气孔、8-弹体、9-空腔、10-通气阀门、11-第二通气孔、12-弹头固定部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种头部出气的水下高速运动实验模型，以解决现有技术存在的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种头部出气的水下高速运动实验模型，如图1所示，包括弹头1、密封段6和弹体8；

弹头1为半圆形结构，弹头1的材质为多孔钛；弹头1设置于密封段6的首端，弹体8设置于密封段6的尾端；弹体8为带有空腔9的套筒结构，用于储存气体；密封段6的尾端设置有与空腔9连通的第一通气孔7，密封段6的首端设置有与弹头1连通的第二通气孔11，第一通气孔7和第二通气孔11径向错位设置，密封段6上还横向设置有连通第一通气孔7和第二通气孔11的横向通气孔，横向通气孔为由密封段6的侧壁向内开设的槽型孔；

横向通气孔内由内到外依次设置有回弹弹簧5、密封阀栓4和圆珠3，回弹弹簧5的一端与横向通气孔的孔底固定连接，回弹弹簧5的另一端与密封阀栓4抵接，密封阀栓4能够封堵横向通气孔，回弹弹簧5压缩时，密封阀栓4封堵横向通气孔的内段，第一通气孔7和空腔9密封；回弹弹簧5回弹时，密封阀栓4外移封堵横向通气孔的外段，此时横向通气孔的内段连通第一通气孔7和第二通气孔11，使空腔9内的气体由第一通气孔7、横向通气孔和第二通气孔11输送到弹头1，在从弹头1的多孔钛结构溢出。

本实施例中，横向通气孔由内到外分为内段和外段，内段和外段的直径相同，内段位于第一通气孔7和第二通气孔11之间。

于本具体实施例中，第一通气孔7的开孔位置位于密封段6的偏心处，第二通气孔11的开孔位置位于密封段6的轴心处，横向通气孔的轴心与第一通气孔7、第二通气孔11的轴心垂直。

为了保证密封阀栓4的密封性能，在密封阀栓4上套设有密封圈。

为了防止回弹弹簧5回弹时，密封阀体向外横向滑动后脱出横向通气孔，在密封段6上靠近圆珠3侧的偏心处还设置有一用于放置销子2的圆孔，销子2与密封阀体上的键槽配合设置，实现密封阀体在横向通孔内的限位。

本实施例中，在密封段6的外部还设置有一套筒(图中未示出)，套筒用于对圆珠3进行限位，轴向限位圆珠3防止圆珠3掉落，套筒与密封段6可拆卸连接，当模型装入发射器时可以卸下圆筒。

本实施例中，在弹体8的尾端还设置有一通气阀门10，通过通气阀门10实现对空腔9内进行充气。

于本具体实施例中，密封段6的尾端插入弹体8的空腔9内，并与弹体8螺纹连接固定；弹头1的尾端还固定有与弹头固定部12，弹头1与弹头固定部12通过烧结工艺连接，弹头固定部12内设置有连通第二通气孔11和弹头1的通孔，弹头固定部12上凸出有螺纹段，螺纹段螺纹连接于密封段6首端设置的螺纹槽内，进而实现弹头1固定到密封段6上。

本发明提供的头部出气的水下高速运动实验模型，应用过程的操作过程如下：

在实验模型安装完成后，将密封阀栓4和圆珠3塞入横向通气孔中，旋紧固定阀栓的销子2，保证密封阀栓4不会离开密封段6，在密封段6的圆珠3外套上套筒，对圆珠3进行约束，利用密封阀栓4上的密封圈，对横向通气孔的内段进行密封。通过弹体8尾部的通气阀门10向空腔9内充气，当空腔9的气压达到预定气压后，关闭通气阀门10。将实验模型放入发射器内，将套在圆珠3外的套筒拆下，此时由发射器内壁代替套筒对圆珠3施加约束。当实验模型从发射器内发射出去后，圆珠3在回弹弹簧5的反弹作用下离开发射器，密封阀栓4向外移动，密封段6的密封消失，气体在压强的作用下，从弹体8的空腔9通过与之连接的第一通气孔7进入横向通气孔，再从横向通气孔经过第二通气孔11进入弹头1的多孔钛结构中，气体在多孔钛结构中向四面八方逸出，此时实验模型已经在水中，气体从模型头部逸出后，形成空泡，随着气体的不断逸出，空泡逐渐增大，直至完全包裹模型，减小模型所受的阻力，使其可以在水中高速运动。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

综上所述：本发明公开了一种头部出气的水下高速运动实验模型，包括弹头、密封段和弹体；弹头的材质为多孔钛；弹体内部设置有空腔；密封段的尾端设置有与空腔连通的第一通气孔，密封段的首端设置有与弹头连通的第二通气孔，密封段上还设置有横向通气孔；横向通气孔内设置有回弹弹簧、密封阀栓和圆珠，回弹弹簧压缩时，密封阀栓封堵横向通气孔的内段，空腔密封；当试验模型离开发射器后，回弹弹簧回弹，密封阀栓外移，横向通气孔的内段连通第一通气孔和第二通气孔；气体从腔内逸出到弹头的多孔钛结构内，从多孔钛结构内逸出，形成空泡，并逐渐包裹模型整体；模型能够在离开发射器时就可以从头部产生气泡，保证气体量的充足，并且能够多次使用，操作简易。

Claims (9)

1.一种头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：包括弹头、密封段和弹体；所述弹头的材质为多孔钛，所述弹头设置于所述密封段的首端，所述弹体设置于所述密封段的尾端；所述弹体为带有空腔的套筒结构，用于储存气体；所述密封段的尾端设置有与所述空腔连通的第一通气孔，所述密封段的首端设置有与所述弹头连通的第二通气孔，所述第一通气孔和所述第二通气孔径向错位设置，所述密封段上还横向设置有连通所述第一通气孔和所述第二通气孔的横向通气孔，所述横向通气孔为由所述密封段的侧壁向内开设的槽型孔；所述横向通气孔内由内到外依次设置有回弹弹簧、密封阀栓和圆珠，所述密封阀栓能够封堵所述横向通气孔，所述回弹弹簧压缩时，所述密封阀栓封堵所述横向通气孔的内段，所述第一通气孔和所述空腔密封；所述回弹弹簧回弹时，所述密封阀栓外移封堵所述横向通气孔的外段，所述横向通气孔的内段连通所述第一通气孔和所述第二通气孔。

2.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述第一通气孔的开孔位置位于所述密封段的偏心处，所述第二通气孔的开孔位置位于所述密封段的轴心处，所述横向通气孔的轴心与所述第一通气孔、所述第二通气孔的轴心垂直。

3.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述密封阀栓上套设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述密封段上靠近所述圆珠侧的偏心处还设置有一用于放置销子的圆孔，所述销子与所述密封阀体上的键槽配合设置，实现所述密封阀体在所述横向通孔内的限位。

5.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述回弹弹簧的一端与所述横向通气孔的孔底固定连接，所述回弹弹簧的另一端与所述密封阀栓抵接。

6.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述密封段的外部还设置有一套筒，所述套筒用于对所述圆珠进行限位，所述套筒与所述密封段可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述弹体的尾端还设置有一通气阀门。

8.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述密封段的尾端插入所述弹体的空腔内，并与所述弹体螺纹连接固定。

9.根据权利要求1所述的头部出气的水下高速运动实验模型，其特征在于：所述弹头的尾端还固定有弹头固定部，所述弹头与所述弹头固定部通过烧结工艺连接，所述弹头固定部内设置有连通所述第二通气孔和所述弹头的通孔，所述弹头固定部上凸出有螺纹段，所述螺纹段螺纹连接于所述密封段首端设置的螺纹槽内。

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