CN117022617A - 一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统 - Google Patents
一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117022617A CN117022617A CN202310982549.4A CN202310982549A CN117022617A CN 117022617 A CN117022617 A CN 117022617A CN 202310982549 A CN202310982549 A CN 202310982549A CN 117022617 A CN117022617 A CN 117022617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- jet
- control unit
- underwater vehicle
- flow
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 26
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 10
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 7
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 5
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical group OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G13/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels; Vessels characterised thereby
- B63G13/02—Camouflage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G13/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels; Vessels characterised thereby
- B63G13/02—Camouflage
- B63G2013/027—Camouflage using stealth design, i.e. superstructures, hulls, or other vessel's components shaped or constructed for minimizing reflection of radar or sonar beams, or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,包括:水舱Ⅰ、输水管路Ⅰ、控制单元Ⅰ、射流腔体Ⅰ、诱饵投放单元、控制单元Ⅲ、水舱Ⅱ、输水管路Ⅱ、控制单元Ⅱ和射流腔体Ⅱ;输水管路Ⅰ的两端分别与水舱Ⅰ和射流腔体Ⅰ相连接;输水管路Ⅱ的两端分别与水舱Ⅱ和射流腔体Ⅱ相连接;射流腔体Ⅰ设置于水下航行器上层建筑的内部、射流腔体Ⅱ相同布置在水下航行器尾舵的四片舵叶中;诱饵投放单元,设置于所述水下航行器舷侧的中部位置,述控制单元Ⅰ、控制单元Ⅱ、控制单元Ⅲ分别包括:控制器和控制信号传输电缆;本发明技术方案,能够降低流场噪声,稳定边界层内的流动,抑制附体表面的空化,对气泡尾流产生有效干扰。
Description
技术领域
本发明属于水下航行器隐身技术领域,特别涉及一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统。
背景技术
航行器是国防装备建设的重要组成部分,航行器在水下航行过程中会产生涡尾迹等液相水动力尾迹特征,而艇体则会由于推进器的空化作用,产生密集的微气泡群,从而可以在尾部水域观测到一条含有大量气泡的尾迹,称之为气泡尾流。尾流气泡中大部分尺度很小,上浮速度慢,因而长时间留存在水中,直接导致流场的声学特征等发生变化。这些都可以作为航行器探测的信号源,严重影响了水下航行器的隐蔽性。
因此,如何提供一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,降低流场噪声,稳定边界层内的流动,抑制附体表面的空化,对气泡尾流产生有效干扰,已经成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,能够降低流场噪声,稳定边界层内的流动,抑制附体表面的空化,对气泡尾流产生有效干扰。
本发明实施例中,提供一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,包括:主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,所述隐身系统,包括:水舱Ⅰ、输水管路Ⅰ、控制单元Ⅰ、射流腔体Ⅰ、诱饵投放单元、控制单元Ⅲ、水舱Ⅱ、输水管路Ⅱ、控制单元Ⅱ和射流腔体Ⅱ;
所述输水管路Ⅰ的两端分别与所述水舱Ⅰ和射流腔体Ⅰ相连接;所述输水管路Ⅱ的两端分别与所述水舱Ⅱ和射流腔体Ⅱ相连接;所述射流腔体Ⅰ设置于水下航行器上层建筑的内部、所述射流腔体Ⅱ相同布置在水下航行器尾舵的四片舵叶中,且所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ靠近流场域侧设有一组射流孔结构;
所述诱饵投放单元,设置于所述水下航行器舷侧的中部位置,包括:投放装置和化学药块;所述控制单元Ⅰ、控制单元Ⅱ、控制单元Ⅲ分别包括:控制器和控制信号传输电缆;其中,所述控制单元Ⅰ和控制单元Ⅱ用于调节射流的流量,所述控制单元Ⅲ用于调节所述化学药块的发射角度。
进一步地,所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ设置于所述水下航行器上层建筑及尾舵内部,在所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ通过所述射流孔结构向流场中注入流体,并通过所述控制单元Ⅰ和控制单元Ⅱ调节射流的流量。
进一步地,一组所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ分别设置在所述水下航行器的尾舵的四片舵叶中,所述射流孔结构沿预定轨迹阵列分布,以抑制所述尾舵产生的空化,并使得所述尾部射流能够抵达气泡尾流区域。
进一步地,所述水下航行器的左右两舷侧分别设置所述诱饵投放单元,所述水下航行器航行过程中,所述控制单元Ⅲ控制朝前进方向以不同角度向海中发射多个所述化学药块,所述化学药块生成微气泡,形成虚假尾流。
进一步地,所述化学药块的主要成份为酒石酸或碳酸氢钠,其与海水反应会生成气泡,通过控制所述化学药块的混合物粒径尺寸生成设定尺度的微气泡群模拟航行器的气泡尾流,或者通过将所述化学药块装在可溶于水的有机材料制成的胶囊中延缓所述化学药块与海水作用的时间。
进一步地,当射流直接作用在流场流经附体产生涡结构上时,所述射流携带的能量能破坏涡结构,将固定旋转的大涡分解成若干无序小涡,降低涡的旋转运动,抑制附体涡空化的产生;在射流流体远离涡结构时,所述射流增加涡湍动能的耗散项,降低涡结构的旋转强度,稳定边界层内流动。
本发明所带来的有益效果如下:
从上述方案可以看出,本发明实施例提供一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,包括:水舱Ⅰ、输水管路Ⅰ、控制单元Ⅰ、射流腔体Ⅰ、诱饵投放单元、控制单元Ⅲ、水舱Ⅱ、输水管路Ⅱ、控制单元Ⅱ和射流腔体Ⅱ;输水管路Ⅰ的两端分别与水舱Ⅰ和射流腔体Ⅰ相连接;输水管路Ⅱ的两端分别与水舱Ⅱ和射流腔体Ⅱ相连接;射流腔体Ⅰ设置于水下航行器上层建筑的内部、射流腔体Ⅱ相同布置在水下航行器尾舵的四片舵叶中;诱饵投放单元,设置于所述水下航行器舷侧的中部位置,述控制单元Ⅰ、控制单元Ⅱ、控制单元Ⅲ分别包括:控制器和控制信号传输电缆;本发明技术方案,能够降低流场噪声,稳定边界层内的流动,抑制附体表面的空化,对气泡尾流产生有效干扰。
附图说明
图1表示本发明实施例的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统的左舷侧视图;
图2表示本发明实施例的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统的俯视图;
图3表示本发明实施例的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统的局部放大视图;
图中,1为水舱Ⅰ,2为输水管路Ⅰ,3为诱饵投放单元,4为水舱Ⅱ,5为控制单元Ⅰ,6为射流腔体Ⅰ,7为控制单元Ⅲ,8为射流腔体Ⅱ,9为控制单元Ⅱ,10为输水管路Ⅱ。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
本发明实施例中,本发明提供了一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,通过在附体内部布置射流结构,利用主动射流向流场供能阻碍回射流发展,降低流场噪声,稳定边界层内的流动,抑制附体表面的空化,对气泡尾流产生有效的干扰;必要时还可生成假尾流躲避侦察。
如图1至图3所示,图1表示本发明实施例的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统的左舷侧视图;图2表示本发明实施例的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统的俯视图;图3表示本发明实施例的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统的局部放大视图。
图中,一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,包括水舱Ⅰ1、输水管路Ⅰ2、控制单元Ⅰ5、射流腔体Ⅰ6、诱饵投放单元3、控制单元Ⅲ7、水舱Ⅱ4、输水管路Ⅱ10、控制单元Ⅱ9、射流腔体Ⅱ8。
输水管路Ⅰ2的两端分别与水舱Ⅰ1和射流腔体Ⅰ6相连接;相同地,输水管路Ⅱ10的两端分别与水舱Ⅱ4和射流腔体Ⅱ8相连接;射流腔体Ⅰ6位于水下航行器上层建筑内部、射流腔体Ⅱ8相同布置在水下航行器尾舵的四片舵叶中,且射流腔体靠近流场域侧设有射流孔;诱饵投放单元3设置于所述水下航行器舷侧的中部位置,包括:投放装置和化学药块;控制单元Ⅰ5、控制单元Ⅱ9、控制单元Ⅲ7分别包括:控制器和控制信号传输电缆;其中,所述控制单元Ⅰ5和控制单元Ⅱ9用于调节射流的流量,所述控制单元Ⅲ7用于调节所述化学药块的发射角度。
水路循环系统将水舱内部的水直接供给位于水下航行器的上层建筑(1、2、5、6)及尾舵(4、6、9、10)内部的射流腔体,通过靠近流场域侧的射流孔向流场中主动射流,循环利用了船内废水,简单节能。通过控制单元Ⅰ5、控制单元Ⅱ9调节射流的流量,增强射流抑制附体空化的效果。
所述水下航行器尾舵处设有多个射流腔体,射流孔阵列排布,在抑制尾舵产生的空化同时使尾部射流可以抵达气泡尾流区域,有效减弱由推进器空化产生的气泡尾流。左右两舷侧设有诱饵投放单元3,水下航行器航行过程中,所述控制单元Ⅲ控制朝前进方向以不同角度向海中发射多个所述化学药块,所述化学药块生成微气泡,形成虚假尾流,以躲避侦察。
本发明实施例中,所述化学药块的主要成份为酒石酸或碳酸氢钠,其与海水反应会生成气泡,通过控制所述化学药块的混合物粒径尺寸生成设定尺度的微气泡群模拟航行器的气泡尾流,或者通过将所述化学药块装在可溶于水的有机材料制成的胶囊中延缓所述化学药块与海水作用的时间,实现气泡生成的延迟功能。
当射流直接作用在流场流经附体产生涡结构上时,所述射流携带的能量能破坏涡结构,将固定旋转的大涡分解成若干无序小涡,降低涡的旋转运动,抑制附体涡空化的产生;在射流流体远离涡结构时,所述射流增加涡湍动能的耗散项,降低涡结构的旋转强度,稳定边界层内流动。在水下航行器附体处主动射流可有效延长空化周期,减小空泡体积,对附体涡空化有着明显的抑制作用。
本发明实施例中,主动射流对高、中、低频段的流场噪声都有降噪效果,减弱水下航行器运动带来的流场的声学效应。中、低频噪声主要为片空化发展为云空化的过程中产生,这一阶段的关键影响因素为回射流。主动射流携带的能量可抑制这一过程,从而抑制了云空化的发展,降低中、低频流化噪声。高频噪声则主要来源于云空化团中空泡的溃灭,由于云空化得到抑制,高频噪声也随之减弱。
本发明技术方案,通过在水下航行器附体内部布置射流结构,利用主动射流向流场供能破坏涡流场结构、增加湍动能耗散,从源头抑制涡空化的产生,从而抑制附体表面的空化。尾舵处设有的射流腔体,在抑制尾舵产生的空化同时使尾部射流可以抵达气泡尾流区域,有效减弱由推进器空化产生的气泡尾流。
向流场中主动射流还能阻碍回射流发展,降低流场噪声,减弱水下航行器运动带来的流场的声学效应。必要时还可生成假尾流躲避侦察。既能从源头上进行尾流抑制,又可生成具有迷惑性的假尾流,采用组合设防的方式,提高水下航行器的综合隐身性能。
以上是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,所述隐身系统,包括:水舱Ⅰ、输水管路Ⅰ、控制单元Ⅰ、射流腔体Ⅰ、诱饵投放单元、控制单元Ⅲ、水舱Ⅱ、输水管路Ⅱ、控制单元Ⅱ和射流腔体Ⅱ;
所述输水管路Ⅰ的两端分别与所述水舱Ⅰ和射流腔体Ⅰ相连接;所述输水管路Ⅱ的两端分别与所述水舱Ⅱ和射流腔体Ⅱ相连接;所述射流腔体Ⅰ设置于水下航行器上层建筑的内部、所述射流腔体Ⅱ相同布置在水下航行器尾舵的四片舵叶中,且所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ靠近流场域侧设有一组射流孔结构;
所述诱饵投放单元,设置于所述水下航行器舷侧的中部位置,包括:投放装置和化学药块;所述控制单元Ⅰ、控制单元Ⅱ、控制单元Ⅲ分别包括:控制器和控制信号传输电缆;其中,所述控制单元Ⅰ和控制单元Ⅱ用于调节射流的流量,所述控制单元Ⅲ用于调节所述化学药块的发射角度。
2.根据权利要求1所述的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ设置于所述水下航行器上层建筑及尾舵内部,在所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ通过所述射流孔结构向流场中注入流体,并通过所述控制单元Ⅰ和控制单元Ⅱ调节射流的流量。
3.根据权利要求1所述的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,一组所述射流腔体Ⅰ和射流腔体Ⅱ分别设置在所述水下航行器的尾舵的四片舵叶中,所述射流孔结构沿预定轨迹阵列分布,以抑制所述尾舵产生的空化,并使得所述尾部射流能够抵达气泡尾流区域。
4.根据权利要求1所述的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,所述水下航行器的左右两舷侧分别设置所述诱饵投放单元,所述水下航行器航行过程中,所述控制单元Ⅲ控制朝前进方向以不同角度向海中发射多个所述化学药块,所述化学药块生成微气泡,形成虚假尾流。
5.根据权利要求4所述的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,所述化学药块的主要成份为酒石酸或碳酸氢钠,其与海水反应会生成气泡,通过控制所述化学药块的混合物粒径尺寸生成设定尺度的微气泡群模拟航行器的气泡尾流,或者通过将所述化学药块装在可溶于水的有机材料制成的胶囊中延缓所述化学药块与海水作用的时间。
6.根据权利要求1所述的一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统,其特征在于,当射流直接作用在流场流经附体产生涡结构上时,所述射流携带的能量能破坏涡结构,将固定旋转的大涡分解成若干无序小涡,降低涡的旋转运动,抑制附体涡空化的产生;在射流流体远离涡结构时,所述射流增加涡湍动能的耗散项,降低涡结构的旋转强度,稳定边界层内流动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310982549.4A CN117022617A (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310982549.4A CN117022617A (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117022617A true CN117022617A (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=88629223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310982549.4A Pending CN117022617A (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117022617A (zh) |
-
2023
- 2023-08-04 CN CN202310982549.4A patent/CN117022617A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101990511B (zh) | 船舶的摩擦阻力减小装置 | |
JP2017507073A (ja) | 空気潤滑システム及びかかるシステムを備えた船 | |
US7150434B1 (en) | Vehicle wake vortex modifier | |
JP7334339B2 (ja) | 艦船の航行時の造波抵抗及び摩擦抵抗を低減する方法及び装置 | |
Lee et al. | Hydrodynamic characteristics of a hydrofoil-assisted amphibious vehicle | |
JP2017507072A (ja) | 船上の海洋生成物付着を低減するための空気潤滑システムの使用 | |
CN117022617A (zh) | 一种主动射流抑制水下航行器空化气泡尾流的隐身系统 | |
JPH07257484A (ja) | プロペラ装置により推進される船舶の水中音響を減衰させる方法 | |
US3585802A (en) | Docking and fendering system | |
JP2023067297A (ja) | 航走体の推進力発生システム、航走体及び航走体の抵抗低減方法 | |
RU2299152C1 (ru) | Двухрежимный водозаборник водометного движителя судна на подводных крыльях | |
WO2020215926A1 (zh) | 一种减阻船 | |
KR20210000900U (ko) | 풍수 기계 세트 | |
JPS6311039Y2 (zh) | ||
RU2350507C2 (ru) | Способ и система для создания потенциала по поверхности тела | |
CN214566082U (zh) | 一种水面舰船推进器空化气泡尾流抑制装置 | |
WO2018051711A1 (ja) | 船体形状と推進装置 | |
JPH0357598Y2 (zh) | ||
JP4523450B2 (ja) | 船舶の放出水雑音を遮蔽する方法 | |
CN112550649A (zh) | 一种水面舰船推进器空化气泡尾流抑制装置 | |
US20220315166A1 (en) | Fluid resistance reduction apparatus for ship | |
JP2023132401A (ja) | 摩擦抵抗低減システム、航走体及び航走体の摩擦抵抗低減方法 | |
JPH0313745Y2 (zh) | ||
US7020044B1 (en) | Apparatus for producing gaseous vapor baffle | |
US20210371060A1 (en) | Wind-Water Machine Set |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |