CN1765695A - 水下高速航体的加热致空化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水下高速航体的加热致空化方法。它利用加热方法，快速加热航体头部及航体表面，导致水中航体周围的水达到或高于临界温度而发生汽化，在航体周围形成气泡，航体前进时，气泡不断更新，水中航体不直接与水接触，而是在气泡中高速前进，从而大大减小水中航体表面的摩擦阻力，提高航体速度。

Description

水下高速航体的加热致空化方法
技术领域：
本发明涉及一种减小水中高速航体阻力的方法，特别是一种水下高速航体的加热致空化方法。
技术背景
推进水下航行体所需的动力与其速度的立方成正比，也就是说，要想使传统的鱼雷在水中的速度提高一倍，就必须使其推进动力达到原来的8倍。因此传统鱼雷的航速通常很难突破60节(约30m/s)，大多在25-30节左右。正当科学家们为提高鱼雷速度而绞尽脑汁的时侯，却意外地发现一个十分有效的方法，就是利用原本“不受欢迎”的空泡。前苏联(莫斯科应用流体力学研究所和乌克兰流体力学研究所与前苏联国内工业界协作)于1977年研制成功的第一代“暴风雪”(也有人译成“狂风”或“风雪”等)超高速鱼雷，为人类突破传统鱼雷的速度瓶颈另辟捷径，它利用空泡理论：当压力低于或等于饱和压力时，潜体周围的介质由液体水，经过相变全部或部分汽化为水蒸汽，形成一个可更新的、随潜体一起高速运动的气体包络，由于汽的密度远远小于水的密度，潜体前进时与周围介质之间产生的表面粘性力大为下降，潜体在空泡中前进的阻力大约只是在水中前进阻力的数百分之一，因此潜体在水下运动就像在大气中运动一样快捷。第一代“暴风雪”的航速为200节(约100m/s)，其改进型的航速已达到400节(约200m/s)。“暴风雪”鱼雷有水下导弹之称，如此快速的鱼雷，即使只采用直航弹道攻击目标，敌方舰艇通常也是很难规避防范的。
如图1，1为航体头部，当航体在水中高速前进时，头部压力增大，头部过后，由于流场中局部速度增大，压力迅速降低，当达到该温度下水的饱和压力时，水就会变成为汽，产生汽泡。由于水蒸汽的密度比水的密度小很多，航体在汽泡中前进时受到的粘性阻力比在水中要小得多。然而，由于速度很高，航体头部的压力升高大，该作用力的方向与航体前进方向相反，阻止航体速度进一步提高。
目前有种办法，就是在头部开孔，从孔中向头部压入汽体，以增大汽泡，不过气流方向与航体前进方向反向，同样阻止航体速度进一步提高。
超高速鱼雷头部设计非常讲究，头部受到的水压力也相当大，通常还需要注入气体以增强气泡。这些对鱼雷的前进都施加了反向作用力，影响了高速鱼雷在水中的前进速度，如果能够克服这一不足，鱼雷的速度还可以大大提高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述根本性的问题而提供一种水下高速航体的加热致空化方法。通过高温燃气或其他方法，快速加热航体头部及航体表面。
为了达到上述发明目的，本发明的构思是：
对于工质水，由其热力性质可知，温度提高后，饱和压力提高，这就意味着航体周围的水更容易被气化。
例如，摄氏0度的水，其饱和压力为0.0006108MPa，当温度提高到摄氏100度时，其饱和压力大大提高，变为0.10131MPa，当温度提高到摄氏300度时，其饱和压力大大提高到8.592MPa。因此，水中航行体表面温度升高可以迅速提高其饱和压力，使得航体周围的水更容易汽化。
因此，如果能将航体表面温度维持在摄氏300度，只要压力不超过8MPa(800m水深)，航体周围将全部被水蒸汽包裹。这样，航体上除了受到汽体的粘性力外，不会受到其他的反向推力，航体速度将大大提高。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种水下高速航行体的加热致空化方法，利用加热方法，快速加热航体头部及航体表面，导致水中航体周围的水达到或高于临界温度而发生汽化，从而大大减小水中航体表面的摩擦阻力，提高航体速度的方法。
上述加热方法是利用高温燃气、固体燃料、液氢+液氧、电加热的加热方法，加热高速航行体而使航体表面温度提高5～300℃。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：本发明采用快速加热水中航体，使航体周围的水达到或高于饱和温度，导致液体汽化，在航体周围形成气泡，航体前进时，气泡不断更新，水中航体不直接与水接触，而是在气泡中高速前进，从而大大减小水中航体表面的摩擦阻力，提高航体速度。
附图说明
图1水中高速航体空泡示意图
图2增温加大空化效果示意图
具体实施方式
本发明的一个优选实施例是：参见图2，本水下高速航体的加热致空化方法是：对图2所示的航行体2，利用液氢+液氧4加热其头部1达到摄氏200度，头部1选用导热性好的材料如：铜，银等。加热后的废气从尾部排气孔5喷射入水中，对航体起到进一步推动作用。被加热的航体2周围的液体水在1.55MPa下(150m深处)发生气化，形成气泡3，从而大大减小对航体的摩擦力，提高航体速度。

Claims (2)

1、一种水下高速航行体的加热致空化方法，利用加热方法，快速加热航体头部及航体表面，导致水中航体周围的水达到或高于临界温度而发生汽化，从而大大减小水中航体表面的摩擦阻力，提高航体速度的方法。
2、根据权利要求1所述的水下高速航行体的加热致空化方法，其特征在于所述的利用加热方法是利用高温燃气、固体燃料、液氢+液氧、电加热的加热方法，加热高速航行体而使航体表面温度提高5～300℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101672240B (zh) * 2009-10-14 2011-08-10 上海大学 抑制液体机械中汽蚀产生的方法与装置
CN102749000A (zh) * 2012-07-02 2012-10-24 中国科学院力学研究所 一种模拟水平水下人工通气空化装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101672240B (zh) * 2009-10-14 2011-08-10 上海大学 抑制液体机械中汽蚀产生的方法与装置
CN102749000A (zh) * 2012-07-02 2012-10-24 中国科学院力学研究所 一种模拟水平水下人工通气空化装置
CN102749000B (zh) * 2012-07-02 2014-12-31 中国科学院力学研究所 一种模拟水平水下人工通气空化方法

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