超空泡技术

超空泡减阻技术
空化器设计技术 通气控制技术
超空泡数值模拟技术 等……….
空化器设计技术
空化器是超空泡试验模型中最重要的组成部分。它一方 面在模型头部的流场中产生一个较大的负压峰值，使空泡易 于发生，另一方面非流线形的空化器一旦产生空泡, 空泡便 总是起始于空化器的最大圆周处 , 有利于获得稳定和确定的 空泡形态。传统的典型空化器主要是圆盘或圆锥空化器。
空化空蚀图片：http://hi.baidu.com/cavitation/item/9d66c31c27024f0cd0d66dba
“暴风”鱼雷是一种超空泡 鱼雷，雷体长度8.23米，直 径533毫米，重量2600千克， 战斗部装药250千克，航速 200节，航程15000米，最大 深度400米（图中左侧）。
超空泡鱼雷基本构造
• 空化器。内部装有传感器，空化器的主 要功能是诱导生成空泡，提供升力和姿 态控制，可影响航行体的阻力，海水可 以通过空化器上的孔道进入航行体内部 ； • 通气管口。通过人工通气使空泡伸长并 覆盖航行体表面以降低阻力； • 导引系统。安装有微型传感器，可以进 行先进的信号处理、波形优化，收发声 纳信号； • 推进及通气系统。可能采用水反应推进 系统，对航行体进行推力矢量控制，利 用喷嘴喷射气体以稳定空泡的形态；
• 控制尾翼。大部分表面穿过空泡壁面， 提供航行体尾部升力、滚转及姿态控制 。尾翼处还可能有海水入口以及制导导 线的连接出口。
本人感想
参考资料：
超​空​泡​减​阻​技​术​简​介： http://wenku.baidu.com/view/946e5ec8d4d8d15abe234eb1.html （百度文库）
超空泡技术概述
当航行体与水之间发生高速相对运动时，航行体表面附近的水 因低压而发生相变，形成覆盖航行体大部分或全部表面的超空 泡。 形成超空泡之后，航行体将在气体中航行，由于航行体在水中 的摩擦阻力约为在空气中摩擦阻力的 850 倍，超空泡技术的应 用可以使水下航行体的摩擦阻力大幅减小，从而使鱼雷等大尺 度水下航行体的速度提高到 100m/s 的量级，使水下射弹等小 尺度水下航行体的航速提高到1000m/s的量级
自然超空泡形态特性
弹体入水时速度最大，空泡数最小，超空泡稍微滞后达到最 大尺寸；随着速度逐渐降低，空泡数逐渐增大，超空泡的尺 寸逐渐减小；当弹体速度降低到较小值时，超空泡的边界逐 渐模糊、蜕化为局部空泡；速度继续降低，则空泡进一步剥 离溃灭气泡融入尾流，直至消失。
通气超空泡形态特性
通气开始时在空化器后形成一个有大量气泡组成的游移型空泡，当通 气量足够大以至气泡密度达到某一临界值时，游移型空泡转变为椭球 形的附着空泡，在附着空泡内部可以看到剧烈的回注射流向前发展并 与通入的气体相互作用形成雾状多相流区域，使得附着空泡看上去比 较混浊。继续增加通气量使得通气空泡数降低到某一阀值后，空泡长 度和厚度突然明显增加，由混浊的局部空泡转变为覆盖模型大部分表 面的透明的超空泡。
附：现一般鱼雷水中速度为70 ～90千米/时，不到超空泡鱼雷 速度的三分之一。
Leabharlann Baidu
水翼表面产生的空泡形态
超空泡形成方法
超空泡分为自然超空泡和通气超空泡两种，形 成超空泡一般有三种途径：
1）提高航行体的速度 2）降低流场压力 3）在低速情况下，利用人工通气的方法增加空泡内 部压力。前两种方法形成的为自然超空泡，最后一 种方法所得到的就是所谓的通气超空泡。
圆盘空化器
圆锥空化器
新型空化器
通气控制技术
在水洞试验研究中，靠提高流体的速度和降低工作段压力来 降低空泡数使空化器自身产生超空泡很难实现，必须辅以向 局部空泡内通气的方式来增加空泡内压力，从而降低空泡数 形成通气超空泡。目前采用人工通气的方法生成超空泡已经 成为一种非常有效的方法，并被广泛应用于水洞中对超空泡 的试验研究。实际上，对于超空泡航行体，在低速时需要利 用通气超空泡的减阻特性使其加速至自然超空泡能够维持减 阻的状态，在高速段由于要对超空泡得形态特性和动力特性 进行控制，也可以采用通气进行控制。
当物体在大气中飞行速度到达或者接近音速时，会出现 一种被称为”蒸汽圆锥”的物理现象， 也称“音障”。
那么，当环境改变成水时，会发生什么？
超 空 泡 技 术
讲解+制作：XIAO
超空泡中的基本概念
• 超空泡现象概述
• 超空泡发展过程
• 超空泡形成方法 • 超空泡减阻技术
空化概念
液体绕物体快速运动时压力会下降，这一规律瑞 典科学家伯努利在1895年就发现了，即今天流体 动力学上的“伯努利定律”。随着速度的增加， 当液体压力等于水蒸气压力时，液体便由水相变 为气相，形成水蒸气。空泡会使水流发生畸变， 从而损失水泵、涡轮水翼和推进器的使用效率， 还可能导致强冲击波的出现，引起金属面的腐蚀 。舰船设计师经常要与制造麻烦的空泡打交道， 试图避免出现空泡现象，如将船体设计成流线型 等。