一种水下均压排气航行体发射实验装置

本发明涉及水下发射实验装置领域，具体涉及一种水下均压排气航行体发射实验装置。

背景技术：

1、水下发射技术以其隐蔽性能高、生存能力强、突防效果好等特点，在现代战争中越来越发挥独特的重要作用。潜射航行体的发射过程包括三个阶段：出筒阶段、水中航行阶段、出水阶段。潜射航行体在水下运动时处于全封闭状态，航行体出水过程中，外界压力骤减导致航行体结构承受很大的内压载荷，水体空化产生空泡群的溃灭现象使得航行体受到很强的冲击载荷。减小航行体的出水溃灭载荷及进行内压特性的控制技术研究对于保证航行体的安全出水是很必要的。

2、采用均压排气技术可以抑制自然空化的形成，降低航行体的运动阻力，增加航行体的运动稳定性，有效改善其出水情况。均压排气过程指的是，在航行体水下发射之前，预先在其内部安装一个等压气腔，气腔压力与当地静水压力大体相当，并在航行体肩部设计排气孔。在航行体出水过程中，外界静水压力不断降低，腔内气体通过排气孔向外排出，使内部压力逐渐降低。排出的气体在航行体表面形成束状气泡，随着航行体运动，气泡不断发展、融合，形成包裹在航行体表面的气幕或气膜，改变了航行体表面的流体介质，对于自然空化的形成起到了一定的抑制作用。另外，覆盖在航行体表面的等压气膜还能起到平衡航行体内外压差、保护壳体结构的作用，均压排气技术广泛应用于水下发射领域。

3、进行缩比实验是开展水下发射研究最直观、最有效的方法；目前，现有的用于水下发射的实验装置大多内部气体腔室较小，腔内压力不足，更为关键的是在航行体发射的同时，气腔难以实现排气的自动同步触发，故导致实验的效率比较低。

4、因此，需要提供一种水下均压排气航行体发射实验装置以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种水下均压排气航行体发射实验装置，以解决现有的用于水下发射的实验装置大多内部气体腔室较小，腔内压力不足，更为关键的是在航行体发射的同时，气腔难以实现排气的自动同步触发，故导致实验的效率比较低的问题。

2、本发明的一种水下均压排气航行体发射实验装置采用如下技术方案：包括：

3、发射筒组件，其尾部设置有用于连接高压充气组件的气流道口；

4、弹体组件，其包括尾端开口的弹壳，弹壳设置于发射筒组件内，弹壳内设置有活塞机构，弹壳中上部的外周面设置有排气孔；活塞机构和弹壳的顶部之间形成一个密闭腔室，活塞机构一端与弹壳的顶部之间设置有弹簧，活塞机构另一端设置有连通发射筒组件下部和密闭腔室的单向充气组件，单向充气组件用于为弹体组件的密闭腔室预充气，其充气后活塞机构压缩弹簧并遮挡排气孔；

5、以及连杆助推组件，设置于发射筒组件内，其输出端和弹壳的尾部开口端卡接，且输出端顶在活塞机构背离弹簧的一端；

6、其中，高压气体经气流道进入发射筒组件下部，带动连杆助推组件与弹壳尾部端断开，此时发射筒组件下部内的高压气体为推动弹体组件从发射筒组件脱离，弹体组件在发射后，弹簧推动活塞机构运动，使得活塞机构脱离对排气孔的遮挡，此时密闭腔室的气体从排气孔排出弹壳外部形成气幕。

7、优选地，发射筒组件包括：依次密封连接在一起的筒盖、上筒段、中筒段、下筒段以及底座，其中，弹体组件设置在发射筒组件的上筒段和中筒段内，连杆助推组件设置在下筒段内。

8、优选地，弹壳设置在上筒段和中筒段内，其包括：依次连接在一起的锥帽状的弹壳头部段，弹体中部段以及筒状的弹壳尾部段。

9、优选地，活塞机构包括：活塞杆，活塞杆的端部各设置一个活塞，其中，与弹簧接触的活塞的轴向开设有多个通孔，通孔用于连通两个活塞之间的区域和弹簧所在的区域，两个区域连通后形成密闭腔室，其中，单向充气组件设置在弹壳尾部段内的活塞上。

10、优选地，单向充气组件包括：单向充气阀，其设置在弹壳尾部段内的活塞上，且单向充气阀的出口与弹壳尾部段内的活塞上开设的通孔连通，弹壳尾部段的活塞通过连接头与活塞杆的端部连接，弹壳尾部段内的活塞上的通孔与连接头上开设的进气孔连通，进气孔与密闭腔室连通。

11、优选地，连杆助推组件包括：

12、基座，设置于下筒段内，其上开设有两个气流通道；

13、挡板组件，其一侧与基座铰接，用于遮挡基座上的气流通道；

14、以及传动组件，滑动设置在基座上，且其输入端与挡板组件连接，其输出端与下筒段的内壁之间通过卡扣结构连接；

15、其中，高压气体的气流压力推动挡板组件转动，挡板组件带动传动组件在基座上滑动，使得卡扣结构分开。

16、优选地，挡板组件包括：

17、挡板，倾斜设置，其一端与基座通过合页铰接；

18、以及导流罩，其进口与基座上的气流通道连通，其出口朝向挡板，用于将气流通道通过的高压气体导向至挡板上；

19、其中，挡板背离导流罩的一面和传动组件的输入端铰接。

20、优选地，传动组件包括：

21、两个支撑杆，竖直设置，其一端滑动设置于基座上，其另一端通过卡扣结构与弹壳尾部段的内壁连接，支撑杆上各穿设有一个水平设置的传动杆；

22、以及压缩弹簧，连接在两个传动杆相邻的端部之间，传动杆背离压缩弹簧一端和挡板背离导流罩的一面铰接。

23、优选地，基座上设置有导轨，支撑杆通过滚轮滑动设置于导轨内。

24、优选地，支撑杆背离滚轮的一端设置有卡扣，卡扣与弹壳尾部段内壁设置的卡槽匹配。

25、本发明的有益效果是：

26、本发明不同于传统的通过滑轨给定航行体运动的方法，利用加压气瓶向发射筒组件的底部充入高压气体，高压气体经气流道进入发射筒组件下部，带动连杆助推组件与弹壳尾部端断开，此时发射筒组件下部内的高压气体为推动弹体组件从发射筒组件脱离，弹体组件在发射后，弹簧推动活塞机构运动，使得活塞机构脱离对排气孔的遮挡，此时密闭腔室的气体从排气孔排出弹壳外部形成气幕，使得本发明能够实现航行体发射的同时开始均压排气的效果，即在本发明的连杆助推组件的辅助作用下实现航行体的自动发射，同时使得航行体在发射瞬间自动排气，从而保证实验的效率。

27、2.其次，通过调节加压气瓶充入气压的大小来调节航行体的初始速度，且通过气体助推后可以获得满足实验要求的初始速度；本发明中航行体为空心结构，内部连通的大空间构成气体腔室，可以满足大深度水下发射实验的要求；本发明通过在发射筒组件的各个部件之间、弹体组件的各个部件之间设置密封组件，使得整个装置具有更好的流体密封性，同时，弹壳尾部段采用单向充气阀，可以保证充入气体的单向流动。

技术特征：

1.一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，发射筒组件包括：依次密封连接在一起的筒盖、上筒段、中筒段、下筒段以及底座，其中，弹体组件设置在发射筒组件的上筒段和中筒段内，连杆助推组件设置在下筒段内。

3.根据权利要求2所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，弹壳设置在上筒段和中筒段内，其包括：依次连接在一起的锥帽状的弹壳头部段，弹体中部段以及筒状的弹壳尾部段。

4.根据权利要求3所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，活塞机构包括：活塞杆，活塞杆的端部各设置一个活塞，其中，与弹簧接触的活塞的轴向开设有多个通孔，通孔用于连通两个活塞之间的区域和弹簧所在的区域，两个区域连通后形成密闭腔室，其中，单向充气组件设置在弹壳尾部段内的活塞上。

5.根据权利要求4所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，单向充气组件包括：单向充气阀，其设置在弹壳尾部段内的活塞上，且单向充气阀的出口与弹壳尾部段内的活塞上开设的通孔连通，弹壳尾部段的活塞通过连接头与活塞杆的端部连接，弹壳尾部段内的活塞上的通孔与连接头上开设的进气孔连通，进气孔与密闭腔室连通。

6.根据权利要求5所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，连杆助推组件包括：

7.根据权利要求6所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，挡板组件包括：

8.根据权利要求7所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，传动组件包括：

9.根据权利要求8所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，基座上设置有导轨，支撑杆通过滚轮滑动设置于导轨内。

10.根据权利要求9所述的一种水下均压排气航行体发射实验装置，其特征在于，支撑杆背离滚轮的一端设置有卡扣，卡扣与弹壳尾部段内壁设置的卡槽匹配。

技术总结本发明涉及水下发射实验装置领域，具体涉及一种水下均压排气航行体发射实验装置，包括：发射筒组件、弹体组件以及连杆助推组件，发射筒组件的尾部设置有气流道口；弹体组件设置于发射筒组件内，弹体组件包括：壳体和活塞机构，壳体上设置有排气孔；活塞机构设置在壳体内，活塞机构一端与壳体的头部端之间设置有弹簧，活塞机构另一端设置有与腔室连通的单向充气阀；连杆助推组件设置于发射筒组件内，连杆助推组件输出端和弹体组件的尾部端卡接。本装置通过连杆助推组件的辅助作用实现航行体的自动发射，同时使得航行体在发射瞬间自动排气，从而保证实验的效率。技术研发人员：施瑶,廖熊伟,高山,任锦毅,潘光,宋保维受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20