专利名称：水下航行体电磁加热空化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉水下航行体空化装置，尤其是一种提高鱼雷等水下航行体航速的电磁加热空化装置。
背景技术：
目前，推进航行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2，上述现有技术采用一种空化装置“1”产生空泡，该装置位于航体“2”的头部，水经过该空化装置后会形成局部低压区，当达到该温度下水的饱和压力时，水就会变成为汽，产生自然空化汽泡“3”。但现有技术的空化装置产生的自然空泡比较小，通常还需要对自然空泡注入燃烧废气或空气以增大空泡，才能将整个水下航行体全部覆盖。这样，极大地减小了航行体运动过程中与水之间的粘性阻力。然而，尽管形成超空泡，这种超空泡航行体的头部的空化器“1”始终直接与水接触，受到水的很大压力，该压力的方向与运动方向相反，使航行体速度难以进一步大幅提高。对航行体来说，它是超空泡航行体阻力的主要来源，也是限制超空泡航行体速度进一步提高的关键因素。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水下航行体电磁加热空化装置，通过电磁加热航体头部的空化器，导致空化器表面的温度升高达到或超过汽化温度而发生空化，使得水下航行体头部的空化器及航行体整体全部被包裹在超空泡中。
为了达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案一种水下航行体电磁加热空化装置；其特征在于水下航行体的头部安装一个由磁性分子材料构成的空化器，在航行体内还安装一个高频交变电磁场发生器，所述的空化器处于所述的高频交变电磁场发生器产生的高频交变电磁场之中；空化器内磁性金属材料切割交变磁力线，磁性金属分子产生交变的电流，即涡流，涡流使分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，使空化器表面温度迅速升高，达到或超过汽化温度而发生空化，从而使水下航行体全部包裹在超空泡中。
上述的高频交变电磁场发生器的电功率为0.1kw～100000kw。
上述的空化器的温度维持在摄氏100～1000度之间。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点由于本发明采用电磁加热方法，加热空化器，使其周围的温度始终高于饱和温度，导致液体汽化，在整个航体周围形成超空泡，航体前进时，气泡不断更新，因此，水中航体自头至尾不直接与水接触，而是在气泡中高速前进，从而大大减小水的摩擦阻力，显著地提高了航体速度。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是现有技术的超空泡水下航行体示意图。
具体实施例方式
本发明的一个优选实施例结合
如下参见图1，本水下航行体电磁加热空化装置是将一个由磁性分子材料构成的空化器1安装在航行体2头部，在航行体2内还安装有高频交变电磁场的发生器4。由磁性金属材料构成的空化器1切割交变磁力线，磁性金属分子产生交变的电流，即涡流，涡流使分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，温度迅速升高，当功率足够时，可以将空化器1的温度维持在100～1000度之间，水接触到高温的空化器发生气化，产生空泡3，水变为水蒸汽，体积迅速增大，直至包裹空化器1后面的整个航行体2。
上述的高频交变电磁场的发生器4，其电功率为0.1kw-100000kw，当功率足够时，可以将空化器1的温度维持在100～1000度之间，水接触到高温的空化器发生气化，产生空泡3。
下面进一步对本发明的工作原理进行描述。
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，其饱和压力则进一步提高到8.592MPa。因此，温度提高可以迅速提高饱和压力，降低空化难度。水下航体2前进时，空化器1上气泡不断更新，水中航体不直接与水接触，而是在学泡3中高速前进，从而大大减小水中航体表面的摩擦阻力，提高了航体速度。
权利要求
1.一种水下航行体电磁加热空化装置；其特征在于水下航行体(2)的头部安装一个由磁性分子材料构成的空化器(1)，在航行体内还安装一个高频交变电磁场发生器(4)，所述的空化器(1)处于所述的高频交变电磁场发生器(4)产生的高频交变电磁场之中；空化器(1)内磁性金属材料切割交变磁力线，磁性金属分子产生交变的电流，即涡流，涡流使分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，使空化器(1)表面温度迅速升高，达到或超过汽化温度而发生空化，从而使水下航行体全部包裹在超空泡中。
2.根据权利要求书1所述的水下航行体电磁加热空化装置，其特征在于所述的高频交变电磁场发生器(4)的电功率为0.1kw～100000kw。
3.根据权利要求书2所述的水下航行体电磁加热空化装置，其特征在于所述的空化器(1)的温度维持在摄氏100～1000度之间。
全文摘要
本发明涉及一种水下航行体电磁加热空化装置。它是在水下航行体的头部安装一个由磁性分子材料构成的空化器，在航行体内还安装一个高频交变电磁场发生器，空化器处于高频交变电磁场发生器产生的交变电磁场之中。该高频交变电磁场发生器工作时，切割交变磁力线的空化器内部磁性金属分子产生交变的电流，即涡流，涡流使分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，温度迅速升高，使得空化器的温度提高，导致空化器周围的水温达到或超过汽化温度而发生汽化，从而在航体周围形成气泡，航体前进时，气泡不断更新，水中航体在气泡中前进而与水不直接接触，从而取得减小航体表面摩擦阻力、提高航体速度的有益效果。
文档编号B63B1/38GK101024418SQ200710038780
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者黄典贵 申请人:上海大学