专利名称：一种两栖车辆气泡减阻节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种两栖车辆气泡减阻节能装置。
背景技术：
水陆两栖车辆既能胜任陆地推进、又能在水中航行，适用于多种工况等特点而得到广泛研究和应用。实验证明，在水中航行时，以较低速度在水中航行的两栖车辆，其摩擦阻力最高可达到总水上阻力的70％，因此通过减少摩擦阻力是保证车辆的快速性重要方法之一。
当两栖车辆在水中航行时，车辆周围的边界层带有一薄层水随着车体一起前进。由于水的粘性，车辆在航行过程中受到切应力的作用，亦即车体与水之间产生了摩擦力，它在运动方向的合力便是车体的摩擦阻力。
经试验证明，被气泡包围两栖车辆车底的情形下，车辆摩擦阻力R与空气的相对消耗量有关，并且可利用如下公式近似计算R=RF(1-0.365v0v)---(1)]]>式(1)中，v0为气层中空气的平均速度，v为两栖车体航速。根据两栖车体摩擦阻力的处理方法，车体摩擦阻力可以由计算相当平板的摩擦阻力与由粗糙度增加的摩擦阻力之和来估算，即摩擦阻力RF可以近似表示为下式RF＝(CF+ΔCF)×ρv2S/2 (2)式(2)中，CF为光滑平板摩擦阻力系数，ΔCF为粗糙度补偿系数，ρ为水的质量密度，v为航速，S为两栖车体湿表面积。
实验证明在相同条件下，在20℃的环境中，空气的粘性系数最低可达到水的粘性系数的1/56。由式(1)得知，利用气流进入两栖车体底部的外表面区域，通过改变边界附近流体流态，即以粘性系数值比较低的气体局部替换粘性系数值高的流体，来改变流体边界层上粘性阻力值以实现减阻的目的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供能运用在两栖车辆上减小航行阻力、节约能量、提高航速的一种两栖车辆气泡减阻节能装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是包括一端与发动机废气喉管连接的单向阀，单向阀的另一端接输气管后经两栖车体底部孔、与装在两栖车体底部外壁上的各排气通道的喷气接头相连通，喷气接头上装有多个排气通道。
所述的排气通道与喷气接头呈辐射状均布，各个排气通道上开有从内到外间距逐个缩小、而孔逐个扩大的多个喷嘴。
所述的喷嘴的设置方向均与两栖车航行方向的两栖车体底部向后倾角度为15°。
本实用新型具有的有益的效果是利用发动机的排废气压力，将废气经废气喉管、输气管传输到两栖车体底部的排气通道，并通过排气通道中的喷嘴向外喷射气体。一方面可以使得两栖车体底部形成一薄层气泡膜，通过减小两栖车辆底部流体的运动粘性系数，从而到达减阻的目的；另一方面利用废气余压做功，也可节约能量。试验证实，当喷嘴气流和水流之间的夹角大约是15°时，最大可以使摩擦阻力下降到原来的1/6。经过仿真试验，装备有本装置的两栖车辆在水中航行时，可以有效地减少摩擦阻力、节约能量，同时达到提高航速的目的。由于是利用发动机废气，故在具有大功率发动机(高于1000KW)的重型两栖车辆上使用本装置时，具有明显的减阻、节能效果。本实用新型不局限于履带式重型两栖车辆，同样适用于轮式重型两栖车辆。
图1是本实用新型两栖车辆车体示意图；图2是图1的仰视图；图3是图2的A-A局部剖视图；图4是图3的局部放大图；图5是图4的B-B旋转剖视图。
图中1、两栖车体底部，2、履带，3、排气通道，4、喷嘴，5、喷气接头，6、发动机，7、发动机废气喷口，8、废气喉管，9、单向阀，10、输气管，11、两栖车体底部孔，12、两栖车体底部外壁。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型包括一端与发动机废气喉管连接的单向阀9，单向阀9的另一端接输气管10后经两栖车体底部孔1、与装在两栖车体底部外壁12上的各排气通道3的喷气接头5相连通，喷气接头5上装有多个排气通道3。其中排气通道3由冷弯外卷边槽钢加工而成，并焊接在两栖车体底部1的外壁12上。
所述的排气通道3与喷气接头5呈辐射状均布，各个排气通道3上开有从内到外间距逐个缩小、而孔逐个扩大的多个喷嘴4，以保证在两栖车体底部形成尽可能均匀的气泡膜。
所述的喷嘴4的设置方向均与两栖车航行方向的两栖车体底部1向后倾角度为15°。
当水陆两栖车辆在水中航行时，两栖车辆的气泡减阻装置利用发动机6的排废气压力，当废气压力超过单向阀9的工作压力时，从发动机废气喷口7，经废气喉管8、单向阀9将废气通过输气管10传输到两栖车体底部排气管道3，并通过排气管道上的喷嘴4向外喷射气体。单向阀9的设置同时保证了水不会溢到两栖车体内部。经过仿真试验证实，装备有本装置的两栖车辆在水中航行时，一方面利用废气余压做功，节约能量；另一方面可以使得两栖车体底部形成一薄层气泡膜，改变了流体的流态，通过减小两栖车辆底部流体的运动粘性系数，从而达到减小阻力、提高航速的目的。
上述具体实施方式
用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种两栖车辆气泡减阻节能装置，其特征在于包括一端与发动机废气喉管连接的单向阀(9)，单向阀(9)的另一端接输气管(10)后经两栖车体底部孔(1)、与装在两栖车体底部外壁(12)上的各排气通道(3)的喷气接头(5)相连通，喷气接头(5)上装有多个排气通道(3)。
2.根据权利要求1所述的一种两栖车辆气泡减阻节能装置，其特征在于所述的排气通道(3)与喷气接头(5)呈辐射状均布，各个排气通道(3)上开有从内到外间距逐个缩小、而孔逐个扩大的多个喷嘴(4)。
3.根据权利要求2所述的一种两栖车辆气泡减阻节能装置，其特征在于所述的喷嘴(4)的设置方向均与两栖车航行方向的两栖车体底部(1)向后倾角度为15°。
专利摘要本实用新型公开了一种两栖车辆气泡减阻节能装置，包括一端与发动机废气喉管连接的单向阀，单向阀的另一端接输气管后经两栖车体底部孔、与装在两栖车体底部外壁上的各排气通道的喷气接头相连通，喷气接头上装有多个排气通道。当两栖车辆在水中航行时，利用发动机废气余压，将废气经两栖车体底部排气通道，通过喷嘴斜向下喷射，使得两栖车体底部形成一薄层气泡膜。一方面通过改变两栖车体底部流体的流态，导致运动粘性系数的变化来减小摩擦阻力；另一方面利用废气余压做功，节约能量，提高航速。本实用新型不局限于履带式重型两栖车辆，同样适用于轮式重型两栖车辆。
文档编号B60F3/00GK2806209SQ200520103089
公开日2006年8月16日 申请日期2005年6月20日 优先权日2005年6月20日
发明者何斌, 潘双夏, 冯培恩 申请人:浙江大学