一种提高超空泡航行体运动稳定性的方法

本发明涉及超空泡航行体的优化设计领域，具体涉及一种提高超空泡航行体运动稳定性的方法。

背景技术：

1、超空泡航行体运动稳定性问题一直是研究的热点，航行体入水后的运动过程通常分为初始阶段和尾拍阶段。在周期性尾拍阶段，高速超空泡航行体受到的尖端力大部分分力指向航行体运动的反方向。受航行体入水的影响，高速超空泡航行体在前进的同时伴随在空腔内的绕z轴(航行体横轴)旋转。正是这种旋转导致航行体尾部和空腔壁发生碰撞。航行体头部在设计时选用密度更大的材料有利于质心前移进而有利于超空泡航行体的直线运动。在航行体外形不变的情况下，在航行体内加高密度材料或在航行体尾部加稳定管均可以提高超空泡航行体的稳定性，为本次航行体设计提供了依据。现有关于航行体质心位置对航行稳定性和存速影响的研究不够深入，只能定性表明质心位置变化对航行体航行稳定性的影响，不足以对超空泡航行体设计提供充分指导。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述问题，提供一种提高超空泡航行体运动稳定性的方法，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

2、一种提高超空泡航行体运动稳定性的方法，包括以下步骤：

3、步骤1、确定超空泡航行体的形状和质量，进行航行模拟仿真实验确定超空泡航行体的浮心初始位置；

4、步骤2、定义质浮比为指航行体质心到航行体头部顶端与浮心到航行体头部顶端长度的比值根据质浮比，根据质浮比0.8<cl≤1确定质心位置区间；

5、步骤3、按照预设超空泡航行体的形状和质量，并使得航行体的质心位置位于步骤2的质心位置区间内，制备得到稳定性更好的超空泡航行体。

6、进一步的，步骤3中，通过改变航行体的质心位置的方法为改变航行体不同的位置的材料材质。

7、进一步的，所述航行体的空化器为锥形，航行体尾部是圆柱段，从尾部往前截面积逐渐变小。

8、本发明的有益效果为：本发明提出质浮比的概念，所谓质浮比是指航行体质心到航行体头部顶端与浮心到航行体头部顶端长度的比值，分析了超空泡航行体质心位置变化对超空泡航行体运动特性的影响，开展了数值仿真，研究不同航行体外形下超空泡航行体的最佳质心位置规律，找到了提高航行体稳定航行的方法。通过实验证明，采用本发明的方式可以明显提高超空泡航行提运动稳定性。

技术特征：

1.一种提高超空泡航行体运动稳定性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的提高超空泡航行体运动稳定性的方法，其特征在于，步骤3中，通过改变航行体的质心位置的方法为改变航行体不同的位置的材料材质。

3.根据权利要求1所述的提高超空泡航行体运动稳定性的方法，其特征在于，所述航行体的空化器为锥形，航行体尾部是圆柱段，从尾部往前截面积逐渐变小。

技术总结
本发明涉及一种提高超空泡航行体运动稳定性的方法，包括以下步骤：步骤1、确定超空泡航行体的形状和质量，进行航行模拟仿真实验确定超空泡航行体的浮心初始位置；步骤2、定义质浮比为指航行体质心到头部顶端长度与浮心到头部顶端长度的比值，根据质浮比0.8＜C<subgt;L</subgt;≤1确定质心位置区间；步骤3、按照预设超空泡航行体的形状和质量，并使得航行体的质心位置位于步骤2的质心位置区间内，制备得到稳定性更好的超空泡航行体。本发明提出质浮比的概念，找到了提高航行体稳定航行的方法。通过实验证明，采用本发明的方式可以明显提高超空泡航行体运动稳定性。

技术研发人员：魏平,王首发,王一鸣,翁明灯
受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15