一种用于水洞实验中的自旋空化器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及一种用于水洞实验中的自旋空化器装置。
【背景技术】
[0002]水洞是一种以水作为工作介质的流体力学实验设备，主要用于流体力学研究。通气空泡水洞实验是水洞实验研究的重要内容之一。目前，大部分通气航行体的前部都安装有空化器，这种空化器的形状比较特殊，圆锥形、圆柱形等都有，主要利用空化器后端产生的低压降到实验环境时水的饱和蒸汽压以下时就会形成包裹航行体头部的空泡，这种空泡称之为自然空泡，当这种空泡增长到可以包裹整个航行体的时候，我们称这种空泡为超空泡，由于超空泡的包裹作用，通气航行体所受的阻力将显著降低，有利于航行体的提速，使航行体在水下可以像在空气中高速运动。一般空化现象需要航行体具有较高的行驶速度才能在空化器的后面形成低压区，促进水的汽化，实验中由于航行体相对于水流的速度比较低，难以形成足够的低压区，所以借助人工通气的手段向空化器的低压区通入空气形成包裹整个航行体的通气超空泡，相关公开资料已经表明这种通气空泡和自然空泡对航行体有同样好的减阻效果。
[0003]为了对通气超空泡现象进行研究，开展了各类型的水洞实验，其中有航行体以及空化器在俯仰和偏航工况下的各类研究，但现有水洞实验中的通气航行体模型的空化器不能实现自旋，使相关实验数据获取间接且不够全面准确。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于水洞实验中的自旋空化器装置，以解决在水洞实验过程中，通气航行体模型的空化器不能实现自旋的问题。
[0005]本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0006]—种用于水洞实验中的自旋空化器装置，它包括空化器、航行体模型、水平传动轴、支撑筒、传动器、竖直传动轴、连接头和尾部支撑块，所述航行体模型水平设置，所述尾部支撑块设置在航行体模型的尾部且二者通过支撑筒可拆卸连接，所述水平传动轴从左至右依次穿过在航行体模型、支撑筒和尾部支撑块，所述竖直传动轴竖直穿设在尾部支撑块上，所述水平传动轴的一端和竖直传动轴的下端在尾部支撑块内通过传动器相连接，所述竖直传动轴的上端设置有连接头，所述空化器靠近航行体模型的头部设置，所述空化器与水平传动轴同轴设置且其与水平传动轴的另一端可拆卸连接。
[0007]本实用新型具有以下有益效果:
[0008]1、本实用新型结构设计简单，利用电机为动力，通过水平传动轴和竖直传动轴的驱动空化器绕自身轴线转动有效实现空化器自旋的效果。
[0009]2、本实用新型灵活性强，可以实现对不同形状或者不同表面纹理的空化器进行实验，也可以对具有不同外形的航行体模型进行实验研究。同时本实用新型拆卸方便，空化器只需从水平传动轴旋出即可完成更换。
[0010]3、通过本实用新型使自旋空化器产生的数据直接且全面，由于目前对空化器自旋状态下的空泡现象研究还很少见，通过本实用新型的设计，实现对空化器自旋状态下的超空泡航行体的空泡现象研究，并通过更换各种不同形状的空化器或者更换不同表面纹理特性的空化器研究空化器转动时候的空泡现象。这种水洞研究的结果可以为理论研究和数值仿真研究的的结果提供很好的验证作用。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的主视结构剖面图，图中箭头方向表示气源的进入方向；
[0012]图2是本实用新型在水洞工作段12中的使用状态图；
[0013]图3是图1中A-A处的剖面图；
[0014]图4是图1中B-B处的剖面图；
[0015]图5是图1中C处的放大图；
[0016]图6是图1中D处的放大图；
[0017]图7是尾部支撑块11的主视结构剖面图。
【具体实施方式】
[0018]【具体实施方式】一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7说明本实施方式，本实施方式包括空化器1、航行体模型2、水平传动轴3、支撑筒5、传动器6、竖直传动轴9、连接头10和尾部支撑块U，所述航行体模型2水平设置，所述尾部支撑块11设置在航行体模型2的尾部且二者通过支撑筒5可拆卸连接，所述水平传动轴3从左至右依次穿过在航行体模型2、支撑筒5和尾部支撑块11，所述竖直传动轴9竖直穿设在尾部支撑块11上，所述水平传动轴3的一端和竖直传动轴9的下端在尾部支撑块11内通过传动器6相连接，所述竖直传动轴9的上端设置有连接头10，所述空化器I靠近航行体模型2的头部设置，所述空化器I与水平传动轴3同轴设置且其与水平传动轴3的另一端可拆卸连接。
[0019]本实施方式中空化器I的形状为圆盘或圆锥形。本实用新型对密封的要求比较低，因为通过气源的通气可以逐渐排出尾部支撑块11内、水平传动轴3、支撑筒5、竖直传动轴9以及航行体模型2内的空气，本实用新型通过电机驱动，电机设置在水洞工作段12的外部，所以即使内部少量进水不会影响实验效果。
[0020]本实施方式中支撑筒5用于连接航行体模型2和尾部支撑块11，连接方式为螺纹连接，如此连接方式能够保证航行体模型2不会发生绕其自身轴线旋转。
[0021]本实施方式中竖直传动轴9起到向水平传动轴3传递力的作用，并且通过竖直传动轴9的内部向尾部支撑块11内输送气体，竖直传动轴9的上端用于连接连接头10和外接气源。
[0022]【具体实施方式】二:结合图1、图2和图7说明本实施方式，本实施方式中所述尾部支撑块11包括竖直水翼11-1、水平圆柱体11-2和尾椎体11-3，所述水平圆柱体11-2水平设置在水洞工作段12内，所述水平圆柱体11-2与航行体模型2同轴设置，所述水平圆柱体11-2的一端与支撑筒5可拆卸连接，所述竖直水翼11-1竖直设置在水平圆柱体11-2的上方，所述竖直水翼11-1的上端与水洞工作段12可拆卸连接，所述竖直水翼11-1的下端与水平圆柱体11-2固定连接，所述竖直水翼11-1内加工有第一腔体，所述水平圆柱体11-2内加工有第二腔体，所述第一腔体与第二腔体相连通，所述竖直传动轴9设置在第一腔体内，所述水平传动轴3设置在第二腔体内，所述尾椎体11-3固定连接在水平圆柱体11-2的另一端且其与水平圆柱体11-2同轴设置。
[0023]本实施方式中尾部支撑块11的结构和形状的设置更加有利于与支撑筒5连接，便于水平传动轴3、传动器6和竖直传动轴9之间顺利运转。水平圆柱体11-2保证和水平传动轴3的同轴度和稳定性，竖直水翼11-1保证在水洞工作段12中定位的效果。水洞工作段12为260*260_的长方形管道。其他未提及的结构及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0024]【具体实施方式】三:结合图1说明本实施方式，本实施方式中所述水平传动轴3穿设在航行体模型2内，航行体模型2的头部与水平传动轴3间隙设置。
[0025]本实施方式中的航行体模型2的外形可以根据使用要求设计