本發明專利技術涉及一種水下高速航體電解致氫氣泡提高航速的方法和裝置。它利用電解方法，快速電解航體頭部及航體表面的水，產生氫氣與氧氣，在航體周圍形成氣泡，航體前進時，氣泡不斷更新，水中航體不直接與水接觸，而是在氫氣泡中高速前進，由于氫氣的密度非常非常小，從而大大減小水中航體表面的摩擦阻力，提高航體速度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種減小水中高速航體阻力的方法和裝置，特別是一種水下高速航體電解致氣泡提高航體速度方法和裝置。
技術介紹
推進水下航體所需的動力與其速度的立方成正比，也就是說，要想使傳統的魚雷在水中的速度提高一倍，就必須使其推進動力達到原來的8倍。因此傳統魚雷的航速通常很難突破60節(約30m/s)，大多在25-30節左右。正當科學家們為提高魚雷速度而絞盡腦汁的時侯，卻意外地發現一個十分有效的方法，就是利用原本“不受歡迎”的空泡。前蘇聯(莫斯科應用流體力學研究所和烏克蘭流體力學研究所與前蘇聯國內工業界協作)于1977年研制成功的第一代“暴風雪”(也有人譯成“狂風”或“風雪”等)超高速魚雷，為人類突破傳統魚雷的速度瓶頸另辟捷徑，它利用空泡理論當壓力低于或等于飽和壓力時，潛體周圍的介質由液體水，經過相變全部或部分汽化為水蒸汽，形成一個可更新的、隨潛體一起高速運動的氣體包絡，由于汽的密度遠遠小于水的密度，潛體前進時與周圍介質之間產生的表面粘性力大為下降，潛體在空泡中前進的阻力大約只是在水中前進阻力的數百分之一，因此潛體在水下運動就像在大氣中運動一樣快捷。第一代“暴風雪”的航速為200節(約100m/s)，其改進型的航速已達到400節(約200m/s)。“暴風雪”魚雷有水下導彈之稱，如此快速的魚雷，即使只采用直航彈道攻擊目標，敵方艦艇通常也是很難規避防范的。如圖3，當航體在水中高速前進時，頭部壓力增大，頭部過后，由于流場中局部速度增大，壓力迅速降低，當達到該溫度下水的飽和壓力時，水就會變成為汽，產生汽泡。由于水蒸汽的密度比水的密度小很多，航體在汽泡中前進時受到的粘性阻力比在水中要小得多。然而，由于速度很高，航體頭部的壓力升高大，該作用力的方向與航體前進方向相反，阻止航體速度進一步提高。目前有種辦法，就是在頭部開孔，從孔中向頭部壓入汽體，以增大汽泡，不過氣流方向與航體前進方向反向，同樣阻止航體速度進一步提高。超高速魚雷頭部設計非常講究，頭部受到的水壓力也相當大，通常還需要注入氣體以增強氣泡。這些對魚雷的前進都施加了反向作用力，影響了高速魚雷在水中的前進速度，如果能夠克服這一不足，魚雷的速度還可以大大提高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對上述根本性的問題而提供一種水下高速航體電解致氣泡提高航體速度的方法。通過設置陰極與陽極，利用海水中含有NaCl，具有導電性，快速電解航體頭部及航體表面的水，產生氫氣泡，提高航體速度。為了達到上述專利技術的目的，本專利技術的構思是如圖2，這是經典的水的電解原理圖，海水中存在NaCl，具有良好的導電性。采用直流電源，海水在通電的條件下，發生分解反應產生氫氣和氧氣。將航體頭部及航體主體部分作為陰極，航體尾部作為陽極，采用直流電源，航體頭部及航體主體部分又分為若干段，每段的電位不同，使得頭部與陽極的電壓差最大，越往后越小，以保證頭部產生的氫氣的量最大。根據上述專利技術構思，本專利技術采用下述技術方案一種水下高速航體電解致氣泡提高航速的方法，利用電解方法，快速電解航體頭部及航體表面的水，產生氫氣和氧氣，在航體周圍形成氣泡，從而大大減小水中航體表面的摩擦阻力，提高航體的速度。上述的利用電解方法是將航體頭部及航體主體作為陰極，通電后產生氫氣，航體尾部作為陽極，通電后產生氧氣。上述的航體頭部及航體主體作為陰極的電位分布是頭部及航體主體被分為若干個相互絕緣的部分，頭部與陽極間的電壓差最大，沿航體越往后，電壓差越小。一種用于權利要求1所述的水下高速航體電解致氣泡提高航速方法的裝置，包括航體，其特征在于航體內設有直流電源，航體的頭部和主體以絕緣材料分隔成若干段構成陰極電極，航體的尾部以絕緣材料與航體主體分隔開而構成陽極電極，所述的直流電源的陰極分別連接航體的頭部和航體主體的各區段的電極，而直流電源的陽極連接航體尾部的電極。上述的水下高速航體電解致氣泡提高航速的裝置，其特征在于所述的航體尾部電極電位為+10千伏，頭部及航體主體區段的電極電位依次為-40千伏、-30千伏、-20千伏、-10千伏。本專利技術與現有技術相比較，具有如下顯而易見的實質性特點和顯著優點本專利技術采用快速電解水中航體，使航體周圍的水迅速分解為氫氣和氧氣，由于氫氣密度限小，因此將航體頭部及航體主體作為陰極，而將尾部作陽極?？梢源蟠鬁p小水中高速航體前進時的阻力，提高航體速度。附圖說明圖1水下航體電解致氫氣泡示意2水的電解原理3水下高速航體常規空泡示意圖具體實施方式本專利技術的一個優選實施例是參見圖1，本水下高速航體電解致空化提高航速的方法和裝置是對圖1所示的航體，將其分為若干部分，頭部1、航體主體分為段2、3和4三個部分，尾部5，各部分之間絕緣。使用直流電源6，尾部5作為陽極，電位+10千伏，頭部1及航體主體2、3和4作陰極，頭部電位為-40千伏，航體主體2為-30千伏、航體主體3為-20千伏、航體主體4為-10千伏。被電解的航體周圍的液體水分解為氫氣及氧氣，形成氣泡7，從而大大減小對航體的摩擦力，提高航體速度。權利要求1.一種水下高速航體電解致氣泡提高航速的方法，利用電解方法，快速電解航體頭部及航體表面的水，產生氫氣和氧氣，在航體周圍形成氣泡，從而大大減小水中航體表面的摩擦阻力，提高航體的速度。2.根據權利要求1所述的水下高速航體電解致氣泡提高航速的方法，其特征在于所述的利用電解方法是將航體頭部及航體主體作為陰極，通電后產生氫氣，航體尾部作為陽極，通電后產生氧氣。3.根據權利要求2所述的水下高速航體電解致氣泡提高航速的方法，其特征在于所述的航體頭部及航體主體作為陰極的電位分布是頭部及航體主體被分為若干個相互絕緣的部分，頭部與陽極間的電壓差最大，沿航體越往后，電位差越小。4.一種用于權利要求1所述的水下高速航體電解致氣泡提高航速方法的裝置，包括航體，其特征在于航體內設有直流電源(6)，航體的頭部(1)和主體以絕緣材料分隔成若干段(2、3、4)構成陰極電極，航體的尾部(5)以絕緣材料與航體主體分隔開而構成陽極電極，所述的直流電源(6)的陰極分別連接航體的頭部(1)和航體主體的各區段(2、3、4)的電極，而直流電源(6)的陽極連接航體尾部(5)的電極。5.根據權利要求4所述的水下高速航體電解致氣泡提高航速的裝置，其特征在于所述的航體尾部(5)電極電位為+10千伏，頭部(1)及航體主體區段(2、3、4)的電極電位依次為-40千伏、-30千伏、-20千伏、-10千伏。全文摘要本專利技術涉及一種水下高速航體電解致氫氣泡提高航速的方法和裝置。它利用電解方法，快速電解航體頭部及航體表面的水，產生氫氣與氧氣，在航體周圍形成氣泡，航體前進時，氣泡不斷更新，水中航體不直接與水接觸，而是在氫氣泡中高速前進，由于氫氣的密度非常非常小，從而大大減小水中航體表面的摩擦阻力，提高航體速度。文檔編號B63B1/38GK1792709SQ20051011209公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月27日 優先權日2005年12月27日專利技術者黃典貴 申請人:上海大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種水下高速航體電解致氣泡提高航速的方法，利用電解方法，快速電解航體頭部及航體表面的水，產生氫氣和氧氣，在航體周圍形成氣泡，從而大大減小水中航體表面的摩擦阻力，提高航體的速度。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃典貴，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]
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