一种极耗电磁流动控制装置及应用

技术领域

本发明属于电磁流动控制领域，具体涉及一种极耗电磁流动控制装置及应用。

背景技术

水下滑翔机滑翔比是决定其航程和经济性的关键因素之一，而滑翔比主要取决于水下滑翔机的升阻比。因而，升阻比对滑翔机航程和经济性至关重要。目前，翼身融合水下滑翔机通过外形优化设计升阻比可达15～20，然而不管外形怎么优化，在航行过程中由于流动分离现象的存在，导致阻力系数增加和升力系数减小，限制其升阻比的进一步提升。而且，仅依靠外形优化来提升水下滑翔机的升阻比会使得滑翔机内部空间狭窄，削弱其探测能力或者工作时间。因此有必要在水下滑翔机的设计中引入主动流动控制方案。主动流动控制是一种提高航行器水动力性能的重要技术途径，其中，电磁主动流动控制通过电磁力改变流体边界层结构，通过电磁激活板在导电流体中形成电磁力，利用电磁力控制流场结构、调整边界层结构、优化绕流体水动力特性。

CN202010581012.3提出一种主动流动控制系统，采用安装于水下滑翔机机翼上表面前端的电磁流动控制作动器单元，在机翼表面上安装有电磁流动控制作动器的位置依次开设定常射流口和合成射流口，以此实现主动流动控制；该专利申请中安装有电磁流动控制作动器，其电磁力的大小不能进行调整，因此电磁流动控制效果不足，需要通过常射流口和合成射流口的水动力特性，进行流动控制的调整，因此造成结构负责，占用了水下滑翔机的内部空间，同时储水仓增加了水下滑翔机的负载。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，基于通过导电液体中的电解质含量调节电磁力大小的原理，本发明提供一种极耗电磁流动控制装置及应用，通过牺牲阳极来提高进入到电磁流动控制区域的海水电解质含量，使体积力增大，从而增强海水导电性，增强电磁流动控制效果。

本发明的技术方案是：一种极耗电磁流动控制装置，包括设置于水下滑翔机两侧机翼上表面的电磁激活模块，所述电磁激活模块包括沿机翼展向设置的多个电磁激活单元；所述电磁激活单元沿展向依次包括N极磁极板、阳极板、S极磁极板、阴极板，通电后实现电磁流动控制。

本发明的进一步技术方案是：所述N极磁极板、阳极板、S极磁极板、阴极板为等宽的条形板结构，在N极磁极板、阳极板之间和S极磁极板、阴极板之间均设置有绝缘件。

本发明的进一步技术方案是：所述绝缘件为橡胶绝缘条。

本发明的进一步技术方案是：所述N极磁极板、阳极板、S极磁极板、阴极板的宽度为10mm。

本发明的进一步技术方案是：所述电磁激活模块嵌装于机翼上表面，其上型面与机翼上型面保持一致。

本发明的进一步技术方案是：所述阳极板和阴极板分别通过可替换电极板固定结构安装于机翼上表面，上表面型面与机翼上型面保持一致。

本发明的进一步技术方案是：所述可替换电极板固定结构为条形板结构，其上表面开有安装槽，槽内壁设置有若干半球形凹槽；所述阳极板和阴极板的侧壁上设置有若干半球形凸起，将阳极板和阴极板嵌装于安装槽内，通过半球形凸起和半球形凹槽的配合实现定位。

一种极耗电磁流动控制装置的应用，所述极耗电磁流动控制装置应用于翼身融合水下滑翔机；所述水下滑翔机上设置有控制单元和电源单元，均与极耗电磁流动控制装置连接，为其提供控制信号和电能。

本发明的进一步技术方案是：所述翼身融合水下滑翔机的机翼上设置有预留电缆接口和预留电源接口，所述极耗电磁流动控制装置通过预留电缆接口和预留电源接口于控制单元和电源单元连接。

本发明的进一步技术方案是：所述预留电缆接口和预留电源接口设置于极耗电磁流动控制装置的下方，便于与控制单元和电源单元的连接。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明一种极耗电磁流动控制装置，采用嵌装的方式安装于水下滑翔机的机翼上，结构简单紧凑，节省滑翔机的内部空间；

所述极耗电磁流动控制装置的电磁激活模块由展向布置的多个电磁激活单元构成，电磁激活单元中磁极板之间设置电极板，能够通过牺牲阳极来提高进入电磁流动控制区域内的海水的电解质含量，增加海水的导电性，从而使体积力增大，提升电磁控制效果；

其中电极板通过可替换电极板固定结构安装于机翼上，当电极板损耗过大时，将电极板从可替换电极板固定结构上取下，仅替换电极板即可没无需对整个装置进行跟换，可替换电极板保障了极耗电磁流动控制装置的金属离子补充。

附图说明

图1水下滑翔机与极耗电磁流动控制装置示意图；

图2极耗电磁激活板示意图；

图3可替换电极固定装置；

图4可替换电极板；

附图标记说明：1-水下滑翔机、2-电磁激活单元、3-磁极板、4-可替换电极板固定结构、5-橡胶绝缘条、6-预留电缆接口、7-预留电源接口、8-可替换电极板。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图4所示，本实施例一种基于水下滑翔机的极耗电磁流动控制装置，包括设置于水下滑翔机两侧机翼上表面的电磁激活模块，所述电磁激活模块包括沿机翼展向设置的多个电磁激活单元2；电磁激活单元2包括电磁板和板，沿展向排布依次N极磁极板、阳极板、S极磁极板、阴极板，通电后实现电磁流动控制。其中阳极板和阴极板为可替换电极板8，分别通过可替换电极板固定结构4安装于机翼上。

如图2所示，电磁激活单元2中的N极磁极板、阳极板、S极磁极板、阴极板为等宽结构，宽度为10mm；在N极磁极板、阳极板之间和S极磁极板、阴极板之间均设置有橡胶绝缘条。N极磁极板、阳极板、S极磁极板、阴极板构成一组激活板，总计30组。

优选的，所述电磁激活模块嵌装于机翼上表面，其上型面与机翼上型面保持一致。

优选的，所述阳极板和阴极板分别通过可替换电极板固定结构安装于机翼上表面，上表面型面与机翼上型面保持一致。

优选的，所述可替换电极板固定结构为条形板结构，其上表面开有安装槽，槽内壁设置有若干半球形凹槽；所述阳极板和阴极板的侧壁上设置有若干半球形凸起，将阳极板和阴极板嵌装于安装槽内，通过半球形凸起和半球形凹槽的配合实现定位。

本实施例中，电磁激活模块通过固定结构固定在水下滑翔机机翼，对水下滑翔机特定位置进行流动控制。可替换电极板通过固定装置进行固定。电磁激活模块上电时同时为可替换电极板上电。可替换电极板在上电后发生电化学反应，将可替换电极板中的金属离子释放到周边海水中。通过电化学反应牺牲阳极为流动控制区域的海水增加导电性，从而进一步提高电磁流动控制效果。

当检测到可替换电极板损耗过大时，人工将原有已损耗的可替换电极板拆卸下来进行替换。发明所述的一种基于水下滑翔机的极耗电磁流动控制装置，其中预留由通信电缆接口、电源接口。接口直接与水下滑翔机的对应控制单元和电源单元进行连接，为极耗电磁流动控制装置提供电能与控制信号。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。