專利名稱：肋條-微氣泡減阻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種肋條一微氣泡減阻裝置，屬于流體仿生減阻中幾何非光 滑與柔性非光滑聯(lián)合的減阻裝置。
(二)
背景技術(shù)：
仿生減阻可分為幾何非光滑減阻和柔性非光滑減阻兩類。幾何非光滑減阻 是其幾何形狀相對穩(wěn)定的減阻類型，通常表現(xiàn)為被動式的減阻方式；而柔性非 光滑則是實時的、動態(tài)的主動式減阻方式， 一定意義上可以認為是較高級的減 阻方式。將兩種減阻方法單獨使用時，鑒于減阻機理尚未完善及實際應(yīng)用條件 的限制，其減阻效果具有一定的局限性。
將兩種仿生減阻方法的結(jié)合使用， 一方面，兼有兩種減阻方法的特點，優(yōu) 勢互補，能實現(xiàn)更大的減阻效果，有利于減少飛行器及水下航行器的運行阻力； 另一方面，對其進一步的研究也有利于完善仿生減阻機理，豐富減阻理論。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種肋條一微氣泡減阻裝置，它將肋條與微氣泡兩種 減阻方法有機結(jié)合，兼有幾何非光滑減阻和柔性非光滑減阻的特點，能實現(xiàn)更 大的減阻量，可用于減少飛行器和水下航行器的運行阻力，在國防軍事方面具 有廣泛的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的一種肋條一微氣泡減阻裝置，它由條紋薄膜、壓電換能器和進氣 管構(gòu)成；該壓電換能器由壓電陶瓷和基體組成，壓電陶瓷固定在基體上，壓電 換能器的兩端與條紋薄膜相連，在中間形成一個氣體腔，條紋薄膜上有許多肋 條，每個肋條上有許多肋條孔，這些肋條孔均布在每個肋條上，且都穿過肋條 與氣體腔相連，進氣管則通過基體左邊的基體孔與氣體腔相連。
該條紋薄膜的材料和尺寸參數(shù)根據(jù)各部分材料參數(shù)和使用者的設(shè)計要求來 確定。
其中，該條紋薄膜可采用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)如X光深刻精密電鑄模 造成形(LIGA)工藝加工而成。
其中，該條紋薄膜也可采用精密機械加工方法加工，例如可先采用銑床加
工出肋條，然后采用微鉆鉆出肋條上的肋條孔。 其中，該壓電換能器中基體的材料均為硅 其中，該壓電換能器中基體的材料為其它金屬。 其中，該條紋薄膜上肋條的結(jié)構(gòu)形狀為梯形。 其中，該條紋薄膜上肋條的結(jié)構(gòu)形狀為間隔三角形。
其中，該條紋薄膜上肋條的結(jié)構(gòu)形狀為間隔v形結(jié)構(gòu)。
其中，在該壓電陶瓷上加載電壓時，由進氣管并通過基體左邊的基體孔進 入氣體腔的氣體經(jīng)壓電換能器的作用后，從肋條上的肋條孔噴出。 該壓電陶瓷和基體的厚度可根據(jù)使用者的需要來確定。
該加載的電壓根據(jù)壓電陶瓷尺寸、材料和使用者的需要來確定，氣體的噴 出量由壓電陶瓷尺寸、加載電壓、氣體腔尺寸、肋條尺寸和各部分材料決定。
本發(fā)明肋條一微氣泡減阻裝置，其優(yōu)點是將肋條與微氣泡兩種減阻方法有 機結(jié)合，兼有幾何非光滑減阻和柔性非光滑減阻的特點，能實現(xiàn)更大的減阻量， 可用于減少飛行器和水下航行器的運行阻力，在國防軍事方面具有廣泛的應(yīng)用 前景。
(四)


圖1是本發(fā)明裝置主視圖。 圖2是本發(fā)明裝置俯視圖。
圖3是本發(fā)明裝置圖1中A—A剖視圖。
圖4是本發(fā)明裝置圖1中B向視圖。
圖5是本發(fā)明的肋條為間隔三角形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明的肋條為間隔V形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標號如下
11、 21、 31條紋薄膜 12、 22、 32壓電換能器 13、 23、 33壓電陶瓷 14、 24、 34基體 15、 25、 35氣體腔 16、 26、 36、肋條
17、 27、 37肋條孔 18、 28、 38進氣管 19、 29、 39基體孔
(五)
具體實施例方式
本發(fā)明一種肋條一微氣泡減阻裝置，其，
實施例一請參閱圖1至圖4所示，該裝置由條紋薄膜11和壓電換能器 12構(gòu)成，該壓電換能器12由壓電陶瓷13和基體14組成，壓電陶瓷13固定在 基體14上，壓電換能器12的兩端與條紋薄膜11相連，在中間形成一個氣體腔 15，條紋薄膜11上設(shè)有許多肋條16，每根肋條上設(shè)有許多肋條孔17，這些肋
條孔17均布在每根肋條上，且都穿過肋條與氣體腔15相連，進氣管18則通過 基體左邊的基體孔19與氣體腔15相連。
條紋薄膜11可采用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)如X光深刻精密電鑄模造成形 (LIGA)工藝加工而成，也可采用精密機械加工方法加工，例如可先采用銑床 將加工出的肋條，采用微鉆鉆出肋條上的肋條孔。所述肋條16結(jié)構(gòu)也可以為間 隔三角形或者間隔V形結(jié)構(gòu)(請參見圖5、圖6所示)。條紋薄膜ll也可以通 過其他加工方法加工，只要使其結(jié)構(gòu)滿足要求即可。 '
本發(fā)明肋條一微氣泡減阻裝置，在壓電陶瓷13上加載電壓時，壓電陶瓷 13產(chǎn)生上下方向的彎曲，帶動基體14產(chǎn)生上下方向的彎曲，從而在氣體腔15 內(nèi)產(chǎn)生一定的壓力，使得由進氣管18并通過基體孔19進入氣體腔15的氣體經(jīng) 壓電換能器的作用后，從肋條16上的肋條孔17噴出。
實施例二請參閱圖5所示，該實施例二與實施例一的區(qū)別在于其肋條 26的結(jié)構(gòu)為間隔三角形，肋條由原來的平頂變?yōu)榧忭?，且肋條的頂部沒有肋條 孔，即只在肋條的底部設(shè)有肋條孔27，且肋條孔27也是均布在肋條上。其中， 21為條紋薄膜，22為壓電換能器，23為壓電陶瓷，24為基體，25為氣體腔， 28為進氣管，29為基體孔。
條紋薄膜21可采用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)如X光深刻精密電鑄模造成形 (LIGA)工藝加工而成，也可采用精密機械加工方法加工，例如可先采用銑床 將加工出肋條，后采用微鉆鉆出肋條上的肋條孔。所述肋條26結(jié)構(gòu)也可以為梯 形或者間隔V形結(jié)構(gòu)(請參閱圖1、圖6所示)。條紋薄膜21也可以通過其他 加工方法加工，只要使其結(jié)構(gòu)滿足要求即可。
本發(fā)明肋條一微氣泡減阻裝置，在壓電陶瓷23上加載電壓時，壓電陶瓷 23產(chǎn)生上下方向的彎曲，帶動基體24產(chǎn)生上下方向的彎曲，從而在氣體腔25 內(nèi)產(chǎn)生一定的壓力，使得由進氣管28并通過基體孔29進入氣體腔25的氣體經(jīng) 壓電換能器的作用后，從肋條26上的肋條孔27噴出。
實施例三請參閱圖6所示，該施實例三與前兩個實施例的區(qū)別在于其 肋條36的結(jié)構(gòu)為間隔V形，肋條由原來的平底變?yōu)榧獾?即V字的下頂點為尖 形)，且肋條的底部沒有肋條孔，只在肋條的頂部設(shè)有肋條孔37，且肋條孔37 也是均布在肋條上。其中，31為條紋薄膜，32為壓電換能器，33為壓電陶瓷， 34為基體，35為氣體腔，38為進氣管，39為基體孔。
條紋薄膜31可采用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)如X光深刻精密電鑄模造成形 (LIGA)工藝加工而成，也可采用精密機械加工方法加工，例如可先采用銑床
將加工出肋條，后采用微鉆鉆出肋條上的肋條孔。所述肋條36結(jié)構(gòu)也可以為梯 形或者間隔三角形結(jié)構(gòu)(請參閱圖1、圖5所示)。條紋薄膜31也可以通過其 他加工方法加工，只要使其結(jié)構(gòu)滿足要求即可。
本發(fā)明肋條一微氣泡減阻裝置，在壓電陶瓷33上加載電壓時，壓電陶瓷 33產(chǎn)生上下方向的彎曲，帶動基體34產(chǎn)生上下方向的彎曲，從而在氣體腔35 內(nèi)產(chǎn)生一定的壓力，使得由進氣管38并通過基體孔39進入氣體腔35的氣體經(jīng) 壓電換能器的作用后，從肋條36上的肋條孔37噴出。
由此可見，本發(fā)明肋條一微氣泡減阻裝置，兼具有幾何非光滑減阻與柔性 非光滑減阻的特點，其優(yōu)點為將肋條與微氣泡兩種減阻方法有機結(jié)合，兼有 幾何非光滑減阻和柔性非光滑減阻的特點，能實現(xiàn)更大的減阻量，可用于減少 飛行器和水下航行器的運行阻力，在國防軍事方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1、一種肋條—微氣泡減阻裝置，其特征在于該裝置由條紋薄膜、壓電換能器和進氣管構(gòu)成；該壓電換能器由壓電陶瓷和基體組成，該壓電陶瓷固定在基體上，該壓電換能器的兩端與條紋薄膜相連，在中間形成一個氣體腔，該條紋薄膜上設(shè)有肋條，每根肋條上設(shè)有肋條孔，肋條孔均布在每根肋條上，且都穿過肋條與氣體腔相連，進氣管則通過基體左邊的基體孔與氣體腔相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該條 紋薄膜采用微機電系統(tǒng)技術(shù)如X光深刻精密電鑄模造成形工藝加工而成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該條 紋薄膜采用精密機械加工方法加工，先采用銑床加工出肋條，后釆用微鉆鉆出 肋條上的肋條孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該壓 電換能器中基體的材料為硅。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該壓 電換能器中基體的材料為金屬。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該條紋薄膜上肋條的結(jié)構(gòu)形狀為梯形。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該條紋薄膜上肋條的結(jié)構(gòu)形狀為間隔三角形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該條紋薄膜上肋條的結(jié)構(gòu)形狀為間隔V形結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種肋條一微氣泡減阻裝置，其特征在于該壓電陶瓷上加載電壓時，由進氣管并通過基體孔進入氣體腔的氣體經(jīng)壓電換能器 的作用后，從肋條上的肋條孔噴出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種肋條—微氣泡減阻裝置，該裝置由條紋薄膜、壓電換能器和進氣管構(gòu)成，該壓電換能器由壓電陶瓷和基體組成，壓電陶瓷固定在基體上，壓電換能器的兩端與條紋薄膜相連，在中間形成一個氣體腔，條紋薄膜上有許多肋條，每根肋條上有許多肋條孔，這些肋條孔均布在每根肋條上，且都穿過肋條與氣體腔相連，進氣管則通過基體左邊的基體孔與氣體腔相連。該裝置將肋條與微氣泡兩種減阻方法有機結(jié)合，兼有幾何非光滑減阻和柔性非光滑減阻的特點，能實現(xiàn)更大的減阻量，可用于減少飛行器和水下航行器的運行阻力，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號F15D1/00GK101109402SQ20061008883
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者強 劉, 林繼杰, 袁松梅 申請人:北京航空航天大學(xué)