【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下航行器的气密性检测，特别涉及一种水下航行器的气密性检测方法。
技术介绍
1、气密性检测是某型水下航行器技术保障过程中的重要环节，常用的气密性检测方法有充正压+水池试验、抽真空+压力指示两种方法。某型水下航行器由于内部结构特点和导线放线机理的限制，采用抽真空+压力指示的方法进行气密性检测。根据该型水下航行器技术准备规程：用真空装置进行抽真空密封检查，抽真空至0.075mpa±0.005mpa，保压15分钟，前5分钟允许下降0.0007mpa，后10分钟不允许下降。
2、这种气密性检测方法耗时较长，其中15分钟的保压时间根据使用经验确定，缺少理论依据，关键检测设备——真空装置的价格昂贵、故障率较高且维修不便，与其它水下航行器的气密性检测设备不通用且无设备可替代。随着某型水下航行器加工工艺、制造材料的改进，产品稳定性有了较大提高，具备进一步压缩保压时间、提高检测效率的潜力。需要一种新的气密性检测方法，可解决某型水下航行器关键检测设备不通用的问题，并有效提高其气密性检测的效率。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是水下航行器的气密性检测的可行性不高，本专利技术提供一种水下航行器的气密性检测方法，采用气体状态方程、热力学第一定律和小孔模型构建的水下航行器的气密性检测模型，提高了气密性检测的可行性。
2、为了达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种水下航行器的气密性检测方法，包括如下步骤：
4、步骤1
5、步骤2)：将通气阀连接于水下航行器，并构建水下航行器的气密性检测模型，其中，采用气体状态方程、热力学第一定律和小孔模型构建所述水下航行器的气密性检测模型；
6、步骤3)：采用runge-kutta算法对水下航行器的气密性检测模型进行数值仿真，其中，水下航行器的气体流量根据航行器内部的气体压力进行实时计算；
7、步骤4)：对水下航行器的气密性检测模型的仿真结果进行试验性的检验；
8、步骤5)：利用水下航行器的气密性检测模型确定水下航行器的保压时间。
9、可选的，在步骤1)中，通气阀采用抽真空+压力指示，以及充正压+压力指示的检测方法进行结构设计。
10、可选的，在步骤2)中，将水下航行器的气密性检测过程等效为密闭容器整体压力的检漏过程，将所述检漏过程划分为充气、稳压、观测和卸压四个阶段；
11、对水下航行器的气密性进行检测，若水下航行器的漏孔大时，水下航行器的泄露明显，在充气和稳压过程中能够判断水下航行器的气密性结果；当水下航行器的漏孔小时，水下航行器的泄露不明显，在充气和稳压过程中无法判断水下航行器的气密性结果，在观测阶段判断水下航行器的气密性结果。
12、可选的，以水下航行器的内部气体为准，假设水下航行器的内部气体为理想气体，水下航行器内部的气体压力和温度均匀分布，所述理想气体状态为公式(1)：
13、
14、式(1)中：p为航行器内部气体压力；v为航行器的容积；m为航行器内部气体质量；m为空气的摩尔质量；r为理想气体状态常数；t为航行器内部气体温度；
15、设水下航行器内的体积或容积v为常数，对公式(1)的两边求导数，得公式(2)：
16、
17、设泄露气体的流量为ge(kg/s)，则：
18、故(2)式变为公式(3)：
19、
20、可选的，在步骤2)中，热力学第一定律，为公式(4)：
21、
22、其中：cv为气体的定容比热；ta为环境温度，φ代表传热量；
23、对公式(4)的进行求导，得公式(5)：
24、
25、由此，水下航行器的气密性的检测模型，为公式(6)：
26、
27、可选的，传热量的计算方式为公式(7)：
28、φ＝htc·a·(t-ta) (7)；
29、式(7)中：htc为传热系数；a为传热面积，a取水下航行器的表面面积。
30、可选的，在步骤2)中，利用小孔模型算出泄露气体流量模型；
31、其中，小孔模型不失一般性为，当时，气体在漏点处为亚音速流动，根据小孔模型推导出泄露气体流量计算模型，为公式(8)：
32、
33、当时，气体在漏点处为音速流动，根据小孔模型推导出泄露气体流量计算模型，为公式(9)：
34、
35、式(8)或式(9)中：c为气体泄漏系数；k为内部气体的热容比；s为漏孔截面积；z为压缩因子。
36、可选的，在步骤3)中，所述runge-kutta算法采用所述水下航行器的气密性的检测模型、泄露气体流量计算模型、泄露气体流量计算模型和传热量的计算模型，组成。
37、可选的，在步骤4)中，如图2所示，将水下航行器的气密性检测装置与所述水下航行器进行连接，且将所述通气阀与水下航行器进行连接，利用通气阀通氮气的充气方式对水下航行器内进行充氮气，充入氮气的压强充至0.20mpa，关闭通气阀，用秒表计时，记录水下航行器内部气体压力的变化情况。
38、可选的，在步骤5)中，利用压力表的指示判断水下航行器内部的气体压力发生变化的时刻，其中，利用压力表的指示是否精确来判断水下航行器内部的气体压力的保压时间。
39、本专利技术的有益效果：
40、1.本专利技术将水下航行器的气密性检测装置与水下航行器进行连接，且将通气阀与水下航行器进行连接，通过通气阀连接于水下航行器，构建水下航行器的气密性检测模型，其中，采用气体状态方程、热力学第一定律和小孔模型构建水下航行器的气密性检测模型，通过设计通气阀、建立数学模型、进行仿真计算、开展试验检验等技术手段，证明采用充正压+压力指示的方法进行气密性检测的可行性。
41、2.本专利技术对抽真空+压力指示的方法进行气密性检测时存在的检测时间长、关键检测设备不通用的问题，是通过在不改变航行器结构和对外接口的前提下，采用充正压+压力指示的方法进行气密性检测，充正压设备采用通用氮气瓶和新设计的通气阀，可靠性高，通用性强，通过科学设定保压时间，可以缩短检测时间，提高检测效率。
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1.一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤1)中，所述通气阀采用抽真空+压力指示，以及充正压+压力指示的检测方法进行结构设计。
3.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤2)中，将所述水下航行器的气密性检测过程等效为密闭容器整体压力的检漏过程，将所述检漏过程划分为充气、稳压、观测和卸压四个阶段；
4.根据权利要求3所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，以所述水下航行器的内部气体为准，假设水下航行器的内部气体为理想气体，水下航行器内部的气体压力和温度均匀分布，所述理想气体状态为公式(1)：
5.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述热力学第一定律，为公式(4)：
6.根据权利要求5所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，所述传热量的计算方式为公式(7)：
7.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法
8.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤3)中，所述Runge-Kutta算法采用所述水下航行器的气密性的检测模型、泄露气体流量计算模型、泄露气体流量计算模型和传热量的计算模型，组成。
9.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤4)中，将水下航行器的气密性检测装置与所述水下航行器进行连接，且将所述通气阀与水下航行器进行连接，利用通气阀通氮气的充气方式对水下航行器内进行充氮气，充入氮气的压强充至0.20MPa，关闭通气阀，用秒表计时，记录水下航行器内部气体压力的变化情况。
10.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤5)中，利用压力表的指示判断水下航行器内部的气体压力发生变化的时刻，其中，利用压力表的指示是否精确来判断水下航行器内部的气体压力的保压时间。
...【技术特征摘要】
1.一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤1)中，所述通气阀采用抽真空+压力指示，以及充正压+压力指示的检测方法进行结构设计。
3.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤2)中，将所述水下航行器的气密性检测过程等效为密闭容器整体压力的检漏过程，将所述检漏过程划分为充气、稳压、观测和卸压四个阶段；
4.根据权利要求3所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，以所述水下航行器的内部气体为准，假设水下航行器的内部气体为理想气体，水下航行器内部的气体压力和温度均匀分布，所述理想气体状态为公式(1)：
5.根据权利要求1所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述热力学第一定律，为公式(4)：
6.根据权利要求5所述的一种水下航行器的气密性检测方法，其特征在于，所述传热量的计算方式为公式(7)：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王燕飞，林海华，陈少强，马培锋，徐超，张百勇，孙建涛，易东，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二七六七部队，
类型：发明
国别省市：
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