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超音速伞弹流场特性数值分析

2011-02-22完颜振海冯顺山董永香周彤

兵工学报 2011年5期

完颜振海,冯顺山,董永香,周彤

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京100081)

0 引言

子母战斗部在现代弹药中得到广泛应用,用来扩大毁伤范围和增强对目标的毁伤效能。考虑落速、着姿及终点效应等诸多因素,一些子弹采用钝头外形。超音速抛撒的钝头子弹的下落过程中一般经历超音速、跨音速、亚音速3 个阶段,在跨音速阶段容易失去动态稳定性[1],解决方法之一是使用超音速伞。常用的超音速伞一般为柔性带条伞,而在前体超音速尾流的影响下,带条伞可能会因为充气不足而导致开伞困难,开伞后也会发生伞衣喘振和摆振现象[2-3]。为避免柔性伞开伞问题和伞衣喘振现象,本文提出采用刚性伞帽代替柔性伞衣的方法,并选用能够承受超音速条件下较大开伞动载的飘带作为伞绳。考虑装填因素,飘带伞一般为等(亚)口径伞,飘带折叠后安放在弹尾,从而提高空间利用率。

超音速伞弹的流场特性决定其气动力性能,从而对子弹的超音速运动状态影响显著,因此有必要对其进行分析和研究。超音速伞弹流场结构复杂,以往的研究大多采用预测的方法。Henke[4]基于外形和自由流条件预测轴对称物体超音速边界层和尾流特性,但该方法不适合应用于本文研究的飘带连接的伞弹情况。Noreen 等[5]提出了一种计算超音速物伞系统流场特性的方法,但该方法基于无粘性假设,并且需要事先通过理论或试验方法获得尾流场分布,在实际应用中受到限制。……

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