水下射弹自然超空泡特性数值模拟与试验

2012-07-09赵潇雨

兵器装备工程学报 2012年11期

关键词：模型

赵潇雨

( 海装驻重庆地区军事代表局，重庆 400042)

超空泡减阻是1 种使水下航行体保持高速航行的创新途径。其基本原理是利用航行体表面形成的气层使周围液体与航行体表面相隔离，减少其沾湿面积，从而大幅降低航行体的黏性阻力。随着高新技术的不断发展，水中兵器对于水面舰艇的威胁日趋严重［1］，将超空泡减阻技术运用到小口径炮弹上，提高水面舰艇对鱼雷、水雷等水中目标的水下近程主动防御能力，已成为各国海军弹药发展的方向之一［2］。

根据空泡的生成方式，超空泡可分为通气超空泡和自然超空泡2 种。其中，自然超空泡主要利用航行体自身的高航速形成气体包层，并通过空化器设计控制空泡形态，主要适用于水下枪弹以及超空泡炮弹等高初速、小尺度超空泡武器［3-4］。在超空泡技术研究中，产生与航行体外形结构相匹配的稳定超空泡包层是研制超空泡武器的关键。本文利用CFD 计算软件Fluent6.3，通过数值计算，对一型水下超空泡射弹在一定空化数范围内的超空泡特性，以及空化器设计与弹形尺寸匹配性进行了研究分析，并在此基础上，进行了水下射弹试验，对弹形结构设计的匹配性和计算模型的合理性进行了验证。