孙伟玮

（海军装备部，山西 太原 030027）

0 引 言

现代军事行动的成败很大程度上取决于所用武器的效能。新型武器设计和开发时，速度和机动性是重点考虑因素。水中兵器领域，对高速度的追求多年以来因水介质的物理特性受到了限制；直到全新一代超空泡技术的出现，这种局面才有了改观的可能。超空泡水中兵器是以超空泡物理特性为基础开发研制的，是以人为扩充使其被包围于一个超空泡之内而不沾水，从根本上改变了水中兵器的阻力特性，实现了水下高速运动[1]。

1 超空泡技术简介

超空泡是一种物理现象。水中运动的物体，其速度加快时所承受的水压力会减小，当水压力减小到与水蒸气压力相等时，水就会气化成空泡。超空泡就是空泡的一种极端形式，当物体在水中的运动速度超过185 km/h以后，在其尾部会形成一个奇异的大型水蒸气沟，将物体与水接触的部分包住[2]，这样物体接触的介质就由水变成了空气，物体表面会形成大型空气泡，空泡长度与物体的运动速度有关，物体能在自己产生的长气泡内部以最小的阻力高速前进。

流场条件和运动体的几何形状等的不同，会使空泡呈现不同状态，其中决定性的相似准则是空化数。空化数σ是航行体的速度、空泡的内部压力、外部压力的函数：

式中：σ为空化数；ρ为流体密度；ρ0为空泡外部压力；ρBL为空泡内部压力；V为航行体速度。

当空化数较高时，绕流物体表面只能形成多个独立的游离的空穴或气泡，称为游离型空泡。……