周后村， 向敏， 张为华

(国防科学技术大学 航天科学与工程学院, 湖南 长沙 410073)



超空泡航行体控制面与主空泡相互作用分析

周后村， 向敏， 张为华

(国防科学技术大学 航天科学与工程学院, 湖南 长沙 410073)

基于有限体积法，采用均相流模型和流体体积方法开展超空泡航行体在不同空泡流型及不同控制面舵角情况下空化流场数值模拟，研究穿刺空泡情况下超空泡航行体尾部控制面与航行体主空泡之间的相互作用。数值模拟结果表明：航行体主空泡对控制面的影响表现为不同流型下控制面沾湿深度不同，沾湿深度变化量最大可达50%以上，控制面流体动力受沾湿深度影响明显；航行体尾部控制面对主空泡闭合有迟滞作用，主空泡长度平均增量约为3%，控制面存在舵角时将会引起控制面之后的航行体主空泡形态变化，可引起航行体出现不对称沾湿面，且尾部闭合流型受影响最大。因此，超空泡航行体空泡流型设计与控制律设计时应充分考虑控制面与航行体主空泡之间的相互作用。

流体力学； 超空泡航行体； 空泡流型； 控制面； 空泡； 相互作用

0 引言

超空泡技术是目前水下减阻最有效的方法之一。经实验证实，超空泡技术减阻量高达90%，可实现水下航行体千米每秒的运动速度[1]。俄罗斯、美国等欧美国家基于超空泡减阻技术开展大量超空泡武器及概念方案研究，如俄罗斯“暴风雪”号超空泡鱼雷[2]、美国机载快速灭雷系统“RAMICS”[3]等。但由于技术限制，目前超空泡航行体机动性较弱，严重制约了超空泡航行体的发展。……