时素果，王亚东，刘乐华，杨晓光

（北京机电工程研究所，北京100074）

0 引 言

超空泡技术将给水中兵器的发展带来历史性的变革[1-3]，超空泡航行体的出现将改变传统水中兵器的作战局面，超空泡相关问题研究在军事上有着重要的意义和应用前景。而超空泡航行体在自由航行过程中尾部上下摆动问题严重影响超空泡流场，导致水下航行体高速运动过程中流体动力瞬态剧烈变化，具有强非线性特点，使得尾拍效应成为影响发展超空泡航行体的核心问题[4-6]。由于超空泡技术对于航天、国防等武器发展的重要性，进入新世纪后，国外军事强国的研究机构和高校均加强了对这一问题的研究。

早在上世纪50年代末前苏联就开始研制超空泡武器，通过试验和理论对超空泡流动进行了大量研究[7-8]。由于超空泡技术的特殊性以及尾部摆动导致流场的更加复杂性，一般需通过自由飞行试验实现，常规水洞试验很难获得真实的流动和数据，超空泡航行体自由飞行试验详细、系统的研究成果由于保密原因并未公开，仅发表了有限的基础研究成果。Savchenko课题组建立了一系列专门研究超空泡流的试验装置，开展了大量的超空泡流水洞实验和自由航行试验，研究了自然空泡和通气空泡流动，试验速度范围为10～360 m/s，通过自由航行试验获得了不同运动参数下水下航行体的超空泡形态和流体动力。基于理论和试验数据，取得了一系列很有价值的空泡和尾部滑行力等经验公式[8-9]。……