纪杨子燚， 李向东， 周兰伟， 蓝肖颖

(南京理工大学 机械工程学院，南京 210094)

当高速侵彻体(子弹、战斗部破片、穿甲弹、微流星体和太空碎片等)撞击充液容器(飞机油箱、常压储罐、舰船防雷液舱、航天器的推进剂贮箱等)时，侵彻体将动量和动能传递给液体，会引起容器发生变形甚至出现毁灭性破坏，这种现象被称为液压水锤效应(Hydrodynamic Ram)。早在18世纪，法国哲学家Louis CARRÉ就观察到一个奇怪的现象，子弹射入装满水的木箱中会导致箱子爆炸[1]。自从一战时第一次空战以来，飞机油箱的易损性一直是军用飞机的一个重要问题，而液压水锤效应则是油箱毁伤主要原因，因此液压水锤效应的研究在军用飞机的易损性分析中占据着重要地位。20世纪70年代，在美国军方的支持下，美国海军研究生院(NPS)和海军武器中心(NWC)联合展开了关于水锤效应试验和理论方面的研究[2]。1990年，美国联邦航空管理局对商用飞机油箱在发动机非包容性破片撞击下的易损性展开了研究。2000年，法国航空4590号班机发生空难，事后调查表明空难的主要原因是由于轮胎碎片的高速冲击引起的液压水锤载荷导致油箱破裂，进而引发了火灾。之后商用航空中液压水锤效应的研究逐渐增多。

高速侵彻体撞击充液容器时会发生如下过程：侵彻体侵彻前面板并冲击入液，随后侵彻体受到液体的阻滞速度持续衰减，侵彻体沿径向排开水并在侵彻体尾部形成一个空泡，空泡会反复膨胀收缩。当侵彻体的速度高、容器体积小的情况下，侵彻体会穿透容器的后壁面。……