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高速航行体齐射出水过程的空化与运动特性研究

2023-03-13周东辉贾会霞施红辉王焯锴

空气动力学学报 2023年2期

周东辉,贾会霞,施红辉,王焯锴

(1.浙江工业职业技术学院,绍兴 312000;2.西北工业大学 宁波研究院,宁波 315100;3.浙江理工大学 机械与自动控制学院,杭州 310018)

0 引言

从水下发射超空泡射弹攻击水面目标或者低空飞行目标,可提高武器发射的隐蔽性,增强其作战效果。例如挪威 DSG 公司研制的多环境枪弹[1],可实现水下5 m 深度发射,打击1 000 m 飞行高度的直升机。德国研制的反气垫船超空泡射弹,可预先在水下将射弹垂直布置,当目标出现后在不到1 s 时间内完成攻击任务[2]。在实际应用中,为了提高射弹的命中概率和毁伤效果,往往需要采用齐射方式,即以一定发射空间间距、在极短时间间隔内连续发射多发射弹。齐射出水过程中,不仅会出现空化、湍动、穿越自由面等复杂的三相耦合流动现象,还存在多弹体超空泡流场的相互扰动,导致射弹的超空泡流动和运动特性非常复杂。因此,开展相关的研究具有重要的学术研究和工程应用价值。

针对带空泡航行体的出水问题,其中出水空泡形成、发展、溃灭以及影响因素分析等方面一直是研究重点,这主要是由于空泡的形态、溃灭关系到航行体的受力及冲击载荷,进而影响航行体出水过程的弹道稳定性和结构安全。在国外,Waugh 等[3]通过实验研究了发射角度和空泡对导弹出水姿态的扰动影响,给出了出水空泡的形态。Nguyen 等[4]利用数值模拟方法研究了射弹匀速出水过程的超空泡流动,给出了射弹出水过程的阻力变化和超空泡形态。……

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