并列超空泡射弹弹道特性研究

发布时间：2021-08-24 23:45

　　为了研究不同间距并列射弹对射弹的流体动力特性和弹道特性的影响,文中基于流体体积函数（VOF）多相流模型,采用多重参考系和动网格及移动计算域技术,建立射弹入水仿真模型,对单射弹和并列射弹的入水自由减速过程进行数值仿真。结果表明:并列发射工况下,射弹受到侧向力,有攻角航行时空泡形态发生明显偏移,射弹更容易穿刺空泡,并且并列间距越小,穿刺距离越长;并列射弹的阻力系数明显高于单发射弹,当并列间距为75mm时,阻力系数增加34.92%;并列射弹的运动稳定性受到并列间距的影响,在并列间距为50 mm弹径工况中,并列射弹发生颠覆,弹道失稳;随着并列间距的增大该影响逐渐减弱,当并列间距为100 mm弹径时,并列射弹弹道稳定。研究结果可为并列超空泡射弹的工程应用提供参考。 

【文章来源】：水下无人系统学报. 2020,28(02)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

0 并列射弹A质心纵坐标及速度随位移变化曲线

观察图11(a)俯仰角曲线,单射弹、75 mm和100 mm间距时并列射弹A均在空泡内发生尾拍现象,而50 mm间距时并列射弹A在短时间内其俯仰角绝对值急剧增大,射弹发生倾覆现象。图11(b)表示50 mm间距并列射弹A的倾覆形态图,此时射弹A发生明显偏转,其y方向速度超过200 m/s;同时射弹A随体空泡明显减小,射弹俯仰角增大,沾水面增大,所受阻力增大,射弹A在x方向减速效果明显且发生倾覆,远离初始弹道,射弹运动失稳。

图12(a)为并列射弹A自由减速入水过程中升力系数变化曲线,射弹在入水过程中发生尾拍现象。在1个周期内,射弹A与上下空泡面分别沾水1次。对比入水初期升力系数峰值,75 mm间距时并列射弹A升力系数峰值最大,单射弹峰值最小,这主要与入水初期射弹随体空泡形态大小及沾水面积有关。75 mm间距的射弹A受并列射弹影响发生明显沾水,因此受到较大的升力作用。在入水稳定阶段,并列射弹A的升力系数几乎相同,单射弹升力系数略高,可能与单射弹空泡直径较小,较容易沾水有关。图12(b)为并列射弹A在自由减速入水过程中阻力系数变化曲线。在1个尾拍周期内阻力出现2次峰值,分别对应射弹A与上下空泡面沾水时刻。计算射弹A在稳定拍水阶段的平均阻力系数,单射弹时为0.018 9,100 mm间距时为0.024 9,75 mm间距时为0.025 5,其中75mm间距并列射弹A阻力系数增加34.92%,证明在并列射弹A尾拍阶段,75 mm间距并列射弹A受到干扰最大,100 mm间距干扰次之,单射弹几乎不受干扰。


本文编号：3360952