非对称头型对航行器入水空泡及弹道特性影响的实验研究

摘要

本论文的主要研究工作是研究非对称异构头型对航行器入水空泡及弹道特性的影响规律,通过开展不同构型头型的航行器入水冲击试验,揭示在佛汝德数62～322范围条件下入水空泡生成演变机理、入水弹道变化特性.实验采用了高速摄影的方法,研究了同一切距下分别是35°,40°,45°三种不同切角的头型的航行器在5～12m/s的不同冲击速度和60°,70°,80°和90°的不同冲击角度下入水后的弹道轨迹和入水空泡的演变过程.研究结果表明:带有非对称异构头型的航行器入水后的弹道轨迹出现了较大幅度的偏转,偏转幅度的大小主要与航行器的头型,入水角度,入水速度相关.在同一入水角和入水速度下,头型切角更小的航行器弹道偏转更加显著;在不同实验工况下,航行器姿态角随时间的变化遵循抛物线变化规律;不同切角的非对称异构头型的航行器入水带空泡能力不同,切角越小,带空泡能力越强;在同一入水角和入水速度下,头型切角更小的航行器在斜入水时形成的开口空腔的直径更大;不同切角的非对称异构头型的航行器入水空泡稳定性存在差异,切角越小,其入水空泡稳定性越差,空泡更容易溃灭.