头型对射弹高速入水稳定性的影响

针对不同头型射弹高速倾斜入水阶段和水下夹带空泡航行阶段空泡演化特性及入水稳定性展开研究,以便为高速射弹、空投鱼雷等跨介质武器高精准打击目标提供理论依据.结合高速全流场观测技术与数值模拟分析,通过对比圆柱平头、半球头和90°锥头3种头型射弹高速倾斜入水过程,着重讨论射弹头型对入水空泡形态、空泡尺寸、运动速度、俯仰角和入水稳定性的影响规律.研究表明:尽管3种射弹的入水和水下夹带空泡航行过程相同,但头型对射弹高速倾斜入水时的空泡特性和入水稳定性具有显著影响.在入水阶段,圆柱平头射弹入水空泡直径最大,90°锥头射弹次之,半球头射弹最小;入水冲击载荷的大小按照圆柱平头射弹、半球头射弹和90°锥头射弹的顺序递减.在水下带空泡航行阶段,圆柱平头射弹入水空泡长径比最大值为7.187,空泡为直径大且长度小形态;半球头射弹入水空泡与之相反,最大长径比高达10.864,空泡呈现为细长形状;而90°锥头射弹夹带空泡因壁面遭到破坏,形态极不稳定.在整个入水过程中,半球头射弹入水稳定性最优,圆柱平头射弹次之,90°锥头射弹入水稳定性最差.