流式細胞術
[拼音]:chushui
[外文]:water exit
導彈等物體從水下經過水和空氣的交介面進入空氣的運動過程(見圖)。20世紀40年代末,開始從水下發射導彈,促進了出水問題的研究。
由潛艇發射的導彈經歷發射管內彈道、水下彈道、出水過程和空中彈道而飛向目標。發射用的氣體有時尾隨導彈從發射管排出,影響導彈的水下彈道和出水過程。潛艇運動(包括前進、俯仰和滾轉)和海流對導彈的水下彈道和出水過程也有影響。水下的導彈離開發射管後,一般在肩部會出現蒸汽空泡。空泡分離線的不規則變動,渦空泡從導彈表面的不規則洩落,都對出水彈道有很大影響,使出水後導彈的姿態角(導彈軸線與鉛垂線的夾角)散佈加大。從導彈鼻尖接近水的自由面時起,自由面對出水過程的影響便不容忽視。導彈穿過自由面時所受到的水阻力會突然減少,而且相對於彈體往往是不對稱的,會使彈道發生折轉。導彈出水還受波浪的影響,這更增加出水過程的隨機性。研究出水問題最關鍵的是確定出水後導彈的姿態角和速度變化規律。
出水所要探討的力學問題是帶有空泡穿過自由面的非定常繞流問題,同時要考慮波浪的影響。這些問題與剛體動力學耦合在一起,構成水彈道學的一部分。出水模型實驗是在密閉水箱內進行的。箱內壓力可以根據模型縮尺比調節 (實驗時水面上的空氣壓力為原型壓力的1/kl,kl=原型彈長/模型彈長),以滿足空化相似的要求。實驗水箱一端有造波裝置,產生波浪以研究海洋波浪對出水過程的影響;另一端有消波裝置,使造波裝置所造的波浪不反射回到導彈出水區域。可以按相似要求以一定速度拖動發射系統,以模擬海流和潛艇運動。實驗的相似引數是弗勞德數
空化數
質量數m/ρL3、 轉動慣量數 I/ρL5和質心座標數 xC/L、yC/L、zC/L,其中U為物體離開發射管的速度;m為物體的質量;I為物體的轉動慣量;L為物體的特徵長度;xC,yC,zC為物體的質心座標;p和 pC分別為特徵壓力和空泡壓力;ρ為水的密度;g為重力加速度。為了模擬發射過程的內彈道,模型實驗發射系統的有關參量(如發射氣體的壓力、密度、溫度、比熱比等)也要與原型相似(見水動力學實驗)。
參考書目
J.G.沃、G.W.斯塔布斯塔德著,陳九錫、張開榮譯:《水彈道學模擬》, 國防工業出版社,北京,1979。(J.G.Waugh and G. W.Stubstad,Hydroballistics Modeling,U.S.Government Printing Office, Washington,D.C.,1975.)
VenTe Chow ed., Advance in Hydroscience,F.S.Burt, New Contribution to Hydroballistics,Vol.1, Academic Press,New York,1964.