出水

相关tags:

[外文]：water exit

导弹等物体从水下经过水和空气的交界面进入空气的运动过程（见图）。20世纪40年代末，开始从水下发射导弹，促进了出水问题的研究。

由潜艇发射的导弹经历发射管内弹道、水下弹道、出水过程和空中弹道而飞向目标。发射用的气体有时尾随导弹从发射管排出，影响导弹的水下弹道和出水过程。潜艇运动（包括前进、俯仰和滚转）和海流对导弹的水下弹道和出水过程也有影响。水下的导弹离开发射管后，一般在肩部会出现蒸汽空泡。空泡分离线的不规则变动，涡空泡从导弹表面的不规则泄落，都对出水弹道有很大影响，使出水后导弹的姿态角（导弹轴线与铅垂线的夹角）散布加大。从导弹鼻尖接近水的自由面时起，自由面对出水过程的影响便不容忽视。导弹穿过自由面时所受到的水阻力会突然减少，而且相对于弹体往往是不对称的，会使弹道发生折转。导弹出水还受波浪的影响，这更增加出水过程的随机性。研究出水问题最关键的是确定出水后导弹的姿态角和速度变化规律。

出水所要探讨的力学问题是带有空泡穿过自由面的非定常绕流问题，同时要考虑波浪的影响。这些问题与刚体动力学耦合在一起，构成水弹道学的一部分。出水模型实验是在密闭水箱内进行的。箱内压力可以根据模型缩尺比调节 (实验时水面上的空气压力为原型压力的1/k_l，k_l=原型弹长/模型弹长)，以满足空化相似的要求。实验水箱一端有造波设备，产生波浪以研究海洋波浪对出水过程的影响;另一端有消波设备，使造波设备所造的波浪不反射回到导弹出水区域。可以按相似要求以一定速度拖动发射系统，以模拟海流和潜艇运动。实验的相似参数是弗劳德数 空化数 质量数m/ρL³、 转动惯量数 I/ρL⁵和质心坐标数 x_C/L、y_C/L、z_C/L，其中U为物体离开发射管的速度；m为物体的质量；I为物体的转动惯量；L为物体的特征长度；x_C，y_C，z_C为物体的质心坐标；p和 p_C分别为特征压力和空泡压力；ρ为水的密度；g为重力加速度。为了模拟发射过程的内弹道，模型实验发射系统的有关参量（如发射气体的压力、密度、温度、比热比等）也要与原型相似（见水动力学实验）。

参考书目

1. J.G.沃、G.W.斯塔布斯塔德著，陈九锡、张开荣译：《水弹道学模拟》， 国防工业出版社，北京，1979。(J.G.Waugh and G. W.Stubstad，Hydroballistics Modeling，U.S.Government Printing Office， Washington，D.C.，1975.)
2. Ven　Te Chow ed.， Advance in Hydroscience，F.S.Burt， New Contribution to Hydroballistics，Vol.1， Academic Press，New York，1964.