兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (5): 1482-1496.doi: 10.12382/bgxb.2023.0102
收稿日期:
2023-02-17
上线日期:
2023-05-18
通讯作者:
REN Fantao, NIU Yusen*(), JIANG Yi, YANG Baosheng
Received:
2023-02-17
Online:
2023-05-18
摘要:
探索跨介质飞行器水面弹跳过程中的运动特性和自由液面特性,对于跨介质飞行器的着水和弹跳复飞研究有着重要的参考价值。基于无网格粒子数值模拟方法研究透镜跨介质飞行器击水弹跳运动特性及液面变化特性,在与试验值对比的基础上,重点研究不同自旋速度、击水速度和击水角度对透镜飞行器击水弹跳运动特性及自由液面特性的影响。研究结果表明:自旋速度是保证透镜跨介质飞行器顺利实现击水弹跳运动的必要条件,受飞行器自旋速度诱导出现的触水区马格努斯效应会导致飞行器出现侧向运动;击水弹跳过程普遍包括稳定下落、击水、弹跳至平稳飞行三个阶段,自由液面受飞行器强烈冲击出现液面破碎和液体迸溅现象;击水弹跳过程中,飞行器击水速度衰减率及砰击载荷受自旋速度影响较小,主要受击水速度与击水角度影响,击水速度与击水角度越大,速度衰减率及砰击载荷越大。
中图分类号:
任帆涛, 牛钰森, 姜毅, 杨宝生. 透镜飞行器击水弹跳运动数值模拟[J]. 兵工学报, 2024, 45(5): 1482-1496.
REN Fantao, NIU Yusen, JIANG Yi, YANG Baosheng. Numerical Simulation of Lenticular Aircraft during Water-skipping[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(5): 1482-1496.
参数 | Pye Wacket | 实验模型 |
---|---|---|
质量m/kg | 230.00 | 180.00 |
直径D/m | 1.80 | 1.20 |
厚度h/m | 0.23 | 0.23 |
表1 几何模型参数
Table 1 Geometric model parameters
参数 | Pye Wacket | 实验模型 |
---|---|---|
质量m/kg | 230.00 | 180.00 |
直径D/m | 1.80 | 1.20 |
厚度h/m | 0.23 | 0.23 |
击水速度/(m·s-1) | 击水深度/cm | 触水时间/ms |
---|---|---|
300 | 13.82 | 16.60 |
400 | 14.13 | 13.61 |
600 | 14.33 | 9.01 |
表7 不同击水速度击水状况
Table 7 Water skipping conditions at different velocities
击水速度/(m·s-1) | 击水深度/cm | 触水时间/ms |
---|---|---|
300 | 13.82 | 16.60 |
400 | 14.13 | 13.61 |
600 | 14.33 | 9.01 |
α/(°) | 入水深度/cm | 触水时间/ms | 角动量衰减/‰ |
---|---|---|---|
1 | 12.89 | 31.22 | 0.60 |
3 | 14.13 | 13.61 | 0.68 |
5 | 15.02 | 9.50 | 0.74 |
表9 不同击水角度击水状况
Table 9 Water skipping conditions at different angles
α/(°) | 入水深度/cm | 触水时间/ms | 角动量衰减/‰ |
---|---|---|---|
1 | 12.89 | 31.22 | 0.60 |
3 | 14.13 | 13.61 | 0.68 |
5 | 15.02 | 9.50 | 0.74 |
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