截锥形弹体在液体介质中运动速度衰减规律分析

摘要

水面舰船被动防护体系中液舱的主要功能之一是阻止高速弹体(爆炸破片)对内部重要结构、设备和人员的威胁,高速弹体打击液舱的过程包含着复杂的能量传递与耗散.为了分析弹体形状对其在液体介质中运动速度衰减的影响,开展了一系列不同头形因数的截锥形弹体在不同入水速度下弹体垂直侵彻液体介质过程的数值模拟,得到了垂直侵彻液体介质时弹体速度衰减特性,发现高速弹体在液体介质中运动的阻力因数与弹体形状和无量纲速度有关.基于对系列数值模拟计算结果的拟合分析,提出了计及头形因数的截锥形弹体垂直侵彻液体介质时的速度衰减经验公式,通过开展数值算例分析验证了公式计算结果的可靠性.本文中提出的经验公式可实现对高速弹体在液体介质中速度衰减的准确快速计算,为舰船防护液舱结构设计提供一定的参考.