射弹高速入水尾拍载荷和弹道特性的数值研究

针对超空泡射弹火炮武器在水下近程防御中的应用，本文基于耦合欧拉—拉格朗日（CEL）方法重点对射弹伴随尾拍的高速入水过程进行数值模拟研究。数值模拟捕捉到了射弹尾拍影响下入水超空泡形态的不连续演化特征，并获得了射弹尾拍对其水动力载荷、弹道运动的影响。研究表明，射弹尾拍会伴随其轴向、侧向载荷的增加，其水动力载荷表现出非对称特征。在射弹进入稳定的尾拍航行状态后，对射弹单个尾拍周期内航行阻力取均值，通过引入尾拍阻力增加系数的方式，将其尾拍航行状态向理想的超空泡航行状态等效，获得了射弹水下超空泡尾拍航行过程的弹道性能。进一步对射弹水下射程的评估表明，采用超空泡射弹武器进行水下近程防御是可行的。