Fr
4

2]
13-26
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通气超空泡的生成与控制
13-27
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通气超空泡的生成与控制
通气角度的影响：
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通气超空泡的生成与控制
重力的影响：
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V = 8.9 m/s
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通气超空泡的生成与控制
通气超空泡的形态：
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13-40
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带空泡航行体的稳定性技术
被动控制指的是依赖航行体设计阶段进 行的适当的流体动力布局及若干非人工控制 的稳定措施来保证运动稳定性的控制方法， 如空化器、模型弹身及尾翼等的形态及流体 动力的设计。
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超空泡技术试验研究进展
乌克兰/俄罗斯 美国 德国 国内
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超空泡技术试验研究进展
俄罗斯和乌克兰的超空泡研究工作实 为一体，多数超空泡试验都在乌克兰进行 。俄罗斯莫斯科大学数学力学系流体力学 教研室、莫斯科大学力学研究所以及中央 空气、水动力学研究院、乌克兰科学院流 体力学研究所等部门开展了超空泡问题的 试验研究。
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空泡稳定性与控制技术
通气不稳定性 自由剪切层不稳定014 HIT
空泡稳定性与控制技术
通气不稳定性主要与通气率和自然空化数有 关，Parishev等应用线形稳定性理论对轴对 称空泡进行了研究，认为通气超空泡的主要 动力学特性取决于无量纲参数
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空化器设计
圆盘空化器
Dc cx0 (1 )
Dn

Lc 1
Dn
c
x
0
(1


)
ln
1

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通气超空泡的生成与控制
通气的作用：形成空泡、维持空泡 通气系统的组成 通气规律的研究
Q

Q V Dn2
Q


g
0.27
[
3 g
流体动力学理论基础
超空泡减阻技术
哈尔滨工业大学航天学院 2014年4月
库尔斯克号沉没
俄罗斯核潜艇 1994年5月下水，造价10亿美元 长150米，宽18.2米，高13.1米 独特的双壳艇身和9个防水隔舱 2000年8月沉没 118人遇难
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伊朗试射超级鱼雷
超空泡技术试验研究进展
莫斯科大学的主要试验设备是大型高 速水洞。乌克兰科学院流体力学研究所具 有多个大型超空泡试验设备，其中一个多 功能的水利试验台，主要进行小模型的约 束 模 弹 射 或 自 推 力 飞 行 试 验 ； 在 1986 年 建 成的高速开路型水洞，最大水流速度32m/s ，是其最主要的试验装置。
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带空泡航行体的稳定性技术
超空泡射弹入水过程
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带空泡航行体的稳定性技术
超空泡射弹结构破坏状态
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带空泡航行体的稳定性技术
主动控制是首先对航行体的姿态进行实 时监控，再利用主动调控设施（调整喷气量 和喷射方向，调整空化器攻角等等）产生反 馈的闭环控制系统。
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研究意义
美国AHSUM水下超空泡射弹
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研究意义
美国AHSUM水下超空泡射弹试验方案
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研究意义
美国AHSUM水下超空泡射弹试验照片
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研究意义
德国“棱鱼” 超空泡导弹
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带空泡航行体的稳定性技术
浮力缺失 升力集中于空化器和尾舵 尾部滑行力或尾拍力的存在
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带空泡航行体的稳定性技术
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带空泡航行体的稳定性技术
超空泡内弹体处于平衡位置
超空泡内弹体尾部上摆
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超空泡内弹体尾部下摆
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空泡稳定性与控制技术
气泡振荡不稳定性是由于环境压力的波动而 引起的。Parishev运用Logvinovich独立性原 理将空泡界面描述为一系列独立的界面。得 到迟滞量与欧拉数、空泡数和空泡内气体的 绝热指数之间的函数表达式
0
12 Eu 1

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0 0 2
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研究意义
“暴风”超空泡鱼雷
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研究意义
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研究意义
美国正在研制的超空泡鱼雷原理图
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研究意义
美国正在研制的超空泡鱼雷原理图
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超空泡鱼雷结构
1 空化器 2 通气口 3 导引系统 4 推进及通气系统 5 尾翼
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研究意义
美国RAMICS机载超空泡射弹
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研究意义
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研究意义
美国RAMICS机载超空泡射弹
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研究意义
利于稳定飞行的尾翼 标准 GAU-8 弹药筒 接口兼容 Mk44/Bushmaster II 30mm链炮 弹丸质量：0.55 lb (250 g) 弹丸长度：7.5 inches (190.5 mm)
研究意义
德国“棱鱼” 超空泡导弹
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研究意义
德国“棱鱼” 超空泡导弹
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研究意义
超空泡武器的未来发展 超空泡导弹 超空泡水雷 超空泡运输艇 超空泡潜艇 潜射超空泡武器 ……
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空化器设计
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v g
1 2.645
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空泡稳定性与控制技术
自由剪切层的不稳定性在两种互不渗透液体 通过一个界面进行接触时发生，当两种介质 在界面处的相对速度较大时更为明显。应用 线性稳定性理论得到自由剪切层稳定性要求 如下
uwater u gas 6.6m / s
2006年4月，伊朗大规模军演 超级鱼雷“鲸” 水下运动速度约193.9节 击中靶艇
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研究意义
F ma
Fd
Cd
1 2
V2
A
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研究意义
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超空泡减阻机理
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研究意义
“暴风”超空泡鱼雷