Page 12 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 原 凯，等： 航行体高速入水时多孔泡沫的缓冲降载特性 第 9 期

1.48 700
Unbuffered case
600 Case 1
1.46 Case 2
500
Total energy/MJ 1.44 a/(m·s −2 ) 300
400

200
1.42
Unbuffered case 100
1.40
Case 1
Case 2 0
1.38
0 2 4 6 8 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8
t/ms t/ms
图 13 无缓冲工况、工况 1 和工况 2 的航行体 图 14 无缓冲工况、工况 1 和工况 2 的航行体
总能量随时间变化曲线 加速度随时间变化曲线
Fig. 13 Time variation curves of total vehicle energy Fig. 14 Time variation curves of acceleration
in unbuffered case, case 1 and case 2 in unbuffered case, case 1 and case 2

3.2 不同开孔泡沫缓冲条件下入水流场演化特性
图 15 为其他 5 种工况下航行体以 80 m/s 速度入水的流场演化与动态破碎过程，图 16 给出了无缓
冲条件下航行体以 80 m/s 速度入水的空泡形态，取航行体刚入水的时刻为 1 ms，可以看出，无缓冲条件
下，航行体头部猛烈撞击水面，形成一个迅速向外扩张的空泡，在水流的冲击力和惯性的作用下继续扩
大，空泡壁面呈现出明显的向外扩张的现象。有缓冲工况下，缓冲头罩和缓冲泡沫在撞击水面的瞬间开
始发挥作用，缓冲头罩首先接触到自由液面，能够吸收和分散一部分冲击力，随后缓冲泡沫在撞击过程
中压缩和溃灭，进一步吸收和减缓了剩余的冲击力。航行体入水后形成的空泡壁面呈现出向内收缩的
现象，这意味着航行体入水的冲击力被有效地降低。同时，由于缓冲头罩与缓冲泡沫的破碎溃灭，使得
有缓冲工况航行体入水空泡直径小于无缓冲条件下航行体入水空泡直径，进一步证实了缓冲降载措施
的有效性。不同孔型泡沫工况的破碎时间与空泡轮廓均存在差异。

Splash crown
rises

Entry point
Hood breakage
1 ms 3 ms 6 ms 9 ms 12 ms 15 ms
(a) Case 1

Splash
crown
rises

Entry point
Hood breakage
Foam
fragment
1 ms 3 ms 6 ms 9 ms 12 ms 15 ms
(b) Case 3

091001-9