Page 170 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 陈安然，等： 高速破片撞击燃油箱导致的燃油喷溅特性 第 6 期

速度的值大于区间（2）和区间（3）内的值，但由于不同速度区间内的衰减方式不同，区间（1）和区间（4）内
的喷溅速度衰减系数更小。

200 0.06 60

A B 1.0
175 Fitting curve Fitting curve 55
0.05 0.8
150 50
0.6
A 125 0.04 B C 45 D
100 0.4 C 40
0.03 Fitting curve
75 0.2 D 35
Fitting curve
50 0.02 0 30
600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 1 300 760 780 800 820 840 860 880 900 920
v 0 /(m·s ) v 0 /(m·s )
−1
−1
(a) Parameters A, B (b) Parameters C, D
图 9 拟合参数与撞击速度的关系
Fig. 9 The relationship of the fitting parameters with impact velocity
修正后的液体喷溅初速度随时间的变化可用下式计算：

 −0.054 22t
(−0.640 4v 0 −304.9)e v 0 ≤757 m/s

( )
 −3
−4.6×10 v 0 +2.906 t +0.103 4v 0 −31.5 757 m/s＜v 0 ≤860 m/s
v s = ( ) (2)
−4
 −7.39×10 v 0 +0.544 4 t +0.403 8v 0 −316.7 860 m/s＜v 0 ≤951 m/s


−5
 ( −5.49×10 v 0 +0.021 63) t
(0.081v 0 +27.44)e v 0 ＞951 m/s
利 用 式 (2) 得 到 的 拟 合 结 果 与 试 验 结 果 进 行 对 比 ， 结 果 如 图 10 所 示 。 破 片 撞 击 速 度 为 737、
996 m/s 的试验中，修正后拟合结果的误差在 20% 左右，远小于式 (1) 的计算误差。
设 n 为喷溅次数，两次液体喷溅的初始速度之差与前一次喷溅的比值定义为喷溅速度衰减率：
s
v s (n s −1)−v s (n s )
η = n s = 2,3,··· (3)
v s (n s −1)
式中：n = 1 时，η = 1。
s
液体的喷溅速度衰减率随喷溅次数和时间的变化如图 11 所示，破片撞击速度在 777～996 m/s 范围
内时，存在高速喷射阶段，该阶段出现在破片撞击燃油箱后的 40.67～52.46 ms 内，在该时间区间内，燃油
箱内的空腔至少经过 4 次振荡。不同撞击速度的试验中，液体的喷溅速度衰减率随喷溅次数的变化趋
势大致相同，喷溅速度衰减率的波动逐渐下降并趋于平稳。

150
200 Test results Test results
Calculation results of Eq. (2) 125 Calculation results of Eq. (2)
175
150 100
v s /(m·s −1 ) 125 30% v s /(m·s −1 ) 75

100
75 50 30%
50
25 ε a =22.90%
ε a =9.61%
25 −30% −30%
0 20 40 60 80 100 120 0 25 50 75 100 125 150 175 200
t/ms t/ms
(a) v 0 =737 m/s (b) v 0 =996 m/s

061432-8

−1 −1

ε

−30% −30%
ε