Page 176 - 《爆炸与冲击》2026年第6期
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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
dv lx dt
dv lx
= (41)
dx dt dx
dv lr dt
dv lr
= (42)
dr dt dr
dx = v lx dt (43)
dR = v lr dt (44)
定义燃油喷溅的角度 α 为其喷溅速度衰减至初始速度的一半时，喷溅燃油上、下边缘的夹角：
c
( )
x t v s0 /2
α c = 2arctan ( ) (45)
r t v s0 /2
喷溅燃油的发散程度 D 定义为燃油喷雾内燃油与环境气体的总体积与燃油喷雾内燃油实际体积
d
的比值，本文中取与喷溅角度相同时刻的喷溅燃油总体积为分子，分母为喷溅燃油的相对初始体积，计
算公式如下：
( ) ( ) 2
V v s0 /2 x t v s0 /2 πr t v s0 /2
D d = = (46)
V s0 3V s0
3 理论计算与试验结果对比
高速破片撞击燃油箱试验共开展了 11 发，撞击速度范围为 577～1 251 m/s。空腔动力学演化与燃油
喷溅的典型试验结果如图 14～15 [15] 所示，预喷溅阶段（图 15（a））发生在空腔收缩过程中，主喷溅阶段
（图 15（b））发生在空腔完全溃灭后，低频脉动喷溅（图 15（c））伴随着燃油箱内的空腔振荡而连续发生。
详细的试验结果与分析见文献 [15]。
1.73 ms 2.40 ms 3.16 ms
6.27 ms 10.13 ms 12.00 ms
图 14 空腔动力学演化（v 0 = 1 251 m/s） [15]
Fig. 14 The cavity dynamics evolution (v 0 = 1 251 m/s) [15]
(a) 2.80 ms (b) 14.80 ms (c) 18.13 ms
图 15 燃油喷溅过程（v 0 =1 251 m/s） [15]
Fig. 15 The fuel spurt proceed (v 0 =1 251 m/s) [15]
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