Page 101 - 《爆炸与冲击》2026年第11期
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第 46 卷 李 腾，等： 头部锥角对弹体高速入水流场变化特性的影响 第 11 期
16D 20D 30D
图 5 不同区域宽度下入水 5 m 处水蒸气流场对比
Fig. 5 Comparison of water vapor flow fields at a depth of 5 m under different area widths
2 数值模型计算有效性试验验证
2.1 试验装置
为校核数值模型的计算准确性，同时获取弹体穿越自由液面高速入水后的空泡演化特性，开展弹体
高速入水试验。试验采用电磁发射装置加载弹体至一定速度后以 90°着角垂直入水，试验布局如图 6 所
示。试验装置由电磁发射系统、高速摄像系统，触发控制系统和水箱等 4 个部分组成。
Main
Electromagnetic Connection Charging Control console
Test tank gun barrel cable power supply cabinet
Supporting
High-Speed platform
camera system
Light source
Projectile
Side
platform
Ground
图 6 试验布局
Fig. 6 Test layout
其中电磁发射炮管连接电源的数量越多，流经炮管的电流越大，作用到弹体尾段电枢上的电磁推力
越大，弹体入水速度也越大。试验时高速相机拍摄帧率设置为 5 000 s ，分辨率为 384×896，快门速度为
−1
30 μs，采用同步触发方式，试验前进行多次触发联试。总控制系统布置于侧平台上，连接高速相机、电磁
发射系统等，试验人员通过控制系统进行加压充电、接地泄放、发射触发等操作。试验用水箱高 6 m，上
方开口正对炮管下方筒口，前侧和右侧设计有视窗，由亚克力透明玻璃组成，前侧布置相机，右侧布置补
光光源，水箱下半部分处于深 2 m 的方形槽中，试验时相机可拍摄的弹体入水运动深度约 3 m，水箱底部
同时布置有回收装置。
2.2 试验结果对比
基于上述电磁发射装置进行弹体高速入水试验，通过对比空泡轮廓和入水速度变化，来校核数值模
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