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提拉活塞式导弹水下发射过程数值模拟

第 4 9卷第 5期 2 0 1 5年 5月

上海交通大学学报 J OURNAL OF SHANGH AI J I AO TONG UNI VE RS I TY

Vo 1 . 4 9 No . 5 Ma y 2 01 5

文章编号: 1 0 0 6 - 2 4 6 7 ( 2 0 1 5 ) 0 5— 0 6 5 1— 0 6

DOI: 1 0 . 1 6 1 8 3/ j . c n k i . j s j t u . 2 0 1 5 . 0 5 . 0 1 3

提拉活塞式导弹水下发射过程数值模拟 刘传龙, 张宇文, 王亚东 , 陈诚 (西北工业大学航海学院,西安 7 1 0 0 7 2 )

摘要:为综合潜艇和导弹在作战中的优点,将陆上导弹常用的提拉活塞发射方式移植到水下,并利用潜艇进行水下导弹发射,对提拉活塞式导弹发射过程进行数值模拟,建立了耦合求解非定常流

场和运动的数值仿真模型,在给定初始条件下,模拟了导弹在水下和空中发射的出筒过程,分析了

发射流场和导弹运动参数的变化情况.仿真结果表明:在水下发射导弹的过程中,海水来不及填补 因导弹运动形成的弹尾区域空隙而形成了空化,产生了较大的压差阻力,减小了出筒速度和增加了

出筒所需时间;弹尾处空化的产生增大了导弹水动力特性的不确定性,给发射内弹道的设计和控制造成了困难,弹尾处空泡溃灭后产生的压力波对弹尾和筒底形成巨大的冲击载荷,并对弹尾和筒底 的结构防护提出了更高要求 . 关键词:导弹;水下发射;提拉活塞式;流场;耦合计算

中图分类号: T J 0 1 3 . 1

文献标志码: A

Nu m er i c al Si mu l a t i o n o f Un d er wa t e r Pi s t o n P u l l i n g La u n c h e d Mi s s i l e Lj r【,『 Chu an— l o ng, ZH AN G Yu— we n, W AN G Ya— do ng, CH EN Ch e n g ( Sc ho ol o f Ma r i ne En gi n e e r i ng,Nor t h we s t e r n Po l y t e c hn i c a l Un i ve r s i t y,Xi’ a n 7 1 0 07 2,Ch i na )

Ab s t r a c t

:To c o mbi ne t he a dv a nt a g e s o f e a c h s ub ma r i n e s a nd mi s s i l e s i n c o m ba t,t he pi s t o n pul l i n g mo de whi c h wa s g e ne r a l l y us e d i n l a nd—— b a s e d mi s s i l e s wa s p o r t e d t o u nde r wa t e r mi s s i l e s l a u nc he d b y s ub ma - r i ne s . A nume r i c a l s i m ul a t i o n mod e l c ou pl e d c a l c ul a t i on of u ns t e a d y f l o w a nd mo t i o n wa s e s t a bl i s he d t o c a r r y o ut p i s t on p ul l i n g l a u nc h e d mi s s i l e . Th e pr o c e s s o f t h e mi s s i l e 1 a un c he d u nde r wa t e r a n d a i r whi l e

e j e c t i n g o u t o f l a u n c h i n g t u b e wa s c a l c u l a t e d b y t h e g i v e n i n i t i a l c o n d i t i o n s . Th e e v o l u t i o n o f mi s s i l e l a un c hi ng f l o w a nd mo t i o n pa r a me t e r s wa s gi ve n. Th e s i mu l a t i o n r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e r e i s n o e no ug h

t i me f o r t h e s e a wa t e r t o f i l l u p t h e s p a c e c a u s e d b y t h e mo t i o n o f t h e mi s s i l e d u r i n g t h e u n d e r wa t e r l a u n c h— i n g pr o c e s s . T he u nf i l l e d s p a c e c o me s i n t o c a vi t a t i on, w hi c h i n

c r e a s e s t he pr e s s u r e dr a g of t he mi s s i l e,

t h u s r e d u c i n g t h e v e l o c i t y o f t h e mi s s i l e a n d i n c r e a s i n g t h e t i me f o r e j e c t i n g o u t o f l a u n c h i n g t u b e .Th e c a vi t a t i o n a r o und t he mi s s i l e t a i l r a i s e s t h e unc e r t a i nt y of t he mi s s i l e hy d r o d yn a mi c c ha r a c t e r i s t i c,a n d ha s a n a d ve r s e e f f e c t s o n t he d e s i gn a n d c o nt r o l l i ng of i n t e r na l ba l l i s t i c s . Th e i mpa c t l o a d o n t he t a i l a nd t he bo t t o m o f t he t u be o f c ol l a ps e a nd pe r i s h by t he c a v i t a t i on wi l l p o s e h i gh e r r e qu i r e me n t s f or s t r u c t ur e pr o— t e c t i on o f t ho s e p l a c e s .

Ke y wor ds:mi s s i l e;u nd e r wa t e r l a u nc h i ng;p i s t on pu l l i ng;f l o w;c o upl e d c al c ul a t i o n

收稿日期: 2 0 1 4— 0 4— 0 8

作者简介:刘传龙 ( 1 9 8 8一 ),男,安徽省六安市人,博士生,主要从事导弹水下发射及超空泡研究 . 张宇文(联系人 ),男,教授,博士生导师,电话 ( Te 1 ):0 2 9— 8 8 4 9 4 4 8 6; E— ma i l: l i u 2 0 1 1 1 0 0 3 2 2@1 6 3 . c o l n .

提拉活塞式导弹水下发射过程数值模拟

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