装备击水过程模拟分析

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本次仿真坐标系有大地坐标系和装备坐标系。大地坐标系:原点在装备头部，x轴过装备轴线指向水平方向，y轴指向竖直向上，z轴垂直x-y平面。装备坐标系:原点在装备质心位置，x轴与装备轴重合指向尾部，y轴在竖直平面内垂直x轴，z轴垂直x-y平面。选取4个典型条件下该型装备的初始条件进行仿真分析，其中A为装备头部节点，B为装备尾部节点，仿真结果如下:

1)平台速度820km/h，高度47m，该型装备击水瞬间初始条件见表1。从图3可以看出，在0.026s时，装备尾部撞击到水袋边缘，形成二次冲击，在后面的动力特性曲线中可以体现出来。由于受到头部水冲击力作用，该作用力产生力矩作用，使装备产生绕Z轴方向的旋转，从而使头部Y方向速度减小，尾部Y方向速度增大。0.025s时A点的Y向速度减小到了0，随后产生向上的速度，使装备抬头。尾部加速度曲线在0.026s时出现第2个峰值1394m/s2，表明装备尾部在该时刻撞击到水袋边缘。从装备姿态变化曲线可看出，装备姿态角从75°增大到了90°，也就是装备已经处于水平状态。

2)平台速度560km/h，高度65m，装备击水瞬间初始条件见表2。从图11可清楚地看到击水过程产生的空化现象。浅色与深色之间的是气、液二相状态，不但可以看到尾部击水，还可看到尾部击水后卷起的水气。从图12～图15可以判断，平台以560km/h的速度从72m的高度进行投放，装备倾角向垂直方向趋于增大，头部径向过载峰值为146个重力加速度(约1460m/s2)。下面是2种极限状况的击水过程，一种是平台以820km/h的速度从1000m高度进行投放，讨论该种情况主要是由于980m投放，装备下降过程会出现平衡速度，是伞降的一个普遍现象;另一种是以820km/h的速度从47m高度进行投放，装备以47°击水过程，该过程通过仿真可知很难出现，因为装备是静稳设计，以47m投放时俯仰角在击水时不会变动如此剧烈，但考虑到击水过载与击水速度有很大关系，47m投放击水速度最大，为防止极端情况出现，在此处还是对该情况进行了讨论，主要提供过载的一种极限参考。首先是980m击水过程，然后是47m，47°击水过程的仿真分析。

3)投放速度820km/h，高度980m，装备击水瞬间初始条件见表3。

4)平台速度820km/h，高度47m，击水瞬间初始条件见表4。

本文作者：吉礼超夏庆升贾磊李宁作者单位：海军驻重庆地区军事代表局