内锥型空心弹阻塞喉径面积比的仿真研究

全 鑫,张红艳，马铁华，张 瑜，武耀艳

(中北大学 a.电气与控制工程学院； b.理学院； c.电子测试技术国家级重点实验室， 太原 030051)

空心弹是一种管状超声速飞行弹药，与实心弹丸相比具有阻力小、成本低、打击精度高、侵彻性能好等优点。西方国家在20世纪70年代初开始对空心弹进行广泛的研究，我国的对空心弹的理论研究和开发则开始于20世纪70年代末期[1]。空心弹依据形状特点分为内锥型、外锥型和混合型空心弹。内锥型和混合型空心弹丸因入口内侧有斜锥面的存在，在超音速来流中必然形成内锥型的激波进而导致通孔内的复杂流动，甚至导致通孔中的气流流动停滞，即发生阻塞现象。发生阻塞的空心弹在飞行中阻力大大增加，动能被大大消耗，严重影响弹丸的终点效能。因此研究空心弹丸的流场和通过结构设计避免阻塞现象发生极具意义。

李惠昌等[2]通过风洞试验和实弹射击试验证实了空心弹存在“阻塞”特性且在阻塞现象发生前后弹体受到的阻力具有明显的“突跃”现象。随着计算流体力学的发展和流体计算数值模拟的技术的成熟，应用仿真软件进行数值模拟已成为国内外研究空心弹的主要手段之一。黄振贵等[3]应用数值模拟软件得到了具有最小阻力系数的理想空心弹外形。李艳玲等[4]使用Fluent软件仿真出空心弹的流场，获得了相关数据和气动力参数，并认为采用单方程模型计算的结果更优。Evans等[5]对空心弹的气动特性的计算得到了较准确的阻力系数及波系结构。……