液压水锤效应引起液体喷溅特性及其影响因素试验研究*

陈安然，李向东，周兰伟，纪杨子燚

(南京理工大学 机械工程学院， 江苏 南京 210094)

燃油箱是战场大部分运动目标的必备、易燃部件，是弹药毁伤元重点打击对象之一。当高速侵彻体(破片、子弹、穿甲弹等)撞击、侵彻目标燃油箱时，产生液压水锤效应(Hydrodynamic ram)[1-6]，导致燃油箱出现不同模式的毁伤。液压水锤效应毁伤燃油箱的机制为：①引起油箱内燃油出现较大的压力波动，导致燃油箱破损；②引起燃油向外喷溅，增加油箱及周围环境的起火概率。引燃喷溅燃油的热源主要包括：破片撞击油箱壁面产生的火花、机械设备的摩擦火花、电子元器件及其线路在运行过程中的发热和辐射表面等。

国内外学者采用理论[7-12]、试验[13-19]和数值模拟[20-26]方法研究了液压水锤效应，内容多涉及破片撞击充液容器后产生的冲击波、液体内的空腔生长、容器的结构响应和液体介质类型对水锤效应的影响等，而针对液压水锤效应引起液体喷溅的相关研究较少。Lingenfelter等[27-28]通过测量破片侵彻孔处的流场，计算了空腔内的外部环境气体和蒸发流体的相对组成；利用同步高速摄影技术，观察了内部空腔和外部喷溅液体之间的联系；指出液压水锤效应引起液体喷溅的研究重点是其驱动机制。Disimile等[29-30]对液压水锤效应引起的液体喷溅进行了定性研究，将该过程分为预喷溅、主喷溅、低频脉动与高速喷射4个具有不同特征的阶段，并统计了每个阶段发生的时刻和持续时间，研究了破片速度对液体喷溅的影响。……