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热发射过程冲击波对航行体头罩安全出筒影响分析

刘钢旗 袁馨 高山 崔灿丽 叶剑鸿

刘钢旗, 袁馨, 高山, 等. 热发射过程冲击波对航行体头罩安全出筒影响分析[J]. 水下无人系统学报, 2026, 34(1): 129-135 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0156
引用本文: 刘钢旗, 袁馨, 高山, 等. 热发射过程冲击波对航行体头罩安全出筒影响分析[J]. 水下无人系统学报, 2026, 34(1): 129-135 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0156
LIU Gangqi, YUAN Xin, GAO Shan, CUI Canli, YE Jianhong. Impact of Shock Waves on Safe Exit of Vehicle Nose Cap During Thermal Launch Process[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2026, 34(1): 129-135. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0156
Citation: LIU Gangqi, YUAN Xin, GAO Shan, CUI Canli, YE Jianhong. Impact of Shock Waves on Safe Exit of Vehicle Nose Cap During Thermal Launch Process[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2026, 34(1): 129-135. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0156

热发射过程冲击波对航行体头罩安全出筒影响分析

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0156
详细信息
    作者简介:

    刘钢旗(1990-), 男, 高级工程师, 主要研究方向为水下航行器总体技术

  • 中图分类号: TJ631.7; U674

Impact of Shock Waves on Safe Exit of Vehicle Nose Cap During Thermal Launch Process

  • 摘要: 针对同心筒热发射过程中燃气流场作用下产生的冲击波对火箭助飞航行体头罩安全出筒的影响, 采用计算流体力学软件数值仿真点火发射过程, 详细分析了固体火箭发动机产生的冲击波和燃气在同心筒内的传播规律, 得到了冲击波作用下头罩受力变化曲线, 揭示了头罩在冲击波作用下的受力机理。结合试验数据进一步验证了头罩在冲击波作用下的受力过程,明确了其“先压—后拔—再压”的受力特征。研究结果清晰阐明了同心筒热发射过程冲击波对头罩的受力影响机制, 可为航行器头罩出筒安全性设计提供理论依据和参考。

     

  • 图  1  燃气流场仿真有限元网格模型

    Figure  1.  Finite element mesh model for gas flow field simulation

    图  2  头罩无量纲化受力曲线

    Figure  2.  Dimensionless force curve of the nose cap

    图  3  筒内马赫数分布云图(t=19.24 ms)

    Figure  3.  Contour of Mach number distribution inside the cylinder (t=19.24 ms)

    图  4  筒内压强分布云图(t=19.24 ms)

    Figure  4.  Contour of pressure distribution inside the cylinder (t=19.24 ms)

    图  5  筒内燃气质量分数云图(t=19.24 ms)

    Figure  5.  Contour of gas mass fraction inside the cylinder (t=19.24 ms)

    图  6  筒内压强分布云图(t=26.62 ms)

    Figure  6.  Contour of pressure distribution inside the cylinder (t=26.62 ms)

    图  7  筒内燃气质量分数云图(t=26.62 ms)

    Figure  7.  Contour of gas mass fraction inside the cylinder (t=26.62 ms)

    图  8  筒内压强分布云图(t=29.85 ms)

    Figure  8.  Contour of pressure distribution inside the cylinder (t=29.85 ms)

    图  9  头罩内外压强分布云图(t=29.85 ms)

    Figure  9.  Contour of pressure distribution inside and outside the nose cap (t=29.85 ms)

    图  10  筒内燃气质量分数云图(t=29.85 ms)

    Figure  10.  Contour of gas mass fraction inside the cylinder (t=29.85 ms)

    图  11  筒内燃气质量分数云图(t=38 ms)

    Figure  11.  Contour of gas mass fraction inside the cylinder (t=38 ms)

    图  12  筒内马赫数分布云图(t=38 ms)

    Figure  12.  Contour of Mach number distribution inside the cylinder (t=38 ms)

    图  13  筒内压强分布云图(t=38 ms)

    Figure  13.  Contour of pressure distribution inside the cylinder (t=38 ms)

    图  14  筒内燃气质量分数云图(t=44.4 ms)

    Figure  14.  Contour of gas mass fraction inside the cylinder (t=44.4 ms)

    图  16  筒内压强分布云图(t=44.4 ms)

    Figure  16.  Contour of pressure distribution inside the cylinder (t=44.4 ms)

    图  15  筒内马赫数分布云图(t=44.4 ms)

    Figure  15.  Contour of Mach number distribution inside the cylinder (t=44.4 ms)

    图  17  试验头罩内外压力无量纲曲线

    Figure  17.  Dimensional pressure curves inside and outside the test nose cap

    图  18  试验头罩内外压差无量纲曲线

    Figure  18.  Dimensional pressure difference curve inside and outside the test nose cap

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-11-12
  • 修回日期:  2024-12-30
  • 录用日期:  2025-01-15
  • 网络出版日期:  2025-05-28
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