气动液压平衡式水下武器发射系统喷注噪声研究.pdf

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1、第14卷第7期2010年7月船舶力学JoumalofShipMech觚icsV01．14No．7Jul．2010文章编号：1007-7294(2010)0r7-0800_05气动液压平衡式水下武器发射系统喷注噪声研究程广涛1，张振山1，孔岩峰1，阳雄2(1海军工程大学兵器工程系，武汉430033；2中国人民解放军海军第四部，北京100086)摘要：根据空气动力学与工程热力学理论，研究了潜艇气动液压平衡式水下武器发射系统发射武器时喷注过程的空气动力特性。分析了高压气体在气瓶与气缸之间的流动特性，在近似条件下建

2、立了作为发射动力源的质量流量变化率方程。利用“gIlt}Im方程，结合空气动力特性，对发射过程中高压气体的声学特性进行了讨论，分析了气瓶初始压力、气瓶容积、发射气道因素对发射噪声的影响，并提出了噪声控制的方案。关键词：气动；武器发射系统；喷注；噪声中图分类号：TJ630’rB53文献标识码：AResearchoniniectionnoiseofaerodvnamicandbalanceableKeSearCn0nlnleCtlonnolSe0IaerodVnamlCandbalanCeabIeunderwa

3、terweaponlauncllingsystemCHENGGu∞Ig-tol01，zHANGzkn—s}悦Inj，KoNGY6叽_如n窖，YANGx洒n92(1Departmentofwe印onryEngiIlee妇g，NavyU血ve瑙ityofEINgiIl∞riIlg，Wuhan430033，ChiIla；2NO．4D印anm眦ofNavy’nePeopk’s【ibemd∞AmyofChiIla，Beijing100086，Chjna)AbstH拉t：Theaerodynamicch啪cterist

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5、nagood印proximation．Thehighpressureg够acousticchamcteris—ticisdiscussedbasedonUghthiuequation．Thent}leinnuencesofori西npressureofvessel，tllevolume0fVessel，andthee)【llaustportonlaunchingnoiseare龃alyzed，粕dtlIenoi8econ呐lmetllodisgiVen．Keywords：aerodynaIIlic；weap

6、onlaunchirIgsystem；竭ection；noise1引言气动液压平衡式武器发射装置发射过程中有两个特别重要的噪声源，一是高压空气的能量转换过程中气液缸及其附属装置产生的机械噪声，第二个就是发射过程中管内武器与射流引起的噪声。美国最新研制的弹性发射装置(液压平衡式)以橡皮贮能的方式取代气缸，从而实现了将发射噪声控制在很低的水平，可见第一个噪声源所占比重之大。由于国内发射装置研制水平的限制，气动液压平衡式发射装置仍然是主流装备，而对其进行噪声控制研究的重要性不言而喻。气缸噪声的产生可以分为两个部分

7、，一是由于气缸中压力振荡激励气缸壁及压力冲击产生的机械噪声，另外一部分就是气体从气瓶进入气缸过程中的喷注噪声，后者属于空气动力性噪声。文中主要研究后者。收稿日期：2009一lO一21作者简介：程广涛(1980-)，男，海军工程大学兵器工程系博士研究生。第7期程广涛等：气动液压平衡式水下武器⋯80l气瓶中的高压气体进入气缸的过程中，物理过程十分复杂，但对于气瓶来讲其过程实际为排空过程，而对于气缸而言，其过程就是一个充气做功过程。从空气动力学的角度来讲，其辐射的噪声为喷注噪声。当高压气体经过发射阀进入气缸作功时

8、可以将此时喷注噪声的成因归于间歇性排气噪声。关于空气动力噪声20世纪50年代“ghthill所作的理论工作是解决这类问题的经典，他开创性地推导出具有声源项的波动方程公式，得到了具有体源、力源和切变应力源发声的普遍方程。可以根据发射过程的数学模型，得到发射过程中气体进入发射气缸的变化规律。根据空气动力学理论和工程热力学理论，发射过程中气瓶中气体通过发射阀进入气缸的过程可分为两个阶段，临界过程(音速流动)与非临界过程