液体中的压力波怎样产生和传播

流体动压效应的产生主要是由于液体分子间距离小，导致其可压缩性小，受到较小压缩时就会产生较大压力。在惰性金属弹丸高速撞击下，油箱类目标内所产生流体动压效应作用过程主要涉及初始冲击、阻滞及空穴形成、贯穿及空穴塌陷、液体喷出四个阶段，如图4.1所示。

（1）初始冲击阶段。惰性金属弹丸高速撞击油箱前壁面后，产生初始冲击波，传入高速弹丸的同时，以撞击点为中心，向液态燃油内传播。由于半球面波在液体中衰减较快，较强的冲击载荷主要集中于弹丸入口附近，使侵彻阶段中已受到削弱作用的油箱前壁面发生翘曲变形，如图4.1（a）所示。

（2）阻滞及空穴形成阶段。弹丸贯穿前壁面进入油箱后，继续在液态燃油内运动，受燃油拖曳阻力作用，速度不断下降，并在该过程中将动能传递给周围燃油，导致油箱内燃油流动，在油箱内形成连续分布的压力场。但与初始冲击阶段冲击波不同的是，高速弹丸侵彻下的燃油流动是一个逐渐加速的过程。燃油内所产生的压力在峰值上显著低于初始冲击阶段冲击压力，但与初始冲击压力相比，持续时间显著更长。由于惯性作用，运动的燃油无法及时回流，从而在弹丸后方形成一空穴。紧邻弹丸的燃油被加速后具有一定的轴向和径向速度，导致空穴不断扩展。随着空穴体积迅速扩增，燃油内部压力波传递至油箱各壁面，进一步导致油箱结构产生变形，如图4.1（b）所示。

图4.1　惰性弹丸高速撞击液箱水锤效应(www.xing528.com)

（3）贯穿及空穴塌陷阶段。随着弹丸运动，在复杂应力场作用下，燃油中空穴将逐渐坍塌，不断从两侧向中央闭合，并最终消失，空穴坍塌引起的振荡压力，也将进一步加剧对油箱结构的破坏，如图4.1（c）所示。

（4）液体喷出阶段。当弹丸继续运动至油箱后壁面时，将与后壁面碰撞。如果弹丸此时仍具有足够动能，将最终贯穿油箱后壁面并穿出，油箱内部燃油也将随之从弹丸入口与出口处喷出，如图4.1（d）所示。

上述四个阶段即为惰性金属弹丸撞击油箱类目标时的作用过程。惰性金属弹丸主要依靠其动能所产生的油箱内燃油的流体动压效应来对油箱结构进行毁伤。当弹丸动能足够高时，将导致油箱结构产生一定程度的破坏并引发燃油的喷溅与泄漏。但由于惰性金属弹丸在撞击过程中缺乏有效点火机制，燃油在喷出后被点燃概率较小，仍无法实现对油箱类目标的有效引燃。