Investigación Experimental de las Características de Supercavitación e Hidrodinámicas de Proyectiles de Alta Velocidad con Recubrimientos Hidrofóbicos e Hidrofílicos
Autores: Jia, Huixia; Xie, Rishan; Zhou, Yangjie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Experimental de las Características de Supercavitación e Hidrodinámicas de Proyectiles de Alta Velocidad con Recubrimientos Hidrofóbicos e Hidrofílicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Supercavitación
Reducción de arrastre
Cavitación
Recubrimiento hidrofóbico
Recubrimiento hidrofílico
Coeficiente de fuerza de arrastre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La tecnología de supercavitación tiene un importante valor de aplicación en los campos militar y de defensa nacional debido a su gran potencial en la reducción de arrastre, mientras que la cavitación alrededor de objetos en movimiento bajo el agua puede verse afectada por las propiedades de la superficie de los objetos. En este artículo, se estudiaron experimentalmente las características de supercavitación y la hidrodinámica de un proyectil con recubrimientos de superficie hidrofóbicos e hidrofílicos utilizando una cámara de alta velocidad. Se compararon y analizaron la evolución de la supercavitación, el tamaño de la cavitación, el cambio de velocidad, el coeficiente de fuerza de arrastre y la deflexión balística de los proyectiles en diferentes profundidades de agua. Los resultados muestran que la longitud y el diámetro de la supercavidad aumentan con la disminución de la profundidad del agua. A la misma profundidad de agua y número de cavitación, la longitud y el diámetro de la supercavitación del proyectil con recubrimiento hidrofóbico fueron mayores que los del proyectil con recubrimiento hidrofílico, y el coeficiente de fuerza de arrastre del proyectil hidrofóbico fue claramente menor que el del proyectil hidrofílico. En las condiciones de trabajo de 6.67D, 16.7D y 33.3D, el coeficiente de fuerza de arrastre del proyectil hidrofóbico podría reducirse en aproximadamente un 20-40% en comparación con el del proyectil hidrofílico. La reducción máxima en el coeficiente de fuerza de arrastre fue de hasta un 40% a = 0.34 bajo una profundidad de agua de 33.3D. La atenuación de velocidad del proyectil hidrofóbico fue aproximadamente un 20% más lenta que la del proyectil hidrofílico. Además, la estabilidad balística de los proyectiles con recubrimiento hidrofóbico fue mejor que la de los proyectiles con recubrimiento hidrofílico en las diferentes profundidades de agua observadas en el artículo.
Descripción
La tecnología de supercavitación tiene un importante valor de aplicación en los campos militar y de defensa nacional debido a su gran potencial en la reducción de arrastre, mientras que la cavitación alrededor de objetos en movimiento bajo el agua puede verse afectada por las propiedades de la superficie de los objetos. En este artículo, se estudiaron experimentalmente las características de supercavitación y la hidrodinámica de un proyectil con recubrimientos de superficie hidrofóbicos e hidrofílicos utilizando una cámara de alta velocidad. Se compararon y analizaron la evolución de la supercavitación, el tamaño de la cavitación, el cambio de velocidad, el coeficiente de fuerza de arrastre y la deflexión balística de los proyectiles en diferentes profundidades de agua. Los resultados muestran que la longitud y el diámetro de la supercavidad aumentan con la disminución de la profundidad del agua. A la misma profundidad de agua y número de cavitación, la longitud y el diámetro de la supercavitación del proyectil con recubrimiento hidrofóbico fueron mayores que los del proyectil con recubrimiento hidrofílico, y el coeficiente de fuerza de arrastre del proyectil hidrofóbico fue claramente menor que el del proyectil hidrofílico. En las condiciones de trabajo de 6.67D, 16.7D y 33.3D, el coeficiente de fuerza de arrastre del proyectil hidrofóbico podría reducirse en aproximadamente un 20-40% en comparación con el del proyectil hidrofílico. La reducción máxima en el coeficiente de fuerza de arrastre fue de hasta un 40% a = 0.34 bajo una profundidad de agua de 33.3D. La atenuación de velocidad del proyectil hidrofóbico fue aproximadamente un 20% más lenta que la del proyectil hidrofílico. Además, la estabilidad balística de los proyectiles con recubrimiento hidrofóbico fue mejor que la de los proyectiles con recubrimiento hidrofílico en las diferentes profundidades de agua observadas en el artículo.