泡沫-水两用幕厚度与光衰减效果的关系

理论分析与实验研究了水幕系统施放泡沫-水两用干扰幕产生的泡沫幕/水幕施放厚度与光衰减效果的关系。实验对空中和模拟甲板表面施放不同气流量比例的4～32层离散液滴状水幕和泡沫幕,测量其对平行光的衰减。实验结果表明:对于不同泡沫-水两用幕施放位置和气流量比例,随着施放厚度的增加,光衰减效果均明显提高,透射照度的衰减最高可达95.8%（空中）与98.4%（甲板表面）;透射照度衰减的速率随施放层数的增加而逐渐减小。     

延时膨胀泡沫的运动特性研究

针对舰船利用现有水幕系统施放泡沫幕难以同时满足施放距离远、滞空时间长的问题,深入研究了延时膨胀泡沫(DEF)的运动特性。将不同浓度的一水合柠檬酸(C6H8O7·H2O)和碳酸氢钠(NaHCO3)溶液在高压管路中以物质的量之比1:2充分混合,添加6%体积的水成膜泡沫液,制得DEF并由圆柱状喷口施放,测量其射程、体积的变化规律。结果表明:DEF运动的主要影响因素——曳力加速度af与其运动速度v的平方、瞬时发泡率δ的2/3次方成正比,而泡沫施放后δ是逐渐增加的,其施放初期的af远远小于普通泡沫,可大幅提高射程;在其降落阶段,δ的增加又有利于降低泡沫的降落速度,进而提高其滞空性能;当DEF最终发泡率A为4.0时,其平均射程可达普通空气泡沫的2.7倍,泡沫体积膨胀大约在2.5s内完成90%,对应af的体积因子δ2/3增大了2.4倍,滞空时间增大了1.55倍。研究结论可为泡沫型干扰幕技术的进一步丰富完善以及相应装备研制提供必要的理论和实验基础。     

基于几何光学的泡沫滴/水滴光散射计算模型

为深入研究舰船泡沫 水两用幕的光衰减机理,建立了基于几何光学的泡沫滴/水滴光散射强度分布计算模型。利用该模型对液相折射率m2为1.20至1.50范围内、气泡相对半径r为0至0.99的球状泡沫滴和水滴、散射角为1至10内的光散射强度进行了数值计算。结果表明,泡沫滴/水滴对可见光具有强烈的散射作用,内的散射强度与入射光强度之比T随的增大而提高,最高可增加2个数量级;随m2的增大而降低,m2从1.30至1.40变化,T降幅最高达11.6%;随r的增加先下降而后提高,达到最低0和最高80.8%;T最低值对应的最优气泡半径ro随m2的降低和的增大而提高,从0.1最多增至0.4。该结论可为舰船泡沫 水两用幕技术的发展提供必要的理论基础。