[拼音]：zhuangshui

[外文]：water impact

、反潜 等物体从空气中穿过水面进入水中所经历的撞击水面的过程。航天飞船的仪器舱和载人座舱在海面溅落，水上飞机降落以及向海面空投物体，也都经历撞击水面的过程。此外，滑行快艇及其他高速舰艇在有波浪的海面上航行，也会出现船体与水面相碰撞的现象。

撞水的最初瞬时，在水中有一个短暂的、以水中声速传播的声波。物面上的水动压力，式中υ0n为撞水初速度在物面法线方向上的投影，c为水中声速；当υ0n＞c时，即出现激波。声波和激波波后的压力虽然很大，但由于水的自由面起着卸载作用，这种大压力持续的时间极短，对撞水后一阶段的流动影响很小。若物面与自由面上水质点的遭遇速度大于水中声速，则自由面不起卸载作用。遭遇速度大于水中声速，并不一定要求撞水初速大于水中声速。例如，顶角为2β的圆锥体以初速度υ0垂直撞击水面，则遭遇速度为υ0tgβ，故只要υ0＞c/tgβ，遭遇速度即大于水中声速。研究遭遇速度大于水中声速的撞水问题必须考虑水的可压缩性。

物体撞水时可产生数倍于驻点压力的撞击水动压力，它的分布也不同于 流体绕物体流动的压力分布，较高压力点不在驻点，而在接近自由面的地方。

物体撞水初期会出现喷溅，喷溅的形状和下落过程，会影响入水空泡的生灭过程。

如果撞水物体在接触水面前它的头部表面与自由面平行或夹角很小（如小于3度），则在物体快撞到水面时，物水之间的空气受到压缩，压力增大，迫使物体正下方的水面向下凹陷。凹陷区域周边的水面略有升高，物面首先与此升高的水面接触，于是形成封闭气垫。物体继续向下运动时，垫内的空气受挤压而逸入水中。

物体高速撞水时，受到巨大水动力的作用，可发生振动，出现大变形，甚至破坏；若物体质量不是很大，则物体的负加速度很大；物体高速撞水时，在其内部出现传播和来回反射的弹性波。所有这些现象使撞水物体内部的仪表、机构不能正常工作，使乘员难于忍受。

撞水初速度不垂直水面的撞水叫斜撞水。斜撞水时，在物体下侧可能有一个低压区，甚至出现蒸汽空泡，产生使物体折转的力矩。

撞水实验是在撞击水箱、拖曳水池或入水实验室内进行的。实验室中，除了几何相似外，还要做到弗劳德数、质量数m/ρL3、转动惯量数I/ρL5和质量分布数xC/L、yC/L、zC/L相似，这里υ为撞水初速度;m为入水物体质量；I为转动惯量；ρ为水的密度;L为入水物体的特征长度；xC、yC、zC为物体的质心坐标；g为重力加速度。当要考虑物体应力、应变和振动时，还要考虑结构的弹性。

物体撞水的实验研究工作始于19世纪末，而大量的实验研究工作是20世纪30年代开始的。理论工作最早是T.von卡门开始的，接着德国H.瓦格纳，苏联Л.И.谢多夫、Μ.В.凯尔迪什和Μ.А.拉夫连季耶夫做了基础性的研究工作，后因遇到数学上的困难而无重大发展。目前我国和美国、苏联、英国、日本等国的学者在继续做撞水研究工作。

参考书目

V.G.Szebehely　and　M. K.　Ochi，　Hydrodynamic Impactand Water Entry， Applied Mechanics Surveys， Spartan Books， Washington， D. C.， 1966.

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