弹道学实验指导书
- 格式:doc
- 大小:210.50 KB
- 文档页数:8
《靶场实习》教学大纲课程编码:110151305 学时/学分:1周/2学分一、大纲说明(一)适用专业:弹药工程与爆炸技术(二)适用教学计划版本:2017版二、实习的性质、目的、任务1、实习的性质:必修2、实习的目的:通过本课程的学习,使学生直观地了解弹药研发的基本实验理论与测试技术方法,熟悉常规仪器的使用,并有自主学习训练的积极性,使学生在这方面的训练中萌生探索的欲望。
3、实习的任务:重点了解弹药产品内、外弹道性能试验和终点效应的威力试验。
了解掌握试验方法、试验步骤和试验设备及仪器,对弹药产品的靶场试验具备感性认识,掌握一定的试验结果处理分析的方法。
考核学生对弹药产品靶场试验的试验方法、试验规程的理解程度和认识程度。
要求学生对每个实习环节认真学习观察和记录,以巩固所学内容。
三、实习的组织实施以试验靶场(基地)现场射击试验参观和技术人员讲解实验方法、试验规程等手段相结合,使学生能直观了解弹药产品试验的方法、设备。
将课堂所学的理论知识与实际情况进行比较验证。
四、实习教学的基本要求1、要求学生先修完内弹道学、外弹道学、弹箭制造工艺学、弹药工程技术基础、动态测试技术等相关课程。
2、要求学生对每个实习环节认真学习观察和记录,以巩固所学内容。
五、实习内容第1部分保密与安全教育强调保密意识,学习保密知识,学习安全生产知识,学习靶场试验的技术安全规定。
第2部分弹丸常用参数测定设备和方法介绍1、介绍弹丸质心仪;2、介绍测力传感器测量质心测量装置;3、介绍偏心距测量仪;4、介绍动平衡机等。
第3部分现场参观了解弹丸常用参数测定设备与测定气象参数的设备仪器,具体参观了解仪器设备的构造和使用方法。
第4部分现场参观了解各种火炮的结构及作用具体参观了解火炮的构造和使用方法。
第5部分炮弹初速测定的方法及设备介绍1、靶场测速的常用方法;2、介绍靶场测速的设备。
第6部分现场参观了解测速的设备及操作方法具体参观了解测速雷达的构造和使用方法。
目录前言 (2)1、用AutoCAD绘制弹体零件图和半备弹丸图 (3)2、弹丸的空气动力特性分析 (4)2.1、空气阻力 (5)2.2、升力 (7)2.3、赤道阻尼力矩 (7)2.4、极阻尼力矩 (8)2.5、马格努斯力和力矩 (8)3、76mm舰炮炮弹空气动力参数计算 (9)3.1、弹体在炮口处的阻力系数 (9)3.2、计算弹形系数 (13)3.3、计算弹道系数 (14)4、根据弹丸空气动力特性进行弹道参数计算 (15)5、弹丸的弹道飞行稳定性计算 (18)5.1、陀螺稳定性要求 (18)5.2、追随稳定性要求 (19)6、计算结果分析 (20)6.1、对弹丸的空气动力参数进行分析 (20)6.2、对弹丸的弹道参数进行分析 (20)6.3、对弹丸的飞行稳定性进行分析 (20)7、结束语 (21)8、参考文献 (22)前言此次课程设计以76mm舰炮杀爆弹为待分析弹型,通过弹道学课程所学知识对此弹进行了基本的空气动力特性分析计算以及弹道的计算。
是以《空气动力学》和《弹道学》为基础的一门综合课程设计。
对特定弹丸进行弹道和空气动力特性分析是必须掌握的专业技能。
弹道学这门应用科学是随着发射武器的发展而形成的。
研究弹丸运动的科学,总称为弹道学。
外弹道是研究弹丸在空中的运动以及与此运动有关的诸问题的科学。
外弹道学研究对象中所谓“弹丸在空中的运动”是指的弹丸质心运动和围绕质心运动——旋转和摆动;所谓“与此运动有关的诸问题”是指弹丸在空中运动时所形成的空气动力和外弹道学中的各种应用——射表编制和弹道设计等。
外弹道学的主要任务是:解决有关射表编制、飞行稳定性和弹道设计等问题。
由于弹丸在空气中对空气作相对运动,因而弹丸与空气间存在着相互作用。
其中空气对弹丸的作用力,称为空气动力。
它在速度矢量方向的分量,就是一般所说的空气阻力或迎面阻力。
关于空气阻力的研究,发展到今天有了各种现代测试设备的弹道靶道。
它可以连续测出弹丸在同一弹道上多点的速度、坐标、飞行姿态和转速等数据,经分析计算可以得到作用于试验弹丸上的各个空气动力和力矩的系数。
初试科目:内弹道学参考书:1. 金志明主编. 枪炮内弹道学. 北京理工大学出版社,2004年2.金志明, 翁春生. 高等内弹道学. 高等教育出版社,2003年考试大纲:第一章枪炮膛内射击现象和基本方程1.1 枪炮发射系统及膛内射击过程1.2 火药燃气状态方程1.3 火药燃烧规律与燃烧方程1.4 膛内射击过程中的能量守恒方程1.5 弹丸运动方程1.6 膛内火药气体压力的变化规律1.7 内弹道方程组第二章内弹道方程组的解法2.1 内弹道方程组的数学性质2.2 数值解法2.3 装填条件变化对内弹道性能影响第三章膛内气流及压力分布3.1 内弹道气动力简化模型3.2 比例膨胀假设下的压力分布3.3 拉格朗日假设条件下的近似解第四章内弹道设计与装药设计4.1 内弹道设计4.2 内弹道优化设计4.3 装药设计第五章身管烧蚀与寿命5.1 身管烧蚀现象5.2 身管烧蚀与磨损机理5.3 防烧蚀的技术措施5.4 身管寿命第六章膛内压力波1.1 膛内射击现象与流场特性1.2 膛内压力波现象及其产生的机理1.3 影响压力波的因素分析1.4 压力波的定量描述第七章火药颗粒床挤压和破碎的力学现象7.1 火药床压缩特性及颗粒间应力7.2 火药颗粒破碎特性7.3 火药破碎对内弹道性能影响的实验研究第八章反应两相流内弹道理论基础8.1 运动控制体的流体力学平衡方程8.2 粒状火药床气固两相流内弹道基本方程8.3 辅助方程8.4 管状发射药床两相流内弹道模型8.5 混合装药多相流内弹道数学模型8.6 多维两相流内弹道数学模型第九章反应两相流内弹道模型的数值模拟9.1 一维两相流内弹道模型的数值求解9.2 轴对称两维两相流内弹道模型数值求解方法9.3 三维两相流内弹道模型数值求解方法9.4 单一粒状药床内弹道数值模拟结果及分析9.5 单一管状药床内弹道模拟结果及其分析9.6 混合装药床内弹道模拟结果分析9.7 装药间隙对压力波影响的数值模拟9.8 火药破碎对压力异常影响的数值模拟9.9 轴对称两相流内弹道数值模拟9.10 三维两相流内弹道数值模拟第十章装药安全性评估10.1 膛炸模式及其机理10.2 压力波安全性评估与压力波敏感度10.3 装药安全性的评估方法。
弹道学课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解弹道学的基本原理,掌握影响弹丸运动轨迹的因素,如重力、空气阻力等。
2. 学生能够描述不同类型弹丸(如步枪子弹、炮弹)的弹道特性及其在实际应用中的差异。
3. 学生能够运用物理知识解释弹道学中的关键概念,如初速、射程、精度等。
技能目标:1. 学生能够运用弹道学原理,分析并计算特定条件下的弹丸飞行轨迹。
2. 学生能够设计简单的实验,验证弹道学相关理论,提高实验操作能力和问题解决能力。
3. 学生能够通过案例研究,分析弹道学在军事、射击运动等领域的应用,提高跨学科综合运用能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对物理学,尤其是弹道学领域的兴趣,提高探索科学奥秘的热情。
2. 学生树立正确的价值观,认识到科学技术的进步对国家和社会发展的意义,增强爱国主义情怀。
3. 学生通过学习弹道学,培养严谨、客观、理性的思维方式,提高批判性思维能力。
本课程针对高中年级学生,结合弹道学原理和实际应用,注重知识、技能和情感态度价值观的全面培养。
课程旨在帮助学生掌握弹道学基本知识,提高实际问题解决能力,同时激发学生对物理学科的兴趣和热爱,培养正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 弹道学基本原理:介绍弹丸运动轨迹的影响因素,包括重力、空气阻力、发射角度等,对应教材第二章。
2. 弹丸类型与弹道特性:分析不同类型弹丸(步枪子弹、炮弹等)的弹道特性,对应教材第三章。
3. 弹道学关键概念:讲解初速、射程、精度等概念,并通过实例进行说明,对应教材第四章。
4. 弹道计算与分析:教授弹丸飞行轨迹的计算方法,结合实际案例进行分析,对应教材第五章。
5. 实践应用:探讨弹道学在军事、射击运动等领域的应用,结合教材第六章进行讲解。
6. 实验设计与操作:引导学生设计实验,验证弹道学相关理论,提高实验操作能力,对应教材第七章。
教学内容安排和进度:第一周:介绍弹道学基本原理,学习教材第二章内容。
《弹道学》考试知识点弹道学是兵器类专业的一门学科基础教育课程,通过掌握弹丸在膛内的运动规律、膛内压力的形成规律、弹丸在空气中运动规律、内外弹道诸元计算方法以及与弹道测试等有关的内弹道、外弹道的基本概念、基本理论和基本方法。
但不同的学科对弹道学的知识面要求重点有所不同,其中弹药工程、弹箭飞行与控制工程学科对外弹道的内容要求更多,其他如兵器发射理论与技术、火炮自动武器、机动武器系统工程、武器系统与信息工程等学科在内弹道理论知识面要求更多。
第0章概述(了解)掌握弹道发射过程的高温、高压、高速、瞬时特性,了解弹道学在武器设计中的地位和作用,了解整个弹道的过程及弹道学的发展历程。
1、结合火炮自动武器的射击过程、理解弹道全过程。
(掌握)2、理解内弹道学的研究对象、特点。
(理解)3、理解外弹道学的研究对象、特点。
(理解)4、了解内弹道学、外弹道学的发展及其实际应用。
(了解)第1章火药的燃烧规律(重点)理解火药的一般知识、熟练掌握定容密闭容器的火药气体状态方程、熟练掌握射击情况下的火药气体状态方程、熟练掌握火药的几何燃烧定律、掌握火药气体生成速率、熟练掌握形状函数、掌握燃烧速度定律;熟悉弹道学中火药燃烧建模的基本思路和简单公式推导,对其中的概念如爆温、火药力、药室容积缩径长、压力全冲量、装填密度等基本概念要熟记,并能结合工程实际的例题,进行火药燃烧的形状函数及其规律分析、火药力和余容的实验分析测定。
第一节:火药的基本知识(1)火药的分类(简单了解)(2)火药的能量特征量(掌握)(3)火药的形状参数(熟练掌握)第二节:火药气体定容状态方程(1)密闭爆发器基本结构(了解)(2)火药气体状态方程及Nobel-Alber(熟练掌握)(3)火药力和余容的测定方法(熟练掌握)第三节:变容情况下火药气体方程(1)假设条件(熟练掌握)(2)自由容积缩颈长及相关参数定义(熟练掌握)(3)变容情况下火药气体方程(熟练掌握)第四节:火药的几何燃烧定律及形状函数(1)几何燃烧定律及其应用条件(熟练掌握)(2)气体生成速率(熟练掌握)(3)简单形状火药形状函数的建立(熟练掌握)(4)简单形状火药形状函数的分析(熟练掌握)第五节:火药的燃烧速度定律(1)正比式、二项式和指数式火药燃烧速度分析比较。
《靶场实习》教学大纲课程编码:110151305 学时/学分:1周/2学分一、大纲说明(一)适用专业:弹药工程与爆炸技术(二)适用教学计划版本:2017版二、实习的性质、目的、任务1、实习的性质:必修2、实习的目的:通过本课程的学习,使学生直观地了解弹药研发的基本实验理论与测试技术方法,熟悉常规仪器的使用,并有自主学习训练的积极性,使学生在这方面的训练中萌生探索的欲望。
3、实习的任务:重点了解弹药产品内、外弹道性能试验和终点效应的威力试验。
了解掌握试验方法、试验步骤和试验设备及仪器,对弹药产品的靶场试验具备感性认识,掌握一定的试验结果处理分析的方法。
考核学生对弹药产品靶场试验的试验方法、试验规程的理解程度和认识程度。
要求学生对每个实习环节认真学习观察和记录,以巩固所学内容。
三、实习的组织实施以试验靶场(基地)现场射击试验参观和技术人员讲解实验方法、试验规程等手段相结合,使学生能直观了解弹药产品试验的方法、设备。
将课堂所学的理论知识与实际情况进行比较验证。
四、实习教学的基本要求1、要求学生先修完内弹道学、外弹道学、弹箭制造工艺学、弹药工程技术基础、动态测试技术等相关课程。
2、要求学生对每个实习环节认真学习观察和记录,以巩固所学内容。
五、实习内容第1部分保密与安全教育强调保密意识,学习保密知识,学习安全生产知识,学习靶场试验的技术安全规定。
第2部分弹丸常用参数测定设备和方法介绍1、介绍弹丸质心仪;2、介绍测力传感器测量质心测量装置;3、介绍偏心距测量仪;4、介绍动平衡机等。
第3部分现场参观了解弹丸常用参数测定设备与测定气象参数的设备仪器,具体参观了解仪器设备的构造和使用方法。
第4部分现场参观了解各种火炮的结构及作用具体参观了解火炮的构造和使用方法。
第5部分炮弹初速测定的方法及设备介绍1、靶场测速的常用方法;2、介绍靶场测速的设备。
第6部分现场参观了解测速的设备及操作方法具体参观了解测速雷达的构造和使用方法。
《飞行力学》课程实验指导
实验名称:铅垂平面飞行弹道仿真及分析
课内学时:8学时,课外学时:8学时
实验内容与要求:根据描述飞行器在铅垂平面内运动的数学模型,编制某导弹的铅垂平面无控飞行弹道仿真程序,利用计算机解算无控飞行弹道,并对初始段弹道参数的变化规律进行分析。
数学模型:(2-121)
推荐算法:四阶龙格—库塔法。
原始数据:
1)初值
x=0(m) y=20.0(m) ϑ=18︒θ=18︒
v=20(m/s) ωz=0(rad/s) m=52.38(kg)
2)攻角与马赫数范围(仅用于插值计算)
攻角=0~10︒马赫数=0.1~ 0.9
3)阻力系数表
4)升力系数表
5)推力数据
第一级工作结束时间:2.1126s,第二级工作结束时间:44.0832s
6)发动机质量秒流量
7)转动惯量
8)导弹重心(起自头部)
9)静稳定力矩系数0
0Xg Xg z m =α
α
当导弹重心变化时的修正公式:
L Xg Xg c m m y z z /)(001-+=ααα
α
10)阻尼力矩导数z
z m ϖ
当Xg=.9381时
当Xg=.8896时
11)其它参数
插值算法:
气动数据插值——等距双变元抛物线插值;
推力、重心、转动惯量等——不等距一元线性插值。
推荐步长:
0.005~0.01s
论文提交:
按北京理工大学学报对学术论文的规范要求,实验结束后一周内提交不低于3000字的论文(内容包含建模、仿真及分析等),附上源程序。
弹道学实验报告实验目的本实验旨在通过测量弹丸的飞行距离和飞行时间,研究弹丸在不同条件下的弹道特性,探索弹道学的基本原理。
实验原理弹丸的弹道学研究中,飞行距离和飞行时间是两个重要的参数。
在本实验中,我们使用了一台高精度的测距仪和计时器来测量这些参数。
实验装置1. 弹丸发射装置:包括弹射器、弹丸、弹丸座和角度调节器。
2. 测距仪:通过激光测量原理,能够高精度地测量弹丸的飞行距离。
3. 计时器:用于测量弹丸的飞行时间。
实验步骤1. 调整弹丸发射装置的角度,使其与地面平行。
2. 将弹丸放入弹丸座中,并确保其稳固。
3. 启动计时器,同时启动测距仪。
4. 在观察到弹丸发射后,停止计时器。
5. 记录测距仪测量到的飞行距离和计时器的显示结果。
6. 重复上述步骤多次,以提高数据的准确性。
7. 根据测得的数据,计算平均飞行时间和平均飞行距离。
实验数据与结果通过多次实验得到的数据如下:次数飞行距离(m) 飞行时间(s)1 10.2 1.82 9.8 1.73 10.1 1.94 9.9 1.85 10.0 1.7根据上表中的数据,计算平均飞行距离为9.96m,平均飞行时间为1.76s。
数据分析与讨论根据实验数据可知,弹丸的飞行距离在10m左右,飞行时间在1.7s到1.9s之间。
在实验中,我们不仅可以通过测量弹丸的飞行距离和飞行时间,还可以通过改变发射角度、调整发射速度等来研究弹丸的弹道特性。
此外,我们还可以进一步利用测距仪和计时器的精度,分析弹丸的运动曲线、初速度等参数。
值得注意的是,实验中可能存在一些误差,主要源自测距仪和计时器的精度问题。
为了减小误差,我们进行了多次测量并取平均值。
此外,还需要注意实验环境的影响,如风力、摩擦力等因素都会对弹丸的运动造成一定的干扰。
实验结论通过本次实验,我们研究了弹丸的弹道特性,并获得了弹丸的飞行距离和飞行时间的数据。
根据数据分析,我们可以进一步深入研究弹丸的运动轨迹和初速度等参数。
弹道学课程实验教学大纲课程名称:弹道学课程编码:110131303课程类别:专业基础课课程性质:必修适用专业:弹药工程与爆炸技术专业、探测制导与控制技术专业适用教学计划版本:2017课程总学时:56实验(上机)计划学时: 6开课单位:装备工程学院一、大纲编写依据本实验大纲以2017版弹药工程与爆炸技术专业和探测制导与控制技术专业教学计划的培养方案为依据,与弹道学理论教学大纲相匹配,从专业的特点和人才培养目标出发,实现演示性和综合性试验辅助理论课程学习。
二、实验课程地位及相关课程的联系弹道学是弹药工程及爆炸技术和探测制导与控制技术专业开设的一门专业基础课和核心课程,弹道学实验部分内容是针对理论课程中的外弹道空气动力进行学习和分析,通过风洞直观的认识,进行超声速流中滞止温度和滞止压力的测量分析,更好的理解分析弹丸的在空中飞行所受空气动力情况。
三、实验目的、任务和要求了解风洞实验装备的构造、作用及实验原理,常用的风洞实验仪器及作用,风洞实验的过程,掌握弹丸所受空气动力的测定等实验方法,获得实验操作的基本训练。
四、教学方法、教学形式、教学手段的特色沈阳理工大学从俄罗斯引进的超小型、暂冲式、超音速风洞装置(MAF),主要是形成短时间超音速或者高超音速气流,这些气流用于各种不同的气体动力研究。
该装置设计简单,压缩气体和电能消耗低,形成的气流具有很好计量特性。
在小型的空气动力实验方面,充分显示了其优越性。
五、实验内容和学时分配实验一 MAF风洞实验设备的原理和实验方法1、实验目的:学习MAF风洞实验设备的原理和实验方法。
2、实验要求:风洞设备简介和MAF风洞的实验过程。
3、实验内容:了解风洞实验装备的构造、作用及实验原理,常用的风洞实验仪器及作用,风洞实验的过程。
4、主要仪器设备及试剂:MAF小型风洞装置,由支架、储气罐、中心连接管、主控制阀、加热器、预制室、喷管、工作室、扩散器、消音器、控制器、光源发生器、狭缝摄影仪、传感器、教学模型等组成。
膛内压力的测定课程名称:弹道学课程编号:实验时数:2学时实验性质:综合性一、实验的目的1、通过膛压曲线测试,使学生了解膛内压力变化规律测试的基本原理。
2、掌握膛压力测试的基本方法、实验步骤。
3、实验数据的处理方法,并验证膛压曲线的规律。
二、实验的仪器及设备1、56式半自动步枪一支(弹道枪)及子弹若干发(根据学生人数确定,每组至少3发)和枪架。
2、压力传感器3、电荷放大器4、计算机三、实验原理及步骤图1 膛内压力规律测试实验方案本实验的方案图如图1所示。
传感器采用膜片式压电传感器,其基本结构如图2所示。
图2 膜片式压电传感器结构示意图实验人员除必须严格遵守射击实验的规定外,实验步骤如下:1.将弹道枪枪安装在枪架上。
把一支56式7.62毫米口径的半自动步枪安装在实验枪架上。
枪管护木夹在实验台前支架上,枪托夹在后枪支架上,调节垫块和螺钉使枪身与实验台面保持水平。
检查枪口保证处于1靶和2靶的中心的连线上,拧紧螺杆,稳固枪身。
2.将压力传感器安装在测压枪的专用测压孔上。
注意,不要用力太大,防止把传感器的拧坏。
3.将电荷放大器灵敏度调整到与传感器灵敏度一致,将连接导线与传感器输出端正确连接,将信号输出线连接好并接入记录仪器,打开电荷放大器电源,调整各相关开关以保证正常工作;4.当测试系统准备就绪后,无关人员退到安全地带。
5.在实验专职人员的指导下,装填弹药。
听到口令“击发”后,扣动扳机击发。
6.由专职实验人员检查枪械系统。
7.查看和记录实验数据。
8.撰写实验报告。
四、实验记录及数据处理1、射击诸元及实验条件口径:弹重:装药量:测量点的最大膛压:最大点对应的时间:2、数据记录绘出测量点的压力变化规律,结合内弹道的理论知识,分析压力变化的特点。
五、实验报告1. 实验名称;2. 实验目的;3. 实验仪器与设备;4. 实验步骤;5. 实验结果分析。
区截装置与弹丸初速实验课程名称:弹道学课程编号:实验时数:2学时实验性质:验证性一、实验的目的:a)掌握用区截装置测量弹丸初速测量的原理。
弹道学课程设计前言一、课程目标知识目标:使学生掌握弹道学的基本概念,了解弹丸在飞行中的受力情况及运动规律;理解并能够运用初中物理中的运动学知识,对简单弹道问题进行分析。
技能目标:培养学生运用数学模型解决实际问题的能力,通过弹道学实例,提高学生运用物理知识解决实际问题的能力;训练学生进行科学实验、数据采集和结果分析的基本技能。
情感态度价值观目标:激发学生对科学研究的兴趣,培养学生严谨、求实的科学态度;通过学习弹道学在我国军事、民用等领域的应用,增强学生的国家自豪感和社会责任感。
课程性质:本课程为初中物理拓展课程,结合实际应用,提高学生将理论知识应用于实践的能力。
学生特点:初中学生具备一定的物理知识基础,对实际应用问题具有强烈的好奇心,善于观察和思考。
教学要求:结合学生特点,以启发式教学为主,注重培养学生的动手实践能力和创新精神。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效评估和指导。
二、教学内容本课程以《物理》教材中运动学部分为基础,结合弹道学相关知识,组织以下教学内容:1. 弹道学基本概念:弹丸、弹道、初速、射角等;2. 弹丸在飞行中的受力分析:重力、空气阻力、升力等;3. 弹丸运动规律:直线运动、曲线运动、抛体运动等;4. 初中物理运动学知识在弹道学中的应用:速度、加速度、位移等;5. 实践教学:弹道实验设计、数据采集、结果分析。
教学大纲安排如下:第一课时:弹道学基本概念,介绍弹丸、弹道等基础知识;第二课时:弹丸受力分析,讲解弹丸在飞行中的受力情况;第三课时:弹丸运动规律,分析不同运动状态下的弹道特性;第四课时:运动学知识在弹道学中的应用,结合实例进行讲解;第五课时:实践教学,设计弹道实验,进行数据采集和分析。
教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,使学生在掌握理论知识的基础上,提高解决实际问题的能力。
三、教学方法本课程根据教学内容特点,采用以下多元化的教学方法,旨在激发学生的学习兴趣,提高教学效果:1. 讲授法:用于讲解弹道学的基本概念、弹丸受力分析和运动规律等理论知识。
《枪炮内弹道学》课程实验教学大纲课程名称:枪炮内弹道学课程编码:110431007课程类别:专业基础课课程性质:必修适用专业:082102武器发射工程适用教学计划版本:武器发射工程专业2017版课程总学时:40实验(上机)计划学时:6开课单位:装备工程学院一、大纲编写依据本大纲根据武器发射工程专业2017版教学计划编写。
二、实验课程地位及相关课程的联系《枪炮内弹道学》课程实验是武器发射工程专业的专业基础课,是学位课。
该实验内容是《枪炮内弹道学》教学的重要组成部分,与武器安全学、武器发射实验方法与技术及火药装药设计原理与技术等课程是紧密相关的,同时该实验也是培养武器发射工程技术人才所必需的重要实践性环节。
三、实验目的、任务和要求1.目的:通过实验,培养学生动手能力,并且熟练掌握实验的操作过程,同时具有一定的解决实验技术问题的能力;学会对实验数据进行测定、分析整理,从而得出切合实际的结论;培养学生的创新意识、实事求是的科学态度和工作作风;2.任务:掌握膛内压力和弹丸初速的测定。
通过对实验的观察、分析,加深对《枪炮内弹道学》课程的基本概念理解如:膛压、膛底压及炮口压等概念;掌握膛内压力随时间、弹丸的速度随时间的变化关系等基本理论;3.要求:要求学生掌握最大膛压和初速的测定实验测定方法及引起测量误差的因素分析。
在实验过程中同学们要熟练掌握实验的操作过程,同时具有解决实验中出现的技术问题的能力,学会对实验数据进行分析整理,从而得出切合实际的结论;四、教学方法、教学形式、教学手段的特色1.按照实验内容和注意事项,学生分组进行实验,教师现场指导并对学生对实验内容的理解程度、实验要点进行现场考核;2.讲解实验报告中的问题分析与讨论。
五、实验内容和学时分配实验一膛内燃气压力测试实验1.实验目的:膛内燃气压力测定方法及实验数据分析2.实验要求:掌握测试原理及铜柱的高度的测量方法3.实验内容:测量膛内燃气的压力4.主要仪器设备及试剂:5.6式口径弹道枪一支、子弹若干、枪用发射药、螺旋测试仪、数据存贮器及打印设备等.实验二弹丸初速测试实验1.实验目的:弹丸初速测试方法及实验数据分析2.实验要求:掌握测试原理及线圈靶测量方法3.实验内容:弹丸初速测试4.主要仪器设备及试剂:5.6式口径弹道枪一支、子弹若干、枪用发射药、螺旋测试仪、数据存贮器等.六、教材(讲义、指导书)《枪炮内弹道学》金志明编,北京理工大学出版社,2001《火药装药设计原理与技术》刘庆荣编著,国防工业出版社,2001七、考核方法和评分标准1.按照实验指导书的具体要求,根据每个学生实验前的预习准备,实验过程的考查,实验操作情况及实验报告的质量,综合给出实验成绩。
《弹道学课程设计》教学大纲课程编码:110151301 学时/学分:2周/4学分一、大纲说明(一)适用专业弹药工程与爆炸技术专业.(二)课程设计性质必修。
(三)主要先修课程和后续课程1、先修课程:工程制图课程设计及AUTOCAD实训,有限元法及其应用,弹道学,弹药工程技术基础等。
2、后续课程:弹药系统分析与设计,终点效应,靶场试验等。
(四)适用教学计划版本2017年版教学计划。
二、课程设计目的及基本要求本大纲以2017版弹药工程与爆炸技术专业教学计划的培养方案为依据,与弹道学、弹药工程技术基础等理论教学大纲相匹配,从专业的特点和人才培养目标出发,实现综合性课程的设计分析,辅助理论课程学习。
为更好的掌握弹道学等专业理论课程,在课程设计的实践环节完成对弹丸的绘制,弹丸空气动力的分析与计算,外弹道分析与计算,并撰写课程设计报告。
三、课程设计内容及安排1绘制弹体零件图(6学时)根据任务书熟悉弹丸图,用AUTOCAD绘制弹体零件图和半备弹丸图,注意绘图标准。
2空气动力分析与计算(8学时)根据所学的弹药基础和空气动力学的课程内容,对本课题弹丸结构进行空气动力分析,并选择合适的经验公式进行空气动力计算。
3外弹道计算与飞行稳定性分析(10学时)根据弹道学中外弹道学所学课程内容,以空气动力分析计算数据结果为基础,进行外弹道计算,并且分析弹丸的飞行稳定性。
4计算结果分析,撰写课程设计说明书并答辩(8学时)。
四、指导方式综合弹道学、弹药工程技术基础等专业理论课程所学内容,课程设计实现每人一题,独立完成课程设计任务,安排集中上课,指导老师随时辅导。
五、课程设计考核方法及成绩评定撰写课程设计说明书,并进行答辩,根据出勤和答辩情况给出五级制成绩。
六、课程设计教材及主要参考资料《火炮弹道学》,钱林芳主编,北京理工大学出版社,2009《弹道学课程设计指导书》,内编课程设计任务书及图纸。
高中物理实验蛋教案:利用鸡蛋模拟弹道的研究。
实验原理弹道是指物体在空气中运动过程中所呈现出的轨迹,而鸡蛋则是一种细长的卵形物体,具有较好的空气阻力,因此可以利用鸡蛋模拟弹道的研究。
在本实验中,我们将通过测量鸡蛋以不同初速度发射后,所需要的水平距离,从而求出弹道的轨迹。
实验设备1.鸡蛋(约5个);2.测量竿(含测距器);3.发射架;4.发射器(含弹仓);5.测定台。
实验步骤1.将发射架及测定台进行安装,采用平稳的地面进行配合;2.将发射器与测定台以及发射架连接;3.将所选鸡蛋进行打孔,用眼针在蛋壳的两端各打一个小孔,然后将眼针插入其中一个小孔中,轻推而成;4.将鸡蛋置于发射器中,然后打开弹仓为鸡蛋装载除去盐、水和食醋的液体;5.将测量竿置于预定区域,调整竿头高度为标准高度(约1米),并打开测距器功能;6.在发射器采取倾角较小(约15度)的情况下,第一次进行发射操作,按下发射键,记录测距器显示的水平距离,作为基准数据;7.重复第6步操作,改变发射器的倾角(每次变化应小于5度),连续进行十次实验,记录每次的水平距离,并统计数据、绘制图形。
数据处理1.利用测量竿测量每个发射点离地面的距离;2.计算每个距离点水平方向下落时间;3.根据物理公式,求出初速度;4.统计初速度数据,绘制图形并进行分析。
实验效果本实验通过利用鸡蛋作为模拟材料,简单地模拟了物体飞行过程中的弹道,并通过实验数据的采集与处理,提取出比较精确的实验结果。
同时,通过试验发现,在不同的倾角下,鸡蛋的水平距离有较大的变化,从而可以加深学生对弹道学知识的理解,并增加物理实验的趣味性。
除此之外,此实验还能够培养学生团队合作精神,提高自身实验设计、操作能力,全面提高学生的物理学习水平。
结语高中物理实验是学生学习物理知识的重要途径,同时也是学生培养动手能力、观察能力、实验设计能力的重要手段。
因此,教师需要不断探索新的实验内容和方法,以增加学生的兴趣和体验,促进知识的深入学习。
课程设计(论文)评语及成绩评定综合课程设计(B2)任务书一、设计题目:100mm加农炮杀伤爆破弹空气动力特性分析和弹道计算二、已知条件: 1 结构尺寸(见附图)2 弹丸直径D=100 ㎜3 弹丸初速v0 = 900 m/s;弹丸总长度L= 560 ㎜4 弹丸射角045θ=︒5 弹丸质量m =15.6 ㎏6 弹丸转动惯量比J y/J x=2.0354㎏㎡/0.2152㎏㎡=9.467 火炮缠度η=32(d)8 引信为海-时1引信,其外露长度为129 ㎜,质量为0.641㎏旋入弹体深度为29㎜,小端直径为8㎜;9 弹丸质心位置(距弹底) X=172 ㎜10弹体材料 D60三、设计要求: 1 用AUTOCAD绘制弹体零件图和半备弹丸图2 对弹丸结构进行空气动力特性分析3 利用所学方法进行弹丸空气动力参数计算4 根据弹丸空气动力参数进行弹道计算5 进行弹道飞行稳定性计算6 总结分析计算结果7 撰写课程设计说明书前言本次课程设计主要是对100mm加农炮杀伤爆破弹的空气动力特性分析和弹道的计算。
是以《弹道学》和《空气动力学》为基础的综合课程设计。
是在学习课程之后对我们的知识的加深理解和检验。
《弹道学》是一门研究弹丸从发射到终点运动规律及其发生的现象的学科,全弹道可以分为:起始弹道、内弹道、中间弹道、外弹道和终点弹道。
内弹道是研究火药气体对弹丸作用的学科即是弹丸膛内运动规律;外弹道是研究空气对弹丸作用及其有关问题的学科。
都是为了达到远程压制、精确打击和大威力的目的。
《空气动力学》是研究物体和在空气之间有相对运动时,即物体在空气中运动或物体不动而空气流过物体时,空气的运动规律及作用力(空气内部的和空气对物体对空气的)所服从的规律。
可归纳为:弹丸飞行时,周围空气的相对运动规律;空气与弹丸相互作用下的力和力矩组;寻求改善作用弹丸上的空气动力,提高飞行稳定性。
空气动力学导源于流体力学,流体力学是物理学的一个分支,主要研究流体中的作用力及其运动规律。
内弹道课程设计(总12页) --本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《内弹道学》课程设计报告题目:《152mm榴弹炮内弹道设计》学号:06姓名:梁庆同组同学:陈周迪刘佳黄双帅指导老师:张小兵杨均匀时间:1. 内弹道设计已知条件 (1)口径 152mm (2)炮膛断面积 s= (3)弹丸质量(kg )51kg (4)药室扩大系数(5)全装药 Pm (膛底铜柱压力,kg/cm 2) 3400 (6)对应最小号装药Pm (膛底铜柱压力,kg/cm 2)950 (7)采用双芳-3火药,火药力f =kg ,压力全冲量 I k =dm 2 设计要求进行152mm 榴弹炮内弹道设计,要求初速达到V 965/g m s =,全装药压力小于给定压力。
设计炮膛构造诸元,火药参数,并进行正面计算。
设计过程简述(1)取定装填密度和相对装药量;本组选择数据范围为:0.6~0.9∆=,0.25~0.6mω=(2)取次要功计算系数1 1.02ϕ=,将指标铜柱压力转化平均最高压力;11(1)=1.12(1)33d d P P P m mωωϕϕ=++电测铜柱 (3)根据选定的∆,m p 计算出有弹道设计表中查出相应的gΛ;(4)计算ω及0W ;(5)求解g l 和g W ;2000g g s g l W W l S d Sl W η==Λ==(6)根据选定的 1.05k χ=,求解炮膛结构诸元;求药室长度kw l l χ00=0W q qωωω==•∆炮膛全长 0w g nt l l L +=炮身全长cw g sh l l l L ++=0c l 为炮闩长=(~2)d(7)根据已知的∆,m p 查弹道设计表求出B,由下式计算出压力全冲量k I =,进而可求出火药的厚度(8)选取火药型号,进行适当修约规整后,进行正面计算,检验设计准确与否。
2.方案评价标准内弹道设计,有诸多评价标准,利用评价标准,我们可以判断方案的优劣。
膛内压力的测定
课程名称:弹道学
课程编号:
实验时数:2学时
实验性质:综合性
一、实验的目的
1、通过膛压曲线测试,使学生了解膛内压力变化规律测试的基本
原理。
2、掌握膛压力测试的基本方法、实验步骤。
3、实验数据的处理方法,并验证膛压曲线的规律。
二、实验的仪器及设备
1、56式半自动步枪一支(弹道枪)及子弹若干发(根据学生人
数确定,每组至少3发)和枪架。
2、压力传感器
3、电荷放大器
4、计算机
三、实验原理及步骤
图1 膛内压力规律测试实验方案
本实验的方案图如图1所示。
传感器采用膜片式压电传感器,其基本结构如图2所示。
图2 膜片式压电传感器结构示意图
实验人员除必须严格遵守射击实验的规定外,实验步骤如下:
1.将弹道枪枪安装在枪架上。
把一支56式7.62毫米口径的半自动步枪安装在实验枪架上。
枪管护木夹在实验台前支架上,枪托夹在后枪支架上,调节垫块和螺钉使枪身与实验台面保持水平。
检查枪口保证处于1靶和2靶的中心的连线上,拧紧螺杆,稳固枪身。
2.将压力传感器安装在测压枪的专用测压孔上。
注意,不要用力太大,防止把传感器的拧坏。
3.将电荷放大器灵敏度调整到与传感器灵敏度一致,将连接导线与传感器输出端正确连接,将信号输出线连接好并接入记录仪器,打
开电荷放大器电源,调整各相关开关以保证正常工作;
4.当测试系统准备就绪后,无关人员退到安全地带。
5.在实验专职人员的指导下,装填弹药。
听到口令“击发”后,扣动扳机击发。
6.由专职实验人员检查枪械系统。
7.查看和记录实验数据。
8.撰写实验报告。
四、实验记录及数据处理
1、射击诸元及实验条件
口径:弹重:装药量:
测量点的最大膛压:最大点对应的时间:
2、数据记录
绘出测量点的压力变化规律,结合内弹道的理论知识,分析压力变化的特点。
五、实验报告
1. 实验名称;
2. 实验目的;
3. 实验仪器与设备;
4. 实验步骤;
5. 实验结果分析。
区截装置与弹丸初速实验
课程名称:弹道学
课程编号:
实验时数:2学时
实验性质:验证性
一、实验的目的:
a)掌握用区截装置测量弹丸初速测量的原理。
b)了解弹丸初速的测量方法,学会使用测试所用的仪器。
二、实验的仪器和设备
1、56式半步枪(弹道枪)一枝和子弹若干发(根据学生人数确
定,每组至少3发)。
2、激光测速区截装置一套和连接线等。
3、电子测时仪和数据采集仪。
4、计算机等。
三、实验原理
弹丸初速是衡量火炮自动武器内弹道性能的最重要的弹道参量之一,它很大程度上反映了装药设计的优劣和能量利用的高低,是检验内弹道设计参数的重要标志量,是进行外弹道计算、密集度分析以及武器性能评估的重要指标。
按照定义,弹丸的初速是弹丸质心在射出点的速度。
对于枪炮而言,射出点指膛口/炮口端面中心。
但通常所说的初速
V并不是弹丸
真正在射出点的飞行速度,而是假定弹丸离开射出点后,即不在受炮
口燃气流场影响,仅受空气阻力及重力作用下,由弹道上实测的速度外推到膛口/炮口所得到的虚拟速度。
由于后效期的影响,初速0V 比实际速度高出1-2%。
测定0V 是枪炮弹药及火药等研制、鉴定和生产检验中最基本的实验项目之一。
但真正意义的弹丸初速难于用简单的方法进行直接测量,目前可分为瞬时速度法和平均速度法两种。
瞬时速度法采用闪光阴影照相或纹影照相法,但设备投资大、操作复杂,在一般性的实验中运用较少。
目前,采用电子测时仪的平均速度法应用较广,其实验原理如下(图1):
在膛口前利用区截装置1和2,设定一段长度L ,测平均速度法量弹丸飞行经过这一长度所需时间t ,则可计算出弹丸在该段的平均值。
t L V c /=
把这个速度作为该弹道中点2/L 处C 点的实际速度。
如图:
图1 测试原理图
这个速度要小于初速0V ,由外弹道理论知,其速度差值
40210)
()
2/(⨯∆+=
∆V D q L L id V 其中: i ——弹形系数;d ——口径;q ——弹重;
)(V D ∆——函数)(V D 的增量,可查弹道表计算。
因此,初速V V V c ∆+=0
从实验原理看,实验设备必须由两部分组成,一部分是测量时间的仪器,一部分是标志弹丸通过某段形成的区截装置,通常也称“靶”,起点的为第一靶,终点的为第二靶。
四、实验方案与实验步骤
本实验的方案图如图2所示。
实验人员除必须严格遵守射击实验的规定外,实验步骤如下:
图2 实验方案图
1.安装区截装置
把靶1和靶2放置在实验台面上,使两靶之间的水平距离在250mm~300mm,第1靶到枪口的距离在1mm左右,并固定好。
2.安装实验用枪
把一支56式7.62毫米口径的半自动步枪安装在实验装置上。
枪管护木夹在实验台前支架上,枪托夹在后枪支架上,调节垫块和螺钉使枪身与实验台面保持水平。
检查枪口保证处于1靶和2靶的中心的连线上,拧紧螺杆,稳固枪身。
3、连接靶1和靶2的连接线以及计算机。
4、用长皮尺测量靶1和靶2中心之间距离L;测量枪口端面到第
1靶中心端面的距离Lo。
5、启动计算机和测试装置电源,用手和其它物件快速穿过靶1和靶2,模拟弹丸穿过的情况以触发记录系统,观测所测试的数据,保证记录仪器及计算机正常工作。
(实验正常后可以不做)
6、除实验人员外,留一人装弹,其他人员推到安全地带。
7、学生在实验人员的指导下装填弹药,听到“击发”口令后射击。
8、由实验人员检查枪械系统。
9、查看和记录实验数据。
五、实验记录及数据处理
a)射击诸元及实验条件
弹重:
口径:
弹形系数:
靶道温度:
枪口到第一靶距离咯Lo:
两靶间距离L:
b)数据记录
c)
数据处理
速度的温度修正量:ot ot tV V ∆=∆0011.0 标准条件下的初速:V V V c ∆+=0
初速的计算误差:1
)
(6754.01
--=Ω∑=n V V
n
i oi (n ——射击发数)
六、实验报告
1. 实验名称;
2. 实验目的;
3. 实验仪器与设备;
4. 实验步骤;
5. 实验结果分析。