外弹道学(课堂PPT)
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弹道分类1)理想弹道或标准弹道:在基本假设条件下的火箭质心运动轨迹。
2)理论弹道:火箭外形结构取固定值,气象条件取标准值,在某一确定的动力学模型下,通过数值积分而求得的弹道。
3)扰动弹道:计及某些干扰后的火箭弹质心运动轨迹。
4)实际弹道:在实际发射过程中,火箭弹的质心运动轨迹。
3)推力偏心推力作用线偏离火箭质心的距离(用L表示),叫推力线偏心。
线推力偏心L:由于推力偏心,直接形成推力偏心矩。
角推力偏心:推力作用线与弹轴之间夹角。
P2)横风火箭运动过程中感受到的与运动方向垂直的横向气流,称为横风。
使攻角限制在一定范围之内,并保证其变化的趋势是减小的,这就是飞行稳定性的充要条件。
4. 为什么主动段末的角散布是引起落点散布的主要因素:控制火箭弹的散布,主要是控制其主动段末的角散布。
因为主动段内推力远大于其它力,各种起始扰动形成主动段内的摆动,会通过推力来加大这些扰动对弹道的影响,从而造成主动段末的散布。
令a表示火箭在主动段上的平均加速度,则它与v0所对应的滑轨段长度,称为“有效滑轨长度”或“有效定向器长度”。
这个s并不0eff等于真实的滑轨长度。
200eff2v s a= (7.60)火箭离轨后s a (表示火箭后定心部离轨时开始计量的弹道弧长)处的速度为v ,则有如下关系: 20ef f 2()a v a s s =+记 eff 0eff a s s s =+ (7.61)则2eff 2v as =eff s 叫做弹道弧长有效值,为简化书写,今后省略脚注“eff ”。
则22v as = (7.62)也就是说,与速度v 对应的弧长s ,起点计及了有效滑轨长度,而不是将后定心部离轨时刻作为弧长的起点。
增加有效滑轨长度可以增加火箭弹的初速和动能,增强抗干扰能力,从而减小偏角和减小散布。
增加有效滑轨长度的方法: 1. 加大在滑轨段内的推力加速度; 2. 采用助推火箭或火箭增程弹。
﹡ 攻角特性:(1) 攻角呈振幅衰减的周期性摆动变化;0ϕ引起的是正弦规律;0ϕ、0ψ引起的是余弦规律。
外弹道学研究弹丸或抛射体在空中的运动规律及有关现象的学科。
是弹道学的一个分支。
枪弹、炮弹、火箭弹和航空炸弹等在空中飞行时,由于受空气阻力、地球引力和惯性力的作用,不断改变其运动速度、方向和飞行姿态。
火箭弹在其发动机工作期间,还将受到推力和推力矩的作用。
不同的气象条件也将对弹丸的运动产生影响。
通常可以将弹丸的运动分解为质心运动和围绕质心运动(绕心运动)两部分,分别由动量定律和动量矩定律描述。
研究主要内容外弹道学的研究内容主要包括:弹丸或抛射体在飞行中的受力状况,弹丸质心运动、绕心运动的规律及其影响因素,外弹道规律的实际应用等。
它涉及理论力学、空气动力学、大气物理和地球物理等基础学科领域,在武器弹药的研究、设计、试验和使用上占有重要的地位。
作用于弹丸的力和力矩地球作用力主要是地球的作用力和空气动力。
地球的作用力,可以归结为重力与科氏惯性力(Coriolis force)。
重力通常可以看作是铅直向下的常量。
当不考虑空气阻力时,弹丸的飞行轨迹(真空弹道)为抛物线。
对于远程弹丸则要考虑重力大小、方向的改变和地球表面曲率的影响,其轨迹为椭圆曲线。
科氏惯性力还对远程弹丸外弹道学的射程和方向有一定影响。
相关因素作用于弹丸的空气动力与空气的性质(温度、压力、粘性等)、弹丸的特性(形状、大小等)、飞行姿态以及弹丸与空气相对速度的大小等有关。
当弹丸飞行速度矢量V与弹轴的夹角δ(称为攻角或章动角)为零时,空气对弹丸的总阻力R的方向与V相反,它使弹丸减速,称为迎面阻力。
当攻角不为零时,R可分解为与V方向相反的迎面阻力R x和与V垂直的升力Ry,后者使弹丸向升力方向偏移。
由于总阻力的作用点(称为阻心或压心)与弹丸的质心并非恰好重合,因而形成了一个静力矩M z。
它使旋转弹丸的攻角增大而使尾翼弹丸的攻角减少,因而分别称为翻转力矩和稳定力矩。
当弹轴有摆动角速度.时,弹丸周围的空气将产生阻滞其摆动的赤道阻尼力矩M.;当弹丸有绕轴的自转角速度.时,将形成阻滞其自转的极阻尼力矩M xj。
弹箭外弹道学
摘要:
1.弹箭外弹道学简介
2.弹箭外弹道学的研究对象与方法
3.弹箭外弹道学的主要应用领域
4.弹箭外弹道学在我国的发展现状与前景
正文:
弹箭外弹道学是一门研究弹箭在飞行过程中的各种物理现象和运动规律的科学。
它主要包括弹箭的飞行稳定性、弹箭的气动特性、弹箭的力学性能等方面的研究。
弹箭外弹道学的研究对象是各种类型的弹箭,包括炮弹、火箭弹、导弹等。
研究方法主要有理论分析、数值模拟、实验测试等。
弹箭外弹道学的主要应用领域包括军事、航空航天、能源等。
在军事领域,弹箭外弹道学的研究成果可以为武器装备的研制、改进和作战效能评估提供科学依据。
在航空航天领域,弹箭外弹道学的研究可以为飞行器的气动设计、控制系统和发射技术提供支持。
在能源领域,弹箭外弹道学的研究可以为新型推进技术的开发和应用提供理论指导。
弹箭外弹道学在我国的发展历史悠久,取得了举世瞩目的成果。
我国在弹箭外弹道学方面的研究始于上世纪50年代,经过几代人的努力,我国弹箭外弹道学研究已经取得了显著的成就。
目前,我国已经建立了完整的弹箭外弹道学研究体系,拥有一支高素质的研究队伍,并在一些领域取得了国际领先的研究成果。