弹道学汇总

1 简述火药的分类及其性质。

答：火药通常分为混合火药和溶塑火药两大类。混合火药是以某种氧化剂和某种还原剂为主要成分，并配合其它成分，经过机械混合和压制成型等过程而制成。溶塑火药的基本成分是硝化纤维

素。由于一般都采用棉纤维为原料，习惯上称之为硝化棉。硝化棉溶解于某些溶剂后，可以形成可塑体，再经过一系列加工过程，就可以制成溶塑火药。

2什么是火药的能量特征量？

答:爆热Q W ：一公斤火药在真空定容情况下燃烧并将其气体冷却到18℃时所放出的热量，称为火药的爆热。单位为千卡/公斤。比容W 1：燃烧一公斤火药所产生的气体，在压力为一个大气压，温度为0℃，水分以气态考虑时所占有的体积，称为火药气体的比容。单位为dm ³/公斤。爆温T 1：设想火药燃烧生成的能量全部以内能的形式储存在燃烧后生成的燃气之中，并以温度形式表现出

来，这时燃气所具有的温度称为火药的爆温。

3，火药力的物理意义是什么？

物理意义：一公斤火药燃烧后的气体生成物在一个大气压下，当温度升高t1°c 时膨胀所做的功。R(T1-273.15)焦耳/公斤

4,什么是火药的几何燃烧定律？满足该几何燃烧定律的条件有哪些？

几何燃烧定律是火药在燃烧过程中是按照平行层或同心层的燃烧规律逐层进行的

必须具备三个条件：（1）在开始点火时，所有火药表面同时着火，并在相同条件下燃烧（2）所有火药个点的化学性质和物理性质相同，即药粒燃烧表面的各点燃速都相同（3）在装药中，药粒

的形状和尺寸都要严格一致

5,请画出管状、带状、方片状、棍状、立方体火药燃烧去的百分比与火药相对厚度及火药相对面积与火药相对厚度的变化图（ψ-Z 、σ-Z ）。：

6.影响火药燃速的因素有哪些？

（1）火药成分的影响：火药能量越大，燃速也越大，均与成分相关。（2）火药初温的影响：初温越高，燃速越快。（3）火药密度的影响：密度增加，燃速减小。（4）压力的影响：较复杂，一

般压力增加，燃速加快。（5）火药表面气流的影响 侵蚀燃烧现象 侵蚀燃烧现象：燃烧较长火药时，燃烧产物沿火药表面流动，表面流速较大的一端火药燃烧较快，因此

经过一定时间后，原来尺寸均匀的长径状药燃成喇叭口形状

7.什么是膛线缠度η？与缠角α的关系怎样？

导程与炮膛口径之比（η=h/d ），即以口径倍数表示的导程为缠度η。缠度与缠角α的关系为η=π/tg α。

8.发射时，火药的潜能转化成哪些形式的能量？

弹丸直线运动功（E 1）、旋转运动功（E 2）、摩擦功（E 3）、火药气体运动功（E 4）、后坐功（E 5）、弹带挤进膛线消耗功（E 6）、热量传递损失（E 7）

9.什么是次要功系数？它的物理意义有哪些？

在射击过程中火药气体所做的主要功与另外的四项次要功之和可用各次要功与主用功的比例系数之和再与主用功的乘积表示，即ΔE i =（1+K 2+K 3+K 4+K 5）E 1。其中系数φ=1+K 2+K 3+K 4+K 5即为次要功系

数。其中K 2=（ρ/r ）2tg 2α K 3=（ρ/r ）2γtg α K 4=ω/3q K 5=q(1+ω/q)/Q 0 物理意义：次要功系数φ是一个包含弹丸旋转运动载，摩擦功，火药及火药气体运动能量及后座运动能

量的系数，φ1=1+K 2+K 3是一个仅包含弹丸旋转运动载及摩擦功的系数，φ2=1+K 2+K 3+K 4是忽略了后座运动能量的次要功计算系数。

10.请描述弹后空间的压力分布

由于弹丸的运动，弹后空间的气体也跟着一起运动，因此形成气流。在弹丸底部气体流动速度等于弹丸速度，而膛底气流速度为零，即在弹压空间存在速度分布，因而必然存在压力分布（弹底压

力最小，膛底压力最大）由此可见弹丸在膛内火药气体压力下不断运动，也就不断破坏膛内压力的平衡态，因此在每一瞬间都要形成堂内压力分布。在满足假设①忽略气体粘滞性②药室直径与跑

堂口径相等③火药气体与未燃尽的火药固体在弹后空间内是均匀分布的。此外忽略伸管后座的影响(即后座引起的对气流的惯性力)满足这些后作用在X 面上的气体压力Px=Pd[1+（1-X 2/L 2）w/2q φ

1]，由此可看出弹后空间的压力分布是一个2次曲线。当x=0时即膛底压力，当x=L 时即弹底压力。

11 什么是膛底压力、弹底压力、平均压力？它们之间的转换关系？

由于弹丸的运动，弹后空间的气体也跟着一起运动，因此在膛内形成了气流。在弹丸底部气流速度应该更高，即等于弹丸运动速度；而在膛底的气流速度应该最低，可以认为等于零。也就是在弹

压空间存在着速度分布，因而存在压力分布，气流速度最大的弹底部压力最小，此压力即为弹底压力；而气流速度最低的膛底，压力最高，即为膛底压力。

平均压力：由于处理问题的需要而引入，即认为火药是在某个平均压力下燃烧的，弹丸的运动和能量的交换也是在同一平均压力下进行的。大大的简化了计算。

膛底压力公式： 弹底压力公式： 平均压力公式： （转换关系显而易见）

12 发射中，前期、第一期及第二期各有什么特征？它们有什么联系？

前期：射击开始时，击发底火点燃了点火药，可以认为是瞬间烧完而达到点火压力PB 。药筒内火药就在这样的压力下开始着火和燃烧，不断生成气体，使药室内压力不断增加。（认为压力在达

挤进压力P0瞬间，弹丸没有运动，火药在定容下燃烧）

第一时期：在火药继续燃烧的同时，弹丸也开始运动。以后随着膛内压力的不断上升，弹丸不断地加速运动。这一时期同时存在使压力上升因素dp ∕dt 和是压力下降因素V ，当这一时期开始时

由于弹丸从静止状态逐渐加速，弹丸后部空间增加较小，是的火药在较小容积中燃烧，密度增加，压力迅速升高。此时dp ∕dt 成为主要矛盾，dp ∕dt 〉0，因而压力曲线上升。随着射击过程的进行，在压力增长的作用下，弹丸速度不断增加，一直弹丸后部空间也不断增加，其结果使得气体密度减小，总存在一个时刻两个因素影响正好相抵消，即dp ∕dt=0，此时Pm 称为最大压力。弹丸

速度继续增加，弹后空间越来越大，于是使压力下降的因素成为主要矛盾，dp ∕dt 〈0于是压力不断下降，此时P=PK,V=VK,L=LK,t=tk

第二时期：第一时期结束就是第二时期的开始。此时火药气体已经烧完，不会再生成新火药气体，但是原火药气体仍有大量没被利用，压力仍然很高。弹丸在火药气体压力的推动下将继续加速运

动。弹丸后部空间更迅速的增加，时的膛内压力不断下降。弹丸底面云动到炮口瞬间，速度增加至最大值，然后射出炮口。第二时期结束。

13.

内弹道的基本方程包括哪几个方面？请写出方程组？

几何燃烧定律 2Z Z χλχψ+= 燃烧速度定律 P u dt de 1/= 弹丸运动方程 υϕmd SPdt =（S 炮膛横断面面积，P 平均压力） 气体状态及能量转换方程

2)(υ

ϕθωψm f l l SP -=+

14.14掌握内弹道分析解法的步骤（P77）。消化课本86页的例题计算。

解：起始数据 （已知） 炮膛断面S 药室容积W0 弹丸全行程长lg 弹丸重量q 挤进压力P0 装药量w 火药起始厚度2e 起始长度L 起始宽度d 火药特征量f α 火药形状特征量

χ χλ 压力全冲量Ik 次要功系数ψ 火药气体比热比K 火药密度δ

弹道计算：1前期 计算 装填密度△=w ∕W0

火药燃烧去的百分比ψ0=（1∕△-1∕δ）∕（f ∕P0+ α -1∕δ）相对燃烧面积σ0=根号下（1-4ψ0λ∕χ）相对燃烧厚度Z0=2ψ0∕χ（1+σ0）

第一时期计算 x1=1-Z0 K1=χσ0 SIk ∕ψm =Vk' B=S ²Ik ²∕fw ψm B1=B Θ∕2-χλ B ∕B1 B1∕K1 γ=B1ψ0∕K1² L0=W0 ∕S α =L0△∕δ1 L △ =L0△(1∕△-1∕δ) Xm=K1 ∕{[B(1+Θ)∕(1+Pm ∕f δ1)]-2χλ}

由以上可得到Vk =（1-Z0）SIk ∕ψm （k 代表k 时刻） Lk=L ψ（平均）（Zk （平均）的B ∕B1次方再-1） Pk=fw{1-[B Θ（1-z ）² ∕2]∕[s （L1+Lk ）] 上式中L1=L0（1- α△ ）

第二期计算 炮口速度 Vg=Vj 乘以根号下1-[（L1+Lk ∕L1+Lg ）的Θ次方][1-（Vk 比Vg ）²] Vj=根号下2fw ∕Θψm 炮口压力 Pg=Pk[（L1+Lk ∕L1+Lg ）的1+Θ次方]

t=2L'∕v ’+从L ’到L 对dL ∕v 积分 列表比较实验值和计算值 包括Pm tm （ 此处m 表示最大值处） Vg tg Pg 画出曲线对比

15发射中，前期、第一期及第二期各有什么特征？它们有什么联系？

装填条件（火药形状、装药量、火药力、火药压力全冲量、弹重、药室容积、挤进压力、拔弹力、点火药）对弹道性能影响如何？

答：1）火药形状变化的影响：装填条件中火药形状的变化通常有两种原因：一种是为了改善弹道性能，有目的地改变药形；另一种是在工艺过程中火药形状产生的一些疵病。对于标志火药形状

的特征量x ，随着x 的增加，Pm 增加很快，Vg 增加很慢，而m l 和k l 都相应的减少。 2）装药量变化的影响：装药量的增加，即火药气体总能量增加，将是最大压力增加，使初速也增加。但是，装药量的变化对最大压力的影响，比对初速的的影响大，所以随着装药量的增

加，最大压力增加比初速增加得快。

3）火药力变化的影响：火药力的增加即火药能量的增加，f 和w 总是以乘积fw 的形式出现，而且w 变化可以引起余容项变化，f 变化对余容项无影响，但余容项的变化对弹道诸元的影响一

般来说不显著，所以f 和w 对弹道诸元的影响没有什么区别。火药力对最大压力和火药燃烧结束位置的影响比对初速的影响要显著的多。

4）火药压力全冲量的影响： k I 变化有两种，一种是火药厚度1e 的变化，另一种是燃烧速度系数1u 的变化。k I 越小，则最大压力和初速增加，而燃烧结束则相应的较早。Pm 和k

l 对火药厚度的变化具有极大的敏感性，而对初速的影响较小。同时，火药的燃烧速度是与温度有关的，随着药温的变化，燃烧速度也相应的变化，从而导致压力全冲量的变化。

5）弹重变化的影响：弹重的增加就表示弹丸的惯性增加，其结果必然是最大压力增加和初速减少。而燃烧结束点也随着移近炮尾。

6）药室容积变化的影响：药室容积的变化，表示气体自由容积的增大，必然引起各弹道诸元的相应变化。

7）挤进压力变化的影响：引起挤进压力变化的原因很多，包括火炮和弹道的工艺生产条件，材料使用过程中的磨损和其他各种复杂因素等。挤进压力增加，即弹丸开始运动瞬间的压力增

加，因此，弹丸运动之后，压力增长的比较快，是的最大压力增加，燃烧结束较早，初速增加。

8）拔弹力变化的影响：弹丸同弹壳或药筒之间相结合的牢固程度决定于拔弹力的大小。拔弹力的变化将直接影响挤进压力的变化增加拔弹力将使最大压力和初速增加，而前者有比后者增加

的显著的多。

9）点火药的影响：点火药量太少，会引起迟发火，不但使初速不稳定，而且也不安全；点火药量太多，实际上就增加了点火压力，从而增加了最大压力和初速。前者比后者增加显著。

1.试述空气阻力由哪几部分组成？并说明各组成部分的物理本质。

2.答: 1、摩擦阻力：其物理本质是由于空气的粘性。2涡流阻力：物理本质：弹头与弹尾的压力差。由于弹尾部附近没有气流流过，形成低压区，而弹头部压力很大，故产生了压力差。

3.超音速时的波动阻力：由于弹丸运动引起空气的压力变化，导致密度变化。超音速传播 时，各瞬时点扰动波重叠一锥面，弹丸在此内运动即有了波动阻力。

2， 弹丸在超音速和亚音速飞行时，所受空气阻力有何异同?说明不同点物理本质。

答：亚音速飞行时：涡流阻力为主要阻力，其物理本质为：弹头与弹尾的压力差。由于弹尾部附近没有气流流 过，形成低压区，而弹头部压力很大产生的压力差。

超音速飞行时：波动阻力为主要阻力，其物理本质为：由于弹丸运动引起空气的压力变化，导致密度变 化。超音速传播时，各瞬时点扰动波重叠一锥面，弹丸在此内运动即有了波动阻

力。

3、阻力系数有何物理意义？答：物体所受到的阻力与气流动压和参考面积之比。

4.有攻角时，各空气动力及力矩的表达式组成、各空气动力及力矩的方向如何？