弹道学
弹道学考试范围
1.弹道学：研究各种弹丸或其他发射体从发射开始到终点的运动规律及伴随发生的有关现象。
2.内弹道学：是研究弹丸在膛内运动规律及其伴随的射击现象的科学。
3.外弹道学：研究弹丸在飞行中运动规律及有关科学问题，可以分为质点弹道学和刚体弹道学两部分。
4.枪炮发射系统的组成：1）身管2）火药3）弹丸
5.膛内射击过程：点火传火过程—挤进过程—发射药燃烧推动弹丸膛内运动过程—发射药燃完后弹丸膛内运动过程—后效作用时期
炮弹射击过程：点火，挤进膛线，膛内运动，后效作用阶段，空中运动阶段，目标中运动阶段
6.弹道诸元：1）自射出点o算起的弹丸飞行时间t；2）弹丸质心在地面坐标系中的坐标（x，y，z）；3）质心速度的大小v；4）v与x轴正向的方向倾角θ
7.初速Vo是为了简化问题而定义的一个虚拟速度，它并非弹丸质心在枪炮口的真实速度Vg，假设弹丸一出枪口即仅受重力和空气阻力作用，好像后效期并不存在，为了修正此假设所产生的误差，采取一虚拟速度Vo，这个Vo必须满足的条件是：当仅仅考虑重力和空气阻力对弹丸运动的影响，而不考虑后效期内火药气体对弹丸的作用时，在后效期终了瞬间的弹速必须与该瞬时的真实弹速Vm相等。V0>Vm>Vg
8.火药能量特征量：
1）爆温2）比容3）爆热4）火药密度5)比冲量6）火药力
9.气体状态方程的参数构成，与哪些因素有关
1）理想气体状态方程：pV/T=R`(R`=8314.32J/kmol`K
2）真实气体状态方程：(p+a/v2)(v-α)=RT
3）高温高压燃气状态方程：p(v-α)=RT
4）定容状态下燃气方程：p(v-α)=RT1
v气体的比容；a与气体分子间吸引力有关的常数；α单位质量气体分子体积有关的修正量，余容；R是与气体组分有关的气体常数，表示1kg火药气体在一个大气压下，温度升高1度对外膨胀做的功。
10.几何燃烧规律：火药的燃烧过程可以认为是按药粒表面平行层或同心层逐层燃烧的，这种燃烧规律称为几何燃烧定律。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
11.影响火药燃速的主要因素：（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
12.膛内射击现象：1）火药燃烧2）燃气生成3）状态变化4）能量转换5）弹丸运动
13.燃气的生成速率与什么有关：火药燃烧面；火药燃烧速度的变化规律。
14.能量平衡方程：△E=Q+W
W：①弹丸直线运动所具有的能量E1，即弹丸动能②弹丸旋转运动所具有的能量E2③弹丸克服摩擦阻力所消耗的能量E3④火药及火药燃气的运动能量E4⑤身管和其他后坐部分的后坐运动能量E5⑥弹丸挤进膛线所消耗的能量E6通常=0。
Q：火药燃气通过炮管，药筒及弹丸向外传递的能量。
由于弹丸直线运动的功能E1最大，称为主要功，其余都为次要功
15. 膛压变化的规律：
1）前期。前期是指激发底火到弹丸即将启动瞬间。特点：忽略弹带宽度全部基挤进膛线的微小位移，认为弹丸在前期中是在定容情况下燃烧，弹丸不动，前期火药燃烧量约占总发射药量的5%左右。
2）第一时期。第一时期是指弹丸开始运动到发射药全部燃烧结束的瞬间为止。这是一段重要而复杂的时期，其特点是：火药完全燃烧生成大量的燃气，使膛压上升，但弹丸沿炮膛轴线运动速度越来越快，使弹后空间不断增加，这又使膛压下降，这种相互关系又相互影响的作用贯穿着设计过程的始终。
3）第二时期。第二时期是指火药燃烧结束的瞬间起，到弹底离开炮口断面时为止。此时期的特点是：虽然发射药已全部燃完，因这段时间极短，堂内原有的高温高压燃气相当于在密闭容器内绝热膨胀做功，继续使弹丸加速运动，弹后空间仍不断增大，膛压继续下降，当弹丸运动到炮口时，其速度达到膛压的最大值。
4）后效时期：后效时期是指从弹丸底部离开膛口瞬间起，到火药燃气压力降到使膛口保持临界断面的极限值时为止。其特点是：火药燃气压急剧下降，燃气对弹丸的作用时间和燃气对炮身的作用时间是不相同的，即起点相同，而结束点各异。
【简述】1前期（击发底火到弹带全部挤入膛线）2第一时期（弹带全部挤进膛线导火药燃烧结束）3第二（火药燃烧结束到弹底通过炮口端面）4后效作用时期
16.装填条件有哪些？装填条件不同，对膛压和初速有何影响？
装填条件：火药的形状，装药量，火药力，火药的压力全冲量，弹丸质量，药室容积，挤进压力，拔弹力，和点火药量。
其他条件不变，（1）形状特征量增加（2）装药量增加（3）火药力增强（4）火药压力全冲量增加（5）药室容积减小（6）挤进压力增大（7）拔弹力增大（8）点火药量增加（9）弹重减小，即惯性减小----导致最大压力增加，燃烧结束较早，从而初速增加。
17.次要功计算系数：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。
18.膛压的分类及其关系：【联系次要功计算系数和阻力系数】【公式】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。1《3《2
19.内弹道计算方法：内弹道计算是根据构造诸元和装填条件，利用内弹道基本方程组，分析膛内火药气体压力变化规律和弹丸的运动规律的计算。解析法；图表法；数值法。
20.弹丸稳定飞行必须满足的条件：弹丸攻角限定在一定范围内；保证其变化趋势是减小的。
21.攻角为0时，有哪些力和力矩？
（1）重力、阻力、升力、马格努斯力（2）静力矩，赤道阻尼力矩、极阻尼力矩、马格努斯力矩
22.攻角不为0时，有哪些力和力矩？
1）静态空气动力和力矩：a）切向阻力b）升力c）俯仰力矩及阻力臂d）导转力矩及平衡转速
2）动态空气动力和力矩：a）极阻尼力矩b）赤道阻尼力矩c）马格努斯力与马格努斯力矩23.攻角为0时，空气阻力包括？形成原因？减小的措施？
超音速与跨音速时，空气阻力包括摩擦阻力，涡流阻力，激波阻力
亚音速时，空气阻力包括
摩擦阻力：弹丸在飞行过程中，因附面层不断形成，被带动而消耗弹丸功能使其减速，与此相当的阻力措施：在表面涂漆
涡流阻力：周围压力较高气流向低压区域填补，造成杂乱无章的涡流，弹丸由底阻而损失的动能即消耗于漩涡上措施：弹尾部设计成流线型
激波阻力：弹速大于声速时，激波随着弹丸运动方向钱传播，使弹丸头部保持较高压强，产生较大阻力措施：弹头部设计成锐长，减小头部波阻
24.攻角：指弹轴和速度矢量的夹角。
25.陀螺稳定性：旋转体绕对称轴高速旋转时，转轴方向的定向性及变化微小的特性。
26.追随稳定性：由于弹道切线不断下降，因此要求在弹道切线不断下降的同时，弹轴也要随切线一起下降保持弹头向前，并使弹轴与切线之间有最小夹角。
27.弹形系数：i值反应了弹行差异所引起的阻力系数差异并从而引起的阻力差异。在一定的M数下，一定的弹丸只有一个阻力系数值，但由于所取阻力定律不同却有不同的i值所以要引进弹形系数。i值反映弹形特征的重要参数，它的取值大小每每标志着枪炮及弹丸的设计质量。公式
28.弹道系数：弹道系数用C表示，是由表示弹丸形状、大小和惯性诸元特征的量i、d及m 所组成，故系数C反映了弹丸组合特性对阻力加速度的影响，C值的差异导致了弹道的差异，因此称C为弹道系数。公式
29.推导刚体运动方程：将弹丸所受的力投影到地面坐标系（即速度），力矩投影到弹轴坐标系。
30.阻力定律：如果取定了某个标准弹精确地测出攻角=0的阻力系数曲线，此种标准弹的阻力系数与M数的关系，称为阻力定律。
31.尾翼稳定方式：利用其尾翼作用使阻心移到质心后面，形成稳定力矩使攻角不致增大。
旋转稳定方式：当其旋转速度不低于某个最低值时,就可以依靠陀螺效应使弹轴围绕某个平均位置旋转与摆动，不致因翻转力矩的作用而翻转。
32.旋转弹稳定飞行的必要条件：【作图】旋转弹丸不具有静态稳定性,但具有陀螺稳定性。在重力作用下弹道是逐渐向下弯曲的，如果弹轴不能追随弹道切线以同样的角速度向下转动，势必形成攻角增大甚至弹底着地。旋转弹丸由于有动力平衡角存在，与其相应的翻转力矩将迫使弹轴追随弹道切线向下转动，因而具有追随稳定性。为了保证攻角始终较小，动力平衡角也不能过大。如果弹丸旋转速度太高，其陀螺定向性过强，就可能造成动力平衡角过大，因此又必须限制转速不超过某一个最高值。为了保证弹丸的飞行稳定性，还必须要求摆动幅值始终衰减，即要求弹丸具有动态稳定性。动态稳定性与其升力、静力矩、赤道阻尼力矩、极阻尼力矩和马格纳斯力矩等有关。
33. 对比空气弹道和真空弹道的主要特性。
真空弹道：（1）真空弹道是一条对称的抛物线，其对称轴y与最大弹道高重合，升弧OS和降弧SC的形状相同。（2）弹道上任意一点的速度取决于该点的弹道高，同一弹道高处得速度值相同。因此，初速与末速数值相等，顶点的速度最小；（3）在弹道等高的两点上，其切线倾角绝对值相等；（4）最大射程的发射角为45 °；（5）弹丸在升弧的飞行时间等于弹丸在降弧段得飞行时间
空气弹道：（1）弹头速度沿弹道变化，（2）空气弹道有不对称性（3）有最大射程角，真空弹道为45度（4）标准条件下，空气弹道由三个参量决定：初速v0，射角θ0，弹道参数c 34.绕心运动：只计入翻转力矩，δ角很小且σ>0的条件下。（1）弹丸绕弹轴等角速度旋转（2）阻力面绕向量v做等角速度进动（3）弹轴在阻力面内相对于向量v做简谐振动
35.弹道的刚性原理：当ɑ及?角均很小时，弹道好像一个刚体，可以围绕射出点o在水平线ox上下很小的角度?范围内摆动而不改变弹道的形状。
36.在弹速方向不断低头的情况下，右旋弹弹轴向右偏，弹轴的平均位置称为动力平衡轴，与速度方向的夹角称为动力平衡角（平均章动角）其影响因素为（1）弹道参数（弹速v，倾角θ（2）弹箭外形、质量分布（阻力臂h）。
37.膛线缠度η：通常以弹箭绕膛线旋转一周在膛内运动的距离L（导程）是口径的多少倍来表示。L=ηd。转速与弹箭初速和身管缠度的关系为r0=2πvg/L=2πv0/L=2πv0/ηd
枪炮内弹道学-武器发射工程教学大纲
《枪炮内弹道学》课程教学大纲 课程代码：110431007 课程英文名称：Interior ballistics of guns 课程总学时：40 讲课：34 实验：6 适用专业：武器发射工程 大纲编写（修订）时间：2017年5月 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是武器发射工程专业的必修专业基础课，是本专业的学位课。它是研究内弹道问题的基本理论之一，是武器系统设计者必备的专业知识。本课程培养学生在武器系统设计过程中具有分析内弹道相关问题和具有解决武器发射中内弹道的安全问题的能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1. 基本知识：掌握枪炮内弹道学的基本理论，运用分析解法求解枪炮内弹道学的正反两方面设计问题； 2. 基本理论、方法：经典内弹道学理论的基本模型，运用模型求解枪炮内弹道解法的方法等； 3.能力和技能：通过本课程的学习，学生应会进行内弹道设计与求解并会分析发射过程中影响内弹道规律的相关问题。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的进行讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案等教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 3．计算机辅助设计：要求学生采用二维CAD和运用C语言等进行枪炮内弹道学的课程设计。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有火炸药理论、武器系统概论等。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论等内容，作业要能起到巩固理论，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握膛内压力、弹丸速度的实验测量方法，获得实验操作的基本训练。实验成绩作为评定课程成绩的一部分。 4．本课程的课程设计单独设课，单独考核。 (六)课程考核方式 1．考核方式：考试 2．考试目标：在考核学生对内弹道基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的
2020年秋冬智慧树知道网课《远程火箭弹道学及制导方法(哈尔滨工业大学)》课后章节测试答案
绪论单元测试 1 【判断题】(100分) 火箭是一种变质量飞行器。 A. 错 B. 对 第一章测试 1 【单选题】(10分) 弹道学中，一般常用哪个坐标系作为确定坐标系是动系或静系的基准？（） A. 空间惯性坐标系 B. 体坐标系 2 【单选题】(10分) 弹道学中，气动力常在哪个坐标系中描述？（） A. 速度坐标系 B.
地球固连坐标系 3 【单选题】(10分) 在计算坐标转换矩阵时，应按照（）的原则求出。 A. 先转在前，后转在后 B. 后转在前，先转在后 4 【判断题】(10分) 两个坐标系之间最多需要三次单轴旋转，可实现坐标轴重合。（） A. 错 B. 对 5 【判断题】(10分) 根据选择的旋转轴不同，坐标系之间共有16种旋转次序。（）
A. 对 B. 错 第二章测试 1 【单选题】(20分) 气动力作用在火箭的（）上。 A. 压心 B. 质心 2 【单选题】(20分) 地心纬度和地理纬度相比，哪个数值更大？（） A. 地理纬度 B. 地心纬度
3 【判断题】(20分) 根据伯努利原理，流体速度越大，压强越小。（） A. 错 B. 对 4 【判断题】(20分) 密歇尔斯基方程可为推进剂的研制和火箭发动机的设计提供方向。（） A. 错 B. 对 5 【单选题】(20分)
远程火箭自由段受到的主导力是？ A. 地球引力 B. 发动机推力 C. 空气动力 第三章测试 1 【判断题】(10分) 远程火箭是固、液、气三相变质量连续质点系。（） A. 对 B. 错 2 【多选题】(10分) 发射系下建立的远程火箭变质量系的弹道微分方程中，远程火箭除了受外力，还受到什么力？（） A.
弹道学(该部分资料来自百度)
弹道学（该部分资料来自百度） 弹道学是研究各种弹丸或抛射体从发射起点到终点的运动规律及伴随发生的有关现象的学科。弹丸从起点到终点要经历起动、推进、在空中运动、对目标作用等不同的过程，并在不同环境中有不同的运动规律，产生不同的现象。 目录 简介 研究内容 研究目的 区别 展望 其它军事学分支学科 编辑本段 简介 弹道学是一门研究物体飞行、受力及其它运动行为的学科。通过弹道学，子弹，重力炸弹，火箭等非制导武器可以达到理想的状态。在法医学领域，法医弹道学研究犯罪中使用的枪支。 编辑本段 研究内容
早期，由于弹道学的理论基础——力学正开始发展，弹道学仅局限于研究抛射体运动轨迹的力学范畴。随着弹道测量技术及各基础学科的发展，弹道学研究的内容逐步扩充，发展成为涉及固体力学、气体动力学、空气动力学、液体力学、弹塑性力学、化学热力学、燃烧理论及爆炸力学等学术领域的综合性学科，并相继形成了不同的分支学科。 发射武器通常有两种典型的发射方式：一种是枪炮系统的发射方式，它利用高温的火药燃气在枪炮膛内膨胀作功，推动弹丸以一定的速度射出膛口；另一种是火箭系统的发射方式，它利用火药燃气从火箭发动机的喷管流出时所产生的反作用力，推动战斗部连同发动机本身一起在空中飞行。根据发射方式的不同，弹道学相应地分为枪炮弹道学和火箭弹道学。 在枪炮的射击过程中，弹丸的运动要经历膛内阶段、射出膛口后继续受火药燃气作用的阶段和在空气阻力、地球引力与惯性力作用下的飞行阶段。因而枪炮弹道学也相应地划分为：研究膛内火药燃烧、物质流动、弹丸运动和能量转换等有关现象及其规律的内弹道学；研究弹丸穿越膛口流场时受力和运动规律，以及伴随膛内火药燃气排空过程发生的各种现象的中间弹道学；研究弹丸在空中飞行运动的现象及其规律的外弹道学。火箭弹道学则根据火箭发动机内部所发生的现象和整个弹体在空中飞行的现象，分为火箭内弹道学(或称火箭发动机原理)和火箭外弹道学。 从学科性质来划分，枪炮内弹道学和火箭内弹道学基本上同属一个学科，统称为内弹道学；枪炮外弹道学和火箭外弹道学则又同属另一个学科，统称为外弹道学。在近代弹道学的发展过程中，对弹丸在目标区域的运动规律、目标的作用机理及威力效应的研究已形成了专门的学术领域，称为终点弹道学。它同内弹道学、中间弹道学及外弹道学一起组成了弹道学的完整体系。 此外，发射起点的点火现象和弹丸起动过程等问题的研究也日益得到重视，有可能从内弹道学分化出来，发展成为一个新的弹道学分支——起点弹道学。各弹道学分支既有其相对独立的研究内容和弹道规律，分支之间又相互联系，存在一系列因果关系，从而表明了全弹道的整体概念。 在现有弹道学体系的基础上，还形成了一些新的分支，例如：随着航天及水中发射系统的发展，形成了大气外层的太空弹道学(或地球弹道学)和水中弹道学；随着导弹的发展而有了导弹弹道学；还有专门研究弹丸及冲击波对有机体杀伤作用的创伤弹道学等。此外，由于各弹道学科的研究对象和测量参数具有不同的特点，不仅要有专门的设施进行弹道试验，而且还要研究专门的测量方法和测量仪器，因而又形成了实验弹道学。 编辑本段 研究目的 弹道学是武器设计和使用的理论基础。研究弹道学的目的即在于应用全弹道的观点在理论上和实践上指导武器的设计、使用和改进，使武器在最优化条件下达到预期的射程、射击精度和战术效果，并保证重复射击性能的一致性。这种指导作用，说明了弹道学在研究发射武器的各有关学科中占有重要的地位。 编辑本段
弹道学课程设计word版
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 045 θ=? 5 弹丸质量m =15. 6 ㎏ 6 弹丸转动惯量比J y/J x=2.0354㎏㎡/0.2152㎏㎡=9.46 7 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。 空气动力学是航天航空重要的基础学科之一，是飞行器设计的先行官，是航天航空领域的重要专业之一。它在学术研究内容是流体力学的一个分支，但是在航天航空的作用流体力学本身。著名的空气动力学家吴镇远在他的1981年的学术论文说到，19世纪末开始预测作用在运动物体上的空气作用力和力矩将成为空气动力学的研究主题。
弹药学
弹药学 ? 2.1 内弹道与外弹道 ?内弹道学是研究弹丸在膛内的运动规律以及火药燃烧规律的科学 ?外弹道学是研究各种弹丸在空气中运动规律及相关问题的科学。 ? 2.1.1 内弹道 ?通常，弹丸的内弹道过程可以分为如下几个阶段。 1.点火过程 ? 2.挤进膛线过程 ? 3.膛内运动过程 ? 4.火药气体对弹丸后效作用过程 ? 2.1.2 外弹道 ?按照外弹道学研究的历史过程，可以将其分成质点弹道学和刚体弹道学两大部分。 ?质点弹道学是在一定的基本假设下，略去对弹丸运动影响较小的一些力和全部力矩，把弹丸当成一个质点来看待，研究其在重力、空气阻力和推力作用下的运动规律。质点弹道学的作用在于研究此简化条件下的弹道计算问题，分析影响弹道的诸因素，并初步分析形成散布和产生射击误差的原因。 ?刚体弹道学则是考虑弹丸所受的全部力和力矩，把弹丸当作刚体，研究其质心运动、围绕质心的角运动以及二者之间的相互影响。刚体弹道学的作用在于解释飞行中出现的各种复杂现象，研究弹丸稳定飞行的条件，形成散布的机理及减小散布的途径，刚体弹道学还用来精确计算弹道或应用于编拟射表。 1. 弹丸空气阻力 马赫数小于临界马赫数时， 2. 弹道系数 射程 弹道系数 ? 3.飞行稳定性 ?弹丸在飞行中受到扰动后其攻角能逐渐减小，或保持在一个小角度范围内的性能。 ?攻角：对称轴与质心速度的矢量夹角
?保证弹丸飞行稳定方法： ? 2.2 火药与炸药 ? 2.2.1 火药 ?火药是指在无外界供氧条件下，可由外界能量引燃，自身进行迅速而有规律的燃烧，同时生成大量热和气体的物质。通常由可燃剂、氧化剂、粘结剂和(或)其他附加物(如增塑剂、安定剂、燃烧催化剂等)组成，是枪炮弹丸、火箭、导弹等的发射能源。 ?火药按一定的装填方式在武器装药燃烧室中燃烧，将化学能转变为热能，同时产生大量高温、高压气体并转变成弹丸、火箭、导弹的动能。这两个转变过程是在极短时间内完成的。火药的能量及其释放速率是这两个过程的决定因素，也是决定武器性能的重要参数之一。火药的能量性质由爆热、比容、爆温、火药力或比冲等来表征。 1.火药在弹药中的作用 在枪炮武器中，火药是装在枪弹、炮弹的铜壳、药筒或火炮药室内的。发射时，火药经由底火或其他发火装置点燃而进行快速燃烧，火药燃烧后释放大量热，同时生成大量气体，这在膛内形成很高的压力，这种高温、高压气体在膛内膨胀做功，将弹丸高速地推送出去，达到发射弹丸的目的。 在火箭武器中，火药是装在火箭发动机的燃烧室内，发射时，火药经点火装置点燃而进行燃烧，燃烧后生成的高温、高压气体经由发动机尾部的喷管高速喷出，从而产生一种反作用推力使火箭获得一定的速度向前飞行。 2.火药的分类及组成 随着科学技术和武器的不断发展，火药的品种也逐渐增多，为了使用，学习和研究方便，将火药进行分类。火药按所选定的分类特征，通常有两种分类方法。 一是按火药用途分类，火药可分为枪炮发射药，火箭固体推进剂及其他用途的火药； 二是按照火药组成分，火药可分为均质火药和异质火药两类。均质火药又称溶塑火药，包括单基、双基、三基和多基发射药；异质火药又称混合火药或复合火药，包括低分子混合火药、高分子复合火药及复合改性双基火药， 2.2.2 炸药 炸药是指在适当外部激发能量作用下，可发生爆炸变化(速度极快且放出大量热和大量气体的化学反应)，并对周围介质做功的化合物或混合物。可以是固态、液态或气态，也可以是气—液态或气—固态；军用和工业炸药多为固态。
枪炮内弹道学课程设计
成绩评定表
课程设计任务书
目录 摘要 (Ⅰ) 前言 (Ⅱ) 1.问题分析 (1) 1.1设计任务及要求 (1) 1.2设计思路及基本步骤 (1) 2.内弹道设计及解法 (2) 2..1基本假设 (2) 2.2.内弹道方程 (2) 2.3 内弹道方程组的化简 (4) 2.4 龙格-库塔法 (5) 2.5 建立数学模型 (5) 3.用Matlab编写运行程序 (7) 3.1前期 (7) 3..2 第一时期 (8) 3.3 第二时期 (9) 4. 后期处理 (10) 5. 结果分析 (12) 参考文献 (13)
内弹道学研究发射过程中枪炮膛内及固体火箭发动机内的火药燃烧、物质流动、能量转换和枪炮弹丸的运动等规律以及其他有关现象的学科，包括内弹道解法和内弹道设计。应用MATLAB软件编写程序，在不同装填密度下，得出内弹道方程组的数值解，模拟膛压、弹丸速度、随弹丸行程的变化的关系，并对结果进行分析，最终选取合适的装填密度，完成内弹道设计。 关键词：MATLAB；装填密度；内弹道设计；
加农炮是弹道低伸的火炮，属地面炮兵的主要炮种之一。主要用于射击装甲目标、垂直目标和远距离目标。对装甲目标和垂直目标，多用直接瞄淮射击；对远距离目标，则用间接瞄准射击。主要由炮身、炮架、瞄准装置等部件组成。主要特点是身管长(一般为口径的40—80倍)、初速大(通常在700米/秒以上）、射程远(如152—155毫米加农炮的最大射程可达22—35公里)。它是进行地面火力突击的主要火炮。 内弹道学（interior ballistics）研究发射过程中枪炮膛内及固体火箭发动机内的火药燃烧、物质流动、能量转换和枪炮弹丸的运动等规律以及其他有关现象的学科。是弹道学的一个分支。 内弹道计算，也称内弹道正面问题。即已知枪炮内膛结构诸元（如药室容积、弹丸行程等）和装填条件（如装药质量、弹丸质量、火药形状和性质）计算膛内 ν的内燃气压力变化规律和弹丸运动规律。根据内弹道基本方程求解出l p~,l ~ 弹道曲线，为武器弹药系统设计及弹道性能分析提供基本数据。 内弹道设计，也称内弹道反面问题。在已知口径，弹丸质量，初速及指定最大压力的条件下，计算出能满足上述条件的武器内膛构造诸元和装填条件（如装。弹道设计是多解的，在满足给定条件下可有很多个设计方案。因此，在设计过程中需对各方案进行比较和选择。 以1944式100毫米加农炮装填条件为研究平台，MATLAB为应用工具，通过 ν曲线，以最大膛压、初速等改变装填密度实现不同方案的设计，得出l p~,l ~ 弹道参量为评价标准，选取合适的方案。
外弹道学
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。如自转时有攻角存在，还将形成一个与攻角平面垂直的侧向力和力矩，称为马格纳斯力(Magnus force) R xm和马格纳斯力矩M ym。这些力和力矩如图1所示。 在诸空气动力中，迎面阻力、升力和静力矩对弹丸运动影响较大，它们的表达式如下： 公式 公式 公式
2009302026王勋
航空外弹道学 课程设计 姓名：王勋 班级： 08030902班 学号： 2009302026 时间： 2012.7.12 一、已知条件及题目要求 1.查表可知，标准下落时间()21.12 S s s 2．气象：
760on h mmHg = 288.4on K τ= 29.27R = 温度梯度35.86210G -=?度/米 8.4on mmHg =e 3. 弹丸参数： 216.5q kg = 0.299d m = 弹长 2.11L m = 9.806g = 4. 空气阻力系数： 00.160x C = 5. 初始条件： 400/u m s = 0w = 0p = 2000m H = 要求：列出弹道参数，并画出炸弹弹道曲线。 二、题目分析 对于所给题目，取直角坐标系Oxy ，坐标原点取在投弹高度为H 的投弹点O 上，x 轴取在飞机投弹瞬间速度1v → 的铅垂面（投弹面）内的水平方向，y 轴铅直 向下，如图1所示。转角方向规定顺时针为正。设弹道上任一点M 速度向量v →在x 轴与y 轴上的分量分别为u 与w 。
图1 水平轰炸图 由题目给出的条件，P=0，W=0可以知道，所要设计的题目类型为无外力的水平轰炸，由于飞机速度V 在X 轴方向上，因而初始条件为： 当0t =时，u v,w 0,x=0,y 0,0.θ====建立方程组如下： ()G(v )1=()G(v )+cos equations(1)sin du CH H y dt d CH H y g dt dx u v dt dy v dt v τττττωωθωθ?=--???--???==???==????? （）（2）（3）（4）（5） 三、相关参数计算 (1)弹道系数C 的计算 0.2460.650.16C C i x0x0===
弹道学考试知识点
《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。（熟练掌握） 第2章射击过程中的能量方程和弹丸在膛内的运动规律（理解） 了解火炮的膛内结构，熟练掌握射击过程中的能量的分配形式、掌握膛内压力分布规律和考虑次要功系数的弹丸运动的方程，对其中的概念如挤进压力、次要功系数、火炮效率等基本概念要熟记，熟悉弹道学中内弹道基本方程。 第一节：射击中的能量过程和能量平衡方程 （1）基于热力学平衡的方程建模（了解） （2）火炮效率与装药极限速度（熟练掌握） 第二节：内弹道的基本方程和膛线导转侧对弹带的作用力
弹药学(综合)
弹药：一般指有壳体，装有火药、炸药或其他装填物，能对目 标起毁伤作用或完成其他任务的军械物品。 威力：是指弹丸对目标的杀伤和破坏能力。 现代弹药通常由战斗部、投射部、引导或制导部和稳定部等部 分组成。（战斗部：弹药毁伤目标或完成既定终点效应的部 分；投射部：弹药系统中提供投射动力的装置；导引部：弹药系统中导引和控制射弹正确飞行的的部分；稳定部：弹药系统中用于保持射弹在飞行中具有抗干扰性，以稳定的飞行状态、 尽可能小的攻角和正确姿态接近目标的装置） 战斗部（壳体、装填物、引信）类型：爆破战斗部、杀伤~、动能~、破甲 ~、碎甲 ~、燃烧 ~、特种 ~、字母 ~。 弹药系统：将弹药、炸药制品、引信、火工品等部件及与其配 套的零部件（装置）等，按照一定的传火序列、传爆序列组合 在一起，使之具有满足规定战术或战略任务功能的有机整体。分 类：①弹药按用途可分为主用弹药、特种弹药、辅助弹药。② 按装填物的类别可分为常规弹药、核弹药、化学（毒剂）弹药、 生物（细菌）弹药。③按投射方式可分为射击式弹药、自 推式弹药、投掷式弹药、布设式弹药。④按配属军中可分为炮 兵弹药、航空弹药、海军弹药、轻武器弹药和地雷、工程爆破 器材。⑤按导引属性可分为无控弹药和制导弹药。⑥按是否有 信息技术成分分为信息化弹药和非信息化弹药。⑦按毁伤类型分为硬毁伤型弹药和软毁伤型弹药。 弹药的战斗要求：威力大、射程高、射击精度好。 弹药的基本要求：弹丸威力大、远射性好、射击精度好、射击 和勤务处理安全性好、操作简单、长期储存性好。 弹药的基本性能：发射性能、运动性能、终点效应、安全性和 可靠性。 弹药与目标的关系：好比矛与盾的关系①弹药与目标是一对互 相对立而又紧密联系的矛盾统一体②不同的目标有不同的功能 及防护特性，必须采用不同的弹药对其进行毁伤③目标的多样 性决定了弹药的多样性④弹药毁伤效率的提高迫使目标抗 弹药能力不断改善⑤目标的发展与新型目标的出现，又反过来促进弹药的不断发展与新型弹药的产生。 爆炸的作用分为爆破和杀伤。 射程：由炮弹或子弹发射点到其水平面落点的水平距离。 口径大于20mm 的是炮弹，口径小于20mm 的是枪弹。 弹道：在各种力作用下，弹丸或其他发射体质心运动的轨道。 内弹道学是研究弹丸在膛内的运动，内弹道过程概括地说就是利用火药在炮管燃烧所产生的高温高压气体膨胀做功，推动弹丸沿身管运动的过程。 中间弹道学：是内弹道学一部分，研究弹丸自炮口飞出到伴随 流出的气体消失为止的运动。 外弹道学：关于火箭和弹丸与发射装置之间力的相互作用中断 后的飞行科学。 后坐：火药燃气压力在推动弹丸沿身管轴线向前运动的同时， 也推动炮身向弹丸行进的反向的运动，并遵循动量守恒定律。 内弹道的重要指标：膛压、初速（燃速和燃烧表面积是影响初 速和膛压的主要因素） 炮膛：身管的内部空间及其内壁结构，由药室、坡膛和导向部 组成。 膛线：身管内壁刻有与炮膛轴线成一定角度的沟槽以引导弹丸 做旋转运动的若干条形螺旋；作用是赋予弹头旋转的能力，使弹头在出膛之后，仍能保持既定的方向，更精准地射向目标。 弹带的作用：在膛内起定心作用，并使弹丸同炮膛紧密配合以 防止燃气泄露，弹带嵌入膛线后使弹丸产生旋转。 炮弹外壳由上到下为引信、圆弧部（弹头部）、上定心部、圆 柱部、下定心部、弹带、尾部。 上下定心部的作用是使炮弹与炮膛轴线一致。 枪弹不需要弹带，因为枪弹比较轻，依靠摩擦作用即可使弹旋 转；炮弹有弹带，因为炮弹比较重，需要借助弹带来旋转。 弹丸在膛内运动分为四个时期：①前期：击发底火到弹丸即将 启动瞬间；②第一时期：弹丸开始运动到发射药全部燃烧结束 的瞬间为止；（重要数据：最大膛压P m）③第二时期：火药燃烧结束的瞬间到弹底离开炮口断面时为止；④后效时期：弹丸底部离开躺口瞬间到火药燃气压力降到使躺口保持临界断 面（即膛口断面气流速度等于该面的当地音速）的极限值为止。攻角：弹丸轴线与速度矢量（即弹道切线）之间的夹角。着靶角：弹丸着靶速度矢量与靶板垂线之间的夹角，或与装甲 平面法线之间的夹角。 空气阻力分为：摩擦阻力（由于附着在弹表面的空气分子带动 附面层内的空气一起运动，消耗着弹丸运动的能量，使弹丸减速，与此相当的阻力即~）、涡流阻力（当弹丸与空气之间的 相对速度至一定程度且小于音速时，气流绕弹表流动，并在弹底附近出现漩涡，伴随漩涡出现而增加的阻力为涡流阻力）、 波动阻力（当弹丸与空气之间相对速度大于音速时，伴随着近似圆锥形的微波而产生的阻力）。（一定条件下，弹尾做成收缩状不易出现漩涡。波动阻力又称为激波阻力，只有在炮弹超音速飞行时才会出现并占主要形式；亚音速飞行时涡流阻力占主要形式。） 马赫波和激波：当弹丸超音速飞行时，沿弹头表面及弹尾、弹 带等凹凸不平处，在其附近各条流线的每点上，气流方向被迫向外转折。每点成为一个点扰源均各产生一个马赫波。无数马赫波叠加即为激波。 弹形系数：某待测弹与该标准弹在相同马赫数下且攻角为零时 阻力系数的比值。 形状相似的同类弹丸，其弹道系数与弹径成反比，即弹径越大，弹道系数越小，因而空气阻力的影响也小。 引信：通过自身的敏感装置感觉目标或按预定条件来控制弹药 爆炸序列适时爆炸的系统。 引信的作用：保险、解除保险、感觉目标、起爆。 引信的分类：按装配位置：弹头引信、弹底引信、弹头-弹底引信、弹身引信；按作用方式和原理：触感引信、近感引信、执 行引信。 引信的作用过程：保险解除保险过程信息作用过程引爆过程自 炸 引信的干扰分为内部干扰、自然干扰、人工干扰。 引信的引爆特性：适时性（炸点选择的时间或空间性），完全 性（使战斗部完全爆炸的性能）。 勤务处理：由引信出厂到发射所受到的全部操作和处理，包括 运输、搬运、弹药箱的叠放等。 损管能力：在战斗中处理受害、局部损伤，维持恢复战斗的能 力。 火帽：将弱小的激发冲量转化为火焰的点火元件。引用最多的 是针刺火帽和撞击火帽。 底火：利用机械能或电能激发以引燃发射药或传火药的引燃性 火工品。 点火具：引燃火箭弹中火箭火药的装置。作用是将火箭火药的 表面迅速的加热到它的起燃温度以上，并在燃烧室中建立一定的 压力，以便火药装药正常的进行燃烧。 发射药：火药用于枪炮发射弹丸装药时成为发射药。 发射药分为单基发射药（主要成分为硝化棉）。双基发射药（硝化棉、硝化甘油）、三基发射药（硝化棉、硝化甘油、硝基胍）、液体发射药（酯类、肼类）。 双基发射药分为两种类型：柯达型、巴利斯太型。 护膛剂：起到减少火药燃气对内膛表面烧蚀的药剂、 除铜剂作用：清除因铜质弹带与膛壁摩擦而残留在内膛表面的 铜。 消焰剂：抑制射击时产生的膛口火焰，炮尾焰。一般采用钾盐 类物质。 弹药装药方法：捣装法、压装法、注装法、螺旋装药法、塑态 装药法。 炮弹：指口径在20mm 以上，利用火炮将其发射出去，完成杀 伤、爆破、侵彻或其他战术目的的弹药。炮弹一般由引信、弹丸、药筒（或药包）、发射装药及其辅助元件、点火具等五大 部分组成。 杀伤爆破弹（榴弹）：弹丸内装有猛烈炸药，利用爆炸时炸药 释放的能量与产生的具有一定动能的破片完成爆破与杀伤作 用的弹药。 破片：金属壳体内部装药爆炸作用下猝然解体二产生的一种 杀伤元素。 密集杀伤半径：在这个半径的周界密集排列着高 1.5 米，宽 0.5米，后25 毫米的松木板制成的人像靶，每个靶上可穿透一个 破片。
弹道学 总结
弹道学考试范围 1.弹道学：研究各种弹丸或其他发射体从发射开始到终点的运动规律及伴随发生的有关现象。 2.内弹道学：是研究弹丸在膛内运动规律及其伴随的射击现象的科学。 3.外弹道学：可以分为质点弹道学和刚体弹道学两部分。 质点弹道学 刚体弹道学 4.枪炮发射系统的组成：1）身管2）火药3）弹丸 5.膛内射击过程：点火传火过程—挤进过程—发射药燃烧推动弹丸膛内运动过程—发射药燃完后弹丸膛内运动过程—后效作用时期 6.弹道诸元：1）自射出点o算起的弹丸飞行时间t；2）弹丸质心在地面坐标系中的坐标（x，y，z）；3）质心速度的大小v；4）v与x轴正向的方向倾角θ 7.初速Vo是为了简化问题而定义的一个虚拟速度，它并非弹丸质心在枪炮口的真实速度Vg，假设弹丸一出枪口即仅受重力和空气阻力作用，好像后效期并不存在，为了修正此假设所产生的误差，采取一虚拟速度Vo，这个Vo必须满足的条件是：当仅仅考虑重力和空气阻力对弹丸运动的影响，而不考虑后效期内火药气体对弹丸的作用时，在后效期终了瞬间的弹速必须与该瞬时的真实弹速Vm相等。V0>Vm>Vg 8.火药能量特征量： 1）爆温T1（燃烧温度）：就是指火药在燃烧瞬间没有任何能消耗的情况下，火药燃气所具有的温度，单位用K表示。 2）比容w：燃烧1kg火药所产生的燃气在0摄氏度和1个大气压下而水保持气态所占有的体积。 3）爆热Qv：1kg火药在真空定容情况下燃烧并将燃气冷却到18摄氏度时放出的热力量。单位为J/Kg。 4）火药密度：火药密度越大，火药能量越大。 9.气体状态方程的参数构成，与哪些因素有关 1）理想气体状态方程：pV/T=R`(R`=8314.32J/kmol`K 2）真实气体状态方程：(p+a/v2)(v-α)=RT 3）高温高压燃气状态方程：p(v-α)=RT 4）定容状态下燃气方程：p(v-α)=RT1 v气体的比容；a与气体分子间吸引力有关的常数；α单位质量气体分子体积有关的修正量，余容；R是与气体组分有关的气体常数，表示1kg火药气体在一个大气压下，温度升高1度对外膨胀做的功。 10.几何燃烧规律：火药的燃烧过程可以认为是按药粒表面平行层或同心层逐层燃烧的，这种燃烧规律称为几何燃烧定律。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 11.影响火药燃速的主要因素：（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 12.膛内射击现象：1）火药燃烧2）燃气生成3）状态变化4）能量转换5）弹丸运动 13.燃气的生成速率与什么有关：火药燃烧面；火药燃烧速度的变化规律。 14.能量平衡方程：△E=Q+W W：①弹丸直线运动所具有的能量E1，即弹丸动能②弹丸旋转运动所具有的能量E2③弹丸
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 υ?md 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 2)(υ?θωψψm 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ζ0=根号下（1-4ψ0λ∕χ）相对燃烧厚度Z0=2ψ0∕χ（1+ζ0） 第一时期计算 x1=1-Z0 K1=χζ0 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？