火炮发射动力学概论第1讲-2010剖析讲解
火炮知识
火炮一般常识炮兵是战争之神，火炮是炮兵的主战装备。
火炮指以发射药为能源发射弹丸，口径在20毫米以上的身管射击武器。
火炮种类较多，配有多种弹药，可对地面、水上和空中目标射击，歼灭、压制有生力量和技术兵器，摧毁各种防御工事和其他设施，击毁各种装甲目标和完成其他特种射击任务。
一、一般构造火炮通常由炮身和炮架两大部组成（以加农榴弹炮为例）。
炮身部由身管、炮尾、炮闩和炮口制退器组成。
如图所示。
1身管，2被筒，3制转键，4闩体，5炮尾，6导箍，7炮口制退器。
1、身管用来赋予弹丸初速及飞行方向，并使弹丸旋转（滑膛炮的弹丸一般不旋转）。
炮尾用来盛装炮闩。
其中炮身炮膛内往往刻有膛线，膛线是按螺旋形刻制的，炮膛的膛线是按螺旋形刻制的，有等齐和渐速两种缠度。
带等齐缠度膛线的炮膛，其特征是阴线相对于炮身轴线的斜度是个常数。
炮身轴线是沿炮膛中心贯穿炮膛全长的一条假想线。
渐速膛线是指阴线与炮身轴线间的斜度是不断变化的，越向炮口斜度越大。
渐速膛线，在身管内的火药气体压力达到最高点时，可用于减少弹带作用到阳线上的压力，从而保证弹丸在离开炮口前能获得足够的转数。
使用渐速膛线在理论上的好处是，比较短的身管不会降低弹丸飞行中的稳定性。
炮身有膛线的火炮，其相应使用的弹丸的尾部包覆有一层材质比膛线软一些的材料制成弹带。
当弹丸向前运动时，膛线卡入弹带并在弹带上刻出与阳线断面相应的凹槽，迫使弹丸沿膛线扭转的路线运动，从而使弹丸旋转以保持其在空中飞行的稳定性，即提高了炮弹打击精准度。
凸起的膛线称为“阳线”。
不包括阳线深度的炮膛直径就是用于衡量身管、也就是武器的口径的尺度。
膛线的用途是在弹丸穿越炮膛时使弹丸旋转。
弹丸上配有用比膛线软一些的材料制成弹带。
当弹丸向前运动时，膛线嵌入弹带，膛线在弹带上刻出的凹槽的形状与阳线断面相应。
弹带上被刻出的凹槽被迫沿膛线扭转的路线运动，从而使弹丸旋转。
在决定膛线深度时必须解决两个彼此矛盾的要求。
一方面，深阴线更有利于为弹丸穿过炮膛时导向并能减少膛线的磨损。
大炮工作原理
大炮工作原理
大炮是一种利用爆炸力产生高速气流从而推动炮弹发射出去的武器。
它的工作原理可以概括为以下几个步骤：
1. 装填炮弹：首先，将炮弹放入大炮的炮膛内部。
炮膛是大炮的主要部分，通常由坚固的金属材料制成，以承受高压和高温。
2. 充装火药：然后，在炮弹之后的炮膛中装填火药。
火药是一种可燃物质，当受到外部火源触发时，会迅速燃烧释放大量热能。
3. 点火：点燃装填在炮膛后部的火药，触发火药的燃烧过程。
火药的燃烧产生大量的高温气体和膨胀的烟气。
4. 高压气体产生：火药燃烧时产生的高温气体迅速膨胀，增加了炮膛内部的气体压力。
压力逐渐上升，产生了一股强大的气流。
5. 炮弹发射：当火药燃烧释放的压力达到一定程度时，炮弹被气流推动从炮膛中喷射出去。
由于火药的燃烧速度相对较快，炮弹会获得足够的速度，射程远且破坏力强。
需要注意的是，大炮的工作原理是基于爆炸力和气流推动的。
燃烧的火药会产生大量的高温气体，通过这种气体的膨胀将炮弹推出炮膛。
因此，炮弹的速度和射程取决于火药的燃烧速度、装药量以及炮膛的结构等因素。
同时，为了确保安全，大炮的设计需要考虑到炮弹发射后的反冲力和重复使用的可行性。
火炮设计理论
K1 dx1 v1 dx v
由理论力学知， v1 v v10
方向 大小 √ ? √ √ √ ?
v1 pb K1 tg v pa
这就是传速比K1的解析式，若已知随x的变化规律，则可求得K1随x的变 化规律。
火炮设计理论
主讲：张相炎 教授
南京理工大学火炮教研室
联系电话：84315581
第四章 火炮自动机构设计
§4.1 概述
1 火炮自动机
1.1 自动炮 自动炮 T 半自动炮 非自动炮 连续自动射击与单发射击 1.2自动动作 击发、收回击外、开锁、开闩、抽筒、抛筒、供弹、输弹、关闩和闭 锁等。 1.3自动机 火炮自动机是自动火炮射击时，利用火药燃气或外部能源，自动完 成重新装填和发射下发炮弹，实现自动连续射击的各机构的总称。T
§4.1 概述
3 火炮自动机的发展
火炮自动机的发展，主要围绕： 提高初速 提高射速 提高机动性（包括减轻重量、减小后坐力等） 提高可靠性 主要发展方向有： （1）通用化：同一口径的火炮自动机具有多用途（可海、陆、空 通用），即一机多用。 （2）系列化：火炮口径序列化，型号序列化（逐步改进）。 （3）标准化：设计标准化，制造标准化，试验标准化。 （4）多样化：现有工作原理的综合运用，以及新原理、新结构的 创新。 （5）新概念：观念创新，技术突破等，如“金属风暴”。
T T
1.3 建立自动机动力学模型
渐变过程→运动微分方程 突变过程→撞击计算
1.4 动力学仿真
模型确认、仿真
1.3 传速比 （1）传速比 单自由度自动机构 → 基础构件运动规律 → 工作构件对基础构件的关系→工作构件的运动规律 → 自动机构运动规律
火炮设计理论 学习指南
《火炮设计理论》课程简介火炮设计理论是武器系统与工程（火炮）专业的主要专业课，是一门综合应用基础理论和专业基础理论的工程设计课程。
通过本课程学习，使学生掌握火炮设计基本理论和方法，为今后的工作打下专业基础。
火炮设计理论，是火炮工程研究的理论依据，是火炮科研人员必须掌握的基本理论。
火炮设计理论主要研究火炮这样一种特殊机械系统在高温、高压、高速、高应变率状态下的特性及其设计理论。
火炮设计理论课程主要介绍火炮设计的基本概念、基本理论和基本方法，包括火炮设计理论的主要内容和发展，火炮主要零部件（包括炮身、反后坐装置、自动机及炮架等）的设计理论和方法。
教学组织以课堂教学为主，辅助自学、网络教学和实验教学。
教学方式以多媒体课件为主，结合板书、交流互动等多种形式。
课程的教学目标与基本要求1. 教学目标：通过本课程的学习，使学生掌握火炮及其主要零部件设计的基本理论和方法，提高学生综合运用学习过的基础理论和专业基础知识及解决实际工程技术问题的能力。
2. 基本要求：了解火炮设计理论及其发展，熟悉火炮设计理论的基本方法和思路，掌握炮身、反后坐装置、自动机、炮架等火炮主要零部件设计的基本理论和方法。
学时数：总 64 学时，其中：授课56学时，实验8学时教材：张相炎主编，火炮设计理论，北京理工大学出版社，2005年参考书目：①谈乐斌等编，火炮概论，北京理工大学出版社，2005年②伊玲益编，炮身设计，国防工业出版社，1977年③高树滋等编，火炮反后坐装置设计，兵器工业出版社，1995年④张相炎编著，火炮自动机设计，北京理工大学出版社，2010年⑤韩魁英等编，火炮自动机设计，国防工业出版社，1988年⑥孙远孝等编，炮架及总体设计，兵器工业出版社，1995年第1次课(1 绪论)一、教学目的和要求了解火炮设计理论的地位和作用、发展，熟悉火炮设计理论的主要内容。
二、教学内容纲要1 火炮的特点、地位、作用2 火炮设计流程3 火炮设计理论的主要内容、方法4 课程的地位、作用、学习方法与基本要求5 课程的学习安排三、重点、难点课程的特点、学习方法、要求四、教学方法，实施步骤根据本章课的内容特点，运用启发式、分析式等教学方法讲授本课程内容。
某多管火箭炮发射动力学模型(Ⅰ)
第 ２ 期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＮ ＬＡＵ ＮＣＨ ＆ ＣＯＮＴＲＯＬ ・ １ ・ ３
某 多 管 火 箭 炮 发 射 动 力 学 模 型 （Ｉ）
魏 孝达 。张 瑞莎 ，王惠方
（ 北 机 电 工 程 研 究 所 ， 陕 西 成 阳 ７ ２ ９ ） 西 １ ０ ９
中 图分 类 号 ： Ｊ ９ Ｔ ３３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ５ ４ （ ０ ０ ０ — ０ ３ ０ ６ ３６ ２ ２ １ ） ２０ １—６
Ｌａ ｎ ｈ Ｄａ ａ ｃ ｏ ｅ ｆＡ ｕ ｔ ｌ ｕ ｃ ｃ ｅ ｙ ｔｍ （Ｉ） ｕ ｃ ｎ ｍｉｓＭ ｄ ｌｏ Ｍ ｌ ｐ ｅ Ｌａ ｎ ｈ Ｒｏ ｋ ｔＳ ｓｅ ｉ
ｍｅ ｎ ｆａ ｒｇ ｄ ｍ ｕ ｔ— ｏ ｙｎ ｍ ｉｓ ｍｏｄ ｌ ｔ ａ ｃ ｉ ｏ ｅ ｓ ｗａ ｉ ａ ｓ ｏ ｉ ｉ ｌｉｂ ｄｙ ｄ ａ ｃ ｅ ， ｈｅ ｌ ｕｎ ｈ ｎｇ ｐｒ ｃ ｓ ｓ ｓｍｐｌｆｅ ｎｔ ｃ ｎ ｃ ｌｓ ｓ ｉｉｄ ｉ ｏ ａ ｍｅ ｈａ ｉ ａ ｙ — ｔ ｒ ｏｍｐ ｅ ｆ ｃ ｓ ｉ ｅ ｃ ｎ ｏｓ ｄ ｏ ｈａ ｓｓ， ｒ ｔ ｔｎ ｅ ｈａ ｓ ， ｅ ｅ ａ ｉ ｇ ａ ｔ ｎ ｏ ｋ ｔ ｍ ｍｕｎ ｔｏ ｏ ａ ｉ ｇ ｍ ｃ ｎｉｍ ｌ ｖ ｔｎ ｐ ｒ ａ ｄ ｒ ｃ ｅ ａ ｉｉ ｎ． Ｔｈｅ ｍｅ ｈａ ｃ ｌ ｃ ｎｉａ ｓ ｓ ｅ ｗａ ｉ ｐｌ ｉｄ ｉ ｏ １ ｄ ｇ ｅ ｓｏｆｆ ｅ ｄ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓｍ ｉ ｅ ｎｔ ｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｏｍ ｎ ｈａ ｆｃ ｓ ｒ ｉ ｒｏｄ， ａ ｄ ｔ ｙ ｔ ｍ ｓ ｓｍ ｐ ｉｉ ｄ ｆ １ ｉ ｌ ｏｎ ｔ ａｎｔｐｅ ｉ ｎ ｈｅ ｓ ｓ ｅ ｗａ ｉ ｌｆｅ ｉ ｏ ９ ｄｅ ｅ ｓ ｏ ｒ ｅ ｏｍ ｎ ｆ ｌｃ ｎｓ ｒ ｉ ｅ ｉ ｄ． Ｔｈｅ ｃ ｐｌ ｄ ｄｙ ｍｉ ｓ ｅ ｕａ ｉ ｒ ｐ ｏ ｎｔ ｇｒ ｅ ｆ ｆ ｅ ｄ ｉ ｕｌ ｏ ｔ ａｎｔ ｐ ｒｏ ｏｕ ｅ ｎａ ｃ ｑ ｔｏｎ ｇ ｏｕ ｆ ｍｏｔｏ ｆ ｉ ｎｓ ｏ ｒ ｋｅ ｍｍ ｕ ｔｏｎ ａ ｄ ｌｕｎ ｈｅ ｒ ｒ ｖ ｄ ｗｉｈ ｔ ｉ ｅ ｏ ｉｙ ｍａ ｒｘ ｍ ｅ ｈ ｄ． Ｔｈｅ ｉ ｅ ｒ ｌａ ｇ — ｏｃ ｔａ ｎｉｉ ｎ ａ ｃ ｒｗｅ ｅ ｄｅ ｉ ｅ ｔ ｈｅ ａ ｄ ｏｆｖ ｌ ｃ ｔ ｔ ｉ ｔ ｏ ｎｔ ｇ ａ ｌ ｏ ｒｔ ｉｈｍ ｈ ｕｒ ｎ ｓｆ ｃ ｏｗａ ｄｓ ｔ ｅ ｈｅ ｄ ｆ ｃ ｓ ｐ ｏｒ ｒ ． Ｔｈ ｓ ａｌ ｏ ｉｈｍ ａ ｒ ｖ ｄ ｈｅ — ｏｆｔ ｅ ｂ ｎｉ ｇ ｇａ ｏｒ ｅ ｔ ｒ ｈ ａ ａ ｅ ｗａ ｕｔ ｆ ｗａ ｄ ｉ ｇ ｒｔ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ｔ ｏ ｒ ｔｃ ｍｏ ｌｆ ｎａ ｙ ｉ ｎ ａｌｕｌ ｔｏｎ ｏ ｐ ｔａ ｔｉｕ ｆｒ ｋｅ ｎ ｉ ａ ｉ ｆｒ ｋｅ ａ ｎｃ ｒａ ｈｅ ｅ ｉ ｄｅ ｏｒ ａ ｌ ｓ ｓ ａ ｄ ｃ ｃ ａ ｉ ｆｓ ａ ｉｌａ ｔｔ ｄｅ ｏ ｏｃ ｔａ ｄ ｖ ｂｒ ｔｏｎ ｏ ｏｃ ｔｌ ｕ ｈｅ ｔｔ ｍｏｍｅ ｔ ｏ ｏｃ ｔｌ ａ ｖ ｎｇ ｌ ｕｎ ｈ ｒ ｎ ｆｒ ｋｅ ｅ — ｉ ａ ｃ ｅ ． Ｋｅ ｒ ： ｂａ ｉ ｃ ａ ｉｓ ｍｕ ｔｐ ｅ ｌｕ ｃ ｏ ｋｅ ｙ ｔ ｍ ； ｌｕ ｈ ｎ ｎ ｍｉｓ ｖ ｌｃｔ ｔ ｉ ｔ ｄ ｙ ｗｏ ｄｓ ｓｃｍｅ ｈ ｎ ｃ ； ｌｉ ｌ ａ ｎ ｈ ｒ ｃ ｔｓ ｓｅ ａ ｎｃ ｉ ｇ ｄｙ ａ ｃ ； ｅｏ ｉｙ ｍａ ｒｘ ｍｅｈｏ
弹道学从炮弹轨迹到火箭发射的力学原理
弹道学从炮弹轨迹到火箭发射的力学原理弹道学是研究弹道飞行物体的运动规律和性能的科学。
它从炮弹的轨迹开始，延伸到了火箭的发射，涉及到的力学原理十分重要和复杂。
本文将深入探讨弹道学中与炮弹轨迹和火箭发射相关的力学原理。
一、炮弹轨迹的力学原理炮弹轨迹的形状和特性取决于多种因素，其中最主要的是初速度、仰角和竖直方向的重力加速度。
根据牛顿第二定律，物体的运动状态受到合外力和质量的影响。
在炮弹飞行过程中，主要的合外力是重力和空气阻力。
当炮弹被发射出去后，其速度和方向在水平方向上保持不变，而在垂直方向上受到重力的作用导致速度逐渐减小。
炮弹的运动过程可以用位移函数来描述，通常用半抛物线来近似描述炮弹的轨迹。
炮弹在空中飞行的过程中，会遇到空气阻力的影响。
空气阻力与物体的速度成正比，且与速度的平方成正比。
当炮弹的速度较大时，空气阻力会对其运动轨迹产生显著影响，使得轨迹更加接近抛物线。
而在速度较小的情况下，炮弹的轨迹可能会偏离理想的抛物线轨迹。
二、火箭发射的力学原理火箭是一种通过排气反作用力来产生推力的动力装置。
它的发射过程涉及到质量的变化、燃料燃烧产生的热能转化为动能以及推进剂的喷射等多个力学原理。
在火箭发射的一开始，燃料在推进剂的作用下被点燃。
燃烧释放出的热能使得推进剂产生高温高压的气体，通过喷嘴喷射出去。
根据牛顿第三定律，喷出气体的动量相等而方向相反，从而产生了火箭所需的推力。
这个过程可以用动量守恒定律来解释，火箭在喷气的同时，获得了向相反方向的动量，从而推动整个火箭向前飞行。
与炮弹不同的是，火箭发射时存在质量的变化。
随着燃料的燃烧，火箭的质量逐渐减小，从而影响到推力的大小。
在火箭发射的过程中，需要考虑到推力的变化与火箭质量的耦合关系，从而能够准确地控制火箭的飞行轨迹和速度。
火箭发射还需要考虑空气阻力的影响。
与炮弹类似，空气阻力会对火箭的运动轨迹和速度产生影响。
为了减小空气阻力，火箭通常采用流线型设计，同时在高速飞行时还会使用导流板等设备来减小阻力。
新概念火炮
且操作使用简便，有利于改变射程，工作稳定、重复性好。
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目前考虑和研究中的电磁炮技术的主要军事 应用有以下几方面
（1） 电磁大炮 （2） 防空反导电磁炮 （3） 反航天兵器／战略导弹电磁炮 （4） 装甲／反装甲电磁炮。 （5） 飞机电磁发射器 （6） 航天器电磁发射器。
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液体发射药火炮技术的发展可归纳为五个阶段
（1） 液体发射药火炮原理探索阶段： （2） 液体发射药火炮的多种原理及液体发射药
的探索阶段： （3） 整装式液体发射药火炮为重点的液体发射
药火炮技术研究阶段： （4） 再生式液体发射药火炮为重点的液体发射
药火炮技术飞速发展阶段： （5） 液体发射药火炮技术的工程应用阶段：
（2） （3） 电热炮发射能源为电能和普通化学能，能
（4） 电热炮主要采用等离子体发射弹丸，火焰、 烟雾、响声小，有利于隐蔽作战和安全操
（5） 电热炮发射能源部分为电能，弹丸初速和 射程可以通过改变电流大小进行控制，有利于改 变射程。
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第四节 激光武器
与火炮、导弹相比，激光武器具有许多独特的优 异技术性能，主要有如下几个方面：
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变化 低空区域的防空反导技术 战场监视和野战数字化信息系统技术 应急机动作战部队的快速机动突击能力 火力体系的纵深精确打击技术
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主要包括如下几个方面
（1） 从内弹道角度来看，为提高弹丸的出炮口 速度，常规火炮主要是通过增加装药量来实现。
（2） 常规火炮的弹丸是在膛内受到火药燃气的 压力作用而加速。
（1） 持续时间要特别短(ms时间) （2） 电流量要大(MA级) （3） 电压要高(达到50[KG*8]kV)(特别是使用叠
对炮弹发射的探究
对炮弹发射的探究徐培莱物教0901 扬州大学物理科学与技术学院扬州 225002 摘要：通过此探究，我们可以更好的了解牛顿运动定律和动量守恒定律相结合的知识。
在此过程中我运用了牛顿运动定律、动量守恒定律、速度和力的合成与分解等知识和方法帮助探究。
最终得到了炮弹发射时，炮弹的反冲力、地面的硬度、炮身的仰角、炮弹的速度、以及落地距离之间的关系。
关键词：重量、速度、动量、位移、牛顿运动定律、动量守恒定律我们知道，大炮在发射炮弹的时候会受到很强的反冲力，一不小心这种反冲力对人和地面都会造成伤害，更严重的是后果是炮弹会偏离目标，打到其它地方。
那么在战争的时候我们的战士又是怎样选择恰当的地方和调整正确的角度的呢？带着这些疑问我开始下面的探究。
假设炮身的质量为m o，弹头质量为m,地面对炮身的最大附加弹力的冲量为I max，炮筒的仰角为α，炮身长为L。
不考虑空气阻力。
动量守恒定律：I max=mvsinα炮弹速度： V=I max／msinα炮身高度： h=Lsinα对炮弹速度进行分解，则：竖直方向速度：V y= I max／m水平方向速度： V x= I max cosα／msinα炮弹在空中飞行时间： T=t1+t2t1= V y／g= I max／mgh1= V y2／2g= I max2／2m2gt2 =√2<h+ h1>／g2／2m2g2> =√2<L sinα／g+ ImaxT= I／mg+√2<L sinα／g+ I max2／2m2g2>max从而有炮弹打的距离： X= V x*T =<I max cosα／msinα>*[ I max／mg+√2<L sinα／g+ I max2／2m2g2>]从探究的过程和结论可以看出，探究和解题需要用到多方面的知识。
了解炮弹发射的过程需要计算炮弹的多个参量，从而可以清楚的知道炮弹的反冲力、地面的硬度、炮身的仰角、炮弹的速度、以及落地距离之间的关系。
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（1）研究水平
建立了比较完整的火炮和弹丸运动方程，编制了比较完 善、比较实用的计算机程序。研制了一批测量火炮运动和弹丸 膛内运动的试验设备。用先进技术和设备测得的试验结果与理 论分析结果进行比较，进一步改善理论模型，使之更符合实际。
（2）处理的问题
所考虑的因素大幅增多，如弹丸的动不平衡、轴向及横 向惯性力、炮口静下垂与炮身局部弯曲、弹丸的碰撞与弹回效 应、火炮各种类型的振动、不平衡后坐质量、布尔登效应等。
第一章 绪论
• 火炮发射动力学研究的目的和意义 • 火炮发射动力学的发展阶段及其特点 • 火炮发射动力学模型与计算机程序 • 火炮发射动力学与虚拟样机技术
1.1 火炮发射动力学研究的目的和意义
1.1.1 火炮射击精度 1.1.2 火炮发射时的稳定性和安全性 1.1.3 火炮总体参量优化与匹配
1.1.1 火炮射击精度
主要考虑弹炮间隙、膛压、弹重、弹炮摩擦、弹丸质量偏 心、弹带力矩等因素。建立的力学模型将火炮和弹丸分开考虑 的，即把弹丸当作质点处理或者假设弹丸运动条件已知来研究 火炮运动，或者假定火炮运动已知来研究弹丸运动，没有考虑 弹丸和火炮的相互耦合相互影响。
（2）处理的问题
在试验设备与计算技术方面，主要是考虑火炮振动的测试、 计算技术和方法。火炮科技人员用大量的事实证明，在火炮设 计时仅仅进行静态分析和计算，或者单纯地考虑某一部件的振 动是远远不够的。
1.1.2 火炮发射时的稳定性和安全性
减轻火炮重量，提高火炮机 动性，保证火炮发射时的安全性 和可靠性是火炮发射动力学研究 的另一重要目的。通过求解火炮 动力学方程组获得火炮主要零部 件的受力，如后坐阻力，摇架耳 轴受力，履带张力等动力谱，为 火炮零部件的结构分析和强度设 计提供了可靠的动力谱，为减轻 火炮重量和提高火炮机动性、保 证火炮的安全性和可靠性提供了 理论依据。
最大射程纵向密集度一般用距离中间偏差描述：
N
xi x 2
Ex 0.6745i1N 1最源自射程横向密集度一般用横向中间偏差描述：
N
zi z 2
Ez 0.6745
i1
N 1
近似的简易统计方法
xi , zi ：第i发弹着点坐标， x, z ：平均值
在实际使用时，纵向密集度表示为：
Dx
1 x
M777(3175kg)
火炮 弹重(kg) 初速(m/s) 炮口动能（J） 全炮重(kg) 金属利用系数
59-130J 33.4
930
14443830
7700
1875.822
59-152J 43.56
770
12913362
7700
1677.06
M777
45
827
15388402.5
3175
4846.741
Ex
其中[.]表示取整运算，现代榴弹炮的纵向密集度一般 小于1/280,例如PzH2000为1/330，M106A6为1/210
在实际使用时，横向密集度一般用多少mil表示：
Dz
Ez x
6000
2
华约标准
现代榴弹炮的横向密集度一般小于1mil
实例说明
影响火炮射击精度的主要因素： 瞄准误差 气象观测误差 测地误差 装填条件：弹和药 操作误差 高低机和方向机的空回 炮口扰动
（2）处理的问题
主要研究火炮跳角形成原因和影响因素、跳角的试验测定 方法和理论计算方法、跳角与射弹散布的关系，从而为射表编 制和散布分析提供必要的理论基础。以火炮实弹射击试验为主， 研究对象以坦克炮和反坦克炮等平射火炮系统。在理论计算上 一般从单因素分析出发，进行火炮振动与跳角关系的研究。
（1）研究目标：以提高火炮首发命中概率为主要目标。
（1）研究方法：刚性系统和静力学
在最初的火炮设计中，无论是载荷计算和强度计算，还是 火炮发射动力学特性分析，都假设火炮为刚性系统，即以刚体 静力学作为火炮设计的理论基础。当然，也局部考虑了火炮系 统运动的惯性力和有关的振动问题。这种分析计算结果与实际 情况相差较大，所设计的火炮往往重量较大，射击精度较差， 难以满足战术技术要求。
射击精度=射击准确度+射击密集度
射击准确度：平均弹着点与目标预期命中点间的偏差。 影响环节：定位定向系统、目标探测系统、火控系统、 瞄准系统等。 射击密集度：弹着点对平均弹着点的集中程度。
对（加）榴弹炮、迫击炮等地面火炮，射击密集度一 般用地面密集度（最大射程纵向和横向密集度）和立 靶密集度表示。
坦克炮、反坦克炮、高炮一般用立靶密集度表示
max/o
0.33 0.3
0.27 0.24 0.21 0.18 0.15 0.12 0.09
0
40 80 120 160 200 240 280 320 360 40
Ite ration Numbe r
1.2 火炮动力学的发展阶段及其特点
刚性系统、静态力学 以提高火炮首发命中概率为主要目标 比较完整的火炮和弹丸运动方程 系统、全面地研究火炮系统的振动问题 火炮虚拟样机技术
M114
43
564
6839064
5800
1179.149
M198
43
827
14704473.5
7154
2055.42
GC45
45
897
18103702.5
10040
1803.158
FH70
43
827
14704473.5
9300
1581.126
TR
43
830
14811350
9500
1559.089
G5
随着科学技术的发展和新技术的大量应用，火控系统、观 察测量系统大大提高了目标瞄准、目标探测、气象观测、目标 测距的精度，新工艺、新设备、计算机也大大减小了弹炮产品 的固有误差，手工操作的人为误差也相应减少，高低机和方向 机的空回也得到有效的控制，在这种情况下，如何揭示炮口扰 动的物理规律及其影响因素，成为火炮动力学的重要研究内容。
45
897
18103702.5
13500
1341.015
M71
45
820
15129000
9200
1644.457
FH77B 43
827
14704473.5
11900
1235.67
1.1.3 火炮总体参量优化与匹配
以火炮发射动力学模型为伴 随条件，利用现代优化理论，建 立多目标多变量的优化模型，寻 求火炮总体结构参数和物理参数 的合理匹配和优化，为火炮武器 系统的总体方案和总体设计提供 决策依据，可以避免设计的盲目 性和设计失误，这对火炮设计具 有重要的指导意义，也是火炮工 作者长期以来一直关心的热点问 题之一。