外弹道章节ppt课件.ppt

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1、7、外弹道概述标准大气作用在弹丸上的空气动力与力矩理想外弹道模型绕心运动与转速衰减规律探测制导与控制工程引信工程与基础7.1概述——明确研究对象及其任务弹道学：研究弹丸运动的科学。内弹道学：火药气体作用下的弹道科学。外弹道学：研究弹丸在飞行中运动规律及有关问题的科学。包括弹丸质心运动规律和弹丸刚体围绕质心运动规律主要指弹丸在飞行时，对弹上所受诸力的分析与计算、有关弹道的修正理论和方法、以及关于气象条件的必备知识等引信工程与基础back7.2标准大气7.2.1大气构成大气是一种均匀的混合气体，由于地球引力的作用，靠近地面的空气较稠密，而离开地面越远就越稀

2、薄，最后逐渐过渡到宇宙空间。其中，对流层接近地面，温度随高度增加而降低；对流层之上为平流层，其顶界离地面约30km，其中20km以下为温度恒定的同温层。平流层之上到80km高度为中间层，再向上为电离层，外大气圈是电离层之外的大气最外层。引信工程与基础引信工程与基础描述大气物理特性的量：气温、气压、密度、湿度等。7.2.2炮兵大气标准标准大气：就是被国际上承认的、能概略反映中纬度地区全年大气特征的一种假想的气温、气压和密度的垂直分布规律。炮兵标准大气：属于标准弹道大气，亦称“表定气象条件”，是进行外弹道计算和射击所采用的标准大气。我国的炮兵标准大气基本上

3、与前苏联1927年制订的炮兵标准大气相当。引信工程与基础1)、湿空气状态方程与虚温理想气体状态方程：其中：p为气压（帕或bar，1bar=10^5pa)，与气体成分无关M为平均分子量（kg／kmol）为气体密度（kg／m^3)引信工程与基础对于干洁空气，其平均分子量，气体常数。对于水蒸气，其平均分子量，气体常数。对于水蒸气分压为的a的湿空气，其平均分子量引入虚温则湿空气的状态方程虚温：与湿空气具有相同压力和密度的干空气的密度。引信工程与基础(R=R*/M)2)、地面标准值炮兵标准大气的地面标准值规定为：气温：℃（并采用的近似式）；气压：；水蒸气分压：（

4、即相对湿度50%）；虚温：；密度：；无风雨。引信工程与基础3)、气温随高度分布的标准定律其中：引信工程与基础4)、气压、密度随高度分布的标准定律引信工程与基础密度函数：气压函数：5)、声速随高度的变化其中：说明：将随y的变化代入式子，可得不同y值下的声速。引信工程与基础7.3作用在弹丸上的空气动力与力矩迎面空气阻力是空气阻止弹丸向前运动的阻力合力，根据形成该阻力的机理，迎面空气阻力可细分为由摩擦阻力、涡流阻力和波动阻力三部分组成。随着速度等因素的变化，构成迎面空气阻力三部分的比例也将发生很大变化。1)、迎面空气阻力引信工程与基础当弹丸与空气之间存在相对

5、运动时，使得相邻体层之间存在速度梯度，由于空气的粘性（或称内摩擦），从而存在剪应力（或粘性摩擦应力）来抵抗速度梯度。粘性的影响仅及于具有相对运动弹丸表面的一层，谓之附面层或粘层。当弹丸速度v较音速c小得多时，。空气环绕弹体流过呈现所谓环流现象，此时的空气阻力主要是摩擦阻力。摩擦阻力的大小除受气流粘性及弹速影响外，还与弹丸表面积的大小及弹表的光洁程度有关。摩擦阻力引信工程与基础涡流阻力随着弹丸速度的增大至一定程度，且小于音速时，气流将明显地不环绕弹表流动，并在弹底附近出现旋涡。此时弹体尾部附近没有气流流过，形成了接近真空的低压区，周围压力较高的气流向低压

6、区闯入填补，造成杂乱无章的旋涡。弹头与弹尾涡流区的压力差，即构成所谓涡流阻力。影响因素：弹尾部形状、弹丸与气流之间相对运动速度的大小和方向以及弹丸底部是否排气等。弹丸在亚音速飞行时，涡流阻力占总阻力的大部分，此时，为了减小阻力应尽量地将弹尾部设计成流线型以减小涡阻，比如亚音速的迫击炮弹。引信工程与基础波动阻力当弹丸与空气之间的相对运动速度大于等于音速时，除前述的摩擦阻力及涡流阻力外，又增加了一种波动阻力或称激波阻力。对于中等速度（即500m／s左右）的现有制式弹而言，在总的空气阻力中一般摩擦阻力约占6～10％，涡流阻力及波动阻力则分别各约占40～50％

7、。对于中等以上初速的弹丸，一方面，为了减小超音速飞行的波阻，应将弹丸设计得锐长一些以；另一方面，由于空气阻力使弹丸后期处于跨音速或亚音速飞行，故应该注意减小涡流阻力。考虑到上述两方面及其它有关要求，常将弹尾部做成锥角为12°~18°截锥形(一般称为船尾形)。引信工程与基础空气阻力的一般表达式其中：——空气阻力，亦称迎面阻力或切向阻力，其指向与弹丸质心速度矢量共线反向；——空气密度；——弹丸特征面积，，d一般可取弹丸最大直径；——阻力系数，在一定速度范围内近似为马赫数M的函数，下角“0”表示攻角。而引信工程与基础涡阻系数波阻系数摩阻系数上式分别反映了空气

8、特性、弹丸特性及相对运动特性对阻力的影响。由于在枪炮弹丸一般的飞行马赫数范围内（），粘性的变化