火炮彈道學(xué)

前言

《火炮彈道學(xué)》將火炮外彈道學(xué)和火炮內(nèi)彈道學(xué)融合于一體，以適應(yīng)火炮專業(yè)本科生課程設(shè)置的要求，它是火炮專業(yè)本科生的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，讀者能對火炮內(nèi)外彈道的基本原理、彈道求解問題所采用的基本方法、影響彈道性能的各種因素等有充分的了解和掌握，能對火炮彈道學(xué)中多種指標(biāo)與火炮結(jié)構(gòu)設(shè)計間的相互關(guān)系有一個完整的認(rèn)識。本書在順序安排上，按火炮設(shè)計階段的程序要求，先討論火炮外彈道學(xué)，后討論火炮內(nèi)彈道學(xué)，從而使讀者能直接了解到外彈道是內(nèi)彈道設(shè)計的基礎(chǔ)，內(nèi)彈道是火炮結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，彈道問題的求解方法得到了極大的改進，因此本書這部分的內(nèi)容重點放在計算機求解方面，放棄了原先彈道學(xué)中常采用的表格求解方法?；鹋谙到y(tǒng)的射擊精度是火炮打得準(zhǔn)的基礎(chǔ)，目前各種修正彈藥的技術(shù)在不斷發(fā)展，因此本書在外彈道學(xué)部分增加了修正質(zhì)點彈道學(xué)、射表及其編制方法、彈道特性及散布和射擊誤差分析等內(nèi)容，以便讀者了解有關(guān)射擊精度及其影響因素等方面的內(nèi)容。本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是在編者多年教學(xué)講稿的基礎(chǔ)上，進行了修改、補充和完善，保持并加強理論嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)性強的特點，其內(nèi)容力圖接近工程實際，對從事火炮設(shè)計的工程技術(shù)人員有參考價值，并便于讀者自學(xué)。本書由南京理工大學(xué)錢林方、侯保林、徐亞棟同志編寫，其中錢林方負(fù)責(zé)編寫了第l篇外彈道學(xué)部分，侯保林負(fù)責(zé)編寫了第2篇內(nèi)彈道學(xué)部分，徐亞棟編寫了彈道程序部分并參與了第1篇和第2篇的部分編寫工作。我國在火炮彈道學(xué)技術(shù)方面做了大量的研究工作，也發(fā)表了許多這方面的論文，出版了許多教材和著作。在本書的編寫過程中也參考、借鑒了這方面的資料和研究成果，但由于文獻較多，不能一一列舉，對未列舉文獻的作者深致謝意。本書在編寫過程中得到了許多同志的幫助，在此也一表謝意。由于編者水平有限，錯謬之處在所難免，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容包括火炮外彈道學(xué)和火炮內(nèi)彈道學(xué)兩大部分。在第一部分火炮外彈道學(xué)中詳細(xì)介紹了質(zhì)點彈道基本方程及其解法、彈丸飛行穩(wěn)定性、彈丸一般運動微分方程組與運動穩(wěn)定性分析、彈道特性及散布和射擊誤差分析、射表及其編擬方法簡介、外彈道設(shè)計。在第二部分火炮內(nèi)彈道學(xué)中，著重介紹了火炮內(nèi)彈道學(xué)的基本問題、內(nèi)彈道過程的基本方程、內(nèi)彈道方程組及其求解、內(nèi)彈道設(shè)計、火炮火藥裝藥結(jié)構(gòu)等。    本書內(nèi)容力求深入淺出、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、通俗易懂、新穎實用。本書可作為高等院校和?？圃盒５慕滩?，同時也可作為從事火炮武器研究、設(shè)計、生產(chǎn)及靶場試驗的工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1篇  外彈道學(xué)  第1章  質(zhì)點彈道基本方程及其解法    1．1  大氣特性及空氣阻力      1．1．1  大氣特性      1．1．2  空氣阻力、空氣阻力一般表達式      1．1．3．空氣阻力定律和彈形系數(shù)      1．1．4  空氣阻力加速度、彈道系數(shù)及阻力函數(shù)    1．2  質(zhì)點彈道的基本方程      1．2．1  基本假設(shè)，描述彈丸質(zhì)心運動規(guī)律的參量      1．2．2  以時間t為自變量的彈丸質(zhì)心運動微分方程組      1．2．3  空氣質(zhì)點彈道的一般特性    1．3  非標(biāo)準(zhǔn)條件下質(zhì)點彈道的基本方程      1．3．1  考慮地球曲率及重力加速度變化時的彈丸運動方程      1．3．2  考慮氣溫、氣壓非標(biāo)準(zhǔn)時的彈丸運動方程      1．3．3  考慮風(fēng)速變化時的彈丸運動方程      1．3．4  考慮科氏慣性力時的彈丸運動方程  第2章  彈丸飛行穩(wěn)定性    2．1  彈軸與速度矢量不重合時的空氣動力和力矩      2．1．1  切向阻力Rx      2．1．2  升力Ry      2．1．3  翻轉(zhuǎn)(或穩(wěn)定)力矩Mz及阻力臂h      2．1．4  極阻尼力矩      2．1．5  赤道阻尼力矩      2．1．6  馬格努斯力及馬格努斯力矩    2．2  旋轉(zhuǎn)理論      2．2．1  描述旋轉(zhuǎn)彈圍繞質(zhì)心運動的坐標(biāo)系與參量，有關(guān)假設(shè)      2．2．2  旋轉(zhuǎn)彈繞質(zhì)心運動的基本方程及其積分    2．3  膛線纏度公式及其應(yīng)用      2．3．1  陀螺穩(wěn)定性條件——陀螺穩(wěn)定因子及膛線纏度上限      2．3．2  追隨穩(wěn)定性的要求      2．3．3  膛線纏度公式及其應(yīng)用    2．4  旋轉(zhuǎn)彈圍繞質(zhì)心運動對質(zhì)心運動的影響      2．4．1  起始擾動8n引起的圍繞質(zhì)心運動對質(zhì)心運動的影響——速度平均偏角      2．4．2  動力平衡角對質(zhì)心運動的影響——偏流      2．4．3  圍繞質(zhì)心運動對射程影響及對距離散布影響的簡述  第3章  彈丸一般運動微分方程組與運動穩(wěn)定性分析    3．1  坐標(biāo)系，作用于彈丸上全部的力和力矩      3．1．1  坐標(biāo)系      3．1．2  作用于彈丸上的全部力及力矩    3．2  彈丸一般運動微分方程組      3．2．1  質(zhì)心運動方程      3．2．2  彈丸繞質(zhì)心運動方程組    3．3  彈丸動態(tài)穩(wěn)定性的分析      3．3．1  彈丸飛行動態(tài)穩(wěn)定性條件      3．3．2  動態(tài)穩(wěn)定條件的討論  第4章  彈道特性及散布和射擊誤差分析    4．1  概述    4．2  射角對彈道的影響      4．2．1  射角對射程的影響及最大射程角      4．2．2  射角誤差產(chǎn)生的原因及跳角形成的機理      4．2．3  射程對射角的敏感程度    4．3  彈道系數(shù)對彈道的影響      4．3．1  彈道系數(shù)對彈道特性的影響      4．3．2  口徑和彈丸質(zhì)量對彈道的綜合影響      4．3．3  彈道系數(shù)對散布的影響    4．4  初速對彈道的影響      4．4．1  初速誤差產(chǎn)生的原因      4．4．2  射程對初速的敏感程度    4．5  氣象條件對彈道的影響      4．5．1  氣象條件對散布和射擊誤差的影響      4．5．2  彈道對氣象條件的敏感程度    4．6  散布的計算與分析      4．6．1  射程散布的計算      4．6．2  方向散布的計算      4．6．3  散布隨射程的變化規(guī)律      4，6．4  射擊誤差及其與散布的相互關(guān)系……第2篇  內(nèi)彈道學(xué)附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：外彈道是研究彈丸在空中的運動規(guī)律及有關(guān)問題的科學(xué)。在飛行過程中，由于受到發(fā)射條件、大氣條件以及彈丸本身各方面因素的干擾，彈丸除了按照一定的基本規(guī)律運動外，還會產(chǎn)生一些擾動運動。這些擾動因素有系統(tǒng)的，也有隨機的。系統(tǒng)的擾動因素使彈道產(chǎn)生系統(tǒng)的偏差，這類偏差可以通過計算進行修正，使射擊精度得到提高。隨機的擾動因素使彈道產(chǎn)生隨機的偏差，也就是造成散布，這是無法修正的，但可以通過研究散布的起因及其影響因素來設(shè)法減小散布，所以外彈道學(xué)對于提高射擊精度起著重要的作用。外彈道學(xué)分質(zhì)點彈道學(xué)與剛體彈道學(xué)兩大部分。所謂質(zhì)點彈道學(xué)就是在一定的假設(shè)下，略去對彈丸運動影響較小的一些力和全部力矩，把彈丸當(dāng)成一個質(zhì)點，研究其在重力、空氣阻力作用下的運動規(guī)律。質(zhì)點彈道學(xué)的作用在于研究在此簡化條件下的彈道計算問題，分析影響彈道的諸因素，并初步分析形成散布和產(chǎn)生射擊誤差的原因。所謂剛體彈道學(xué)，就是考慮彈丸所受的一切力和力矩，把彈丸當(dāng)作剛體，研究其圍繞質(zhì)心的運動（亦稱角運動）及其對質(zhì)心運動的影響。剛體彈道學(xué)的作用在于解釋飛行中出現(xiàn)的各種復(fù)雜現(xiàn)象，研究穩(wěn)定飛行的條件，尋找形成散布的機理及減小散布的途徑，獲得精確的計算彈道。要想提高武器的射擊精度，除了要研制出性能良好的武器，使其射彈散布盡可能小外，還必須編制出高精度的射表。這兩方面任務(wù)的完成都與外彈道學(xué)有密切的關(guān)系。射程也是武器的重要指標(biāo)之一。要想提高武器的射程，必須綜合應(yīng)用外彈道和空氣動力學(xué)方面的知識，在彈丸結(jié)構(gòu)、減少空氣阻力等方面進行綜合優(yōu)化設(shè)計。外彈道學(xué)知識的應(yīng)用是多方面的。一種武器從誕生到裝備部隊使用有許多環(huán)節(jié)，其中包括論證、設(shè)計、研制、生產(chǎn)、監(jiān)造、靶場試驗、編制射表、部隊使用和維護修理等方面。每個環(huán)節(jié)都與外彈道學(xué)有不同程度的聯(lián)系，都需用外彈道學(xué)知識。雖然每個環(huán)節(jié)應(yīng)用的是外彈道學(xué)知識的不同方面，但都必須理解外彈道學(xué)的基本概念，了解彈丸飛行的基本規(guī)律，掌握外彈道學(xué)解決問題的基本方法。

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