尾翼式无控火箭飞行稳定性研究
空气动力学在飞机中的应用
空气动力学在飞机中的应用一、飞机气动力性能研究飞机气动力性能是指飞机运动中的空气动力学问题，包括阻力、升力、稳定性和控制等方面。
在设计飞机时，需要通过气动力测试获得飞机的气动特性，如飞行速度、升力系数、阻力系数和滚转、俯仰和偏航的阻力、升力和动力系数等。
通过这些数据，可以进一步推导出飞机的稳定性和控制性能，从而精确地设计出符合需求的飞机。
二、飞机空气动力设计优化飞机的翼型、机身和尾翼等部件都需要经过空气动力设计优化，以满足对飞机某些特定要求，如高升力系数、低阻力系数等。
设计优化需要采用计算机辅助设计软件，模拟不同设计方案的气动力性能，并通过优化算法得出最优方案。
三、飞机气动噪声控制气动噪声是指飞机在飞行过程中由于空气流动引起的噪声，对周围环境和航空器本身都会产生影响。
控制气动噪声是飞机设计中一个重要的目标。
控制气动噪声需要从翼型、机身、发动机进气、襟翼等方面入手，采用减噪技术来减少气动噪声的产生。
四、飞机稳定性和控制性能研究飞机的稳定性和控制性能直接影响到飞行安全和操纵性，是飞机设计中的重要问题。
稳定性研究包括静态稳定、动态稳定和自稳性分析，控制性能研究包括操纵质量、慌张性、阶跃响应等方面。
通过空气动力学模拟和试验，可以获得精确的稳定性和控制性能参数，指导飞机设计和飞行测试。
五、飞机结构强度分析飞机的结构强度和气动性能紧密相关，因为飞机结构设计需要满足飞机在飞行过程中所受的各种气动载荷。
空气动力学模拟和试验可以为飞机结构强度分析提供载荷数据，指导各个部件的强度设计和选型。
空气动力学在飞机设计中的应用非常广泛，涉及到飞机气动力性能、设计优化、气动噪声控制、稳定性和控制性能研究以及结构强度分析等方面。
随着计算机技术和试验技术的不断发展，空气动力学在飞机设计中的应用将会越来越重要。
飞机飞行时，受到空气流动的影响，包括阻力、升力、推力和重力等，而这些力量的平衡和协调是保证飞机在空中稳定飞行和安全运作的重要因素。
《弹药概论》总结
1.未来战争的基本特点未来战争将是全方位、大纵深、高强度和高消耗的立体战争。
基本特点如下A技术化的武器装备和军用卫星的综合使用，使战争将地、海、空、天组合为一个整体，是全天候、全方位的立体战争，使前后方的界限变得越来越模糊。
B战争开始和战争整个过程，突出对重要目标实施先发制人的、高准备度的、强破坏性的空袭。
空隙与反空袭的成败，是决定战争胜负的重要因素。
C电磁、红外、烟雾等干扰环境下的侦察与反侦察、探测与反探测、识别与反识别、干扰与反干扰成为重要的对抗手段。
D软、硬杀伤武器并用，作战手段多样化。
E“发射后不用管”和“超视距发射”的精确制导弹药的比例不断增加。
F隐身武器系统将影响战争格局。
G立体化的C4I系统将使作战反应敏捷，战争指挥控制自动化。
H军用机器人和无人驾驶军用飞机的采用有可能改变作战方式。
2.我国弹药技术发展战略要点A弹药系统是提高常规武器整体效能的一个重要环节B制定弹药型谱发展规划，使我国弹药实施标准化、系统化和通用化C弹药系统的发展要解决好与武器系统中相关子系统的接口技术，获得均衡协调的发展。
D充分重视“软杀伤”技术，使“硬杀伤”与“软杀伤”技术均衡协调发展E弹药技术要重视技术改进，尤其要重视技术突破F弹药技术发展要有针对性的重视高新技术和充分地利用成熟技术G重视软科学对弹药技术发展的指导作用H重视发展适合我国国情的弹药发展模式，为新概念和新思想的产生创造条件3.弹药：通常指含有金属或非金属壳体，装有发射装药、爆炸装药或其他装填物，能对目标起毁伤作用或完成其他作战任务的军械物品。
4.所谓目标是指弹药预计毁伤或获取其他军事效果的对象，战场上典型目标有：人员、装甲车辆、空中目标、水中目标、建筑物等5.现代弹药通常由战斗部、投射部、导引部、稳定部等组成。
6.弹药的分类A按投射运载方式分为：射击式弹药、自推式弹药、投掷式弹药、布设式弹药B按用途分为：主用弹药、专用弹药、辅用弹药C按装填物类型分为：常规弹药、化学（毒剂）弹药、生物（细菌）弹药、核弹药D按配属分：炮兵弹药、航空弹药、海军弹药、轻武器弹药、工程战斗器材E按射弹导引分：无控弹药和制导弹药7.弹药工程研究方法总体上分为试验法和分析法两种。
绪论第一章
(1.1)
在理论力学中，“常质点系”所遵循的动量定理为
式中
Ｑ——质点系的总动量矢量； F——作用于质点系的全部外力矢量之和； t——时间。
在火箭发动机的工作过程中，由于推进剂(火药)燃烧而产生的高温高 压气体不断地向火箭体外喷射，因而火箭的质量随之不断减小。在这种条 件下，对火箭的动量就不能直接应用式(1.1)，但可选取一个定质点系。
•
由式(1.5)可看出，变质点系的火箭主动段质心运动方程在形式上与常质点 系运动方程仅相差一个喷气反作用力，故在建立变质点系质心运动方程时， 只须把喷气反作用力当作外力看待，就可直接引用牛顿第二定律了。
1.3
还有静推力,合起来就是推力。 静推力是如何产生的，有两方面的原因，如图1.2。在火箭发动机工作过程中 ，一方面在喷管出口端面处燃气压力为pe(一般pe有几个大气压力那么大)，若 以Se表示喷管端面面积，那么对喷管端面垂直于弹轴的火箭而言，火箭将受 到一个大小为peSe，方向沿弹轴向前的力；另一方面，因大气不能进入喷管 端面处，就火箭体外表面及喷管端面所包围的隔离体来说，大气压力p的合力 不为零，从而产生一个大小为pSe，方向沿弹轴向后的力。显然，上述两个力 比较起来，前者大于后者，故它们合成的结果，便就是一个沿弹轴向前的力 Se(pe－p)
Qt t (m | m |)(v v ) | m | (u1 v v ) 2
而t时的动量为 则 式中 记
Ｑt=mv,于是得到的动量增量为
1 Qt t Qt mv | m | u1 | m | v 2
Q Qt dQ dv dm lim t t m u1 d t t 0 t dt dt
图1.2
静推力的组成
•
无尾飞翼式飞行器主动控制的参数化方法
–I–
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
This thesis investigates flight control problems of a heavier than air vehicle with fixed fixed-wing, which is required that this vehicle could fly in the high altitude in subsonic speed and the active control technology can be realized. The techniques of relaxed static stability and active flutter suppression are involved and safe flight tactics are discussed additionally for these.
As long endurance is required, the flying-wing vehicles are generally of large aspect ratio, or of huge aspect ratio; What’s more, as the high altitude is required, the flying-wing vehicles adopt flexible intelligent materials to decrease the weight and increase lift-drag ratio, so these vehicles are in nature of light weight, and are more flexible. With the increase of flexibility and the huge lifting surface, the flutter phenomenons are prominent which may even destroy the the structure of flyingwing vehicles. So the active flutter suppression is important for safe flight. Similarly, an aeroelastic control system of a 3DOF two-dimensional airfoil is proposed in this thesis. We apply the output suboptimal control method and linear matrix inequality technique to design the robust flutter suppression control law which can increase the flutter critical speed and realize the technique of active flutter suppression.
毛万忠、陈虹：RY1─6300型火箭增雨防雹技术初探
2009年3期JOURNAL OF NINGXIA METEOROLOGY1 RY1─6300型火箭增雨防雹技术初探毛万忠[1] 陈虹[2]（1.中卫市气象台；2.中卫市科技服务中心）摘要：笔者通过几年参与RY1─6300型火箭增雨防雹作业效果的分析，发现环境风场对尾翼式无控火箭作业影响较大,本文就怎样提高RY1─6300型火箭增雨防雹的科学水平、服务能力和整体效益提出一些初步意见。
关键词:火箭;增雨防雹技术；初步分析1 基本原理1.1 防雹火箭携带高成核率的AgI焰火催化剂，将催化剂发射到作业云层的关键部位（悬挂回波及其下放-2～-6℃云层附近），火箭弹的燃烧改变和影响云和降水以及冰雹的微观结构或冰雹形成生长的物理过程；也影响和破坏了形成云的自然气流结构，特别是强上升气流区的垂直结构。
在改变云的微物理过程的同时，也可能使云的动力学过程发生大的变化，从而抑制了冰雹云的发展和减少成灾冰雹的形成，达到防雹。
1.2 增雨火箭携带高成核率的AgI焰火催化剂，并采用催化效果更好的燃烧播撒模式，将催化剂发射到作业云层的关键部位，对作业云层进行催化，可形成三维的空间催化带，在催化带内产生大量的活化核，形成大量的冰晶，在促进冰、水转化过程发展的同时释放出大量的潜热，使云内温度升高和云体在垂直和水平方向上都迅速发展。
另外，靠凝化增长的水成物在升降过程中的碰并，加速了云内降水过程的形成，从而增加了降水。
2 作业部位确定2.1 防雹根据防雹原理，由雷达观测资料分析可知，作业部位应选在弱回波区，弱回波区是由组织的上升气流区，含水量、过冷却水滴较多，从冰雹云的外观看，选择下列部位作业为宜。
（1）云的翻滚激烈处，它是有组织的上升气流部位。
猛击上升气流处，可以切断或影响有组织的上升气流，从而改变或抑制云的气流结构。
（2）云中最大上升气流处─云腰或雹源部位，是雹云中最要害的部位，在该部位作业，一方面破坏或影响上升气流，另一方面燃烧的冲击波有可能使过冷水滴提前冻结。
尾翼 航天航空
尾翼航天航空飞机的机翼是必不可少的组成部件，它负责给飞机提供升力让飞机能够在天空翱翔，没了机翼的飞机就不叫飞机了。
相比之下，位于机尾的尾翼，虽然飞机飞翔并不靠它实现，但没了尾翼的飞机依旧无法自由翱翔。
因此尾翼和机翼在功能上同等重要。
那么今天的内容，就和大家一起聊聊飞机尾翼的组成和功能。
飞机的尾翼由水平尾翼（平尾）和垂直尾翼（垂尾）两部分组成。
先来说说水平尾翼。
平尾由水平安定面和升降舵两部分组成，其中前面面积较大的翼面叫做水平安定面，后面面积稍小的翼面叫做升降舵（如下图）。
它俩的主要功能是控制飞机的俯仰角度，确保飞机处于最佳飞行姿态。
一般情况下，飞机的重心和机翼受到的升力中心并不会重合，重心位于升力中心的前面，因此这两个力会对飞机产生力矩使飞机低头。
而飞机的水平尾翼其实是一个倒置的小机翼，它在飞行时能产生向下的升力，为飞机提供一个反向的力矩，使飞机能够保持水平飞行。
假设一架飞机如果在飞行时突然失去了平尾，就会一头栽向地面。
水平安定面可上下小幅度偏转，它的作用面积大，升力也大，反应时间较慢，它的主要作用是配平飞机，通俗点说就是提供一个和重力相反的力矩，使飞机在飞行时具有水平静稳定性。
每次飞行前，签派员会根据航班的机型、旅客数量、货物装载情况、载油量等因素计算出飞机的重心位置以及所需要的载重平衡，然后飞行员会根据签派计算好的载重平衡数据，通过转动驾驶舱内的配平手轮，来把水平安定面调整到合适的角度，确保飞机配平。
正确的载重平衡对飞行安全至关重要，不正确的配平会影响驾驶杆的杆力，严重时会造成飞机起飞擦尾、抬轮时间过早过晚、爬升率降低甚至是失速坠毁。
2013年4月29日，美国国家货运航空的一架波音747全货机由阿富汗巴格拉姆空军基地飞往阿联酋阿勒马克图姆国际机场，飞机内装载了5辆重型装甲车。
由于装卸人员未按规定对这5辆重型装甲车进行正确的固定，导致装甲车在飞机起飞过程中后移，使飞机失去了原有的载重平衡。
更要命的是，失去了固定的装甲车撞坏了位于机尾的两套液压系统和千斤顶螺杆，使飞机平尾失效，最终导致了飞机在起飞不久后便失控坠毁，机上七名机组员全部罹难。
火箭弹不同尾翼气动特性分析及优化_吴建萍
2
2． 1
翼型的结构设计及气动特性计算
工程计算 压力中心系数 图2 卷弧翼 压力中心就是法向力在弹轴上的合力作用点， 它到弹顶
2． 1． 1
点的距离以 x pBW 表示。 尾翼弹所受的法向力是由弹头部和 尾翼两部分提供， 它们对弹顶点的力矩关系式为 Y1BW ·x pBW = Y1n x cpn + Y1TW x pTW 翼段法向力作用点 x pTW 的计算式为 x pTW = x B + x pW （ 2） x B 为翼根前端点到弹体顶点的距离 。 取全弹长 式（ 2 ） 中， L BW 为特征长度， 并以各升力系数的导数代替各法向力， 可得 无量纲压力中心系数 x pBW = L BW
出的结果如表 1 所示。 表1 翼型 固定翼 卷弧翼 马刀翼 阻力 系数 0． 356 0． 23 0． 38 气动计算结果 升力 系数 0． 15 0． 21 0． 272 压力中心 系数 45． 6 56． 1 61． 8 稳定储备量 T( % ) 0． 6 11． 1 16． 8
T = （ x pBW － x G ） / L BW 称为稳定储备量。 当 T ＞ 0 为 式（ 5 ） 中， T ＜ 0 为静不稳定的。T 的范围为 8 % ～ 20 % 。 静稳定的， 2． 2 气动模型建立 本文用 PＲO / E 分别对固定翼、 卷弧翼和马刀翼 3 种火 箭弹进行气动建模， 所建模型如图 1 、 图 2、 图 3 所示。 均采 用 6 片尾翼。
但由于卷弧翼的翼展受到自身结构的限制， 它 使用的要求， 所提供的升力和稳定力矩受到一定的限制； 而马刀翼可以根 据空间的大小设计成不同的形状， 也可以根据不同的翼片数 来改变阻力和升力的大小 。因此， 本文选用马刀翼作为火箭 弹的稳定装置， 并对其进行气动优化分析 。
美国X系列飞行器简介
X档案：从X-1到X-50——美国X系列试验飞行器简史作者：Planeboy原文载于《较量》11期英文字母X是“Experimental”这个单词的缩写，即“试验的”之意，同时也蕴涵着“未知的”深层含义。
在飞行器设计领域，未知的技术障碍与难题比比皆是，即使是通过风洞、模拟器和计算机也只能构建出一个理想状态下的模型而已，所以必须研制出专门用途的试验机去探索那些未知领域。
为了探索航空航天领域众多的未知领域，美国人开始了X系列试验飞行器的研究工作。
1945年初，世界上第一架火箭动力试验机XS-1（后来命名为X-1）在美国军方的资助下首飞成功。
这之后，X-3、X-4、X-5等一大批试验飞行器相继飞上了蓝天。
在随后近三十年的发展过程中，以X冠名的试验飞行器几乎每年都要研制一种，其研制速度也快得惊人，这段时间因而也成为了X系列试验飞行器发展的黄金时期。
越南战场上的节节失败和苏联全球范围内的战略紧逼，让美国开始进入战略调整阶段。
在这种大环境下X系列试验飞行器的研制计划也陷入了停顿，从1971年至1983年美国没有进行任何一种X型试验机的研制工作。
强硬的里根总统上台后，沉寂了多年的X系列试验飞行器计划终于迎来了转机，1984年X-29A前掠翼试验机的首飞成功重新拉响了美国向未知航空航天领域前进的号角。
仅在上个世纪九十年代的十年间，就先后有14种X型试验飞行器投入研制，X 系列试验飞行器计划的第二个黄金发展时期来到了。
今天，X系列试验飞行器已经不再单纯以“更高、更快”作为其发展目标了，跨大气层飞行器、太空营救系统、无人隐形武器投送平台等成为新的发展亮点。
可以肯定的是，在未来的日子里我们一定会看到越来越多更加先进的X系列试验飞行器飞上蓝天……参考书目：Jay Miller《The X-Planes:X-1to X-45》第一部分：X-1------X-10X-1X-1试验飞机作为人类历史上一种划时代的飞机，不仅仅是因为它的速度超过了音速，也是因为它是世界上第一种纯粹为了试验目的而设计制造的飞机。
手工火箭知识点总结
手工火箭知识点总结简介手工火箭是指由个人或小团队自行设计、制造和发射的火箭。
通常使用一些基本的材料和组件来构建，如纸板、塑料瓶、胶带、发条、化学燃料等。
手工火箭制造可以是一项有趣的业余爱好，也可以是一种教育工具，帮助人们了解火箭发射原理和流程。
本文将总结手工火箭的知识点，包括设计、制造、发射和安全等方面的内容。
一、手工火箭的基本原理手工火箭的基本原理是利用推进剂的喷射产生反作用力，推动火箭向前运动。
根据牛顿第三定律，每个动作都有一个相等而相反的反作用力。
火箭通过将推进剂喷射出来，产生的反作用力推动火箭向前运动。
推进剂可以是化学燃料、压缩空气、水蒸汽等。
化学燃料可以是固态燃料或液体燃料，通过点燃或化学反应产生高温气体，从喷嘴喷射出来，产生推力。
压缩空气可以通过压缩机或手动泵将空气压缩至高压状态，然后释放，产生推力。
水蒸汽可以通过加热水产生蒸汽，然后喷射出来产生推力。
二、手工火箭的设计1. 火箭结构设计手工火箭通常由以下几部分组成：机身、推进系统、稳定系统、控制系统和附件。
机身是火箭的主体结构，负责装载各个系统和组件。
推进系统是火箭的动力来源，产生推力推动火箭向前。
稳定系统是为了保持火箭在飞行时的稳定性，通常包括鳍片、尾翼、平衡重物等。
控制系统可以是手动的或自动的，用于控制火箭的方向和速度。
附件包括起落伞、摄像头、数据记录仪等，用于完成火箭发射任务和获取相关信息。
2. 火箭推进系统设计火箭推进系统包括发动机、燃料、喷嘴和推进剂储存器等组件。
发动机是产生推力的主要部件，可以是固体燃料发动机或液体燃料发动机。
燃料的选择和储存需要考虑安全性和推力效果。
喷嘴是将推进剂喷射出来的部件，需要考虑尺寸、形状和材料技术。
推进剂储存器可以是内置式或外置式，需要考虑储存体积、压力和密封等。
3. 火箭稳定系统设计火箭稳定系统包括鳍片设计、尾翼设计、平衡设计等。
鳍片的数量、形状和位置需要满足飞行稳定性的要求，通常需要进行模拟和试验。
小议纸火箭的创意设计
小议纸火箭的创意设计[摘要]纸火箭的设计，因其材料来源方便、制作方法简单、实践操作容易，纸火箭的设计又具有大众性、趣味性、科技性，是广大中小学生感兴趣的一项教学内容。
在教学过程中，教师以问题为抓手、以任务为驱动、以活动为主线、以评价为导向来引导学生开展纸火箭的设计，学生通过运用物理、数学、化学等有关方面的知识进行设计构思，不断地尝试、受挫、改进，发散学生的设计思维，解决设计中的问题，激发了学生的学习兴趣。
[关键词]纸火箭创意设计核心素养随着社会对学生动手、动脑能力要求的提高和对实践科学精神的重视，越来越多的教师将所教学的内容通过寓教于乐和师生动手实践的方式开展教学活动，如纸火箭的设计，因其材料来源方便、制作方法简单、实践操作容易，纸火箭的设计又具有大众性、趣味性、科技性，是广大中小学生感兴趣的一项教学内容。
那么，如何引导学生开展纸火箭的创意设计呢？在教学过程中，教师以问题为抓手、以任务为驱动、以活动为主线、以评价为导向来引导学生开展纸火箭的设计，在纸火箭的合作设计中让学生了解航天科技，热爱航天科技；提高学生的观察、动手、合作、探究、创新能力；提高学生的学科核心素养；激发学生学习科学、爱科学、运用科学热情，争做新时代的航天追梦人！一、以纸火箭的问题为抓手，激发学生的创意灵感1.创设真实情境，引导学生思考问题。
教师展示以往学生制作纸火箭的图片及播放三个纸火箭发射的小视频，其中一个视频纸火箭的发射及打靶是成功的，另外二个视频的发射及打靶是不成功的，通过观看视频、提出问题、思考问题，激发学生的学习动机。
2.以问题为抓手设计分析问题。
问题1：纸火箭是根据什么工作原理发射飞行的？纸火箭是利用高压空气膨胀做功对纸火箭产生推力，推动纸火箭飞行的。
问题2：火箭头做成什么形状合适？1.抛物线形 B.圆锥形 C.尖拱形 D.椭圆形问题3：圆锥形箭头（整流罩）的制作如何设计？问题4：火箭头部为什么要增加配重？学生运用所学物理知识去分析，增加配重，重心靠近火箭头部，火箭飞行时更具有稳定性，更具有流线型。
尾翼式无控火箭飞行稳定性研究
收稿日期: 2010- 11- 04; 修订日期: 2010- 11- 26 作者简介: 刘文生 ( 1962- ), 男, 江西吉水人, 本科, 高级工程师, 主要从事人影装备和民爆器材研究。
第 6期
刘文生等: 尾翼式无控火箭飞行稳定性研究
8 21
2 BL 1型防雹增雨火箭弹分析
2. 1 气动特性分析 BL 1型防雹增雨火箭弹的气动特 性分析采
火箭弹是 静稳 定度 /% : = (XG - XP ) /LG
1 00 式中: X G 为质心位置 (从弹尖算起 ), XP 为压心位 置 (从弹尖算起 ), LG 为弹长。
理论上, 静稳定度负数越大静稳定性越高, 一 般 mZ 在 ( - 10% ~ - 20% ) 较合适。
影响尾翼式无控火箭弹的飞行稳定性的因素 有: 与发控系统有关的起始扰动 (弹架相互作 用 ) 、风、加工过程引起的推力偏心、气动偏心、质 量偏心等。火箭气动力设计的目的就是通过弹体 气动特性计算, 设计合适的弹体结构, 特别是尾翼 结构形状及尺寸, 保证火箭在飞行过程中有一定 的静稳定度, 使火箭稳定飞行。
L IU W en sheng1, ZHOU Jian zhong1, JIN W ei ping1, GAO Y ong jun1, SUN L in2
( 1. 9394 State owned Facto ry, Jiangx i X inyu 338034 PRC; 2. Jiangx iA cademy o f Sciences, Jiangx iN anchang 330029 PRC)
第 28卷 第 6期 2010年 12月
江西科学
JIANGX I SC IENCE
Vo.l 28 N o. 6 Dec. 2010
飞机纵向稳定性课件
03
飞机纵向稳定性控制
俯仰控制装置
升降舵
升降舵是控制飞机俯仰的主要装置，通过偏转升降舵可以产生俯仰力矩，使飞机 抬头或低头。
水平安定面
水平安定面是固定在机尾的水平翼面，它与升降舵协同工作，通过调整水平安定 面的偏转角度来控制飞机的俯仰姿态。
配平装置与调整片
配平调整片
配平调整片是位于升降舵后方的可调 小翼面，通过调整配平调整片的偏转 角度，可以改变升降舵的力矩，从而 调整飞机的俯仰姿态。
02
飞机纵向稳定性原力与机翼面积、飞 行速度和空气密度等因素有关。 在飞行过程中，机翼升力与重力 相平衡，以保持飞机的稳定。
重力
重力是地球对物体的吸引力，对 于飞机而言，重力主要作用在机 翼和尾翼上，产生向下拉力。
俯仰力矩与配平力矩
俯仰力矩
俯仰力矩是由于机翼和尾翼的升力或阻力产生的力矩，它使飞机抬头或低头。 俯仰力矩与机翼和尾翼的面积、飞行速度和空气动力中心的位置等因素有关。
振动和摆动。
问题
俯仰阻尼器可能出现问题，如阻尼 器失效、调节不当等，导致飞机出 现纵向不稳定性。
影响
俯仰阻尼器问题会导致飞机在飞行 过程中出现振动和摆动，增加飞行 员的负担，并可能影响飞机的结构 和性能。
配平装置问题
定义
配平装置是用于调节飞机姿态的 装置，通过调整飞机的水平尾翼 和副翼等部件的位置和角度，以
纵向稳定性的影响因素
01
飞机设计
合理的飞机设计能够提供更好 的纵向稳定性，如合适的重心 位置、机翼和尾翼的布局等。
02
飞行条件
飞行速度、高度和风向等因素 会影响纵向稳定性的表现。
03
飞行员操作
飞行员的操作技巧和经验对纵 向稳定性的保持至关重要，如
下期-模型火箭制作教案
模型火箭制作第一节概述模型火箭的设计和制作是研制模型火箭的两大支柱。
模型火箭制作分单件制作和批量制作，前者多为个人行为的手工制作，后者那么由厂家采取模具和机械加工；前者用料多为纸板、木料和塑料板；后者主要使用纸张和塑料制品。
一枚制作精良的模型火箭，不仅是一件得心应手的体育用品或科普器材，而且也应是一件可供欣赏的精美工艺品。
这就要求制作者除具备有关模型火箭的设计和制作工艺知识外，还应具有艺术鉴赏、艺术创作和实际操作能力。
上一章，我们在讲解模型火箭飞行原理的根底上，介绍了模型火箭的零部件设计方法；本章将着重介绍手工制作单件模型火箭的材料、工具和具体零部件的加工方法。
第二节材料和工具一、模型火箭的常用材料根据?FAI 运动规那么，4d局部，航天模型?规定，用作模型火箭的材料必须是非金属，除发动机的卡钩外，不得使用任何金属材料及其制品。
(一) 纸和纸板纸是一种由植物纤维、矿物纤维、动物纤维、化学纤维或它们的混合物组成的均匀柔软薄片；具有较高挺度的某些纸那么叫做纸板。
用来零星制做模型火箭的主要是折叠盒纸板，它具有良好的耐划性和折叠性能；此外还有折叠盒白纸板和涂布折叠盒纸板，这两种纸板都有良好的印刷性能，并可以刷涂料。
纸板可以制做头锥、箭体筒段和尾翼，尤适宜于制做箭体筒段(纸管)。
纸适宜于用卷管机进行批量生产，常用的纸有铜版纸和牛皮纸。
(二) 轻木轻木是一种具备轻质量和高强度的木材，尽管其密度不是最低，但其强度却相当高，即具有较高的比强度(物质的强度与其密度之比，单位：焦耳/千克)。
轻木有良好的加工性能。
因此，长期以来，轻木一直是制做模具(木模)的根本材料。
同样，轻木也是制作模型火箭尾翼和头锥的好材料。
国内用作模型火箭的轻木主要有泡桐、杉和红白松等。
商家通常将木料裁成不同厚度的板材供给。
(三) 塑料塑料是具有可塑性高分子的化合物。
工程上常用的塑料有热塑性和热固性两类，热塑性塑料具有遇热熔融、冷后变硬的特点，并且这一过程可以反复屡次，因此很适合用来制做模型火箭。
干扰火箭弹气动_外弹道一体化优化设计研究
干扰火箭弹气动/外弹道一体化优化设计研究发布时间：2022-12-29T09:03:13.530Z 来源：《科学与技术》2022年9月17期作者：彭利平[导读] 本文介绍了优化设计的概念。
探讨了干扰火箭弹气动/外弹道一体化设计数学模型的建立过程，其中包括目标函数、设计变量、约束条件这三个基本要素。
对优化算法进行了选择，探讨了对模型标准化的处理。
彭利平（中国船舶集团公司第七一○研究所，湖北宜昌 443003）摘要：本文介绍了优化设计的概念。
探讨了干扰火箭弹气动/外弹道一体化设计数学模型的建立过程，其中包括目标函数、设计变量、约束条件这三个基本要素。
对优化算法进行了选择，探讨了对模型标准化的处理。
最后论述了Matlab最优化工具箱的使用。
关键词：干扰火箭弹；气动/外弹道；一体化；优化设计；引言影响火箭弹散布的因素比较复杂，在无控火箭弹的研制过程中，解决散布过大的问题一直是困扰工程研制人员的一个难点。
在满足技战术指标的前提下，尽可能小的改变武器系统结构，而较大的减小散布才是两全其美的方法。
为了减小火箭弹散布，本文对某型火箭弹的气动外形/外弹道进行了一体化的优化设计，尽可能的挖掘现有火箭弹的潜质，最大程度的提升其性能。
在确定最优设计方案时，既要考虑战术的需要，又要考虑理论上的可行性、批量生产的可能性、研制和生产的费用，是一个反复论证、试验，理论与试验紧密结合的过程。
1优化设计概述所谓优化设计就是根据给定的设计要求和现有的工程技术条件，应用专业理论和优化方法，在计算机上，从满足给定设计要求的许多方案中，按照规定的指标（目标函数），自动选出最优的设计方案。
由弹箭空气动力学和外弹道学可知，当弹箭的主要结构参数确定以后，在一定的弹道条件下就可以计算确定该结构下的气动力、外弹道参数了。
改变结构参数重复计算，又可以得到在改变结构参数后对应的气动力、外弹道参数，按照一定的优化方法对不同结构方案对应的外弹道性能参数进行寻优比较，这个过程中由结构参数到对应的气动力、外弹道参数间相关性是构造函数关系的基础，协调气动结构参数和外弹道的关系，充分挖掘系统的潜力，提高整体性能。
二战德国火箭炮
一战后德国热衷火箭炮的研究中国人发明的火箭武器经波斯人传到欧洲，在19世纪欧洲各列强的战争中得到成功运用。
德国现代火箭的先驱赫曼奥伯泽和戈达得M1910年就开始进行火箭的基础研究。
一战后，德国尽管经历了政治动乱、经济萧条和通货膨胀，但些毫没有影响他们研究火箭的执着。
1925年，奥伯泽和戈达得继续固态火箭的研究；1928年，弗利兹冯欧佩尔把火箭技术用在他的“欧宝”汽车上；1929年，火箭助推的飞机开始试飞；1931年，温克勒发明了液态火箭，更是把德国的火箭技术推向世界领先的地位。
当然，对由于战败受《凡尔塞条约》限制的德国国防军来说，发展用火箭为推力的投射武器，能避开对德国研制生产包括常规火炮在内的各种武器所做的严格限制；经历过1915年4月22日化学毒气战的旧帝国军人，也感觉有必要发展一种反应迅速、大口径、远射程的投射武器用于未来的化学战。
德国国防军和苏联红军在拉帕洛协定下，秘密地交换和是享了双方在火箭领域的资源。
图1：在具有军事革命思想的德国国防军军官的眼中，火箭具备炮结构简单、造价低廉，在短时间内可向敌方阵地投掷大量的大口径弹药，射击后能迅速地由车辆牵引离开阵地的优点。
但是受限于当时的技术水平，与身管火炮相比，真射程近、弹道不稳定、命中精度差，发射时产生大量烟雾、容易受到敌方反制，这便得火箭炮在德国军备重整中处于个比较尴尬的境地。
从1929年开始，德国国防军武器发展部在炮兵专家贝克博士的领导下，开始研制以火箭为动力的武器，这标志着德国在这一领域领先其他国家6～10年。
在库美多夫炮兵靶场火箭研究站，两位日后对世界火箭科学做出巨大贡献的年青尉官沃尔特多姆贝格印和冯布劳恩开始了火箭发动机的研制。
一开始，德国人决定采用旋转来控制火箭飞行稳定，而不是像苏联人那样通过火箭尾翼采实现。
其实英国和瑞典早在19世纪70年代就研制过旋转稳定的火箭弹，但都不太成功，主要问题是误差太大。
库美多夫火箭研究站研制的第一种火箭弹弹径110毫米，编号为“110毫米特种火箭”(Wa.Prf.11)，重15千克，发射管采用长3250毫米的长方形框架，用电点火器点火，最大射程4500米。
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。
美国陆军APKWS制导火箭弹
美国陆军APKWS制导火箭弹火箭弹用于空对地攻击始于20世纪60年代，当时人们发现这种武器由直升机的多管发射器发射时威力惊人，能形成强大的密集火力，有力支援地面部队的作战行动。
但是，由于没有采用制导技术，这些火箭弹普遍命中精度差，难以有效打击点目标，大多数情况下只能作为面杀伤武器使用。
因此，90年代以来精确制导武器日益风行之时，人们自然想到发展制导火箭弹。
正是在这一背景下，美国陆军于1996年提出“先进精确杀伤武器系统”（APKWS）概念。
十余年来，作为唯一公开报道的机载制导火箭弹项目，APKWS尽管在研制进度上一再拖延，以致至今也未“修成正果”，但其每一次进展都会引起武器专家的高度关注。
应运而生说到APKWS制导火箭弹，就不能不提广为人知的“九头蛇”-70非制导火箭弹，因为前者正是由后者加装制导组件而成。
“九头蛇”-70是美国通用动力公司研制的70毫米火箭弹，自70年代问世以来已经衍生了多种型号，均采用Mk66火箭发动机，区别在于配用不同的战斗部和引信。
到80年代中期，各种型号的“九头蛇”-70已经大量装备美国陆军、海军和海军陆战队的直升机，其中陆军的AH-64A“阿帕奇”和AH-64D“长弓阿帕奇”利用M261型19管发射架发射这种70毫米火箭弹，UH-60B“黑鹰”利用M200型19管发射架，AH-1F“眼镜蛇” 和OH-58D“基奥瓦勇士”则利用M260型7管发射架。
在90年代以来的多次局部战争及地区冲突中，“九头蛇”-70都曾登场亮相，被公认为美军使用最广泛的直升机机载武器。
但是，“九头蛇”-70与其他非制导火箭弹一样，也存在命中精度差的问题，其最大射程处（6000米）的圆概率偏差高达100米。
换句话说，如果想直接命中6000米处的一辆坦克，理论上需要发射100枚火箭弹。
在1990～1991年海湾战争期间，鉴于“九头蛇”-70无法有效打击伊军的士兵、简易掩体、轻型装甲车等点目标，美国陆军不得不动用“海尔法”反坦克导弹。
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作者简介 ： 刘文生 （９ ２一） 男 ， １６ ， 江西 吉水人 ， 本科 ， 高级工程师 ， 主要从事人影装 备和民爆器材研究 。
第 ６期
刘文 生等 ： 尾翼 式 无控 火箭 飞行 稳定 性研 究
表 ３ 弹形 系数 比较
・２ ８ １・
２ Ｂ 一 防雹增 雨火箭弹分析 Ｌ１型
ｉｕ ｔ ｔｓｔｅ ｅ ｅ ｔ ｆ ｆ ｆ ｒｃ ｅ ｉｍｅｅ ｎ ｈ ｐ ｃｏ ｎｔｅｆ ｇ ｔ ｔｂｌ ｆ Ｌ １ ａｌ ｕ — ｌ ｓｒ ｅ ｈ ｆ ｃ ｔ ｎ， ｋ ｔ ａ ｔｒ ｄｓ ａ ｅｆ ｔｒ ｉｈ ａ ｉｔ ｏ 一 ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｏａ — ｉ ｏ ｄ ａ ａ ｏ ｈ ｌ ｓ ｉ ｙ Ｂ ｈ
尾翼 式 无 控 火箭 飞行 稳 定性 研 究
刘 文生 ， 周建 中 ， 金卫平 高拥军 ， ， 孙 林
（． １ 国营九三九 四厂 ， 江西 新余 ３ ８ ３ ；． ３０ ４ ２ 江西省科学院 ， 江西 南昌 ３ ０２ ） ３０ ９
摘要： 通过分析尾翼式无控火箭飞行稳 定性概念及其影响 因素 ， 阐明了尾 翼、 弹径 比、 弹形 系数对 Ｂ Ｌ一１型防
Ｏ 前 言
九三 九 四厂 自主研 制 的制式 Ｂ Ｌ一１型 防 雹 增雨 火箭 弹在 飞行 中发现火 箭弹在 出炮 口后 弹体 出现飞行 不稳 定 现 象 。为此 ， Ｂ 以 Ｌ一１型 防雹 增 雨 火箭 弹为例对 尾翼 式无控 火箭 弹进行 了气 动力
而偏离了原来 的平衡状态 ， 当扰动作用消失后 ， 如
ＬＵ Ｗｅ — ｅｇ ，Ｈ Ｕ Ｊ ｎ ｚｏ ｇ ，Ｉ ｉ ｉｇ ， Ａ ｏ ｇ ｕ Ｓ Ｎ Ｌｎ Ｉ ｎｓ ｎ Ｚ Ｏ ｉ — ｎ Ｊ Ｗｅ ｐｎ Ｇ Ｏ Ｙ ｎ ￣ ｎ ，Ｕ ｉ ｈ ａ ｈ Ｎ —
（ ．３４Ｓ ｔ—ｗ ｅ ａｔｒ， ａｇｉ ／ｙ ３０ ４Ｐ Ｃ ２ Ｊ ｎｘ Ａ ａｅ ｙｏ ｃ ｎｅ ， ａｇｉ ａｃａｇ３０ ２ Ｒ ） １９ ９ ｔ ｅｏ ｎｄＦ ｃ ｙ Ｊ ｎ ｘ Ｘｎｕ３８ ３ Ｒ ；．ｉ ｇｉ ｃｄｍ ｆ ｉ ｃｓＪ ｎ ｘ Ｎ ｎ ｈｎ ３０ ９Ｐ Ｃ ａ ｏ ｉ ａ Ｓｅ ｉ
果经过一个过程火箭弹仍能恢复到平衡状态 ， 则 称火箭 弹是 静稳定 的 ， 即火箭 弹具有静稳 定性 。 火箭 弹是 静 稳 定 度／ ：＝（ ％ 。一 ）Ｌ ／ 。×
１ ００
式中： 为质心位置（ 从弹尖算起 ） 为压心位 ， 置（ 从弹尖算起） 为弹长。 ，。 理论上， 静稳定度负数越大静稳定性越高 ， 一 般 ｍ 在 （ １％ 一一 ０ 较合适。 一０ ２ ％） 影 响尾 翼式无 控火 箭弹 的飞行稳定 性 的因素 有： 与发控 系统 有关 的起 始扰 动 （ 弹架 相互 作 用 ）风、 、 加工过程引起 的推力偏心、 气动偏心、 质 量偏心等。火箭气动力设计的 目的就是通过弹体 气动特性计算 ， 设计合适的弹体结构 ， 特别是尾翼
雹增雨火箭 弹飞行稳 定性 的影响。提 出了改进方案， 并通过试验验证 改进 的有效性。 关键词 ： 无控 火箭 ； 尾翼 ； 静稳 定度 ； 气动特性
中 图分 类 号 ：２ ２ １ １ Ｖ １ ．２ 文献标识码 ： Ａ
Ｆｌｉ ｔ ｂ ｌ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｆＴａ ｌｔ ｐｅ Ｆｒ ｅ Ｒｏ ｋ ｔ ｙ ｎｇ Ｓ ａ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｏ ｉ－ｙ ｅ ｃ ｅ ｉ
第２卷 第６ ８ 期
２１ ０ ０年 １ ２月
江
西
科
学
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
ＪＡＮＧＸ Ｓ Ｉ Ｎ Ｉ Ｉ Ｃ Ｅ ＣＥ
文 章 编 号 ：０ １ ３ ７ （０ ０ ０ ０２ ０ １０ — ６ ９ ２ １ ）６— ８ ０— ３
弹设计 的基本 要求 之一 。飞行稳定 性 的含义 是指
在整个飞行过程中， 火箭弹弹轴与速度矢量 的夹
角 （ 角 ） 限 制 在 一 定 的范 围 内 ， 且 逐 渐 衰 攻 被 而 减， 以至 于能满 足 射程和 密集指标 的要 求 。
理论上 ， 火箭弹在飞行时， 由于受到微小扰动
收稿 日期 ：０ ０一ｌ —０ ； ２１ １ ４ 修订 日期 ：０ ０—１ ２ ２１ １— ６
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ａ ｒａ ａｙ ｅ ｈ ｉｈｔｓａ ｌｔ ｒ ｅ ｆｉｈ ｏ ｋｅ ｎｄ ｉ ｎ ｕ ｎ ｉｇ ｆｃｏ ｓ Ａｎ ｔ ｓ ｒ ｃ ： ｈｅ ｐ ｐｅ ｎ ｌ ｓ ｓｔ ｅ ｆ ｇ ｔｂｉ ｙ ｆｅ － ｇ ｔｒ ｃ ｔａ ｔ ｉ ｆ ｅ ｃｎ ａ ｔｒ ． ｄ ｉ ｌ ｉ ｌ ｓ ｌ
ｐ ｅ ｓｏ ｎ ａｎ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ． ｅ ｐ ｐ ｒｐ ｏ ｏ ｅ ｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｌｎ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｓｉ ｎ ａ ｄ ｒ ｉ ｎ ａ ｃ ｍｅ ｔ Ｔ ａ ｅ ｒ ｐ ｓ ｓｔ ｈ ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ａ ｎ ｒ ｖ ｄ ｉ ｅ ｐ ｒ ｎ ． ｐ ｎ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ Ｆ ｅ — ｉ ｈ ｏ ｋ ｔ Ａｆ ｆ Ｓ ａ ｃ ｓａ ｉ ｔ ， ｒｄ ｎ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｓ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｅ ｆ ｇ ｔ ｃ ｅ ， ｔ ｎ， ｔｔ ｔｂ ｌ Ａｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｃ ａａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｌ ｒ — ｉ ｉ ｉ ｙ ｍ ｉ ｉ
结 构形状及 尺寸 ， 证 火箭 在飞 行过 程 中有一 定 保 的静稳定度 ， 火箭稳定 飞行 。 使
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分析， 采用质点外 弹道计算 ， 并对无控火箭弹飞行 稳 定性进行 研究 。
１ 尾 翼 式无 控 火 箭 飞行 稳 定 性概 念 及其影 响 因素
确保火箭弹在外弹道上的飞行稳定性是火箭