7外弹道章节解析

Mv
?
M
? ?1
?
?
a p
M
M?密M度s ??? ?的密M干度???1空。? 0气.37的8018
a p
? ?
?
?
M
? ?1
?
?
3 8
a p
? ? ?
引入虚温
??
T
1? 3 a
则湿空气的状态方程
8p
p ? ? R? (R=R*/M)
引信 工程与基础
2)、地面标准值
炮兵标准大气的地面标准值规定为：
? 气温： t0n ? 15 ℃（并采用 T ? 273? t 的近似式）；
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。
? 气压： p0n ? 100kPa；
? 水蒸气分压：a0n ? 846.7 Pa
? 虚温： ?0n ? 288.9K ； ? 密度： ?0n ? 1.206kg / m3 ；
（即相对湿度 50%）；
? 无风雨。
引信 工程与基础
3)、气温随高度分布的标准定律
?
?
??
?
0
n
? A?
? G1 y，
B?y ? 9300
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
1)、迎面空气阻力
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。
? 对于干洁空气，其平均分子量 M ? 28.9644k/gkmol ，气 体常数 R? 287.053J/kg?K 。
? 对于水蒸气，其平均分子量 Ms ? 18.01534kg / kmol，气体
常数Rs
?
461.513J
/
kg
?K 。
虚温：与湿空气
? 对于水蒸气分具压有为相的同压a的力湿和空气，其平均分子量
?外弹道学：研究弹丸在飞行中运动规律及有关 问题的科学。
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
7.2 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 稀薄，最后逐渐过渡到宇宙空间。
??
?
y ? 9300 m(对流层 )
C ?y ? 9300 ?2 ，
?
9300 m ? y ? 12000 m(亚同温层 )
??221.5， 12000 m ? y ? 30000 m(同温层)
其中： G1 ? 6.328?10?3 K / m
B ? ?6.328? 10?3 K / m
A? 230.0 K C ? 1.172? 10?6 K / m2
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与前苏联 1927年制订 的炮兵标准大气相当。
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 30 km ， 其中20 km以下为温度恒定的同温层。平流层之上到 80 km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
描述大气物理特性的量：气温、气压、密度、湿 度等。
引信 工程与基础
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 ? ? R*T
M
p为气压（帕或bar，1bar=10^5pa) R* ? 8314.32J / kmol ?K ，与气体成分无关
M为平均分子量（kg／kmol）
p ? ? R为T气体密度（kg／m^3)
M
引信 工程与基础
M ? 28.9644kg / kmol
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％。
探测制导与控制工程
引信工程与基础
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
7.1概述
——明确研究对象及其任包括务弹丸质心运动 规律和弹丸刚体围
?弹道学：研究弹丸运动的科学。 绕质心运动规律
?内弹道学：火药气体作用下的弹道科学。
引信 工程与基础
4)、气压、密度随高度分布的标准定律
气压函数 ： 密度函数：
? ? π y ?
p
? g y dy
? e ? R 0 ?
p0n
H ?y ??
? ? 0n
?
? 0n ?
wenku.baidu.com
π ?y ?
引信 工程与基础
5)、声速随高度的变化
C ? kR1?
其中：
k ? 1.404，R1 ? 287J / kg ?k，?on ? 288.9k
引信 工程与基础
?摩擦阻力
当弹丸与空气之间存在相对运动时，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 。
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)。