弹道学

弹道学考试范围
1.弹道学：研究各种弹丸或其他发射体从发射开始到终点的运动规律及伴随发生的有关现象。

2.内弹道学：是研究弹丸在膛内运动规律及其伴随的射击现象的科学。

3.外弹道学：研究弹丸在飞行中运动规律及有关科学问题，可以分为质点弹道学和刚体弹道学两部分。

4.枪炮发射系统的组成：1）身管2）火药3）弹丸
5.膛内射击过程：点火传火过程—挤进过程—发射药燃烧推动弹丸膛内运动过程—发射药燃完后弹丸膛内运动过程—后效作用时期
炮弹射击过程：点火，挤进膛线，膛内运动，后效作用阶段，空中运动阶段，目标中运动阶段
6.弹道诸元：1）自射出点o算起的弹丸飞行时间t；2）弹丸质心在地面坐标系中的坐标（x，y，z）；3）质心速度的大小v；4）v与x轴正向的方向倾角θ
7.初速Vo是为了简化问题而定义的一个虚拟速度，它并非弹丸质心在枪炮口的真实速度Vg，假设弹丸一出枪口即仅受重力和空气阻力作用，好像后效期并不存在，为了修正此假设所产生的误差，采取一虚拟速度Vo，这个Vo必须满足的条件是：当仅仅考虑重力和空气阻力对弹丸运动的影响，而不考虑后效期内火药气体对弹丸的作用时，在后效期终了瞬间的弹速必须与该瞬时的真实弹速Vm相等。

V0>Vm>Vg
8.火药能量特征量：
1）爆温2）比容3）爆热4）火药密度5)比冲量6）火药力
9.气体状态方程的参数构成，与哪些因素有关
1）理想气体状态方程：pV/T=R`(R`=8314.32J/kmol`K
2）真实气体状态方程：(p+a/v2)(v-α)=RT
3）高温高压燃气状态方程：p(v-α)=RT
4）定容状态下燃气方程：p(v-α)=RT1
v气体的比容；a与气体分子间吸引力有关的常数；α单位质量气体分子体积有关的修正量，余容；R是与气体组分有关的气体常数，表示1kg火药气体在一个大气压下，温度升高1度对外膨胀做的功。

10.几何燃烧规律：火药的燃烧过程可以认为是按药粒表面平行层或同心层逐层燃烧的，这种燃烧规律称为几何燃烧定律。

必须具备三个条件：（1）在开始点火时，所有火药表面同时着火，并在相同条件下燃烧（2）所有火药个点的化学性质和物理性质相同，即药粒燃烧表面的各点燃速都相同（3）在装药中，药粒的形状和尺寸都要严格一致
11.影响火药燃速的主要因素：（1）火药成分的影响：火药能量越大，燃速也越大，均与成分相关。

（2）火药初温的影响：初温越高，燃速越快。

（3）火药密度的影响：密度增加，燃速减小。

（4）压力的影响：较复杂，一般压力增加，燃速加快。

（5）火药表面气流的影响
12.膛内射击现象：1）火药燃烧2）燃气生成3）状态变化4）能量转换5）弹丸运动
13.燃气的生成速率与什么有关：火药燃烧面；火药燃烧速度的变化规律。

14.能量平衡方程：△E=Q+W
W：①弹丸直线运动所具有的能量E1，即弹丸动能②弹丸旋转运动所具有的能量E2③弹丸克服摩擦阻力所消耗的能量E3④火药及火药燃气的运动能量E4⑤身管和其他后坐部分的后坐运动能量E5⑥弹丸挤进膛线所消耗的能量E6通常=0。

Q：火药燃气通过炮管，药筒及弹丸向外传递的能量。

由于弹丸直线运动的功能E1最大，称为主要功，其余都为次要功
15. 膛压变化的规律：
1）前期。

前期是指激发底火到弹丸即将启动瞬间。

特点：忽略弹带宽度全部基挤进膛线的微小位移，认为弹丸在前期中是在定容情况下燃烧，弹丸不动，前期火药燃烧量约占总发射药量的5%左右。

2）第一时期。

第一时期是指弹丸开始运动到发射药全部燃烧结束的瞬间为止。

这是一段重要而复杂的时期，其特点是：火药完全燃烧生成大量的燃气，使膛压上升，但弹丸沿炮膛轴线运动速度越来越快，使弹后空间不断增加，这又使膛压下降，这种相互关系又相互影响的作用贯穿着设计过程的始终。

3）第二时期。

第二时期是指火药燃烧结束的瞬间起，到弹底离开炮口断面时为止。

此时期的特点是：虽然发射药已全部燃完，因这段时间极短，堂内原有的高温高压燃气相当于在密闭容器内绝热膨胀做功，继续使弹丸加速运动，弹后空间仍不断增大，膛压继续下降，当弹丸运动到炮口时，其速度达到膛压的最大值。

4）后效时期：后效时期是指从弹丸底部离开膛口瞬间起，到火药燃气压力降到使膛口保持临界断面的极限值时为止。

其特点是：火药燃气压急剧下降，燃气对弹丸的作用时间和燃气对炮身的作用时间是不相同的，即起点相同，而结束点各异。

【简述】1前期（击发底火到弹带全部挤入膛线）2第一时期（弹带全部挤进膛线导火药燃烧结束）3第二（火药燃烧结束到弹底通过炮口端面）4后效作用时期
16.装填条件有哪些？装填条件不同，对膛压和初速有何影响？
装填条件：火药的形状，装药量，火药力，火药的压力全冲量，弹丸质量，药室容积，挤进压力，拔弹力，和点火药量。

其他条件不变，（1）形状特征量增加（2）装药量增加（3）火药力增强（4）火药压力全冲量增加（5）药室容积减小（6）挤进压力增大（7）拔弹力增大（8）点火药量增加（9）弹重减小，即惯性减小----导致最大压力增加，燃烧结束较早，从而初速增加。

17.次要功计算系数：在射击过程中火药气体所做的主要功与另外的四项次要功之和可用各次要功与主用功的比例系数之和再与主用功的乘积表示。

18.膛压的分类及其关系：【联系次要功计算系数和阻力系数】【公式】由于弹丸的运动，弹后空间的气体也跟着一起运动，因此在膛内形成了气流。

在弹丸底部气流速度应该更高，即等于弹丸运动速度；而在膛底的气流速度应该最低，可以认为等于零。

也就是在弹压空间存在着速度分布，因而存在压力分布，气流速度最大的弹底部压力最小，此压力即为弹底压力；而气流速度最低的膛底，压力最高，即为膛底压力。

平均压力：由于处理问题的需要而引入，即认为火药是在某个平均压力下燃烧的，弹丸的运动和能量的交换也是在同一平均压力下进行的。

1《3《2
19.内弹道计算方法：内弹道计算是根据构造诸元和装填条件，利用内弹道基本方程组，分析膛内火药气体压力变化规律和弹丸的运动规律的计算。

解析法；图表法；数值法。

20.弹丸稳定飞行必须满足的条件：弹丸攻角限定在一定范围内；保证其变化趋势是减小的。

21.攻角为0时，有哪些力和力矩？
（1）重力、阻力、升力、马格努斯力（2）静力矩，赤道阻尼力矩、极阻尼力矩、马格努斯力矩
22.攻角不为0时，有哪些力和力矩？
1）静态空气动力和力矩：a）切向阻力b）升力c）俯仰力矩及阻力臂d）导转力矩及平衡转速
2）动态空气动力和力矩：a）极阻尼力矩b）赤道阻尼力矩c）马格努斯力与马格努斯力矩23.攻角为0时，空气阻力包括？形成原因？减小的措施？
超音速与跨音速时，空气阻力包括摩擦阻力，涡流阻力，激波阻力
亚音速时，空气阻力包括
摩擦阻力：弹丸在飞行过程中，因附面层不断形成，被带动而消耗弹丸功能使其减速，与此相当的阻力措施：在表面涂漆
涡流阻力：周围压力较高气流向低压区域填补，造成杂乱无章的涡流，弹丸由底阻而损失的动能即消耗于漩涡上措施：弹尾部设计成流线型
激波阻力：弹速大于声速时，激波随着弹丸运动方向钱传播，使弹丸头部保持较高压强，产生较大阻力措施：弹头部设计成锐长，减小头部波阻
24.攻角：指弹轴和速度矢量的夹角。

25.陀螺稳定性：旋转体绕对称轴高速旋转时，转轴方向的定向性及变化微小的特性。

26.追随稳定性：由于弹道切线不断下降，因此要求在弹道切线不断下降的同时，弹轴也要随切线一起下降保持弹头向前，并使弹轴与切线之间有最小夹角。

27.弹形系数：i值反应了弹行差异所引起的阻力系数差异并从而引起的阻力差异。

在一定的M数下，一定的弹丸只有一个阻力系数值，但由于所取阻力定律不同却有不同的i值所以要引进弹形系数。

i值反映弹形特征的重要参数，它的取值大小每每标志着枪炮及弹丸的设计质量。

公式
28.弹道系数：弹道系数用C表示，是由表示弹丸形状、大小和惯性诸元特征的量i、d及m 所组成，故系数C反映了弹丸组合特性对阻力加速度的影响，C值的差异导致了弹道的差异，因此称C为弹道系数。

公式
29.推导刚体运动方程：将弹丸所受的力投影到地面坐标系（即速度），力矩投影到弹轴坐标系。

30.阻力定律：如果取定了某个标准弹精确地测出攻角=0的阻力系数曲线，此种标准弹的阻力系数与M数的关系，称为阻力定律。

31.尾翼稳定方式：利用其尾翼作用使阻心移到质心后面，形成稳定力矩使攻角不致增大。

旋转稳定方式：当其旋转速度不低于某个最低值时,就可以依靠陀螺效应使弹轴围绕某个平均位置旋转与摆动，不致因翻转力矩的作用而翻转。

32.旋转弹稳定飞行的必要条件：【作图】旋转弹丸不具有静态稳定性,但具有陀螺稳定性。

在重力作用下弹道是逐渐向下弯曲的，如果弹轴不能追随弹道切线以同样的角速度向下转动，势必形成攻角增大甚至弹底着地。

旋转弹丸由于有动力平衡角存在，与其相应的翻转力矩将迫使弹轴追随弹道切线向下转动，因而具有追随稳定性。

为了保证攻角始终较小，动力平衡角也不能过大。

如果弹丸旋转速度太高，其陀螺定向性过强，就可能造成动力平衡角过大，因此又必须限制转速不超过某一个最高值。

为了保证弹丸的飞行稳定性，还必须要求摆动幅值始终衰减，即要求弹丸具有动态稳定性。

动态稳定性与其升力、静力矩、赤道阻尼力矩、极阻尼力矩和马格纳斯力矩等有关。

33. 对比空气弹道和真空弹道的主要特性。

真空弹道：（1）真空弹道是一条对称的抛物线，其对称轴y与最大弹道高重合，升弧OS和降弧SC的形状相同。

（2）弹道上任意一点的速度取决于该点的弹道高，同一弹道高处得速度值相同。

因此，初速与末速数值相等，顶点的速度最小；（3）在弹道等高的两点上，其切线倾角绝对值相等；（4）最大射程的发射角为45 °；（5）弹丸在升弧的飞行时间等于弹丸在降弧段得飞行时间
空气弹道：（1）弹头速度沿弹道变化，（2）空气弹道有不对称性（3）有最大射程角，真空弹道为45度（4）标准条件下，空气弹道由三个参量决定：初速v0，射角θ0，弹道参数c 34.绕心运动：只计入翻转力矩，δ角很小且σ>0的条件下。

（1）弹丸绕弹轴等角速度旋转（2）阻力面绕向量v做等角速度进动（3）弹轴在阻力面内相对于向量v做简谐振动
35.弹道的刚性原理：当ɑ及ɛ角均很小时，弹道好像一个刚体，可以围绕射出点o在水平线ox上下很小的角度ɛ范围内摆动而不改变弹道的形状。

36.在弹速方向不断低头的情况下，右旋弹弹轴向右偏，弹轴的平均位置称为动力平衡轴，与速度方向的夹角称为动力平衡角（平均章动角）其影响因素为（1）弹道参数（弹速v，倾角θ（2）弹箭外形、质量分布（阻力臂h）。

37.膛线缠度η：通常以弹箭绕膛线旋转一周在膛内运动的距离L（导程）是口径的多少倍来表示。

L=ηd。

转速与弹箭初速和身管缠度的关系为r0=2πvg/L=2πv0/L=2πv0/ηd。