弹道学dàn dào xué研究弹丸从发射起点到终点的运动规律及有关现象的学科。1903年关庚麟《日本学校图论》:“造兵学科科目……第二年为炮外弹道学、火药学、弹丸炮架及车辆。”1931年《英汉对照百科名汇》:“Ballistics,弹道学。” 弹道学研究各种弹丸或抛射体从发射起点到终点的运动规律及伴随发生的有关现象的一门学科。军事技术学的一个分支学科,也是应用力学的一个分支学科。近代弹道学发展很快,已形成一个完整的独立学科体系。 弹道学 弹道学dandaoxueballistics研究枪弹、炮弹、导弹与火箭等在膛内(发射架上)和空中运动规律的学科。 枪弹、炮弹、导弹与火箭等的飞行轨迹通称为弹道。弹道的特征值,如射程、弹道倾角、弹道上的速度、时间、过载分布及相对目标的距离,是武器和火箭总体设计方案、性能参数及各系统特性在飞行性能上的综合反映。因此,在枪炮、导弹与火箭的总体设计中,其总体方案、设计参数、性能与飞行方案等都要依赖于弹道设计的结果来确定。而它们的弹道设计的理论基础就是弹道学。 枪炮、导弹与火箭等因其各具特色,并随发射、制导、推进、飞行方式、受力特点与使用场合的不同而又有其不同的弹道特点。枪弹和炮弹分为在膛内运动的内弹道和在膛外运动的外弹道。导弹弹道按有无推力分为有动力飞行段(主动段)和无动力飞行段(被动段);按制导方法分为自动弹道、导引弹道及两者复合的弹道;按力学特性和用途分为弹道式弹道、滑行弹道和巡航弹道等。运载火箭因其发射的有效载荷的轨道不同(地球低、中、高轨道,地球同步轨道和太阳同步轨道等),本身的飞行轨道也不同,分为连续推力发射轨道和有一个或多个中间轨道(滑行轨道)的发射轨道。中间轨道又有转移轨道和停泊轨道两种。由于要有针对性地研究和设计这些具有诸多特点的弹道,因而就有了多种多样的弹道学,如枪弹和炮弹的内弹道学与外弹道学,地面内、外弹道学,航空内、外弹道学,导弹弹道学和火箭弹道学等。这些弹道学有其共同的内涵,即都是研究弹丸质点的运动规律、影响质点运动的因素及飞行的稳定性。但是因其研究的对象千差万别,所以各弹道学又都具有其独立的内容。例如,内弹道学研究弹丸在发射药燃烧形成的气体压力(或火箭发动机推力)作用下在炮膛内(或滑轨上)的运动规律及伴随产生的其他过程的规律性。在给定口径和质量的条件下,按照要求的炮口初速计算炮膛的结构参数和发射药的装填条件。再如,火箭弹道学的主要内容是建立火箭在惯性坐标系中的运动方程并求出方程的解;研究火箭的飞行特性与设计参数的依从关系;进行弹道优化,选择最佳弹道;研究火箭弹道摄动理论。由于火箭飞行中其质量是随时间快速变化的,同时有控制力作用使火箭绕质心转动,使受力情况变化,所以火箭飞行时既有质心的平移又有绕质心的转动。因此,火箭运动方程依经典力学定律和变质量力学原理建立并描述作用在火箭上的力、力矩及与运动参数的关系;火箭飞行特性与设计参数关系的建立以运动简化理论为依据,所形成的飞行性能计算方法是一种定量分析方法,包括大气中飞行性能估算和真空中的性能估算;弹道优化包括函数(俯仰角程序、推力程序)优化和参数(入轨条件、级间比)优化两类。优化方法为间接法(求近似最优解)和直接法(求精确最优解)或两种方法的结合;火箭弹道在干扰(性能参数偏差、飞行环境异常)的作用下会偏离原来的标准弹道。弹道摄动理论研究火箭受到干扰时质心运动的变化并找出减少偏差的方法,常用的方法有线性摄动法和摄动求差法。 ☚ 软杀伤技术 推进技术 ☛ 弹道学ballistics |