彈箭外彈道學(第2版)（簡體書）

本書較為全面地講述了無控彈箭和有控彈箭的無控、有控飛行外彈道理論，其中包括：有關地球和大氣的知識；彈箭空氣動力的機理和計算方法；標準條件下的彈箭質心運動及非標準條件下的彈道修正；提高火砲武器系統射擊準確度的方法；旋轉穩定和尾翼穩定砲彈的角運動及散佈分析；尾翼式火箭和渦輪式火箭的角運動及散佈分析；彈箭飛行的線性運動穩定性；彈箭非線性角運動特性；外彈道設計與外彈道試驗；底部排氣彈和裝液彈的外彈道；有控彈箭飛行控制理論以及一些新型彈箭的外彈道特點。本教材將傳統外彈道學的研究領域拓寬，知識加深，適應了現代彈箭向遠程精確打擊方向發展的需要。
本書適用於外彈道學、飛行力學、火砲、彈藥、火控、引信、制導、雷達等專業的科研、工程技術人員和軍隊幹部參考，也可供相關院校專業本科生和研究生教學之用。

緒論
第1章 有關地球和大氣的知識
 1.1 重力和重力加速度
 1.2 地球旋轉產生的科氏慣性力
 1.3 大氣的組成與結構
 1.3.1 大氣的組成
 1.3.2 大氣的結構
 1.4 虛溫、氣壓、密度、聲速和黏性係數沿高度的分佈
 1.4.1 空氣狀態方程和虛溫
 1.4.2 氣壓、氣溫隨高度的分佈
 1.4.3 空氣密度隨高度的變化
 1.4.4 聲速隨高度的變化
 1.4.5 黏性係數隨高度的變化
 1.5 風的分佈
 1.5.1 自由大氣中的地轉風
 1.5.2 近地面層中風速的對數分佈
 1.5.3 上部邊界層的艾克曼螺線
 1.5.4 大氣環流和季風
 1.6 標準氣象條件
 1.6.1 國際標準大氣和我國國家標準大氣
 1.6.2 我國砲兵標準氣象條件
 1.6.3 我國空軍航彈標準氣象條件
 1.6.4 海軍標準氣象條件
 本章 知識點
 本章 習題
第2章 作用在彈箭上的空氣動力
 2.1 彈箭的氣動外形和兩種飛行穩定方式
 2.2 空氣阻力的組成
 2.2.1 旋轉彈的零升阻力
 2.2.2 尾翼彈的零升阻力
 2.3 阻力係數、阻力定律、彈形係數和阻力係數的雷諾數修正
 2.3.1 阻力係數曲線變化的特點
 2.3.2 阻力定律和彈形係數
 2.3.3 阻力係數的雷諾數修正
 2.4 空氣阻力加速度、彈道係數和阻力函數
 2.5 有攻角時彈箭的靜態空氣動力和力矩
 2.5.1 彈體的法向力Rn和軸向力RA
 2.5.2 彈體（或彈身）的阻力係數Cx和升力係數Cy
 2.5.3 彈翼、尾翼、前翼的升力和阻力
 2.5.4 全彈的升力係數和阻力係數
 2.5.5 靜力矩M2和壓力中心xp
 2.6 作用在彈箭上的動態空氣動力和力矩
 2.6.1 赤道阻尼力矩Mzz
 2.6.2 極阻尼力矩Mxz
 2.6.3 尾翼導轉力Mxw
 2.6.4 馬格努斯力Rz
 2.6.5 馬格努斯力矩My
 2.6.6 非定態阻尼力矩（或下洗延遲力矩）Mα
 2.6.7 其他空氣動力和力矩
 2.7 作用在有控彈箭上的氣動力和力矩
 2.7.1 作用在有控彈箭上的空氣動力
 2.7.2 作用在有控彈箭上的空氣動力矩
 2.8 彈箭空氣動力係數的工程算法和數值算法
 2.8.1 概述
 2.8.2 靜態氣動力係數的工程算法
 2.8.3 動態氣動力係數的工程算法
 2.8.4 彈箭空氣動力數值計算方法簡介
 2.8.5 氣動力係數使用時應注意的問題
 本章 知識點
 本章 習題
第3章 標準條件下彈箭質心運動方程組及彈道特性
第4章 非標準條件下的質心運動方程組、彈道修正、散佈和準確度
第5章 彈道解法
第6章 彈箭剛體彈道方程的建立
第7章 旋轉穩定彈的角運動及對質心運動的影響
第8章 尾翼穩定彈的角運動及對質心運動的影響
第9章 火箭運動方程組的建立
第10章 尾翼式火箭的角運動和散佈分析
第11章 旋轉穩定火箭的角運動分析
第12章 彈箭的飛行穩定性
第13章 彈箭的非線性運動及穩定性
第14章 外彈道設計
第15章 外彈道試驗與射表編制
第16章 底部排氣彈的彈道計算與分析
第17章 裝液彈外彈道
第18章 彈箭有控飛行的知識
第19章 新型彈箭外彈道
附錄和附表
參考文獻

彈箭外彈道學是研究彈箭在空中運動規律、飛行特、相關現象及其應用的一門學科。

這裡的彈箭泛指無控和有控炮彈、火箭、、靈巧彈等發射體。

作為剛體的彈箭，其在空中的飛行運括彈箭的質心運動和繞質心的轉動。質心在空間的位置用三個坐標確定，質心的運動規律取決於作用在彈上的力括重力、發動機推力、空氣動力等，質心運動的軌跡稱為彈道。彈體在空間的方位用三個角度或稱三個角坐標確定，通常其中兩個是彈軸相對於地面坐標系的高低角和方位角，另一個是彈箭繞彈軸自轉的自轉角。通過三個角坐標的變化可描述彈箭繞地面坐標系或繞質心的轉動，轉動規律取決於作用在彈箭上的力矩括空氣動力矩、發動機推力對質心的力矩以及操縱力矩等。伴取決但質心運動與繞質心的轉動是互相影響的。當推力沿彈軸，而彈軸與質心速度方向保持一致時，可將彈箭看作一個質點，不考慮繞質心的轉動，空氣動力中只有與速度方向相反的阻力。然而，彈箭實際飛行時，彈軸並不能始終保持與速度方向一致，二者之間的夾角合稱為攻角，由於攻角的出現，增大了阻力，並且產生了升力、側向力及對質心的空氣動力矩，它們不僅改變了質心速度的大小和方向，而且引起彈箭繞質心的轉動，改變了彈軸的方位，引起攻角變化，從而又使空氣動力、推力和空氣動力矩的大小及方向發生改變一步影響質心運動和繞質心的轉動。如此反復交錯，使質心運動與繞質心的轉動互相影響。

如果彈箭飛行中保持攻角8很小（如小於10°)，則彈軸與速度方向基本一致，彈箭能平穩地向前飛行，我們稱彈箭的運動是穩定的；反之，如果攻角很大，甚越來越大，則稱彈箭飛行是不穩定的。對於飛行不穩定的彈箭，射程大減，飛行能變差，彈道散布增大，嚴重時甚彈底著地不發火或在空中翻跟頭墜落。因此，保證彈箭的飛行穩定是彈箭外彈道學研究的一個重要內容。

在攻角8較小的情況下，空氣動力和力矩是攻角8的線函數，彈箭空間運動的攻角方程是線的，由此得出的穩定條件是線運動穩定條件，如陀螺穩定、動態穩定、追隨穩定、共振不穩定等；如果考慮大攻角情況下空氣動力和力矩的非線，則彈箭的攻角方程是非線的，彈箭非線運動及其穩定與線運動及其穩定有較大的差別，例如，其運動形態和穩定與起始條件有關、存在非零的極限運動以及振動頻率與振幅有關等。在實際彈箭飛行中出現的一些奇怪現象，如出現極限圓錐擺動，艦艇上左舷發射火箭飛行穩定、右舷發射火箭飛行不穩定等，用線理論解釋不了，而用非線理論可以解釋，從而行運動規律預測和動形態的氣動力設計。

在飛行穩定的前提下，質心運動彈道決定了彈箭的射程、側偏、大彈道高、落點或彈著點的飛行時間、落點處速度大小及對目標的命中角等。對於彈箭設計，這些是重要的彈道數據指標；對於武器系統的作戰使用，這些是重要的彈道諸元。因此，研究、實用的彈道數學模型，解決彈道計算、試驗射程標準化、射表編制和火控彈道模型建立等問題是彈箭外彈道學的重要任務。但是質心的彈道既與發射參數、發動機參數及起始條件有關，又與彈箭結構參數（如彈重、重心位置、轉動慣量、外形尺等）、空氣動力參數（阻力、升力、力矩等）以及大氣參數（如氣溫、氣壓、濕度、風等）有關。各發彈而言，這些參數是不可能相同的，而都是在其平均值附近變化的，這形成彈道落點（或彈著點）的變化，我們稱這種現象為射彈散布或彈道散布。彈道散布將影響到武器系統對目標的命中概率、毀傷概率以及毀傷目標所需的消耗量。如何減小由因素造成的彈道散布是彈箭外彈道學的又一項重要研究內容，它甚成了火箭外彈道研究的核心。顯然，彈道散布不僅與彈箭本身有關，也與火炮或發射裝置(它也可能產生初速和射角的變化）有關，因而射彈散布是整個武器系統的，只是系統內各部分引起的散布散布中所占比例不同。根據對武器系散布的限制，分配給彈、炮、火控、氣象測量和炮位、目標位置測量等分系統以散布大小限制，這是武器系統精度分配中的一項重要工作，彈箭外彈道學在這個工作中也起著重要作用。

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