弹丸发射过程理论PDF电子书下载

概论 1

1 弹丸发射过程概述 1

2 弹丸发射过程理论的研究对象、任务与方法 2

第一章 弹丸在膛内的一般运动微分方程 4

1 引言 4

2 坐标系 坐标变换 5

2.1 坐标系 5

2.2 坐标变换 6

2.3 有关角度的复数表示法 10

2.4 弹丸一般运动坐标系和坐标变换 12

2.5 弹丸的角速度 13

3 弹丸的质量分布 15

3.1 弹丸非对称性的表示法 15

3.2 惯量矩阵的坐标变换 17

4 弹丸的速度和加速度分布 20

4.1 第二类模型 20

4.2 第一类模型 24

5 弹丸质心运动微分方程 24

5.1 第二类模型 24

5.2 第一类模型 25

6 弹丸转动微分方程 25

6.1 第二类模型 26

6.2 第一类模型 29

第二章 弹丸在膛内所受的力及力矩 32

1 第一类模型 32

1.1 重力和重力矩 32

1.2 弹带与炮膛的接触力及力矩 33

1.3 火药气体压力和压缩空气压力及其力矩 35

1.4 刚体碰撞模型 38

1.5 前定心部所受接触力—弹性质量模型 41

1.6 弹丸所受合外力及力矩 43

2 第二类模型 45

2.1 重力和重力矩 45

2.2 弹带与炮膛的接触力及力矩 45

2.3 火药气体压力和压缩空气压力及其力矩 47

2.4 前定心部与炮膛的碰撞问题 47

2.5 前定心部所受接触力 50

2.6 弹丸所受合外力及力矩 50

3 弹丸膛内运动微分方程一览 53

3.1 弹丸质心运动微分方程 53

3.2 弹丸转动微分方程 53

3.3 弹丸膛内运动微分方程的简化 54

4 分析力学方法及其讨论 55

4.1 弹丸的动能 55

4.2 弹丸的广义力 56

4.3 统一形式的弹丸运动微分方程 57

4.4 对弹丸运动微分方程的讨论 60

5 弹丸膛内运动状态的判据 61

6 对弹丸膛内运动状态的处理方法小结 62

第三章 对称弹丸在理想身管中的运动 64

1 引言 64

2 第一类模型下弹丸质心的运动规律 65

3 第二类模型下弹丸质心的运动规律 65

3.1 质心的纵向运动及其运动微分方程解耦 65

3.2 弹丸质心运动微分方程的齐次解 67

3.3 弹丸质心运动微分方程的非齐次解和通解 70

4 定心部不与膛壁接触情况下的弹丸摆动规律 73

4.1 第一类模型 73

4.2 第二类模型 76

4.3 弹丸摆动微分方程解的数学近似方法 78

5 前定心部与炮膛碰撞情况下弹丸横向运动规律 80

5.1 第一类模型 81

5.2 第二类模型 82

6 前定心部紧贴膛壁情况下的弹丸运动 84

6.1 第一类模型 84

6.2 弹丸摆动微分方程的数学近似方法 92

6.3 第二类模型 95

第四章 非对称弹丸在膛内的运动 97

1 引言 97

2 第一类模型定心部未与膛壁接触时的弹丸运动 98

2.1 弹丸质心运动规律 98

2.2 弹丸摆动规律 98

3 第二类模型定心部未与膛壁接触时的弹丸运动 103

3.1 弹丸运动微分方程的解耦 104

3.2 弹丸质心运动规律 104

3.3 弹丸摆动规律 108

4 前定心部与膛壁碰撞情况下的弹丸运动 109

4.1 第一类模型 109

4.2 第二类模型 109

5 前定心部紧贴膛壁情况下的弹丸运动 110

5.1 第一类模型 110

5.2 第二类模型 115

第五章 弹丸在滑膛炮和渐速膛线身管内的运动1 引言 116

1.1 滑膛弹炮系统特性 116

1.2 约束方程一览 117

1.3 渐速膛线特性 118

2 滑膛炮内弹丸所受的力及力矩 120

2.1 后定心部直径大于等于炮膛直径 120

2.2 后定心部直径小于炮膛直径 121

3 弹丸在滑膛炮内的运动微分方程 121

3.1 第一类模型 121

3.2 第二类模型 122

4 第一类模型弹丸在滑膛炮内的运动规律 123

4.1 前定心部未与膛壁接触 123

4.2 前定心部紧贴膛壁 123

5 第二类模型弹丸在滑膛炮内的运动规律 125

5.1 后定心部直径大于等于膛径 前定心部未与膛壁接触 125

5.2 后定心部直径大于膛径 前定心部紧贴膛壁 126

5.3 前后定心部均不与膛壁接触 127

6 滑膛炮弹膛碰撞情况的处理 128

7 渐速膛线身管内的弹丸运动微分方程 129

8 渐速膛线身管内第一类模型弹丸运动规律 131

8.1 前定心部未与膛壁接触情况 131

8.2 前定心部紧贴膛壁情况 133

9 渐速膛线身管内第二类模型弹丸运动规律 134

9.1 前定心部未与膛壁接触情况 134

9.2 处理弹丸贴膛运动的数学近似方法 139

10 渐速膛线火炮弹膛碰撞的处理 141

10.1 第一类模型 141

10.2 第二类模型 141

第六章 火炮运动及其与弹丸运动的相互影响 142

1 引言 142

2 身管横向振动方程 143

2.1 身管横向振动方程 143

2.2 边界条件 145

3 作用于炮管的力及力矩 146

3.1 炮管单位长度重力fW 146

3.2 布尔顿（Bourdon）力fB 146

3.3 弹丸对炮管的作用力Fr及力矩Mr 148

3.4 火药气体作用力f？ 149

3.5 炮口装置对身管的作用力f？ 149

3.6 作用于炮管的惯性力F？及惯性力矩M？ 150

3.7 炮管所受的轴向载荷和单位长度上的横向载荷 151

4 身管横向振动方程的解法 154

4.1 身管横向振动方程的精确解 154

4.2 身管横向振动方程的近似解 156

4.3 用振型分析法研究系统的响应 157

4.4 用有限元法解炮身振动方程 159

5 弹丸的膛内运动和炮身振动的相互影响 161

6 火炮系统动力学方程及其解法 164

第七章 连发武器和载体上武器的弹丸起始扰动1 连发武器的弹丸起始扰动 165

2 载体上武器的起始扰动 167

2.1 引言 167

2.2 道路谱引起的战车射击弹丸的起始扰动 167

2.3 海浪谱引起的舰、艇射击弹丸的起始扰动 169

2.4 航空炸弹的起始扰动 169

3 转管武器弹丸的起始扰动 170

3.1 引言 170

3.2 弹丸的速度和加速度 171

3.3 弹丸膛内运动微分方程 174

3.4 对称弹丸在刚直身管中的摆动 178

3.5 弹丸膛内摆动微分方程的求解 179

3.6 初步结论 186

4 火炮振动的基本振型和固有频率的估算 186

4.1 身管的静变位曲线 186

4.2 武器的频率 187

5 弹丸在炮口时的偏角计算 190

第八章 弹丸在后效期内的运动 191

1 引言 191

2 后效期内气流参数的计算及其对身管的作用 191

3 膛口流场及其特性 192

3.1 膛口流场 192

3.2 膛口流场特性 193

4 弹丸所受的力及力矩 196

4.1 坐标系与坐标系变换 196

4.2 弹丸所受的力及力矩 196

5 不同原点坐标系中扰动量的关系式 197

6 弹丸在后效期内的运动微分方程 198

6.1 第一类模型 198

6.2 第二类模型 198

6.3 讨论 199

7 弹丸在后效期内的运动规律 200

7.1 对弹丸运动的数学近似处理方法 200

7.2 弹丸在后效期的一般运动规律 203

7.3 弹丸在后效期的偏角 204

8 算例与结论 205

第九章 脱壳弹的起始扰动 206

1 引言 206

2 脱壳弹膛内运动模型的描述 207

2.1 概述 207

2.2 脱壳弹在滑膛炮膛内运动的讨论 209

3 物理模型与基本假设 212

4 脱壳机理和脱壳过程的描述 214

5 坐标系及其相互关系 215

5.1 坐标系 216

5.2 坐标系之间的相互关系 217

6 脱壳弹在第一时期的运动微分方程的建立与求解 219

6.1 质心运动微分方程 219

6.2 绕心运动微分方程 220

6.3 运动微分方程的求解说明 221

7 脱壳弹在第二时期的运动微分方程的建立与求解 222

7.1 单个卡瓣的运动微分方程 222

7.2 飞行弹体的运动微分方程 226

7.3 运动微分方程的求解说明 227

8 脱壳弹在第三时期的运动微分方程的建立与求解 228

8.1 单个卡瓣的运动微分方程 228

8.2 飞行弹体的运动微分方程 233

8.3 运动微分方程的求解说明 234

9 脱壳弹在第四时期的运动微分方程的建立与求解 234

10 过渡时期的讨论 235

10.1 第一过渡时期的讨论 235

10.2 第二过渡时期的讨论 235

11 模型简化概述 236

11.1 运动模型的简化 236

11.2 各作用因素的概述与简化 236

11.3 运动微分方程的简化 239

12 脱壳弹起始扰动的计算结果分析 240

第十章 弹丸发射过程对弹丸运动的影响 242

1 引言 242

2 起始扰动对弹轴运动的影响 244

2.1 旋转弹的弹轴运动 244

2.2 尾翼弹的弹轴运动 251

3 起始扰动对速度方向的影响——跳角散布 253

3.1 概述 253

3.2 在简化条件下的方向偏角 255

3.3 考虑全力组和力矩组时的方向偏角 258

3.4 非旋转尾翼弹的方向偏角 259

4 起始扰动对弹丸质心运动的影响——螺线弹道 260

4.1 在简化条件下的螺线弹道 260

4.2 考虑全力组和力矩组时的螺线弹道 263

5 起始扰动对弹道系数、射程（射高）的影响 265

6 起始扰动对射击密集度的影响 266

6.1 起始扰动引起的角散布 266

6.2 起始扰动对距离概率误差的影响 268

6.3 起始扰动对方向概率误差的影响 269

第十一章 弹丸起始扰动的参数优化 271

1 引言 271

2 参数直接择优 272

2.1 评定指标与设计参数 273

2.2 评价函数与综合目标函数 274

2.3 正交法设计选优 275

3 输出特性值及其计算 278

3.1 质量因素与特性值 278

3.2 望目特性的SN比 280

3.3 望小特性与望大特性的SN比 281

4 参数设计 282

4.1 参数设计的实质及其基本思想 282

4.2 参数设计的内外表法 283

5 起始扰动参数优化设计 285

第十二章 弹丸发射过程实验概述 292

1 引言 292

2 弹丸起始扰动δ0的实验测定法 292

2.1 纸靶法 292

2.2 光学摄影法 294

2.3 综合测试法 294

3 弹丸发射过程的参量测试方法简介 295

附录 297

附录Ⅰ 刚体相对于转动参考系的动量矩定理 297

附录Ⅱ 张量及其运算的矩阵表示方法 299

参考文献 301