| 词条 | 中间弹道学 |
| 释义 | 中间弹道学 中间弹道学是研究弹丸穿越枪炮膛口流场时的受力和运动规律，以及伴随膛内火药燃气排空过程发生的各种现象的弹道学分支学科。 弹丸飞出枪炮膛口时，高温、高压的火药燃气被突然释放，在膛口外急剧膨胀，超越并包围弹丸，形成气动力结构异常复杂的膛口流场，继续对武器及弹丸产生后效作用。并且在膛口周围形成膛口冲击波、噪声及膛口焰，构成对周围环境的危害。 § 简介 早期，由于弹道学的理论基础──力学正开始发展，弹道学仅局限于研究抛射体运动轨迹的力学范畴。随着弹道测量技术及各基础学科的发展，弹道学研究的内容逐步扩充，发展成为涉及固体力学、气体动力学、空气动力学、液体力学、弹塑性力学、化学热力学、燃烧理论及爆炸力学等学术领域的综合性学科，并相继形成了不同的分支学科。 自六十年代起，人们就对膛口气流问题产生了浓厚的兴趣，这主要是因为大口径、高初速火炮的发展，高效率炮口制退器的采用，带来了膛口焰、膛口冲击波、噪声等一系列影响火炮性能、危害炮手安全的问题。这些问题的解决，依赖于人们对膛口气流物体本质的认识。在中间弹道学的发展中，测量技术和数字模拟方法的研究占有重要地位。 § 研究内容 中间弹道学研究示意图 中间弹道学主要研究膛口流场的形成与发展机理、火药燃气对弹丸的后效应、火药燃气对武器的后效作用、膛口气流对周围环境的影响等几个方面。 1、膛口流场 是由多个冲击波与射流组成的三维、非定常气流区。在弹丸飞出前，膛口外已有了由于弹丸在膛内运动而推动空气柱产生的球面初始冲击波。弹丸出膛后，口部又形成了一个火药燃气射流，它具有形状与尺寸比较规则的内激波系。 在射流与初始冲击波之间，则是火药燃气推动空气形成的第二个球面冲击波，称为膛口冲击波。在射流边界，未完全氧化的火药燃气与空气混合后，可能再次重新燃烧而形成明亮的膛口焰。当武器装有各种膛口装置时，还将出现多个冲击波与多个射流在空间嵌套、相交的更为复杂的波系。对流场机理的研究是中间弹道学理论分析的基础。 2、火药燃气对弹丸的后效作用 是研究弹丸穿越膛口流场时获得的增速和受到的扰动。火药燃气射流核心的最大速度通常超过2000米/秒，它以马赫数3～5的相对速度由弹尾方向作用于弹丸，使弹丸继续加速。在枪炮的射击过程中，弹丸的运动要经历膛内阶段、射出膛口后继续受火药燃气作用的阶段和在空气阻力、地球引力与惯性力作用下的飞行阶段。而且，对于已具有一定初始攻角的弹丸还将产生翻转力矩，使章动加剧，散布增大。在有膛口装置或气流、尾翼不对称时，这个影响更为严重。 此项研究的目的是为了分析弹丸起始扰动产生的原因和影响因素，寻求控制和减小起始扰动的措施，较为准确地给定外弹道的初始条件，为提高射击精度、合理地设计弹丸与膛口装置结构提供理论依据。 3、火药燃气对武器的后效作用 是研究后效期膛内参数的变化规律，及火药燃气对身管、膛口装置的反作用力。这对解决武器威力与机动性的矛盾有一定意义。火药燃气能产生较大的冲击波、声响和火焰，对射手容易造成伤害，故在手持式枪械上较少使用，多用于大口径机枪。 4、膛口气流对周围环境的影响 膛口装置——安装在武器膛口，利用弹头出膛时火药气体向外喷射对其产生作用而达到一定效果的装置，如制退器、减震器、消焰器等装置。是研究膛口冲击波、噪声、膛口焰等危害因素的作用规律与控制原理，为合理防护提供依据，以便最大限度地减轻其危害作用，进一步提高武器的性能。膛口冲击波理论研究涉及到膛内火药气体的流出、膛口冲击波的形成、近远流场的特性等一系列重大的研究课题，是中间弹道学的一个主要研究领域。 膛口气流参数的计算与测量一一国外称之为“炮膛排空特性”，是中间弹道学的基木问题之一。 § 区别 相关书籍 中间弹道学是研究弹丸穿越枪炮膛口流场时的受力和运动规律，以及伴随膛内火药燃气排空过程发生的各种现象的弹道学分支学科。弹道学是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学科。弹丸从起点到终点要经历起动、推进、在空中运动、对目标作用等不同的过程，并在不同环境中有不同的运动规律，产生不同的现象。早期，由于弹道学的理论基础──力学正开始发展，弹道学仅局限于研究抛射体运动轨迹的力学范畴。随着弹道测量技术及各基础学科的发展，弹道学研究的内容逐步扩充，发展成为涉及固体力学、气体动力学、空气动力学、液体力学、弹塑性力学、化学热力学、燃烧理论及爆炸力学等学术领域的综合性学科，并相继形成了不同的分支学科。 内弹道学研究发射过程中枪炮膛内及火箭发动机内的火药燃烧、物质流动、能量转换、弹体运动和其他有关现象及其规律的学科。是弹道学的一个分支。外弹道学是研究弹丸或抛射体在空中的运动规律及有关现象的学科。是弹道学的一个分支。枪弹、炮弹、火箭弹和航空炸弹等在空中飞行时，由于受空气阻力、地球引力和惯性力的作用， 不断改变其运动速度、 方向和飞行姿态。火箭弹在其发动机工作期间，还将受到推力和推力矩的作用。不同的气象条件也将对弹丸的运动产生影响。通常可以将弹丸的运动分解为质心运动和围绕质心运动（绕心运动）两部分，分别由动量定律和动量矩定律描述。外弹道学的研究内容主要包括：弹丸或抛射体在飞行中的受力状况，弹丸质心运动、绕心运动的规律及其影响因素，外弹道规律的实际应用等。它涉及理论力学、空气动力学、大气物理和地球物理等基础学科领域，在武器弹药的研究、设计、试验和使用上占有重要的地位。 § 发展前景 相关书籍 20世纪60年代以来，随着武器威力的不断提高，射击精度、膛口气流对周围环境的危害作用，及武器威力与机动性的矛盾等问题日益突出；同时，气体动力学、计算科学以及流场测量和显示技术等的发展，为中间弹道学的研究提供了理论基础和实验手段，使其不断扩展研究范围并逐步形成了自己的学科体系。中间弹道学是武器设计和使用的理论基础。研究中间弹道学的目的即在于应用全弹道的观点在理论上和实践上指导武器的设计、使用和改进，使武器在最优化条件下达到预期的射程、射击精度和战术效果，并保证重复射击性能的一致性。 在中间弹道学的发展中，测量技术和数字模拟方法的研究占有重要地位。这种指导作用，说明了中间弹道学在研究发射武器的各有关学科中占有重要的地位。除已广泛采用闪光、激光及 X光高速摄影和多点测压系统外，在光谱与声学测温、激光测速与干涉法流场显示技术等方面均有较大进展，利用电子计算机进行二维非定常流数值计算已较成熟，可模拟包括弹丸及简单膛口装置在内的多介质流场，并朝着三维、真实流场的数字模拟发展。 § 相关学科 军事学、射击学、弹道学、内弹道学、外弹道学、终点弹道学、导弹弹道学、军事地理学、军事地形学、军事工程学、军事气象学、军事医学、军事运筹学、战役学、密码学、化学战 。 § 参考资料 [1] 豆瓣网 http://www.douban.com/subject/1245214/ [2] 科普网 http://www.ikepu.com/datebase/briefing/stratrgics/intermediate_ballistics.htm |
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