彈道學（發射體運動規律學科）

彈道學（發射體運動規律學科）

彈道學 （發射體運動規律學科） 次瀏覽 | 2022.09.28 18:05:17 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 彈道學發射體運動規律學科

彈道學是研究各種彈丸或其他發射體從發射開始到終點的運動規律及伴隨發生的有關現象的學科。早期的彈道學僅局限于研究質心運動軌跡的力學范疇。隨著武器的進步、基礎科學和測試技術的發展，彈道學的研究對象逐步擴展到發射全過程的各個方面。從發射裝藥的點火、燃燒、高溫高壓燃氣的產生與膨脹作功，彈丸或其他發射體的運動，對目標的作用，以及伴隨出現的各種現象等，大大豐富了彈道學的研究內容，使之逐漸發展成為涉及剛體動力學、氣體動力學、空氣動力學、彈塑性力學、化學熱力學以及燃燒理論、爆炸動力學、撞擊動力學、優化理論和現代計算技術等學術領域的綜合性學科。

中文名

彈道學

外文名

ballistics

類別

學科

發射方式

槍炮密閉系統 火箭半密閉系統

定義

彈道學是研究各種彈丸或拋射體從發射起點到終點的運動規律，及伴隨發生的有關現象的學科。彈丸從起點到終點要經歷起動、推進、在空中運動、對目標作用等不同的過程，并在不同環境中有不同的運動規律，產生不同的現象。

彈道劃分

射擊武器大都以火藥為能源，由于發射作用原理的不同而有兩種典型的發射方式。一種是身管武器(槍炮)密閉系統的發射方式，它利用高壓火藥燃氣的膨脹作用在身管內推動彈丸以一定的速度射出膛口；另一種是火箭半密閉系統的發射方式，它利用高壓火藥燃氣從火箭發動機噴管流出所產生的反作用力，推動戰斗部連同發動機一起飛離發射器。根據這兩種發射方式的不同，彈道學相應地分為身管武器(槍炮)彈道學和火箭彈道學。

根據射擊過程不同階段的物理現象，身管武器(槍炮)彈丸運動的全過程可劃分為5個彈道階段及相應的研究領域：

①起始彈道。研究從擊發開始到彈丸的彈帶全部擠進膛線，或克服其他起動阻力這一階段中，點火藥的點火與傳火、裝藥燃燒、彈丸擠進過程以及壓力波的形成與發展等規律及有關現象。

②膛內彈道。研究從彈丸的彈帶全部擠進膛線到彈丸飛出膛口這一階段的彈丸運動、火藥燃燒、物質流動以及能量轉換等規律及有關現象。

③中間彈道。研究從彈丸出膛口到脫離火藥燃氣的力學影響這一階段的膛口流場對彈丸運動規律的影響，以及伴隨膛內火藥燃氣排空過程發生的有關現象。

④膛外彈道。研究彈丸在脫離膛口流場影響之后，在空中飛行的運動規律以及有關現象。

⑤終點彈道。研究彈丸在目標區域發生的現象與運動規律，對目標的作用(如爆炸、沖擊、侵徹等)機理及威力效應等。[1]

身管武器彈丸運動的5個彈道階段，組成了一個完整的彈道體系。在這個體系中，起始彈道通過裝藥的點火燃燒及彈丸擠進膛線等起始條件，直接影響內彈道規律；內彈道又通過彈丸的初速、膛內彈丸的運動狀態、槍炮身的振動和炮口膛壓等因素，影響中間彈道進而影響外彈道；而外彈道則通過彈丸的落速、落角等因素影響終點彈道，從而密切地聯系在一起，并體現出全彈道的整體概念。

由來

早期，由于彈道學的理論基礎——力學正開始發展，彈道學僅局限于研究拋射體運動軌跡的力學范疇。隨著彈道測量技術及各基礎學科的發展，彈道學研究的內容逐步擴充，發展成為涉及固體力學、氣體動力學、空氣動力學、液體力學、彈塑性力學、化學熱力學、燃燒理論及爆炸力學等學術領域的綜合性學科，并相繼形成了不同的分支學科。

發射武器通常有兩種典型的發射方式：一種是槍炮系統的發射方式，它利用高溫的火藥燃氣在槍炮膛內膨脹 作功，推動彈丸以一定的速度射出膛口；另一種是火箭系統的發射方式，它利用火藥燃氣從 火箭發動機的噴管流出時所產生的反作用力，推動戰斗部連同發動機本身一起在空中飛行。根據發射方式的不同，彈道學相應地分為槍炮彈道學和火箭彈道學。

在槍炮的射擊過程中，彈丸的運動要經歷膛內階段、射出膛口后繼續受火藥燃氣作用的階段和在空氣阻力、地球引力與慣性力作用下的飛行階段。因而槍炮彈道學也相應地劃分為：研究膛內火藥燃燒、物質流動、彈丸運動和能量轉換等有關現象及其規律的內彈道學；研究彈丸穿越膛口流場時受力和運動規律，以及伴隨膛內火藥燃氣排空過程發生的各種現象的中間彈道學；研究彈丸在空中飛行運動的現象及其規律的外彈道學。火箭彈道學則根據火箭發動機內部所發生的現象和整個彈體在空中飛行的現象，分為火箭內彈道學(或稱火箭發動機原理)和火箭外彈道學。

從學科性質來劃分，槍炮內彈道學和火箭內彈道學基本上同屬一個學科，統稱為內彈道學；槍炮外彈道學和火箭外彈道學則又同屬另一個學科，統稱為外彈道學。在近代彈道學的發展過程中，對彈丸在目標區域的運動規律、目標的作用機理及威力效應的研究已形成了專門的學術領域，稱為終點彈道學。它同內彈道學、中間彈道學及外彈道學一起組成了彈道學的完整體系。

此外，發射起點的點火現象和彈丸起動過程等問題的研究也日益得到重視，有可能從內彈道學分化出來，發展成為一個新的彈道學分支——起點彈道學。各彈道學分支既有其相對獨立的研究內容和彈道規律，分支之間又相互聯系，存在一系列因果關系，從而表明了全彈道的整體概念。

發展

在彈道學體系的基礎上，根據應用條件的特殊性，還派生出各種新的分支學科。例如，由于水的介質密度大于空氣而可壓縮性小于空氣，水中發射有其特殊的彈道規律，因而，隨著水中兵器的發展而形成了水中彈道學；隨著航空航天技術的發展，而形成了航空彈道學和大氣外層的太空彈道學(或地球彈道學)；隨著導彈的發展而形成了導彈彈道學等。此外，還有研究在短時間和近距離內發射重載物的彈射彈道學；研究投射物對人體致傷作用與機理的創傷彈道學等。

彈道學體系各分支學科及其一些重要理論的形成與發展，往往取決于某些彈道實驗技術的發展。這是由于彈道學的研究對象比較復雜，一般都具有高壓、高溫、高速和瞬時性等特點，有關參數的測量必須使用專門的儀器與設施，從而逐漸發展并形成了實驗彈道學。這個學科是彈道學體系的一個重要組成部分，每個彈道階段都有其相應的彈道實驗。

由于彈道現象的復雜性，導致了理論研究及計算的困難，影響了彈道學的發展。自從1946年美國阿伯丁武器試驗場創建了第一代電子計算機之后，彈道學的研究才取得了突破性的進展。電子計算機的迅速發展，對中間彈道學和終點彈道學這兩個分支，以及內彈道氣動力理論體系的形成和發展，也都起了巨大的推動作用。各個分支學科都建立了求解各自問題的數學模型和計算程序。為了適應全彈道體系發展的需要，計算彈道學也逐步發展成專門的分支學科。

參考資料