彈箭飛行試驗與氣動參數辨識 劉世平 9787118128260 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
《彈箭飛行試驗與氣動參數辨識》以彈箭研製過程和火控及射表彈道計算模型應用為背景，在簡要介紹基本辨識方法和外彈道模型的基礎上，系統介紹彈箭飛行試驗原理及測試內容組合和與之相關的空氣動力辨識方法及試驗數據處理技術。其主要內容包括彈箭平射試驗的氣動力係數及相關彈道參數的辨識方法、彈箭全彈道飛行試驗的外測速度數據辨識阻力係數的方法、彈箭轉速數據旋轉力矩係數的方法、飛行試驗軌跡坐標數據辨識彈箭升力等氣動參數的方法、彈箭飛行姿態遙測數據的氣動參數辨識方法、彈箭系統氣動參數辨識計算流程設計。此外，還介紹了伴隨彈箭發射及飛行的外彈道氣象諸元測量數據處理方法等相關內容。
在內容安排上，從介紹彈箭氣動辨識的數學方法、彈箭氣動參數辨識採用的彈道模型、彈箭自由飛行數據獲取的試驗方法入手，注重於介紹從各種試驗數據群提取彈箭氣動參數的辨識方法。在彈箭氣動參數辨識理論及計算方法上，力求觀點客觀，概念描述準確，內容系統、全面，並側重於工程應用。
《彈箭飛行試驗與氣動參數辨識》可供從事彈道、彈箭、火炮、引信研究、火控系統設計和質量檢驗和從事火控設計及射表編製的科技人員學習參考，也可作為外彈道、飛行力學、彈藥、火炮、引信、制導等專業高年級本科生和研究生相關課程的參考書。

目錄

前言/序言
武器系統方案論證、系統設計、技術鑒定、定型等環節都需要進行大量的外彈道工程計算，其中彈箭氣動力係數是完成外彈道工程計算的關鍵參數。歷史上，為了獲取外彈道工程計算所需的彈箭氣動參數等核心數據，人們發展了很多外彈道測試手段和試驗技術，積累了大量的寶貴經驗，並正在形成一個外彈道學的學科分支——彈箭試驗飛行動力學。這一學科分支服務於武器系統的外彈道工程試驗，它以現代的外彈道測試技術為基礎，主要研究彈箭飛行試驗及其動力學原理和數據處理方法。其中，外彈道測試技術主要包含以靶道技術為核心的平射試驗測試技術、以雷達等外測設備為代表的現代外測技術、以彈載傳感器技術為核心的全飛行過程的現代測試技術，以及與彈箭發射和飛行環境相關的測試技術。本書作為彈箭試驗飛行動力學的核心書籍，以實驗外彈道學的基本手段研究系統獲取彈箭氣動參數的方法，並側重於研究彈箭飛行試驗與氣動參數辨識的原理和方法，以滿足武器系統研製過程中對外彈道工程計算之需求。
隨著現代戰爭對武器系統的射程、精度和威力等指標的要求越來越高，現代高新技術的應用使得武器系統在威力、射程、精度、反應速度、機動性等方面均有了顯著進步。特別是戰術武器系統中，遠程精確打擊的新型彈藥研製發展迅猛，出現了底排彈、火箭增程彈、複合增程彈、彈道修正彈、簡易控制火箭、制導火箭、末制導炮彈、炮射導彈、火箭助推遠程滑翔增程彈等一批新型彈箭。由於它們的射程更遠，對相關的外彈道計算精度要求越來越苛刻，而諸類新型彈箭的外彈道（或制導彈箭的方案彈道）計算質量在很大程度上都取決於它們的氣動參數精度，因此也對確定彈箭系統氣動力的方法提出了更高的要求。例如，彈道修正彈在受到脈衝火箭、阻力器或氣動偏轉等裝置作用后，改變飛行軌跡，提高密集度；主動段簡易控制火箭利用燃氣流作用，產生控制力矩抵消干擾，抑制彈軸的擺動：被動段簡易控制火箭通過控制機構調整飛行軌跡，提高落點密集度；滑翔增程彈箭採用火箭助推和滑翔飛行彈道控制技術，提高射程和命中精度。這些彈箭技術均存在新的彈道問題，需要發展相應的外彈道理論及計算方法，其中通過彈箭飛行試驗辨識氣動參數就是不可或缺的環節。此外還可以展望，如果通過系統辨識精準確定了現代彈箭的氣動參數，可利用國家氣象監測網的氣象預報（模型）數據和實時測量的部分氣象數據作為氣象保障，結合校射雷達或校射彈獲取實時的彈道數據，以科學的辨識方法建立與射擊關聯的外彈道氣象修正模型，則可快速獲取更加精準的射擊諸元數據，這對提高我國炮兵的無控彈箭射擊技術將具有重大意義。
按照外彈道計算模型與實際彈道相一致的要求，提高彈箭氣動參數精度的最理想途徑就是應用彈箭飛行動力學原理，通過一系列彈箭氣動力射擊試驗，直接獲取彈箭自由（或開環控制）飛行狀態數據，以及與試驗相關聯的發射條件和飛行環境條件數據，採用科學的參數辨識方法，確定彈道計算模型中主要的氣動力係數和彈道參數。這類方法在世界各國的實際外彈道工程中已得到廣泛應用，特別是在對彈箭氣動參數精度要求極高的火控模型及射表計算方面，普遍採用彈箭飛行試驗來辨識氣動參數及初值條件，以確定更加精準的外彈道計算模型。
近些年來，隨著微機電測試、人造衛星導航、光電測控、信號採集與處理、計算機、信息融合處理、精密加工等新型技術的快速進步，在彈箭系統研製需求的強勢推動下，相繼發展出了一些新的外彈道測試方法和相應的飛行試驗理論和技術，為本書增加了新的內涵。
本書內容在傳統彈箭飛行試驗方法的基礎上，歸納總結了國內外兵器科學與技術在彈箭系統氣動參數辨識方面研究的新成果、新技術，並按照火控系統及射表技術和新型彈箭發展的現實需求進行了實用化提升。為了保證內容的完整性和系統性，本書除保留個別經典實用的試驗方法外，主要介紹現代飛行試驗及其以計算機為基礎的氣動參數辨識方法，增加了現代彈箭氣動力飛行試驗組合與辨識計算流程設計。為了便於實際應用參考，在內容選取上以介紹彈箭飛行試驗與氣動參數辨識方法為主，特別在飛行試驗與數據處理方面給出了一些示例，以方便火控彈道模型和射表編擬等相關科技工作者應用參考。為便於學習和查閱，本書在結構的安排上以分項基本試驗及其氣動參數辨識方法研究為主，擴展了非線性氣動參數的辨識方法和近些年研究的組合試驗理論與辨識流程設計方法，有針對性地將其融入彈箭飛行試驗組合和氣動參數辨識流程設計的內容中。