Развернуть ▼
Издание 1991 годаИзложены основы внешней баллистики
артиллерийских снарядов и ракет. Рассмотрены методы исследования моделей и движения, в том числе при широком применении электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Дана оценка влияния возмущений на устойчивость полета и точность стрельбы.
По сравнению с предыдущим изданием (2-е изд. 1979 г.) учебник существенно переработан и дополнен разделами, посвященными вопросам экспериментальной баллистики и решению баллистических задач для систем автоматического проектирования (САПР) летательных аппаратов (ЛА).
Оглавление Предисловие к первому изданию
Предисловие к третьему изданию
Основные обозначения
Введение
В.1. Предмет и задачи внешней баллистики
В.2. Из истории развития внешней баллистики
Раздел I. Условия полета ракет и снарядов, математические модели их движения
Глава I. Силы и моменты, действующие на ЛА в полете
1.1. Системы координат и углы, определяющие положение ЛА в пространстве
1.2. Влияние поля тяготения Земли и ее вращения на полет ракет и снарядов
1.3. Земная атмосфера и ее свойства
1.4. Аэродинамические силы и их моменты
1.5. Тяга ракетного двигателя
1.6. Дополнительные и управляющие силы и моменты
Глава 2. Теоретические основы составления математических моделей движения ЛА
2.1. Классификация и формы представления математических моделей
2.2. Принципы составления уравнений движения ЛА
Глава 3. Составление дифференциальных уравнений движения ракет и снарядов
3.1. Уравнения пространственного движения ракет на активном участке траектории
3.2. Упрощенные системы уравнений продольного и бокового движения ЛА на активном участке траектории
3.3. Модели движения управляемых и неуправляемых ракет на пассивном участке траектории
3.4. Свободный полет артиллерийских снарядов
Раздел II. Исследование математических моделей движения летательных аппаратов и методы решения задач внешней баллистики
Глава 4. Устойчивость движения ракет и снарядов
4.1. Общие понятия об устойчивости движения и стабилизации ракет и снарядов
4.2. Устойчивость движения по Ляпунову
4.3. Устойчивость движения быстродействующего снаряда
Глава 5. Численное интегрирование уравнений внешней баллистики и применение электронных вычислительных машин
5.1. Пошаговые методы интегрирования и практика их применения
5.2. Аналоговое моделирование процесса движения ЛА
Глава 6. Приближенные аналитические и табличные методы решения задач внешней баллистики
6.1. Аналитические методы, не учитывающие сопротивление внешней среды
6.2. Приближенны методы расчета траекторий снарядов постоянной массы
Глава 7. Решение оптимальных задач внешней баллистики
7.1. Краевые задачи внешней баллистики
7.2. Обратные задачи баллистики
7.3. Простейшие экстремальные задачи программирования опорного движения
7.4. Вариационные задачи ракетодинамики и баллистики
Глава 8. Исследование углового движения ракет и снарядов
8.1. Движение относительно центра масс снарядов, стабилизированным вращением
8.2. Движение относительно центра масс оперенных снарядов и мни
8.3. Резонанс вращающихся оперенных снарядов
8.4. Свободный полет по нисходящей ветви траектории
Раздел III. Возмущенное движение летательных аппаратов и определение характеристик рассеивания
Глава 9. Поправочные формулы внешней баллистики и расчет возмущенных траекторий
9.1. Основные положения теории поправок
9.2. Методы начисления изменений элементов траекторий и баллистических производных
9.3. Учет влияния параметров атмосферы на полет ракет и артиллерийских снарядов
9.4. Уравнения возмущенного пространственного движения неуправляемой ракеты
Глава 10. Начальные условия возмущенного движения ракет и снарядов
10.1. Влияние движения носителя вооружения и начальные условия выстрела
10.2. Движение ракет при пуске
10.3. Формирование начальных условий возмущенного движения снаряда
Глава 11. Методы статистической динамики полета, рассеивание ракет при стрельбе
11.1. Методы априорного статистического анализа движения ракет и снарядов
11.2. Статистическая обработка результатов стрельб
Глава 12. Особенности баллистики корректируемых артиллерийских снарядов и суббоеприпасов
12.1. Пространственное движение корректируемых артиллерийских снарядов
12.2. Особенности баллистики суббоеприпасов, боевых и поражающих элементов сложной формы
Раздел IV. Основы экспериментальной внешней баллистики, отстрел и составление таблиц стрельбы
Глава 13. Методы и основные задачи экспериментальной внешней баллистики
13.1. Испытания на баллистических трассах
13.2. Экспериментальные полигонные испытания
13.3. Полигонные баллистические стрельбы
13.4. Основы теории летных испытаний ракет и управляемых снарядов
Глава 14. Баллистические аспекты составления таблиц стрельбы
14.1. Методологические основы составления таблиц стрельбы артиллерийскими снарядами
Контрольные вопросы
Приложение. Программы моделирования пространственного возмущенного движения ЛА
П.1. Возмущенное движение ЛА при асимметрии массовых и аэродинамических характеристик
П.2. Возмущенное движение ЛА с изменением баллистического коэффициента
Список литературы
Предметный указатель
Издание 2005 годаИзложены теоретические основы внешней баллистики снарядов и ракет, методики расчета параметров их движения, определения характеристик точности стрельбы, а также методы баллистического обеспечения испытаний.
Значительное внимание уделено баллистическому проектированию рассматриваемых типов боеприпасов, выбору и расчету оптимальных траекторий, выполнению условий устойчивости движения.
По сравнению с предыдущим изданием (3-е изд. 1991 г.) учебник существенно переработан и дополнен новыми материалами.
Для студентов вузов и специалистов в области ракетно-артиллерийской техники.
ОглавлениеИз предисловия к первому изданию
Предисловие к четвертому изданию
Основные обозначения
Введение
Раздел I. Условия полета ракет и снарядов. Математические модели их движения
Глава 1. Силы и моменты, действующие на ЛА в полете
1.1. Системы координат и углы, определяющие положение ЛА в пространстве
1.1.1. Общая характеристика систем координат
1.1.2. Определение взаимной ориентации систем координат
1.1.3. Координатные преобразования с помощью матриц направляющих косинусов
1.2. Влияние поля тяготения Земли и ее вращения на полет ракет и снарядов
1.2.1. Потенциал силы земного тяготения, форма и размеры Земли
1.2.2. Сила тяжести и ее потенциал
1.2.3. Влияние вращения Земли на полет ракет и снарядов
1.3. Земная атмосфера и ее свойства
1.3.1. Структура атмосферы
1.3.2. Стандартные атмосферы
1.4. Аэродинамические силы и их моменты
1.4.1. Вектор аэродинамического сопротивления и обусловленный им момент
1.4.2. Составляющие полной аэродинамической силы и полного аэродинамического момента
1.4.3. Приведение аэродинамических сил и моментов к эталонным функциям сопротивления
1.5. Тяга ракетного двигателя
1.6. Дополнительные и управляющие силы и моменты
1.6.1. Дополнительные силы и моменты
1.6.2. Управляющие силы и моменты
Глава 2. Теоретические основы составления математических моделей движения ЛА
2.1. Классификация и формы представления математических моделей
2.1.1. ЛА как динамическая система
2.1.2. Возможные виды математических моделей
2.2. Принципы составления уравнений движения ЛА
2.2.1. Уравнения И.В. Мещерского
2.2.2. Основные теоремы динамики тел переменной и постоянной масс, принцип затвердевания
2.2.3. Векторные уравнения поступательного движения ЛA как тела переменной массы
2.2.4. Уравнения вращательного движения ЛA
2.2.5. Проекции векторных уравнений на нормаль и касательную к траектории
2.2.6. Линеаризация уравнений движения ракет и снарядов
Глава 3. Составление дифференциальных .уравнений движения ракет и снарядов
3.1. Уравнения пространственного движения ракет на активном участке траектории
3.1.1. Исходная система >равнений пространственного движения ракеты
3.1.2. Упрощенные системы уравнений, описывающие пространственное движение ракет в плотных слоях атмосферы относительно нормальной земной системы координат
3.1.3. Системы уравнений движения центра масс ракеты с учетом вращения Земли
3.2. Упрощенные системы уравнении продольного и бокового движений ЛA на активном участке траектории
3.2.1. Разделение движения на продольное и боковое
3.2.2. Уравнения продольного движения управляемой ракеты в центральном гравитационном поле
3.2.3. Уравнения продольного движения ракеты в плоскопараллельном гравитационном поле
3.2.4. Линейные уравнения бокового и продольного стабилизируемых движений в нормальной форме
3.2.5. Системы уравнений при относительных безразмерных аргументах
3.2.6. Уравнения движения в перегрузках
3.3. Модели движения управляемых и неуправляемых ракет на пассивном участке траектории
3.3.1. Уравнения свободного движения ЛА постоянной массы в плотных слоях атмосферы
3.3.2. Упрощенные уравнения продольного движения центра масс ЛА в атмосфере
3.3.3. Уравнения, описывающие свободное движение центра масс ЛА без учета сопротивления внешней среды
3.4. Свободный полет артиллерийских снарядов
3.4.1. Уравнения движения снаряда в векторной форме
3.4.2. Уравнения движения артиллерийского снаряда в форме B.C. Пугачева
3.4.3. Уравнения пространственного движения артиллерийского снаряда при малых углах нутации
Контрольные вопросы
Раздел II. Исследование математических моделей движения летательных аппаратов и методы решения задач внешней баллистики
Глава 4. Устойчивость движения ракет и снарядов
4.1. Обобщение понятия об устойчивости движения и стабилизации ракет и снарядов
4.1.1. Устойчивость траекторий ракет и снарядов
4.1.2. Способы стабилизации неуправляемых ракет и снарядов
4.2. Устойчивость движения по Ляпунову
4.2.1. Определение устойчивости по Ляпунову
4.2.2. Первый метод Ляпунова. Устойчивость по первому приближению
4.2.3. Второй метод Ляпунова
4.3. Устойчивость движения быстровращающегося снаряда
4.3.1. Первые интегралы уравнений движения снаряда относительно центра масс на начальном участке траектории
4.3.2. Необходимое условие устойчивости углового движения артиллерийского снаряда
4.3.3. Трактовка понятия неустойчивости движения артиллерийского снаряда по Ляпунову
Глава 5. Численное интегрирование уравнений движения ЛА и приближенные методы решения задач внешней баллистики
5.1. Пошаговые методы интегрирования и практика их применения
5.1.1. Численное интегрирование разностным методом
5.1.2. Точность расчетов и выбор шага интегрирования
5.1.3. Решение основной (первой) задачи внешней баллистики на ЭВМ
5.1.4. Составление программы интегрирования уравнений движения ЛА на ЭВМ
5.2. Приближенные аналитические и табличные методы
5.2.1. Параболическая теория
5.2.2. Эллиптическая теория
5.2.3. Формула К.Э. Циолковского для расчета максимальной скорости полета ракеты
5.2.4. Приближенные методы расчета траекторий снарядов постоянной массы
5.2.5. Подобие траекторий и табличные методы решения
Глава 6. Решение оптимизационных задач баллистики
6.1. Краевые задачи 6аллистики
6.1.1. Общая характеристика краевых задач баллистики и методов их решения
6.1.2. Особенности постановки и решения краевых задач расчета установочных данных баллистических ракет
6.1.3. Двухточечные краевые задачи внешней баллистики
6.1.4. Постановка задачи определения многоточечной кривой в краевых задачах управляемого полета
6.2. Обратные задачи динамики полета
6.2.1. Концепция обратных задач динамики полета
6.2.2. Решение краевых задач динамики управляемого полета на основе концепции обратных задач
6.2.3. Приближенное определение параметрического управления дальностью стрельбы при решении обратных задач внешней баллистики для ствольных систем
6.3. Простейшие экстремальные задачи программирования опорного движения
6.3.1. Определение оптимального угла бросания для баллистических траекторий
6.3.2. Максимальная дальность горизонтального планирующего полета оперенного управляемого снаряда
6.4. Вариационные задачи ракетодинамики и баллистики
6.4.1. Постановка и классификация задач вариационного исчисления и оптимального управления
6.4.2. Оптимальное программирование опорного движения на основе методов классического вариационного исчисления
6.4.3. Определение оптимального управления движением ЛА на основе принципа максимума
6.4.4. Расчет траектории наклонной максимальной дальности полета планирующего ЛA методом динамического программирования
Глава 7. Исследование углового движения ракет и снарядов
7.1. Движение относительно центра масс снарядов, стабилизированных вращением
7.1.1. Угловое движение вращающегося снаряда под действием только опрокидывающего момента
7.1.2. Достаточные условия устойчивости углового движения снаряда
7.1.3. Влияние структуры действующих сил на устойчивость движения снарядов, стабилизируемых вращением
7.2. Движение относительно центра масс оперенных снарядов и мин
7.2.1. Угловое движение оперенных вращающихся снарядов
7.2.2. Угловое движение оперенных невращающихся снарядов
7.3. Резонанс вращающихся оперенных снарядов
7.3.1. Влияние малых асимметрий формы, массы и эксцентриситета тяги на угловое движение оперенных вращающихся снарядов
7.3.2. Исследование установившегося резонансного вращения
7.3.3. Устойчивость резонансных режимов вращения
7.4. Свободный полет по нисходящей ветви траектории
7.4.1. Движение ЛA при входе в атмосферу
7.4.2. Качественный анализ углового движения ЛA при входе в атмосферу
Контрольные вопросы
Раздел III. Возмущенное движение летательных аппаратов и определение характеристик рассеивания
Глава 8. Поправочные формулы внешней баллистики и расчет возмущенных траекторий
8.1. Основные положения теории поправок
8.1.1. Понятие поправки
8.1.2. Основная формула теории поправок
8.1.3. Качественное влияние определяющих параметров и знаки баллистических производных
8.1.4. Изменение дальности стрельбы артиллерийскими снарядами при изменении их начальной массы
8.2. Методы вычисления изменений элементов траекторий и баллистических производных
8.2.1. Определение изменений элементов траекторий и поправочных коэффициентов интегрированием систем уравнений движения
8.2.2. Определение поправочных коэффициентов интегрированием дифференциальных уравнений в отклонениях
8.2.3. Сопряженная система уравнений в отклонениях и ее решение
8.2.4. Определение поправочных коэффициентов из условия подобия траекторий
8.2.5. Аналитические методы получения баллистических производных
8.2.6. Табличные методы расчета значений поправочных коэффициентов
8.2.7. Понятие и методы определения полных (изо-функциональных) отклонений параметров движения
8.3. Учет влияния параметров атмосферы на полет ракет и артиллерийских снарядов
8.3.1. Способы учета влияния отклонений метеофакторов на движение ЛA
8.3.2. Учет изменения барометрического давления и температуры
8.3.3. Уравнения движения снаряда постоянной массы при учете изменения барометрического давления и температуры
8.3.4. Учет влияния ветра на полет неуправляемых ракет и артиллерийских снарядов
8.3.5. Баллистический средний ветер и баллистическое отклонение температуры
8.3.6. Приближенные поправочные формулы на постоянный продольный и боковой ветер
8.3.7. Метеорологическая подготовка стрельбы
8.4. Уравнения возмущенного пространственного движения неуправляемой ракеты
8.4.1. Учет влияния эксцентриситета тяги
8.4.2. Математическая модель пространственного возмущенного движения неуправляемой ракеты
Глава 9. Начальные условия возмущенного движения ракет и снарядов
9.1. Влияние движения носителя вооружения на начальные условия выстрела
9.1.1. Определение суммарной начальной скорости
9.1.2. Влияние колебаний носителя на формирование начальных условий пуска ракеты
9.2. Движение ракет при пуске
9.2.1. Особенности стартового движения ракет
9.2.2. Движение ракет по направляющей пусковой установки
9.3. Формирование начальных условий возмущенного движения снаряда
9.3.1. Начальное прецессионное движение
9.3.2. Начальные угловая скорость и угол нутации, обусловленные неуравновешенностью снаряда
9.3.3. Влияние радиального эксцентриситета центра масс снаряда на отклонение вектора начальной скорости
9.3.4. Воздействие на снаряд дульной волны в период последействия
Глава 10. Методы статистической динамики полета, рассеивание ракет и снарядов при стрельбе
10.1. Методы априорного статистического анализа движения ракет и снарядов
10.1.1. Числовые характеристики, используемые при статистическом анализе движения ЛA
10.1.2. Метод матрицы влияния
10.1.3. Применение теории марковских процессов при определении характеристик рассеивания траекторий ЛA
10.1.4. Определение характеристик рассеивания методом статистических испытаний
10.2. Статистическая обработка результатов стрельб
10.2.1. Определение характеристик рассеивания по результатам опытных стрельб
10.2.2. Обработка данных пристрелки и боевых артиллерийских стрельб
Глава 11. Баллистика корректируемых артиллерийских снарядов, суббоеприпасов и боевых поражающих элементов сложной формы
11.1. Особенности исследования динамики пространственного движения корректируемых боеприпасов
11.1.1. Постановка задачи коррекции движения снаряда
11.1.2. Математическое моделирование пространственного движения импульсно-корректируемого снаряда
11.1.3. Угловое движение гироскопически устойчивых в полете снарядов при воздействии ударных моментов
11.1.4. Устойчивость углового движения импульсно-корректируемого гироскопически стабилизируемого снаряда
11.2. Движение суббоеприпасов и боевых поражающих элементов сложной формы
11.2.1. Учет скачкообразного изменения баллистического коэффициента суббоеприпасов кассетных снарядов
11.2.2. Определение траекторий высокоскоростных асимметричных боевых поражающих элементов
11.2.3. Особые и резонансные режимы полета асимметричных суббоеприпасов
Контрольные вопросы
Раздел IV. Теоретические основы экспериментальной внешней баллистики и летных испытаний ракет. Понятия о составлении таблиц стрельбы
Глава 12. Формулировка задач экспериментальной баллистики, элементы планирования и обработка результатов летных испытаний
12.1. Определение параметров движения и основных характеристик JIA по результатам испытаний
12.1.1. Общая характеристика баллистических трасс, используемых при проведении лабораторных испытаний
12.1.2. Алгоритмические основы определения скорости движения снаряда и ее приведения к дульному срезу ствола
12.1.3. Экспериментальное определение коэффициента лобового сопротивления среды баллистическими методами
12.1.4. Определение аэродинамических коэффициентов нормальной силы и опрокидывающего момента
12.1.5. Основы идентификации модельного движения ЛА
12.2. Баллистические стрельбы
12.2.1. Стрельбы на определение угла вылета
12.2.2. Стрельбы на дальность и кучность
12.2.3. Определение деривации
12.2.4. Сострел дальностей и начальных скоростей при изменении конструктивных элементов боеприпаса
12.3. Основы теории летных испытаний ракет и управляемых снарядов
12.3.1. Элементы планирования летного баллистического эксперимента
12.3.2. Краткая характеристика методов обработки результатов измерений
12.3.3. Идентификация параметров J1A как динамических систем в задачах обработки результатов летных испытаний
Глава 13. Баллистические аспекты составления таблиц стрельбы
13.1. Методологические основы составления таблиц стрельбы артиллерийскими снарядами
13.1.1. Подготовка к отстрелу таблиц
13.1.2. Приведение результатов стрельб к нормальным и табличным условиям
13.1.3. Вычисление поправок, основных элементов траектории и опытной зависимости баллистического коэффициента от угла бросания
13.1.4. Алгоритм составления артиллерийских таблиц стрельбы
13.2. Особенности составления таблиц стрельбы для ракетных систем
13.2.1. Табличные и действительные условия пуска ракет
13.2.2. Приведение результатов табличных стрельб к нормальным условиям и составление таблиц стрельбы для неуправляемых ракет
13.3. Баллистические алгоритмы расчета установок для стрельбы артиллерии и пусков ракет
13.3.1. Понятие баллистического алгоритма и предъявляемые к нему требования
13.3.2. Виды баллистических алгоритмов
Контрольные вопросы
Литература
Предметный указатель
