| 单词 | 弹道学 |
| 释义 | 【弹道学】 拼译：ballistics 从军事技术的角度考虑，它是研究各种弹(或发射体)从发射到终点全过程的运动规律及其伴随发生的各有关现象的科学。从广义的范畴考虑，弹道学是应用力学的一个分支，它研究高压、高温、高速和短时现象等。在军事技术领域之外，有其广泛的研究对象。 在16世纪以前，弹道学没有形成真正的学科，人们在亚里斯多德哲学思想指导下，提出各种假说以解释投掷物的运动现象。直到伽利略和牛顿力学理论的形成以后，才有了理论弹道学基础。以此为起点逐渐形成了由起点弹道学、内弹道学、中间弹道学、外弹道学和终点弹道学等构成的完整的弹道学体系。随着火箭技术的发展，发展了火箭弹道学、导弹弹道学和太空弹道学。由于特殊问题的研究需要，又发展了水中弹道学、弹射弹道学、创伤弹道学、实验弹道学和计算弹道学等弹道学的分支学科。弹道学按照学科性质可划分为推进动力学、发射动力学、飞行动力学和终点效应等4部分。弹道学是研制武器和高压高温高速装置设计与应用的理论基础。研究弹道学的目的即在于本着全弹道的观点在理论上和实践上指导这类装置的设计、使用和改进，使这些装置在优化条件下达到预期的性能指标，并保证性能的稳定性和可靠性。此外，弹道学还可以在新装置的研制、新的发射方式的探索以及新能源的利用等方面发挥应有的指导作用并促使本身向新的学术领域扩展。弹道学的发展与基础理论、实验技术和计算技术的发展是相互促进的，这可从弹道学的发展史得到充分的说明。公元前3世纪左右人们已开始研究投掷物的运动现象，直到1537年Tartaglia提出了斜抛物体的运动模型，在Aristole“世界没有真空”的哲学思想指导下，认为抛射体抛出后，由于周围空气对它有推动作用，所以抛射物才会运动。之后又出现了冲量理论，认为力给物体一种冲力使物体运动，且冲力是逐渐消失的，因此物体最后会停下来。按照这种理论，抛射体的运动由受冲力作用的强制直线运动和冲力消失的自然直线运动组成，因此无法解释抛射物运动的轨迹为曲线的现象。17～19世纪是以质点力学为基础的经典弹道学形成、发展与完善的阶段。伽利略在炮弹飞行试验的基础上，建立了刚体运动理论，创立了理论动力学，使之成为弹道学的理论基础。1636年出版的“Dialogues Concerning two New Sciences”一书，将物体运动分为3种：均速运动、加速运动及这两种运动在分析炮弹运动中的应用。伽利略提出了自由落体运动为等加速运动，无空气阻力，弹丸运动轨迹为抛物线等论点，并发现了空气的作用。Newton则在《The Philosophias Natrurals Principia Mathematica》一书中提出力学三定律，奠定了弹道学的基础。在该书的第二卷中，讨论了弹道解法和空气阻力定律。1823年拉格朗日提出了膛内气流速度按线性分布的假设，确定了膛底压力与弹底压力的近似关系。雷萨尔应用热力学第一定律建立了内弹道能量方程。1868～1876年，诺贝尔和阿贝尔确定了火药燃气的状态方程。19世纪90年代维也里提出了火药燃烧的几何燃烧定律。1740年英国Robins发明了用来测定弹丸速度的弹道摆。19世纪60年代Boulange-Breger发明了电磁测时仪，诺贝尔采用铜柱测定膛压。在试验研究的基础上，牛顿、欧拉和莱布尼兹等人提出了空气阻力定律和弹道解法。19世纪末到20世纪中期近代弹道学形成了较完整的体系。由于膛线火炮和长圆形弹丸的使用，弹丸的运动成为具有6自由度的刚体运动。建立了较完整的6自由度弹道方程，对弹丸的运动稳定性和散布进行分析与计算。建立了较全面的大气模型和空气动力模型。随着火箭技术的发展，建立了火箭弹道学和火箭增程弹弹道学。随着气体动力学的发展以及武器向高初速发展的需要，膛内物质流动现象成为理论研究关注的问题，在研究膛内火药燃烧与流动的基础上，建立了简单的气体动力学模型和气固混合的两相流气体动力学模型，为准确计算膛内气流速度及压力分布规律，研究膛内压力波的形成机理提供了理论依据。随着武器威力的不断提高，射击精度及膛口气流对环境危害等问题日益突出，在气体动力学、计算技术及流场测试技术发展的基础上，到本世纪60年代，中间弹道学从内、外弹道学中分离出来成为独立的学科。在19世纪50年代以前，由于目标单一，人们着眼于发射技术的研究，不重视终点效应的研究。在第一次世界大战，特别是第二次世界大战之后，由于复杂目标的出现，以及对目标作用理论、测试技术与计算技术的发展，要求根据不同的目标，设计出不同作用的弹种，从而形成了穿甲理论、破甲理论、侵彻理论、毁伤理论、爆炸理论等，这些理论成为计算各种弹丸对目标作用的理论基础。目标的毁伤效果作为武器的重要性能指标，成为武器系统设计的目标函数之一，到20世纪60年代，形成了独立的终点弹道学。投射物对有生目标机体作用规律，从武器产生时就被人们所关注，但是直到1941年由布拉克等人采用高速摄影和脉冲X光摄影技术，将投射物击中机体组织形成的瞬时空腔记录下来，继而各国学者对瞬时空腔、致伤原理作了大量研究之后，创伤弹道学才成为独立的学科。弹道学的发展与弹道实验技术是不可分的，没有完善的实验技术，弹道学不可能发展，从古老的测速测压装置到近代的遥测试验设备，都是研究弹道的重要手段，实验原理、实验方法、数据处理技术和实验仪器的研制，都有它本身的独立性，因而逐渐形成了实验弹道学。随着科学技术和军事技术的发展，要求发射体的运动速度不断提高。因此，正在研究新的发射技术，以适应这种要求。例如电热发射技术、电磁发射技术、液体装药发射技术等。为了减小发射体的阻力，发射体的长细比越来越大，在飞行距离不断增加的条件下，飞行体的飞行高度也在不断增大，这些情况给弹道学提出了各种新的研究课题。各种运动装置的运动速度也在不断提高，在高速条件下，对碰击现象、振动现象、减阻减振的研究使弹道学的研究内容正不断扩大。在工业技术和军事技术领域中，尤其是军事技术部门，要求各种运动装置和飞行体具有良好的准确度和密集度，为此出现了专门研究这类问题的发射动力学。在现代化高技术战争中，提高武器命中率是提高战场生存能力的前提条件，除了各种制导兵器之外，从系统的角度看，应优化全弹道的参数，使弹道总体性能达到最优。因此，在弹道学领域发展与完善了全弹道优化设计理论与方法和计算机辅助设计。在实验技术与计算技术发展的今天，研制全系统的实物仿真和计算机仿真，已势在必行，它可以减小大量的物质消耗，节省人力和时间，并能取得较好的效果。弹道实验模拟技术与计算机模拟技术已成为弹道研究的重要手段。各种科学技术新成果正在用于弹道研究，在弹道靶道、新式风洞、遥测技术等弹道试验装置中，正在应用激光、激光全息摄影等高速摄影技术。在弹道测量中，正在使用高精度的卫星全球定位系统。上述研究内容的扩展，增加了实验弹道学的内容，也使计算弹道学成为独立的学科。【参考文献】：1 Leverett Davis，et al．Exterior Ballistics of Rockets，New York：D VAN NOSTRAND COPMANY，INC，1958：2～92 兵器工业情报研究所．武器飞行动力学的历史，北京：兵器出版社，19733 Dr Ing．Prof．Hubert，兵器上技术，1973，2：1～84 Дмитрпевскцй А А．ВНЕШНЯЯБАллистнкА，москвА：MАШ-ИНOСTPOЕНИЕ，1979，3～185 中国人民解放军军事科学院外军部译编．军事百科词典，北京：群众出版社，19846 中国大百科全书(军事卷)．北京：中国大百科全书出版社，19897 兵器工业科学技术辞典(弹道学)．北京：国防工业出版社，1991(南京理工大学博士生导师郭锡福教授撰) |
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