导弹的空气动力学
根据导弹的用途 其气动布局也不一样
首先 导弹的弹翼 或多或少提供升力 同时起方向舵的作用
当导弹速度越快 需要的弹翼面积越小 同时因为弹翼面积小 阻力也小
弹道导弹(洲际导弹) 这种导弹速度快(10几倍音速) 弹翼只有尾部的4块(十字或X字分布) 面积也很小.同时这种导弹射程是最远的 以美国的北极星 俄罗斯的白杨等为代表
巡航导弹 这种弹道飞行轨迹与低空飞机相似 常常是超低空飞行 因为超低空飞行 加上控制技术的限制 这类导弹的速度不是很高 所有类似飞机的后掠翼 美国的 战斧 斯拉姆等 还有越战中用的 白星眼滑翔炸弹
空空导弹 一般都有前 后两处弹翼 都起方向舵的作用. 但是随着导弹技术的发展 导弹速度越来越快 空气舵的效率不能满足高过载机动的需要 出现燃气舵 甚至推力矢量喷口 这种导弹的弹翼很小 美国的AIM-9X响尾蛇 俄罗斯R-77 以色列 怪蛇 是这类的代表
再回到你的问题
一般有8片 前后分布
个头越大的导弹飞得越远
速度越高的导弹 其弹翼越小 反之越大
1。飞行器系统与工程:该专业招收工程技术类学员。主要学习数学、力学、电子信息、航空宇航学以及飞行器空气动力学的基础理论、基本知识,掌握进行飞行器气动设计、性能估算、论证与分析的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事气动实验设计、数据采集与处理、气动特性计算、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
2。空间工程:该专业招收工程技术类学员。主要学习数学、力学、控制与信息技术方面的基础理论、基本知识,掌握进行空间任务分析与规划、卫星总体参数设计、总体论证与分析、获取应用卫星信息的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事空间任务分析与规划、卫星总体参数设计、总体论证与分析、卫星应用、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
3。应用化学:该专业招收工程技术类学员。主要学习应用化学及相应学科的基础理论、基本知识,掌握本专业所必需的化学及其实验的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事化学研究、生产试验、科技开发、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
4。导弹工程:该专业招收军事指挥类学员。主要学习数学、力学、控制与信息技术、飞行器空气动力学等方面的基础理论、基本知识,掌握进行导弹总体设计、导弹部队战术、弹体结构与强度、导弹结构原理等专业知识和导弹装配、检测、维护、故障诊断等专业技能、方法和相关知识,具有从事导弹及相关设备设计、分析、生产、试验、使用、维修以及训练组织和部队管理等工作的初步能力。
5。应用物理学:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习数学、物理的基础理论、基本知识,掌握本专业的基本技能、方法和电子技术、计算机应用等方面的知识,具有在军事领域从事物理研究、科技开发、生产试验、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
6。应用数学:该专业招收工程技术类学员。主要学习数学、物理的基础理论、基本知识,掌握本专业的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事数学研究、科技开发、生产试验、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
7。机械工程及其自动化:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习机械工程领域的基础理论、基本知识,掌握机械设计、机械制造和机电一体化技术的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事机械系统与装备的分析、设计、研制及综合应用、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
8。测控技术与仪器:该专业招收工程技术类学员。主要学习检测、计量、仪器设计与监控的基础理论、基本知识,掌握电子技术、计算机技术、信息处理技术在测控系统与仪器设计中应用的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事测控系统分析、设计与研制、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
9。自动化:该专业招收工程技术类学员。主要学习控制科学与工程学科的基础理论、基础知识,掌握将控制技术、电子技术与计算机及信息处理技术应用于控制系统分析设计的基本技能和方法,具有在军事领域从事控制系统分析、设计与研制、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
10。仿真工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习自动控制与仿真工程的基础理论、基本知识,掌握电子技术、计算机技术以及信息处理技术等方面的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事仿真系统分析、设计与研制、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
11。电子工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习电子电路、信号与系统、电磁场与电磁波技术、计算机技术以及雷达探测、精确制导、电子对抗和其它典型军事电子信息技术的基本理论、基础知识,掌握微波天线与电路、电子电路分析设计与实验、计算机应用、典型电子系统分析与研究的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事电子工程系统及微波工程应用、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
12。信息工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习信号与信息处理、信息系统分析、计算机图形学、图像处理、信息安全的基础理论、基本知识,掌握电路设计、工程计算及实验、计算机应用的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事信息处理、信息系统设计、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
13。通信工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习电子电路、信号与系统、电磁场与电磁波、计算机技术以及通信原理、通信网络、无线通信、信息安全等方面的基础理论、基本知识,掌握计算机软硬件、电路分析、设计、安装、调试与维护、通信系统分析、设计、应用所需的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事通信工程科研、教学和实际工程应用、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
14。指挥自动化工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习综合电子信息系统、系统分析与集成和指挥控制的基础理论、基本知识,掌握计算机和电子通信的相关理论和知识,掌握评估、优化指挥自动化系统的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事指挥自动化系统的分析、设计、管理与集成、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
15。系统工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习系统工程、运筹学、系统管理的基础理论、基本知识,掌握系统分析与建模、系统优化及其计算机应用的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事武器装备系统规划、论证、优化、评估、综合集成与综合保障、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
16。管理工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习管理科学与工程的基础理论、基本知识,掌握管理学、运筹学、经济学、项目管理、信息管理等方面的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事装备管理、经济管理、项目管理、物流管理、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
17。计算机科学与技术:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习计算机科学与技术的基础理论、基本知识,掌握计算机硬件、软件及应用的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事计算机系统的开发、维护与管理、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
18。网络工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习计算机软硬件技术、网络通信技术等方面的基础理论、基本知识,掌握计算机与网络开发应用的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事计算机网络系统的分析、设计与应用开发、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
19。军用光电工程:该专业招收工程技术类、军事指挥类学员。主要学习激光与光电子技术、光电信息技术、光电成像技术、计算机及应用和光学工程等方面的专门知识,掌握较强的光电工程实践能力,具有从事光电武器装备研制与开发应用、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
20。光信息科学与技术:该专业招收工程技术类学员。主要学习数学、物理学、光电技术、光信息技术、计算机技术、电子技术等方面的基础理论、基本知识,掌握本专业的基本技能、方法,具有在军事领域从事光信息科学与技术研究、高技术装备使用维护、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
21。外国语言文学:该专业招收工程技术类学员。主要学习英语语言、语言学、文学及相关人文和科技方面的基础理论、基本知识,掌握英语听、说、读、写、译的基本技能、方法和相关知识,具有在军事领域从事英语教学、翻译、科技情报研究、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
22。政治学:该专业招收军事指挥类学员。主要学习人文社会科学、军队政治工作、军队管理学等方面学科的基础理论与基本知识,掌握军队政治、文化、宣传方面的专业知识和基本技能,具有从事军队政治、文化、宣传等组织管理、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
23。地雷爆破与破障工程:该专业招收军事指挥类学员。主要学习电子技术、爆炸力学、工程测量、军队指挥学、陆军战术学、军队管理学等方面学科的基础理论与基本知识,掌握爆破理论、地雷结构原理、起爆技术与引信技术、地雷爆破器材与军事爆破工程设计、工程兵战术等专业知识和地雷及爆破装备使用、维护等专业技能,具有对地雷、爆破装备器材和军事爆破工程进行分析论证、设计、研究及工程兵地雷爆破、组织训练和部队管理等工作的初步能力。
24。土木工程:该专业招收军事指挥类学员。主要学习工程力学、土木工程、建筑材料、工程测量、军队指挥学、陆军战术学、军队管理学等方面学科的基础理论与基本知识,掌握工程机械、野战筑城、工程兵战术等专业知识和工事构筑、障碍物设置及相关装备器材使用维护等专业技能,具有军事土木工程结构设计、试验、施工及研究、组织训练、部队管理等工作的初步能力。
25。工程兵指挥(渡河):该专业招收军事指挥类学员。主要学习工程力学、江河测量、机械、军队指挥学、陆军战术学、军队管理学等方面学科的基础理论与基本知识,掌握渡河机械、军用桥梁、工程兵分队战术等专业知识和舟桥架设、渡河指挥及舟桥装备器材使用维护等专业技能,具有渡河、桥梁器材、内河船舶、道路桥梁工程设计研究和工程兵分队作战指挥、训练组织和部队管理等工作的初步能力。
一、高考报飞行器动力工程、飞行器设计与工程、飞行器制造工程、探测制导与控制技术、导航工程,专业将来可以做火箭。
二、火箭,正式名称:导弹。
三、制造导弹的技术,分为两大部分:动力和制导。
1、与动力有关的专业有:飞行器动力工程、飞行器设计与工程、飞行器制造工程;
2、与制导有关的专业有:探测制导与控制技术、导航工程。
四、飞行器动力工程
飞行器动力工程专业培养目标在航空航天领域中从事飞行器推进系统的理论研究与试验、设计与开发以及技术管理等工作的人员。
1、培养目标
本专业培养具备飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识,能在航空、航天、交通、能源、环境等部门从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。
2、培养要求
本专业学生主要学习有关飞行器动力装置的基础理论和基本知识,受到机械工程设计、实验测试和计算机应用等方面的基本训练,具有飞行器动力装置及控制系统的设计、实验和运行维护等方面的基本能力。
3、主干学科
机械工程、力学、动力工程与工程热物理
开设本专业的院校,因倾向不同,设置的理论课程和实习内容也各不相同。
4、主要课程
机械原理及机械设计、电工与电子技术、工程力学、工程热力学、传热学、流体(含气体)力学、材料力学、空气动力学、理论力学、动力装置原理及结构、动力装置制造工艺学、动力装置测试技术等
五、飞行器设计与工程
飞行器设计与工程专业,主要研究的是各种航天飞行器,包括人造卫星、宇宙飞船、空间站、深空探测器运载火箭、航天飞机等空间飞行器及导弹的设计。
1、培养目标
培养具有良好数学、力学基础,具有飞行器工程基本理论和工程应用等方面知识,能从事飞行器(包括航天器与运载器)总体设计、机构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修、软件开发等,并能从事通用机械设计及制造的高级工程技术人员和研究人员。
2、培养要求
本专业学生主要学习飞行器设计相关学科的基础理论知识,接受航空航天飞行器工程方面的基本训练,具有参与飞行器设计的基本技能。
毕业生应获得以下几个方面的知识和能力:
(1)有与飞行器设计相关的,包括固体力学、流体力学、飞行力学、机构设计、总体设计、飞行器气动力估算、外形设计、结构强度设计和实验力学、飞机维修等基本理论和基本知识;
(2)具有飞行器设计的基本技能,掌握本专业指定专业方向必需的计算、测试、试验和开发软件能力;
(3)熟悉本专业领域的方针、政策和法规;
(4)了解本专业领域的理论前沿、应用前景和发展动态;
(5)掌握文献检索、资料查询基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力,具有较强的创新意识和较高的综合素质。
3、课程设置
主干学科:
航空航天科学与技术、力学、机械学。
主要课程:
理论力学、材料力学、机械设计、弹性力学、结构力学、流体力学与空气动力学基础、飞行器结构力学、空气动力学、飞行力学、结构强度、试验技术、自动控制理论、飞行器总体设计、结构设计、复合材料设计与分析、民机结构维修、民机维修无损检测。
主要实践性教学环节:
机械制图、金工实习、生产实习、计算机应用与上机实践、课程设计、毕业设计。
主要专业实验:
固体力学实验、流体力学实验、空气动力学实验、结构振动实验、专业综合实验。
六、飞行器制造工程
以一般机械制造工程为基础,广泛吸收各种先进技术和科学理论的成果,针对飞行器的特点研究各种制造方法的机理和应用,探求制造过程的规律,合理利用资源,经济而高效率地制造先进优质飞行器的一门技术科学。它是实现人类航空航天理想,使先进的设计思想变成现实的重要保证。
1、培养目标
本专业属于国家重点学科,是国家国防重点建设专业,陕西省名牌专业。面向航空、航天等制造领域,培养掌握先进航空制造技术、计算机技术和现代管理技术的复合型高级人才。学生毕业后主要从事现代飞机制造、计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)、先进集成制造、 模具设计与制造、数字化装备制造等领域的研究、生产和管理工作。
2、培养要求
本专业学生主要学习自然科学基础知识、制造工程基本理论和飞行器制造的基本理论和知识,并通过各种实践性教学环节,培养学生运用所学的基本知识和技能,分析和解决飞行器制造工程中实际问题的能力。
3、课程设置
主要专业课程:航空制造工程概论、计算机辅助技术概论、计算机图形学、结构有限元法、金属塑性成形原理、飞机装配工艺学、计算机辅助几何造型技术、计算机辅助制造、模具设计与制造、塑性成形有限元法以及飞机钣金成形工艺等课程。
主要实践性教学环节:包括金工实习、机械课程设计、计算机应用、专业课程设计、综合实验、电子线路实习、生产实习和毕业设计。
主要专业实验:板料成型、胶接、装配工艺、计算机辅助设计与制造等。
七、探测制导与控制技术
教育部在1988年颁布的新专业,是由原来的鱼雷飞雷工程、火控与指挥系统工程、引信技术、飞行器制导与控制四个专业归并而成。专业调整的目的是充实扩大专业内涵,内容增加至包括探测与识别、制导与控制、控制工程在内的专业课程。该本科专业根据学校设置的不同分为电子方面和航天方面。但是多数院校倾向于电子方向的培养。
1、培养目标
电子方面:本专业培养具备目标及环境的探测、识别、跟踪、定位、制导与控制、安全与起炸控制以及机电控制和传感检测等方面的基础理论知识和工程实践能力,能在有关科研单位、高等学校、生产企业和管理部门从事系统设计、技术开发、产品研制、实验测试和科技管理等方面工作的高级工程技术人才。
航天方面:培养能够综合运用电子工程、控制理论、系统仿真技术的能力,掌握航天器和无人航空器探测、制导与控制的基础知识和专业知识,具有较强创新精神,能从事航天航空制导、导航与控制电子综合系统、飞行器控制系统设计的高级工程技术人才和研究人员。
该专业具备明显的国防特色,是为培养能广泛从事军民用工程技术工作的复合型人才而设置的高新技术专业,具备广阔的发展前景,发展潜力巨大。
2、培养要求
本专业学生主要学习目标探测与识别技术、制导与控制技术、传感与检测技术、机电控制技术和系统分析与综合等方面的基本理论和基本知识,受到系统设计、技术开发、产品研制、实验测试以及工程管理方面的基本训练,具备系统分析与综合、工程设计与计算、计算机应用与开发、检测与实验等方面的基本能力。
3、教学设计
主干学科:机械工程、电子科学与技术、控制科学与工程、自动控制原理
电子方向主要课程:机电系统设计、中近程探测与识别技术、现代控制理论、制导与控制原理及系统、传感与检测技术、模式识别与智能控制、GPS与抗干扰技术、武器探测、制导与控制系统分析与设计、系统建模与仿真技术等
航天方向主要课程:机械设计基础、电路分析基础、模拟电子技术基础、单片机原理、网络技术基础、自动控制理论、计算机控制、控制元件及伺服系统、系统仿真技术、航天器控制原理、导弹控制原理、导引系统原理、现代控制理论、智能控制、航天技术基础、现代航天测控原理、卫星轨道动力学、航天器飞行控制与仿真、卫星导航原理与应用、飞行力学、最优滤波与卫星组合导航等
主要实践性教学环节:包括金工实习、计算机上机操作、生产实习、专业课程设计、毕业设计等,一般安排28周。
主要专业实验:电子技术、传感与测试技术、探测与识别技术、遥控与自动导引技术、机电控制技术、计算机工程应用软件等
八、导航工程专业主要学习导航系统与组合导航技术,导航设备与通信设备的性能、结构、工程原理、维修技术等专业知识及检测、调试、维护保养、故障诊断等专业技能。
1、培养目标
导航工程专业是一门多学科交叉的新兴工程学科专业,主要涉及导航基础理论、各种导航技术的基本原理与方法、导航传感器设备的集成及其应用,服务于航空、航天、交通、军事、公安等领域和部门。培养掌握现代导航工程的理论、技术和方法,具有运用所学的专业知识和技能解决实际问题的能力,从事导航定位技术研发及应用的复合型高层次人才。
毕业生可在航空、航天、交通、军事、电子、信息及通讯产业等部门工作,也可以在政府部门、教学和科研单位从事研发、管理、教学及应用等工作,毕业生就业前景广阔。
知识技能
(1)掌握数学、物理等方面基础理论和基础知识;
(2)掌握信号与系统、信息处理的应用和开发等方面的方法和技术;
(3)具有从事导航装备与通信装备使用、维修、监造、管理的基本能力;
(4)了解本学科的相关法律法规;
(5)了解导航工程的理论前沿、应用前景和国内外最新发展动态;
(6)掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法,具有独立从事科学研究的初步能力。
2、主干课程
导航工程专业的主要课程包括:导航学,最优估计,微机原理与接口技术,卫星导航原理,信号与系统,模拟与数字电路,卫星导航数据处理方法,组合导航,惯性导航原理,嵌入式系统与程序设计,GNSS接收机原理,数字信号处理,导航电子地图,天文导航,室内定位技术,LBS技术与应用等。
3、实践教学
包括认识实习和生产实习、毕业实习和毕业设计等。
4、就业方向
该专业的就业前景看好,毕业生可从事导航装备与通信装备使用、维修、监造、管理等工作。
毕业生可在航空、航天、交通、军事、电子、信息及通讯产业等部门工作,也可以在政府部门、教学和科研单位从事研发、管理、教学及应用等工作,毕业生就业前景广阔。
问题描述:
请问空气动力学阻抗的定义是什么?谢谢!
解析:
空气动力学是力学的一个分支,它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。
空气动力学的发展简史
最早对空气动力学的研究,可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。17世纪后期,荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力;1726年,牛顿应用力学原理和演绎方法得出:在空气中运动的物体所受的力,正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。
1755年,数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程,即欧拉方程。这些微分形式的动力学方程在特定条件下可以积分,得出很有实用价值的结果。19世纪上半叶,法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程,后称为纳维-斯托克斯方程。
到19世纪末,经典流体力学的基础已经形成。20世纪以来,随着航空事业的迅速发展,空气动力学便从流体力学中发展出来并形成力学的一个新的分支。
航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度。这就要从理论和实践上研究飞行器与空气相对运动时作用力的产生及其规律。1894年,英国的兰彻斯特首先提出无限翼展机翼或翼型产生举力的环量理论,和有限翼展机翼产生举力的涡旋理论等。但兰彻斯特的想法在当时并未得到广泛重视。
约在1901~1910年间,库塔和儒科夫斯基分别独立地提出了翼型的环量和举力理论,并给出举力理论的数学形式,建立了二维机翼理论。1904年,德国的普朗特发表了著名的低速流动的边界层理论。该理论指出在不同的流动区域中控制方程可有不同的简化形式。
边界层理论极大地推进了空气动力学的发展。普朗特还把有限翼展的三维机翼理论系统化,给出它的数学结果,从而创立了有限翼展机翼的举力线理论。但它不能适用于失速、后掠和小展弦比的情况。1946年美国的琼期提出了小展弦比机翼理论,利用这一理论和边界层理论,可以足够精确地求出机冀上的压力分布和表面摩擦阻力。
近代航空和喷气技术的迅速发展使飞行速度迅猛提高。在高速运动的情况下,必须把流体力学和热力学这两门学科结合起来,才能正确认识和解决高速空气动力学中的问题。1887~1896年间,奥地利科学家马赫在研究弹丸运动扰动的传播时指出:在小于或大于声速的不同流动中,弹丸引起的扰动传播特征是根本不同的。
在高速流动中,流动速度与当地声速之比是一个重要的无量纲参数。1929年,德国空气动力学家阿克莱特首先把这个无量纲参数与马赫的名字联系起来,十年后,马赫数这个特征参数在气体动力学中广泛引用。
小扰动在超声速流中传播会叠加起来形成有 *** 的突跃——激波。在许多实际超声速流动中也存在着激波。气流通过激波流场,参量发生突跃,熵增加而总能量保持不变。
英国科学家兰金在1870年、法国科学家许贡纽在1887年分别独立地建立了气流通过激波所应满足的关系式,为超声速流场的数学处理提供了正确的边界条件。对于薄冀小扰动问题,阿克莱特在1925年提出了二维线化机冀理论,以后又相应地出现了三维机翼的线化理论。这些超声速流的线化理论圆满地解决了流动中小扰动的影响问题。
在飞行速度或流动速度接近声速时,飞行器的气动性能发生急剧变化,阻力突增,升力骤降。飞行器的操纵性和稳定性极度恶化,这就是航空史上著名的声障。大推力发动机的出现冲过了声障,但并没有很好地解决复杂的跨声速流动问题。直至20世纪60年代以后,由于跨声速巡航飞行、机动飞行,以及发展高效率喷气发动机的要求,跨声速流动的研究更加受到重视,并有很大的发展。
远程导弹和人造卫星的研制推动了高超声速空气动力学的发展。在50年代到60年代初,确立了高超声速无粘流理论和气动力的工程计算方法。60年代初,高超声速流动数值计算也有了迅速的发展。通过研究这些现象和规律,发展了高温气体动力学、高速边界层理论和非平衡流动理论等。
由于在高温条件下全引起飞行器表面材料的烧蚀和质量的引射,需要研究高温气体的多相流。空气动力学的发展出现了与多种学科相结合的特点。
空气动力学发展的另一个重要方面是实验研究,包括风洞等各种实验设备的发展和实验理论、实验方法、测试技术的发展。世界上第一个风洞是英国的韦纳姆在1871年建成的。到今天适用于各种模拟条件、目的、用途和各种测量方式的风洞已有数十种之多,风洞实验的内容极为广泛。
20世纪70年代以来,激光技术、电子技术和电子计算机的迅速发展,极大地提高了空气动力学的实验水平和计算水平,促进了对高度非线性问题和复杂结构的流动的研究。
除了上述由航空航天事业的发展推进空气动力学的发展之外,60年代以来,由于交通、运输、建筑、气象、环境保护和能源利用等多方面的发展,出现了工业空气动力学等分支学科。
空气动力学的研究内容
通常所说的空气动力学研究内容是飞机,导弹等飞行器在名种飞行条件下流场中气体的速度、压力和密度等参量的变化规律,飞行器所受的举力和阻力等空气动力及其变化规律,气体介质或气体与飞行器之间所发生的物理化学变化以及传热传质规律等。从这个意义上讲,空气动力学可有两种分类法:
首先,根据流体运动的速度范围或飞行器的飞行速度,空气动力学可分为低速空气动力学和高速空气动力学。通常大致以400千米/小时这一速度作为划分的界线。在低速空气动力学中,气体介质可视为不可压缩的,对应的流动称为不可压缩流动。大于这个速度的流动,须考虑气体的压缩性影响和气体热力学特性的变化。这种对应于高速空气动力学的流动称为可压缩流动。
其次,根据流动中是否必须考虑气体介质的粘性,空气动力学又可分为理想空气动力学(或理想气体动力学)和粘性空气动力学。
除了上述分类以外,空气动力学中还有一些边缘性的分支学科。例如稀薄气体动力学、高温气体动力学等。
在低速空气动力学中,介质密度变化很小,可视为常数,使用的基本理论是无粘二维和三维的位势流、翼型理论、举力线理论、举力面理论和低速边界层理论等;对于亚声速流动,无粘位势流动服从非线性椭圆型偏微分方程,研究这类流动的主要理论和近似方法有小扰动线化方法,普朗特-格劳厄脱法则、卡门-钱学森公式和速度图法,在粘性流动方面有可压缩边界层理论;对于超声速流动,无粘流动所服从的方程是非线性双曲型偏微分方程。
在超声速流动中,基本的研究内容是压缩波、膨胀波、激波、普朗特-迈耶尔流动、锥型流,等等。主要的理论处理方法有超声速小扰动理论、特征线法和高速边界层理论等。跨声速无粘流动可分外流和内流两大部分,流动变化复杂,流动的控制方程为非线性混合型偏微分方程,从理论上求解困难较大。
高超声速流动的主要特点是高马赫数和大能量,在高超声速流动中,真实气体效应和激波与边界层相互干扰问题变得比较重要。高超声速流动分无粘流动和高超声速粘性流两大方面。
工业空气动力学主要研究在大气边界层中,风同各种结构物和人类活动间的相互作用,以及大气边界层内风的特性、风对建筑物的作用、风引起的质量迁移、风对运输车辆的作用和风能利用,以及低层大气的流动特性和各种颗粒物在大气中的扩散规律,特别是端流扩散的规律,等等。
空气动力学的研究方法
空气动力学的研究,分理论和实验两个方面。理论和实验研究两者彼此密切结合,相辅相成。理论研究所依据的一般原理有:运动学方面,遵循质量守恒定律;动力学方面,遵循牛顿第二定律;能量转换和传递方面,遵循能量守恒定律;热力学方面,遵循热力学第一和第二定律;介质属性方面,遵循相应的气体状态方程和粘性、导热性的变化规律,等等。
实验研究则是借助实验设备或装置,观察和记录各种流动现象,测量气流同物体的相互作用,发现新的物理特点并从中找出规律性的结果。由于近代高速电子计算机的迅速发展,数值计算在研究复杂流动和受力计算方面起着重要作用,高速电子计算机在实验研究中的作用也日益增大。因此,理论研究、实验研究、数值计算三方面的紧密结合是近代空气动力学研究的主要特征。
空气动力学研究的过程一般是:通过实验和观察,对流动现象和机理进行分析,提出合理的力学模型,根据上述几个方面的物理定律,提出描述流动的基本方程和定解条件;然后根据实验结果,再进一步检验理论分析或数值结果的正确性和适用范围,并提出进一步深入进行实验或理论研究的问题。如此不断反复、广泛而深入地揭示空气动力学问题的本质。
20世纪70年代以来,空气动力学发展较为活跃的领域是湍流、边界层过渡、激波与边界层相互干扰、跨声速流动、涡旋和分离流动、多相流、数值计算和实验测试技术等等。此外,工业空气动力学、环境空气动力学,以及考虑有物理化学变化的气体动力学也有很大的发展。
阻抗是指车载扬声器输入信号的电压与电流的比值,其单位为欧姆(Ω)。通俗的说阻抗也就是车载扬声器对电流所呈现出的阻力,阻抗并不等于就是电阻,而是包括电阻和电抗,即包括电阻和电感、电容产生的感抗和容抗三个部分,是这三者在向量上的总和。
在相同电压下,阻抗越高电流越小,阻抗越低电流越大。在功放与输出功率相同的情况下,低阻抗的车载扬声器可以获得较大的输出功率,但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。通常,车载扬声器的阻抗越低,便越难于推动。阻抗并不是一个常数值,而是随着播放的音乐的频率而不断变化起伏,可能在某频率高到十几欧姆或二十几欧姆,也可能在某频率低到一欧姆或以下,一般以其谐振频率下共振峰之间所呈现的最低阻抗值来作为其标称值。目前,大部分车载扬声器的阻抗是在2-8欧姆。我国国家标准规定的音箱阻抗优选值有4Ω、8Ω、16Ω(国际标准推荐值为8Ω)。
在选购车载扬声器时,也一定要注意与车载功放的阻抗匹配问题,也就是其阻抗要在车载功放的负载阻抗范围之内,只有这样车载功放才能安全工作并提供最理想的功率输出。
第一章 绪论
学习目的:1)认识导弹及其主要组成;
2)了解导弹研制的过程;
3)认识专业内容,明确学习目的,提高对后续专业课学习的积级性。
§1.1 火箭与导弹
1. 什么是火箭 ?
火箭是依靠自身的动力装置——火箭发动机推进的飞行器。
火箭发动机:自带燃烧剂和氧化剂,属喷气发动机。
用途:运载工具——运载火箭;
武器——火箭弹;
其它——气象火箭、探空火箭、防雹火箭等。
分类:无控火箭;
有控火箭。
2. 什么是导弹?
是一种飞行武器、载有战斗部、自带动力装置、由导引系统引导、控制其飞行轨迹、导向目标。
单独导弹能完成作战使命吗?否。
3. 火箭、导弹的区别与联系
1)发动机
火箭必采用火箭发动机;导弹可能装置火箭发动机,也可能装置空气喷气发动机或组合发动机等。
导弹:只能在大气层内飞行;
火箭:既可以在大气层内飞行,也可以在大气层飞行。
2)战斗部
导弹必带战斗部,火箭用作武器时才带战斗部。
3)制导系统
导弹:必带制导系统
火箭:
§1.2导弹武器系统的组成
1. 导弹武器系统的组成
导弹系统:
火控系统:完成对目标信息的获取和显示、数据处理,发射平台参数测量和处理,计算装定射击诸元,射前检查,战术决策和实施导弹发射任务。该系统主要由目标探测和显示系统、数据处理和计算系统、发射平台参数测量处理系统、射前检查设备、发射装置、发射控制系统等组成。
技术保障系统:用于完成导弹的起吊、运输、贮存、维护、检测、供电和技术准备,保障导弹处于完好的技术状况和战斗待发状态。技术保障设备主要有检测设备、各种车辆和电站等组成。
防空导弹武器系统组成有:1)指挥控制车;2)发射车;3)跟踪制导雷达车;4)搜索雷达车;5)导弹。它包括完成作战任务的全套设备,即包括“弹”(导弹)、站(地面制导站及各种辅助设备)、“架”(发射架)。
2. 导弹的五个主要组成部分
1)动力装置
作用:提供飞行中的动力。
2)制导系统
作用:导引系统+控制系统。捕获目标、给出导引规律、控制导弹击中目标。
3)战斗部
作用:是杀伤目标的有效载荷。
4)弹体
作用:外形、体积、承载 ......
5)弹上电源
作用:供电、配电与用电管理。
2.1 动力装置
为导弹提供飞行中的动力。(以火箭发动机为动力时,燃料属动力装置。)
分类:空气喷气发动机(涡轮喷气发动机、涡扇喷气发动机、冲压喷气发动机等);
火箭发动机(固体火箭发动机、液体火箭发动机、固-液混合发动机等)。
组合发动机(固体火箭—冲压组合发动机、液体燃料冲压组合发动机、
固体燃料冲压组合发动机)
布局形式:单台发动机的动力系统;
多台发动机串联;
多台发动机并联(同时工作、顺序工作);
2.2 制导系统
是导引和控制导弹飞向目标的仪器、装置和设备的总称。
导引系统的作用:不断地测量导弹实际运动和所要求弹道的偏差,产生指令。
控制系统的作用:保证导弹按要求的飞行轨迹稳定飞行,改变姿态,控制轨道。
种类:多种多样。
自主式(惯性制导系统、程序制导、天文制导系统、地图匹配制导等);
遥控式(指令制导(有线制导、无线电指令制导)、波束制导);
自动寻的式(无线电、红外、电视制导系统等)。
布局形式:可以在弹上(如自动寻的制导系统),也可以在制导站(车、飞机等)上。
2.3 战斗部
是杀伤目标,完成战斗任务的主体,有时称为弹头。
种类:爆破战斗部; 杀伤战斗部;
聚能战斗部; 化学战斗部;
生物战斗部; 核战斗部等。
2.4 弹体
是导弹的主体,任务是将组成导弹的各个部分牢靠地连接成一个整体,并使导弹形成一个良好的气动力外形。由舱段、翼面、机构、零件等组成。
要求:形(气动力要求、气动热要求、隐身要求等);
体(要求装载各种弹内设备);
重量、强度、刚度等。
2.5 弹上电源
提供各分系统工作用电的装置,含配电、变电。
种类:蓄电池,发电机(如小型涡轮发电机),也可以由导线送电(如有些反坦克导弹)。
§1.3火箭、导弹的发展史
一、 发明于中国
公元682年,炼丹家孙思邈在他所著的“丹经”中已有火药成分的配方,后来发明了火药。
公元969年,冯继升、岳义方等研制火箭,采用黑火药;
11~13世纪:宋、元交兵时,宋使用了火箭,把火药及火箭传至金、元;
之后:传给阿位伯,欧洲。
14~17世纪:火箭技术发展阶段
“火箭束”:为了增大火箭武器的威力,一次能装很多支火箭进行齐射,如一次发射32支的叫“一窝蜂”,一次发射100支的叫“百虎齐奔箭”。
“火龙出水”:高出水面1米多点火,在水面上飞行1~1.5公里;
之后:中国封建统治原因,火箭进展不大。
二、国外继承性发展
14世纪:欧洲将火箭用于战争;
17世纪:在印度、英国、俄国等大发展;
18~19世纪:线膛炮大发展,它具有射程远、射击密集度大、命中精度高等优点,相形之下,火炮占据优势,火箭发展放慢;
20世纪20~30年代:由于液体火箭推进剂及新型固体推进剂、高温材料和电子技术等取得了新成就,转入火箭研究(因后坐力问题,线膛炮难提高精度,且比较笨重);
二战前特别是二战期间,德国法西斯制造一系列的火箭
V-1飞航式导弹(方案制导,脉冲空气喷气发动机);
V-2弹道式导弹(重13吨,战斗部1吨,射程300公里左右)。
二战后:美、苏投入人力物力加大研究,是导弹大发展时期。
三、当今发展特点:
速度高,不易被敌方发现和拦截;
射程远,能攻击敌方的纵深目标,并有效地保护自己(如防区外发射);
精度高,能直接命中目标并具备超低空飞行和航路规划能力;
发射后不管,具有高度自主能力等。
标准化、通用化,模块化,一弹多用;
新的制导方法研究:惯性+GPS组合制导技术,红外成像制导、毫米波制导、光纤制导、电视制导、双模制导、地形匹配;
先进动力系统:冲压发动机,高超声速冲压发动机,多次点火发动机,推力调节;
提高机动性:如空空导弹要求有50~60g的机动能力,可采用大攻角气动力技术,BTT(倾斜转弯)技术、推力矢量控制技术等;
全天候,快速反应性;
隐身性:减弱飞行器的雷达、红外、可见光、声音和其它可探测信号。
新型战斗部:发展多种类型的子母弹头、定向战斗部、新型炸药等。
四、当今应用情况
1999年科索沃(1500枚巡航导弹),1991年海湾战争、两伊战争等。
据统计,截止1996年12月为止,世界各国已装备和在研的导弹817种。能自行研制或生产导弹的国家和地区已达27个,其中导弹种类最全、生产数量最多、出口量最大的四个国家是美、前苏联、法、英。现有导弹78%是它们研制的。
五、中国导弹
§1.4导弹的分类
一、按发射地点和目标
面对面导弹(地-地,岸-舰,舰-舰,舰-地,舰-潜,潜-地,潜-潜);
面对空导弹(地-空,舰-空,潜-空);
空对空导弹(空-地,空-舰,空-潜);
空对面导弹(近距格斗,远距全高度,全向攻击)
二、按作战使命分
战略型导弹;
战术型导弹。
三、按结构与弹道特性分
有翼导弹:带有弹翼的导弹,面对空导弹、空对面导弹和空对空导弹均属于有翼导弹;
面对面导弹按弹道可分为巡航式和弹道式两种。
弹道式导弹:依靠火箭发动机推力的作用,按预定的程序飞行,发动机关机后,导弹按自由抛物体的轨迹飞行。
巡航式导弹:依靠喷气发动机的推力和弹翼的升力飞行,弹道大部分在大气层内呈巡航状态。
四、按射程分(以弹道式导弹为例)
近程(<1000km);
中程(1000~3000km);
远程(3000~8000km);
洲际(>8000km)。
五、按所攻击目标分
攻击固定目标的导弹;
攻击活动目标的导弹(反飞机,反弹道导弹,反舰(潜),反坦克,反卫星)。
§1.5导弹的研制过程
一、可行性论证阶段(L阶段)
可行性论证是对使用方提出的战术技术要求作综合分析,论证技术上、经济上和研制周期上的可行性,可行性论证必须充分考虑预先研究成果、国家现有的技术与工业水平、经济条件、资源条件和继承性等因素,逐条分析战术技术要求在技术上、经济上和周期上实现的可能性,提出武器系统总体方案设想。战术技术要求的提出:一是由军方;二是由设计单位根据武器系统发展提出。
二、方案阶段(F阶段)
方案阶段的主要任务是,根据批准的战术技术指标要求,对型号研制做出全面的规划和部署,通过对多种方案和技术途径的论证比较,优选出性能好、使用方便、成本低、研制周期短的总体方案和分系统技术指标,并提出对分系统(制导系统、动力系统、战斗部系统等)的初步技术要求。
三、初样阶段(C阶段)
研制初(步)样(机)的阶段的目的是要通过一定模拟条件下的试验,验证分系统和设备的设计方案和可能达到的技术性能,为研制试验样机(简称试样)提供试验依据。主要任务是,用工程样机(初样)对设计、工艺方案进行实态验证,进一步协调技术参数和安装尺寸,完善设计方案,为飞行试验样机(试样)研制提供较准确的技术依据。
四、试样阶段(S阶段)
试样阶段的主要任务是,在修改初样设计和生产的基础上研制试(验)样(机),进行飞行试验,全面鉴定武器系统的设计和制造工艺。主要工作是进行总体和分系统试样设计,进行模样弹(助推弹)、自控弹、自导弹等试样试制,完成各种状态试样的地面试验和飞行试验。
五、设计定型阶段(D阶段)
定型阶段是使用方对型号的设计实施鉴定和验收,全面检验武器系统战术技术指标和维护使用性能的阶段。该阶段的主要任务是,完成型号定型的地面试验和靶场飞行试验,根据飞行试验和各种鉴定性结果,全面检验导弹的性能指标,提出型号定型申请报告。
六、生产定型阶段(P阶段)
通过设计定型之后,武器系统即可转入批量生产并装备部队阶段。
§1.6本课程的目的
使学生了解导弹武器系统的组成,各部分的工作原理,为后续课程打下一定的基础。
导弹制导系统:按一定导引规律将导弹导向目标 、 控制其质心运动和绕质心运动以及飞行时间程序、指令信号、供电、配电等的各种装置的总称。其作用是适时测量导弹相对目标的位置,确定导弹的飞行轨迹,控制导弹的飞行轨迹和飞行姿态,保证弹头(战斗部)准确命中目标。导弹制导系统有4种制导方式:①自主式制导。制导系统装于导弹上,制导过程中不需要导弹以外的设备配合,也不需要来自目标的直接信息,就能控制导弹飞向目标。如惯性制导,大多数地地弹道导弹采用自主式制导。②寻的制导。由弹上的导引头感受目标的辐射或反射能量,自动形成制导指令,控制导弹飞向目标。如无线电寻的制导、激光寻的制导、红外寻的制导。这种制导方式制导精度高,但制导距离较近,多用于地空、舰空、空空、空地、空舰等导弹。③遥控制导。由弹外的制导站测量,向导弹发出制导指令,由弹上执行装置操纵导弹飞向目标。如无线电指令制导、无线电波束制导和激光波束制导等,多用于地空、空空、空地导弹和反坦克导弹等。④复合制导。在导弹飞行的初始段、中间段和末段,同时或先后采用两种以上制导方式的制导称为复合制导。这种制导可以增大制导距离,提高制导精度。
导弹制导精度是导弹制导系统的主要性能指标之一,也是决定导弹命中精度的主要因素。打击固定目标时,导弹命中精度用圆概率偏差(CEP)描述。它是一个长度的统计量,即向一个目标发射多发导弹,要求有半数的导弹落在以平均弹着点为圆心,以圆概率偏差为半径的圆内。打击活动目标时,导弹的命中精度用脱靶距离表示,即导弹相对于目标运动轨迹至目标中心的最短距离。
二、辅助数据:造价、突防能力、制导能力、杀伤力、抗电磁干扰能力、是否可携带多弹头、是否可携带核武器、生物武器、化学武器、与各种作战兵器的协调统一能力(即能否从不同的武器装备上发射)、服役年限等
导弹能够飞的那么远,主要就是靠着发动机带动,没有发动机的导弹,就成了“炮弹”,根本打不了多远。导弹里面不仅有发动机,而且根据导弹的类型不同,用途不同,发动机的型号和动力也各不相同,使用的发动机燃料也不同。世界上最早的导弹是V2火箭,V2火箭是德国在二战后期研制出的新型武器,德国人的创新能力的确出众,假如德国在二战时期先于美国研制出来原子弹,在配合V2火箭,那么英国和苏联恐怕都要吃大亏了。
V2火箭的攻击原理是通过发动机产生的动力将导弹推进到抛物线的顶点,然后导弹就会以一种抛物线的形式下落,直到击中目标。在V2火箭研制成功前,人们对于弹道导弹的认识依然是一片空白。早期的V2火箭给英国带来了很大的杀伤,由于精准度的限制,V2火箭只属于弹道导弹,却算不上战略导弹。在德国投降之后,导弹技术的发展迎来了第一个春天。德国的V2导弹设计师布劳恩主动向美国投降,苏联在攻克柏林后也获取了大量导弹技术的材料。
于是在二战后,美苏取代了德国,成为了导弹技术进步的新领头羊。在冷战的背景下,世界上第一批战略导弹在美国和苏联研制成功。当时的战略导弹采用的是液体燃料作为发动机的燃料,这种液体燃料的燃烧效率低,需要占用的空间大,在燃烧后还会产生大量的污染。
而现在技术较为先进的导弹,都使用固体燃料作为发动机的推动燃料。
拿美国的战斧式巡航导弹来说,美国的战斧式巡航导弹主发动机使用的F-107-WR-450涡扇发动机,助推器采用的固体火箭助推器,通过发动机的带动,战斧式巡航导弹的最大射程可以达到2500公里。2500公里的射程在现代战争中已经绰绰有余,不过相比于洲际导弹,战斧式巡航导弹的发动机动能还真不算什么。
洲际导弹的动力结构更加复杂,俄罗斯的白杨洲际导弹,采用了三级火箭的结构,导弹在升空后,分别由三个发动机先后推动。这种设计能够增加导弹的生存能力,让敌人摸不透导弹的弹道,还能加大导弹的打击范围。
导弹让现代战争的距离逐渐的拉大,不过导弹的高造价也让很多国家叫苦不迭。由于导弹发动机属于一次性使用,每一次发射出去后,发动机就不可能再回收了,而发动机的研发价格高,生产成本也高,这就无意间增加了导弹的总成本。在伊拉克战争期间,美军经常因为小的困难就召唤导弹打击,而每一次导弹打击的价格都高达数百万美元,这数百万美元的成本中,除去研发成本,大部分都是发动机成本,而不是战斗部的成本