两种空气阻力模型的抛射体飞行轨迹研究

来源 :中国消防协会消防设备专业委员会2009年年会暨学术交流会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kashiyo
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  在空气中飞行的物体都要受到空气阻力的影响,空气阻力对抛射体的运动会产生显著影响.如,不计空气阻力,某低速迫击炮的理想射程是360m,实际上只能达到350m.加农炮弹在不计空气阻力时计算的理想射程能达46km,而实际只能达到13km,空气的阻力是不能忽视的.空气阻力非常复杂,与空气密度和物体的运动速度、形状、体积等因素有关.低速情况下,常用的空气阻力模型有两种,第一种模型认为空气阻力与速度的一次方成正比;第二种模型认为空气阻力与速度的平方成正比.在什么情况下采用什么模型,很难用比较准确的分界线来区分.有人认为当物体的速度低于200m/s时,可认为阻力与物体速度大小的平方成正比。有人认为物体速度远小于低速炮弹时,采用第一种模型,物体速度接近于低速炮弹时采用第二种模型。为方便使用,本文将推导抛射体在两种空气阻力模型下的精确的轨迹方程。郝成红只考虑了当空气阻力与抛体速度一次方成正比的抛体射程,且其在求解抛体射程时采用的近似解析解法准确性不高。药树栋等人采用第一种模型,以数值计算方法研究了不同阻尼系数和初速率下,最大射程于抛射角之间的关系。李武钢用Matlab研究了阻力系数和物体质量对斜抛体运动轨迹和最大射程抛射角的关系,但该文也只采用了第一种空气阻力模型。
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