基本介紹
概念,研究內容,研究意義,運用,
概念
研究內容
外彈道氣象學的主要研究內容主要有：①與射彈飛行有關的氣象問題，如大氣的性質，氣象要素場的結構，標準大氣等。②氣象要素及其分布對射彈飛行和命中精度的影響，氣象修正的理論和方法。③大氣隨機擾動(湍流)引起的射彈飛行散布，以及估算彈道散布的理論和方法。④彈道氣象探測技術，以及對炮兵射擊實施彈道氣象保障的理論和技術方法。
研究意義
發射飛行器泛指用特定的發射裝置發射的有控和無控飛行器。它們可以是有翼的(例如，滑膛炮炮彈、尾翼式無控火箭彈、飛彈等)，也可以是無翼的(例如，槍彈、線膛炮炮彈、渦輪式火箭彈等)。它們的彈體具有旋成體的外形。
外彈道一詞最早源於槍彈和炮彈彈道。炮(槍)彈是靠炮(槍)膛內的高壓、高溫燃氣推動向前運動的。炮(槍)彈在膛內的質心運動軌跡稱為內彈道，炮(槍)彈脫離炮(槍)口且達到最大速度(或彈丸與發射裝置之間的力的相互作用中斷)後，其質心的運動軌跡便是外彈道。與炮(槍)彈不同，火箭彈與飛彈裝有發動機，它們是受發動機推力的驅使起飛並繼續飛行的舶。因此，就火箭彈和飛彈而言，它們的飛行彈道談不上有“內"、“外"之分。但是，一些外彈道學著作，基於火箭彈、飛彈彈道與炮(搶)彈彈道的許多相似之處，仍習稱火箭彈和飛彈的彈道為“外彈道”。
無論何種發射飛行器，它們的外彈道總是部分或全部都地在稠密層大氣中通過的。因此，發射飛行器的運動便不可避免地要受到不同程度的大氣影響。
為了研製出性能良好的發射飛行器，並能在使用中充分發揮它們的效能，發射飛行器的研製，使用人員除精通自己的專業外，還需要對大氣科學的有關領域和氣象條件對發射飛行器的種種影響具有比較深入的了解；另一方面，氣象學工作者針對發射飛行器研製、使用中提出的大氣科學問題，給出富有成效的解決途徑與方法，也是絕不可少的。這就需要在發射飛行器研製、使用人員，特別是外彈道學(飛行力學)工作者與氣象學工作者之間，架設一座相互溝通的橋樑。作為外彈道氣象學的一個首要任務，就是要把現代的大氣科學成果滲透到外彈道學中，同時闡明外彈道學對大氣科學的需求和前者賴以後者發展的基礎。
外彈道氣象學研究將進一步改進外彈道氣象探測技術和設備，實現沿彈道的快速探測、成果的自動處理和自動傳輸，完善氣象修正理論和方法，研究各種地形條件下氣象要素場的結構模型，用常規氣象探測數據推斷氣象要素擾動和估算大氣擾動引起的彈道散布的理論、方法，以及改進炮兵野戰氣象保障技術等。
運用
①基於彈箭外彈道學理論及外彈道氣象學理論，建立彈丸在不同風場運動時彈道特性的數學模型.以某型榴彈為例，研究分析不同風場對彈丸彈道特性的影響.仿真結果表明，彈道風對彈丸射程和落速影響較大，對彈丸最大彈道高和飛行時間影響較小，彈道逆風與彈道橫風相互作用下對彈丸側偏影響大於彈道順風與彈道橫風相互作用的影響.
②大氣風場的模型研究及套用是氣象學與外彈道學的結合，其套用主要體現於彈道計算中。研究學者從大氣物理學、大氣動力學出發較深入的探討了大氣各層的不同性質，並針對飛行仿真的需要研究了大氣層風場模型。之後又建立了著重考慮風場因素的飛行器運動模型，突出了風速和風速梯度的空氣動力效應，並利用數值模擬方法求解不同風場條件下的六自由度彈道方程，分析了風場對飛行器運動的影響。風場建模中，運用工程模擬的方法，針對大氣風場的表現形式，確立了平均風模型、典型的風切變工程化模型、陣風模型及大氣紊流模型。建立了風場條件下的六自由度彈箭運動模型，把風場模型套用在彈道仿真計算中。分析不同風場條件下彈道參數的變化，為飛行器設計和彈道設計以及大氣風場的模擬提供了一些有意義的結果：①從大氣動力學方程組出發推導了地轉風公式，並用其處理溫度格線化數據而得到了地轉風。與自由大氣層、中高緯度地區的風場對比驗證了地轉近似的可行性。②考慮了風的時空變化。在平均風模型中，以大量實測資料為基礎，考慮季節緯度變化、年變化和晝夜變化，提出了相對準確的大氣風場的模型。建立單一風模型，並根據需要將其複合模擬複雜風場。③分析了風速風梯度的空氣動力效應。風速會改變飛行器的速度，使其攻角和側滑角發生變化;風梯度則會產生附加氣動力矩影響飛行器的姿態。進而計算出了該附加氣動力矩並與動導數的影響一起考慮，建立了風場條件下的六自由度飛行器運動模型。④在不同氣象風場下進行彈道仿真計算，結果表明了風場對彈道的落點偏差會產生影響，飛行器速度越大風的影響越小，受靜穩定力矩的影響，彈道參數會有周期性的波動。
