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转一个翻译的技术贴:战机的武器与弹道

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这是个老帖,看了看有点帮助,贴吧翻了翻没看到,就发上来,如有雷同纯属抄袭。原文出自http://wiki.warthunder.com/index ... nery_and_Ballistics,翻译出自学院。
在飞行模拟游戏中,射击是新人们普遍感到困惑的一件事。游戏的模拟引擎会采用武器的真实准确参数以达到重现其在历史上真实性能的目的。在模拟中,武器的模拟准确性即使不是最重要的,也是非常关键的。这其中涉及到诸如模拟每一发弹药的性能,确保弹头轨迹的准确性,使用符合史实的弹链排列和准确的碰撞模型与终端弹道系统。


IP属地:云南1楼2013-12-25 10:36回复
    想要很准确模拟弹头飞行轨迹,需要一个非常精确和高规格的弹头位置与速度的模型。为此,我们需要一个准确表述弹头飞行过程中的阻力的方程式。一个简单的空气阻力方程式可以写成这个形式:Drag = 1/2 * density * v^2 * BC (BC是弹道系数ballistic coefficient)。但是这里有个问题,弹头在突破音障的时候,阻力会大幅上升,但是当速度继续加快,阻力又会重新符合另一个速度平方相关的方程。所以这里有了G1方程:Drag = p/p0 * G1(v)/BC * v (p为当前高度下的空气密度;p0海平面空气密度;G1 是一个与速度有关的常数,用于体现随着马赫数的变化阻力系数的变化;v 为当前弹头的瞬时速度)。由于G1可以很轻松的通过查询确定,所以我们可以准确模拟弹头所受阻力,进而其轨迹。进过几十年的发展,有很多表格能够让我们确定在某一个特定速度下的阻力系数G1。另外,重力也影响着每一发弹药,可惜相对来说它的作用不太显著,因为弹头飞行速度很高,由此带来的阻力才是最重要的因素。但是重力的影响仍然足以让飞行员射偏,如果他不将其考虑在内。以上这些就组成了一个很可靠和准确的弹头轨迹模型系统。当然系统中还有其它一些因素:
    • 1.在高空,子弹速度衰减将会变慢。
    • 2.每一个弹头在出膛瞬间的速度事实上是武器本身的速度矢量与弹头本身的膛口速度矢量之和(这包括飞机本身的速度和滚转的影响,如果在射击的同时快速滚转,则翼炮的旋转也将干扰弹头的飞行轨迹)。
    • 3.相对于飞机来说,在高速飞行是,弹头减速将更加显著和迅速。
    • 4.不同类型的炮弹有着不同的弹道特性,因此将会以不同的减速率飞行。
    • 5.重力的影响始终与飞行速度矢量无关(假设你垂直向上跃升,子弹看上去不会向往常一样向着机腹方向偏移,但显然此时重力仍然影响着每一发子弹,只是他们减速得更快了)。
    • 6.当想着与气流有一定夹角的方向射击时,子弹将会被吹偏(这种现象在轰炸机的自卫火力开火的时候尤其明显)。


    IP属地:云南2楼2013-12-25 10:36
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      因此,飞机上的机炮有可能按照这个顺序开火:一发AP,接着一发HE,再来一发夜光弹。通常为了降低弹链中不同弹药类型带来的影响,一架飞机上的多门武器往往处于不同的发射序列上,例如:当左侧机炮的第一发炮弹为HE时,右侧机炮的第一发可能为曳光弹。终端弹道性能描述的是当炮弹击中目标后的效果。假设,命中的是一台车,将会有多种效果同时出现。每一发炮弹都有一定的穿透能力,再根据入射角度和目标的强度等判定是否能够击穿造成伤害。发动机和一块装甲板明显会比飞机蒙皮强度高得多。一般来说,穿甲弹头能够比高爆弹击穿坚固得多的目标。大口径弹药一般来说在给定速度下会比小口径弹药有更强的穿透力,但是是否能够击穿目标事实上取决于命中时的碰撞速度。


      IP属地:云南4楼2013-12-25 10:37
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        目标所受伤害取决于基础物理规律:命中时由于损失的速度所释放的动能以及该弹或在附近命中的其他炮弹的任何形式的爆炸效果(包括霰弹)。目标的类型也有很大影响,例如一块厚重的装甲板能够很大程度的抵挡冲击,或者极大地削弱弹头的能量,而飞机的蒙皮受损后将会使得它的空气动力学性能降低,散热器和油箱上的穿孔会导致油料泄漏,而被命中的燃料则会着火燃烧甚至直接把载机化为一团燃烧的碎片,受损的机炮会卡壳,命中发动机的子弹可能使发动机动力降低甚至停车,而被直接命中的成员则很有可能直接阵亡(受伤的机组成员体力会降低,在做机动动作的时候更加困难)。


        IP属地:云南5楼2013-12-25 10:37
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          高爆弹头,通常在20毫米或者更大口径武器上采用。这是一种由金属外壳包裹着炸药的弹头,在命中时爆炸的高压冲击波和抛射的破片同时作用造成伤害。通常,触发引信会延迟一定的时间(一般来说在千分之一秒左右)引爆弹头内的炸药。冲击波和破片共同作用,对目标造成伤害。一般来说HE弹能比实心弹头造成更大的损伤,但是引信的工作原理有时也会造成相反的效果,因为如果延时太久(比如命中了敌方的机翼),很有可能在炸药起爆前炮弹已经从穿出目标体内。相反,如果延时太短则有可能在到达关键部位之前就已经起爆,比如从地方后部机身射入时,很有可能还没有到达驾驶室就已经起爆。
          一般来说,HE弹头在发射后一定时间都会自爆,这是一种安全性的设计,为了减少散落在野外的未爆炸的弹头。穿甲弹头在设计时更多地考虑穿透力而不是能造成的损伤。飞机上有很多无法抵御穿透的脆弱的部件,比如邮箱、发动机、成员、弹药等。不像高爆弹通常能造成大面积的损伤,穿甲弹头更倾向于直接穿透目标飞机,给与路径上的这些关键部件以致命打击。所以如果想用穿甲弹击毁目标的主要结构,会比使用高爆弹头困难得多,花费更多弹药,但是穿甲弹更容易重创或者击毁目标的关键系统。这就是为什么主要使用穿甲弹的武器系统的总射速往往远大于使用高爆弹药的系统。这样做的主要目的就是通过向目标发射尽可能多的子弹来提高命中目标关键部件的概率。


          IP属地:云南6楼2013-12-25 10:37
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