炮兵射击法则的原理和发展历程
炮兵射击法则的原理和发展历程
(2008-11-24 13:43:52)
概述
首先给大家简单说明一下，我们在看电视过程中有关炮兵的镜头，一般都是在炮阵地，里面通常是一个有线兵和无线兵戴着耳塞在阵地旁边口述“……表尺××，向左（右）×—××，×炮1发，装填！”然后副连长下达装填口令，阵地炮班长计算好单修后就可以向炮手下达口令了（一般副连长下口令的时候各炮手已经将送弹送药筒任务完成，瞄准手等待班长单修计算过后的最后口令），中间过程不再赘述，咱说观察所的，而观察所最重要的就是指挥射击，这就涉及到下面要介绍的射击法则。
在滑膛炮时代，火炮为前装式，装填费时，射速慢、射程近、射击精度低，还不能取代冷冰器在军队武器中的主导地位，这种情况一直延续到了一战。而一战时，战前各国的陆军都对炮兵的建设，尤其是重炮的建设情况重视不足，法军装备野战火炮4000余门，大多为75-77毫米的轻型火炮，105-155毫米的重型火炮只有300门；俄军野战火炮7000余门，但重炮仅有200余门。德军的炮兵实力最强，拥有野战火炮9000 余门，其中重型加农炮的数量也还不足火炮总数的1.5%。战争的大部分时间里仍是以直瞄射击为主。到了一战后期，随着苏军及其他各国对间瞄射击的广泛应用，炮兵的指挥方式发生了重大的变化，即采用了观察所和炮阵地分离，由观察所指挥阵地进行射击的方式（日俄战争期间(1904—1905年)
于1904年2月9日至1905年1月2日所发生的一场战役。俄军据险固守，日军先后发起了三次进攻，付出惨重代价均未能取得预定目标。日军攻战了制高点203高地，建立了炮兵观察所，指挥炮兵以准确的火力，击毁仍然停泊在旅顺港内的俄海军太平洋分舰队的残余舰只。俄军的士气一落千丈，最终迫使俄军投降）。
1918年8月的亚眠战役中有这样一段，英国远征军司令部海洛根据当面德军情况和马恩河反攻的成功经验制定了详尽的战役实施方案：“不进行预先炮火准备，以1/3 火炮直接进行徐进弹幕射击，其余火炮对敌步兵、炮兵阵地、指挥所实施压制，同时坦克引导步兵冲击……”结果德军亚眠战役惨败。从此段可以看出当时对炮兵火力的运用已经具备了现代战争炮兵作战的基本形式。
历史讲了很多，现在进入正题呵呵。射击法则主要包括简易法、精密法、成果法、优补法和弹测法（现基本已淘汰）。
射击准备的概念，火炮在射击开始前要做好侦察、测地、气象、技术、弹道等准备。最开始的火炮进行射击，由于火炮本身制造工艺、各种观测器材以及气象条件的限制，这些准备条件往往是不能达到效力射要求的，因此在压制目标前需要进行试射。这就涉及到了我要介绍的简易法决定目标开始诸元，即简易法。
简易法射击
即在简易连测的基础上，根据不完整或不精确的弹道、气象资料决定射击开始诸元的方法。它主要包括单观偏差法、夹差法、交会观察射击等，通常利用地图决定测地诸元，一般在营、连范围内实施。测地准备都是一样的，即根据侦察兵的简易连测结果或利用地图与现地对照，定目标于图上，并根据基准射向坐标方位角，分别画出观、炮的基准射向线；发现目标后可根据观目方向和观目距离，结合地图与现地对照，定目标于图上。在地图上查出目标高程，量出目标测地诸元。
下面就可以开始第一个方法单观偏差法了（简称偏差法）。偏差法试射通常由单炮行单发射，根据1发精确测定的确实结果，精确修正后即可结束试射；若观察不确实或修正不精确时，修正后再发射1发，再次修正后结束试射。试射结束后即可转为效力射对目标进行压制。下面我们以偏差法结束试射后，集火射向行效力射为例。
图一：G代表观察所，P代表阵地，M代表目标中心位置，Z代表试射炸点。当G观察到Z后，侦察兵迅速测出观察基准点（注意，一般为目标右沿/左沿，此例为右沿）后，G 将Z往左修正到目标中心点M，即那根绿箭头加它左边的红箭头（红箭头为G观察到的目标正面宽度的一半），将两个数值相加起来（带方向，即正负号）乘上距离公算偏差值（P 到M的距离上射弹距离公算偏差，查射表可得）后即得到炮阵地基准炮所要转动的方向，其他各炮加上单修后即可对目标构成集火射向。由于本人编辑图形水平有限,大家将就看一下,能明白就行。
试射第二种方法—经典的夹叉法，对越自卫反击战里用的很多，相信很多人都知道。夹叉法是在当只有一个观察所可以利用，且不能测定炸点距离偏差量时使用。该法只要能判定炸点的远、近符号即可实施，组织简单，不需要测距器材和交会观察所的保障，但所用弹药和时间一般比偏差法多。
夹叉法试射，是根据炸点的远、近符号确定距离偏差量的，其方法是依据概率论的知识建立的。发射前，由于决定诸元有误差，散步中心究竟通过什么位置是不知道的。当发射一发，获得炸点符号后（即近、远弹），虽然我们不知道炸点对目标偏差量的具体数值，或者说不知道散步中心的具体位置，但从理论上可以知道散布中心存在有一定的范围，据此算出散布中心的平均位置在什么地方，即计算出散布中心对目标距离偏差量的数学期望值（平均值），并以此作为该发炸点的距离偏差量。理论不讲多了，进入正题。
当用手工作业时，距离偏差量一般按下述规定的数值（理论计算结果的归整值）确定（视炮的不同相应有变化）：
1、当获得第一个炸点符号时，小间隔取（观炮夹角小于4—00或大于26—00）取200m；大间隔（观炮夹角4—00～～26—00）取100ｍ；采用炮目线法观察炸点时取200米。当距离公算偏差大于40米时，均增大一倍（如130J）。
上述规定的数值通常称为夹叉阔度，根据简易法决定诸元精度求得。根据当时决定诸元方法的精度、散布特征值、观炮夹角或炸点偏差大小可适当增减。
2、当获得与前一次相反的炸点符号时，简称为夹叉目标，通常应以现地夹叉目标的两发炸点构成的距离判定尺判定炸点的距离偏差量；当不能判定时，取前一次距离偏差量的
1/2，简称折半夹叉。3、当未能夹叉目标时，通常仍取前一次的距离偏差量。
小间隔射击时，将上述确定的距离偏差量改变符号，直接作为距离修正量；大间隔射击手工作业时，应根据方向、距离偏差量图解决定炸点修正量。
其试射要领也通常用单炮行单发射，当测得方向偏差量但难以判定远近弹时，导炸点于观目线。当获得炸点的远、近符号时，按有关规定修正后继续发射，若获得下述情况之一，修正后即可结束试射：能根据两次发射的炸点构成的判定尺较精确判定距离偏差时；已经夹叉目标，且夹叉阔度不大于规定值时。
若继续发射后，炸点仍未能夹叉目标或夹叉阔度大于规定值且不能判定距离偏差量时，修正后继续试射，直至满足上述结束试射的条件为止。试射中得到靠近弹、命中弹时，取原表尺结束试射。
夹叉法试射过程中，当条件有利能较精确测定炸点距离偏差量时，应及时转为偏差法试射。如炸点较靠近目标，能较精确目测判定时。同样，不能精确测定距离偏差量的偏差法，可改行夹叉法试射。
交会观察射击，应具备的条件是必须开设交会观察所，交会角通常不应小于1-00。交会观察所应尽量开设在炮目线两侧，如在炮目线同一侧时，应使两观的平均观炮夹角不大于4-00。交会角可在地图上量取，也可根据公式计算。距离修正量、方向修正量和炸目高差修正量的求法均涉及到公式，在此不再赘述。试射特点和偏差法差不多，即1发试射转效力射或两发试射后转效力射，视具体情况而定。效力射修正时，通常利用一个观察所（主观）进行观察与修正；条件允许时，也可继续利用交会观察所决定炸点修正量。该方法特别要注意明确指出观察基准点，以使两观根据同一观察基准测定方向偏差量。同时指挥员应亲自观察炸点，判定每发炸点的远近符号，以便必要时能迅速地改为夹叉法试射。
精密法射击
讲完了简易法再说精密法，大家可能看意思就明白了，肯定是比简易法好的方法，准确的说是可以直接行效力射。
精密法和简易法概念正好相对，是指在较精确的测地诸元基础上，根据完整的弹道条件和适时的气象通报计算射击条件修正量，决定射击开始诸元的方法。
该法应具备的条件是1．炮阵地坐标根据精密连测或简易连测决定；2．有完整、精确的技术准备和弹道准备，其中特别要有比较可靠的初速偏差量的资料；3．有适时可靠的炮兵气象通报；4．按规定方法和条件决定目标坐标。
精密法诸元精度较高（Ed=0.8～1%D，Ef=0-03～0-04），是直接决定效力射开始诸元的基本方法；能隐蔽我军作战意图，保持火力的突然性，不足是:需要一定的专业分队保障，组织工作较为复杂，准备时间较长。
精密法作业的基本思路是按一定的要领在目标区域内确定数个计算点，予先计算出各个计算点修正量，然后利用计算点修正量通过一定的方法求取目标修正量，求取目标的射击开始诸元。
精密法的作业步骤是
（一）确定计算距离、计算方向、装药号数
1 、确定射击正面、射击纵深
2 、确定计算方向
（1）射击区域正面不大于6-00时，通常确定一个计算方向，一般取基准射向或中间方向；
（2）射击区域正面大于6-00时，确定2～3个计算方向，计算方向尽量接近左、右极限方向，但相邻计算方向的夹角不宜大于6-00。以保证射击区域内的目标与所靠近的计算方向的夹角不大于3-00;—计算方向取整百密位数。
3 、确定计算距离
4 、选择装药号数
（二）判读气象通报，这个气象通报是不说能说滴呵呵，想知道的问当过计算兵的人就知道了。
（三）确定射击条件偏差量
（四）计算、传达射击条件修正量
（五）调制修正量图解表
（六）决定目标射击开始诸元
精密法主要就是查表和画图求取，92计算机作业的话一分钟即可搞定。
转移射利用已射击过的目标（包含已决定射击诸元的火控点），修正新目标与旧目标对炮阵地的方向差、距离差以决定新目标射击开始诸元的方法，叫转移射。
对战斗过程中临时出现的目标，需迅速开始射击而来不及用其它比较精确的方法决定诸元，且新、旧目标相距不远（一般不超过1000m）时使用。转移射的实质就是将旧目标的射击条件修正量不加改变地用于新目标。方法为：（1）量取新目标与旧目标对炮阵地的方向差和距离差；（2）把距离差换算成表尺差；（3）把表尺差、方向差加到旧目标成果诸元中即可。
（一）图解法图解法是将新目标定于图上，在图上直接量取新、旧目标的测地诸元差。1．定新目标位置于地图或射击作业器材上。2．量取新目标与旧目标对炮阵地的距离差（DD 新旧）和方向差（Df新旧）。3．换算表尺差(DBC新旧) 根据旧目标开始距离相应的高变量，把距离差换算成表尺差。4．计算方向转移量(DF) 其中计算公式里涉及到一个a（射向差修正系数），在此不做赘述。
（二）计算法由观察所来测定新、旧目标观察诸元之差，通过计算的方法获取新、旧目标的测地诸元差。1、在观察所测出新旧目标的观目距离差和方向角；2、把旧目标位置当作对新目标的射击的炸点位置；3、用单观偏差法决定炸点修正量的方法求出对新目标射击时的表尺、方向转移量。
当满足下列条件时，用转移射方法决定的目标诸元可直接作为效力射开始诸元。（1）旧目标的诸元应具有效力射诸元的精度；（2）获得旧目标射击成果或决定火控点射击开始诸元的时刻与对新目标射击时的时间间隔一般不超过2h，气象稳定时不超过4h；（3）新、旧目标相距一般不超过500m，距离差一般不宜目测决定。
成果法射击
利用射击成果决定诸元的方法，主要包括成果法和优补法。
成果法由苏军炮兵在二战时首创并得以广泛应用，其射击精度仅次于优补法。首先说个我军战例，也是对越作战的。在中越自卫反击战的老山地区作战中，炮兵第47团奉命编为步兵第119师炮兵群，在那拉山地区执行进攻战斗任务。在这次战斗中，该团对312个目标射击，其中利用射击成果决定诸元的目标有258个，占射击总目标的82.7%，以迅速准确的火力支援步兵攻占高地46个，歼敌395人，战后全团荣立集体二等功。成果法是在较精确测地诸元的基础上，利用对试射点试射的成果或对目标射击的可靠成果求出试射后修正量，以决定射击开始诸元的方法。结束射击时，被确认的平均炸点位置相应的表尺、高低、方向以及引信分划，称为射击成果。也称成果诸元。试射结束时的射角，叫成果射角，成果射角也称成果表尺。试射结束时的方向，叫成果方向。试射点的精度指标：满足以上条件的射击成果，称为可靠的射击成果。整理试射成果：成果诸元=测地诸元+试射后修正量试射后修正量=成果诸元—测地诸元成果距离是指成果高角标准条件下相应的水平距离。成果高角用表示。成果距离用表示。
成果法决定射击开始诸元的过程：(一) 求目标测地诸元(二)求目标射击条件修正量(三)决定目标射击开始诸元 => 内容太多公式不再赘述，成果法的实质就是将试射后的修正量
从射击成果中分离出来，然后换算成目标的射击条件修正量，进而决定目标的射击开始诸元。现将简易法、精密法、成果法做一简要比较：区分简易法精密法成果法测地诸元简易连测精密连测精密连测或统一的简易连测气象保障简易气象精密气象不需要求取修正量方法计算法计算法射击成果诸元精度较差较高高成果法又分为对虚设试射点（Rｘ）试射决定目标诸元和用实射试射点（Rｓ）决定目标开始诸元。
建立虚设试射点成果法的作业步骤
确定试射炮（一般为基准炮）——>确定虚设试射点的预定位置——>确定预定位置试射开始诸元——>下达指示——>组织试射1发~4发——>精确测定4发炸点——>求试射点测地猪元——>成果方向成果距离——>求取试射后修正量——>传达试射后修正量——>调表或求射击系数——>结合目标测地诸元查表或利用修正系数求修正量——>决定目标射击开始诸元
其试射要领为：单炮——1发（在R虚附近）——4发（精确测定）——结束试射
单炮——1发（不在R虚附近则修正）——1发（在R虚附近）——4发（精确测定）——结束试射
虚设试射点的预定位置通常选择在射击区域中央，高程接近射击区域平均高程便于观察炸点的位置上。
实有试射点则和虚设试射点相对，是指现地实有的地物、地形点或目标。对试射点位置的要求应做到便于观察，实有试射点应独立明显、体积小且不易消失；能保证测量精度，行夹叉法试射的实有试射点，应保证观炮夹角小于4-00；试射点高程应尽量接近射击区域平均高程。
射击区域较大时可视情选择2-3个试射点。如果仅射击区域纵深超过4km，可选择远、近2个试射点，二者测地方向差不大于2-00，测地距离差为4km，必要时可达6km。如果射击正面也超过6-00，可在侧翼不大于6-00的方向上再选择1个试射点，其测地距离概略等于远、近两试射点的中间距离。
在下列情况下可以结束试射：1、有保证最后夹叉，在相距50m的远、近表尺上各有两发以上相同的观察结果，取中数表尺结束试射。2、有保证夹叉弹，在同一表尺上，获得远、近炸点符号各有两个以上的夹叉弹，取原表尺结束试射。3、无保证夹叉弹，在同一表尺上获得3∶1或4∶1的夹叉弹向少数炸点符号方向修正1个距离公算偏差结束试射。
整理试射成果和虚设试射点差不多，成果诸元=测地诸元加试射后修正量，决定目标射击开始诸元也是一样的。
优补法
优补法是在较精确测地诸元基础上，利用计算的射击条件修正量和根据实际射击后求出的补加修正量，以决定射击考试诸元的方法。这就更复杂一些。
公式：射击开始诸元=测地诸元+射击条件修正量+补加修正量
作业步骤1、按精密法或简易法要领计算射击条件修正量，调制修正量图解表；2、获取可靠射击成果；3、整理、报告或传达试射点或可靠射击成果的补加修正量；4、决定目标补加修正量；5、决定目标优化的射击开始诸元。
前面两个步骤和成果法是一样的，后面的涉及到几个公式和几个系数，相信大家看到这也应该了解的差不多了。也不是一时半会能讲清楚的，感兴趣的肯定也不多，基本上这几大法就讲完了。
射验
弹测法现在基本上没怎么用了，倒是同样道理的射验是不能淘汰的，主要是通过实弹发射来求得同批号炮弹的初速减退量，这是很重要的。
下面就讲射验和验差射。前面说过了精密法，那么大家看了这么久看个小问题：用精密法决定射击开始诸元后立即对目标实施射击，那么此时的散布中心能否通过目标中心？
首先我们来看看精密法决定诸元的误差源有哪些，它们包括测地准备误差，决定目标位置误差，弹道准备误差，气象准备误差，技术准备误差，计算方法误差，射表误差等。其中最重要的就是弹道准备误差，而里面包含了初速偏差量误差（火炮初速偏差量误差和装药批号初速偏差量误差）和药温偏差量误差，其中的初速偏差量误差又占了60%。看到了这里大家就明白了精密法决定诸元后散布中心无法通过目标中心的。那么如何才能提高装药批号初速偏差量以及火炮初速偏差量的精度？
有三个方法：1．通过测速仪测定某一批弹药的综合初速偏差量；2．通过测量药室长度（或炮膛数据）测定火炮初速偏差量；3．通过射验或验差射分别测定装药批号初速偏差量和火炮初速偏差量；第三个方法是最常用的。
射验和验差射包括装药批号的射验、装药批号的验差射和火炮验差射。首先讲下什么是射验。射验就是一种通过实弹射击来决定某批号装药的实际初速与标准初速的绝对偏差量（装药批号初速偏差量）的方法。射验的基本原理是在精确计算不含初速偏差量的综合射击条件修正量的同时，通过射击获得当时条件下的实际射击条件修正量。将其差值DD' 除以初速偏差1.0%V。的表定修正量DDv。，就得到相应的装药批号初速偏差量DV。y。
射验的实施首先是对试射点试射，求得试射后修正量。（1）建立虚设试射点。先发射1 ～2发以温炮、稳炮，尔后再发射4发以上的弹群。（2）交会炸点或现地测量弹坑，求出各炸点的坐标和高程。（3）求出炸点群中心的位置，即虚设试射点位置，以及相应的测地诸元。（4）整理试射成果，求出成果距离和试射后距离修正量。第二步是计算射击条件距离修正量：（1）根据成果射角相应的最大弹道高在气象通报中查取气象条件；（2）根据成果距离在射表中查取各项射击条件距离修正量；（3）计算综合的射击条件距离修正量，当然其中不包含装药批号初速偏差量的修正量。第三步是计算装药批号初速偏差量DV。y 按下式计算装药批号初速偏差量：
根据成果距离查取然后就是调制射验记录表。下面说明射验的准备工作：
1、确定装药号数、射验距离和试射炮一个装药批号，一般可选择2个装药号数来进行射验。其余各号装药的初速偏差量，可用内插法法求出或直接使用经过射验的相临近的装药
号数的初速偏差量。全变装药和减变装药需分别进行射验。射距离宜在所选装药号数最大射程的1/2至3/4的范围内。试射炮应选择炮膛数据变化量小、性能良好的一门火炮担任。
2、选择射验场地和天候为使气象保障精确，射验场地应尽量避开特殊地形。试射点附近的地形要平坦、开阔和易于观察。射验宜选在气象比较稳定且风速较小的天候进行。
3、选择观察所和炮阵地单观时应有激光测距机保障，否则应开设交会观察所保障。开设交会观察所时，交会角不小于2-50。选择炮阵地时，其高程应尽量接近试射点高程。
4、测地保障对观察所、炮阵地实施精密连测。
5、气象保障应实施精密气象保障。选择气象条件比较稳定、风速不大的天候条件下进行射验。气象站宜选择在试射点与炮阵地之间且高程接近炮阵地高程的位置上。
6、组织技术、弹道和阵地准备火炮和象限仪应周密检查和归正。切实搞好阵地设置，水平放置火炮，以保持射击时的稳定性，尽量减少跳角的影响。操作时要准确，最好用象限仪赋予火炮的射角。
7、拟制射验记录表为了保存射验的所有原始资料，应事先拟制好收集所需资料的表格，以便将射击准备、气象准备、弹道准备及测定（交会）炸点或弹坑量结果填入表内。
装药批号的验差射装药批号验差射是一种通过实弹射击来求某一批号（非基本批号）装药对另一批号（通常为基本批号）装药相对初速偏差量的方法。其根本目的是求非基本批号装药的初速偏差量。
装药批号验差射的组织实施时机：1.装药批号验差射通常在基本批号装药的射验后紧接进行。2.实战需要时，炮兵营、连可结合对试射点试射或对目标射击后紧接进行。3.若专门组织装药批号验差射时，除了不需要气象保障外，其余的准备工作与射验基本相同。其实施要领是用基本批号装药射验后，立即用非基本批号装药用同一射角（方向尽可能相同）、同一装药号数发射一组不少于4发的弹群。然后求出非基本批号装药弹群中心位置及其测地距离。必要时，可求出相应的试射后距离修正量。
计算非基本批号装药相对初速偏差量
计算非基本批号装药相对初速偏差量的方法有两种情况
（1）当两试射点的高差较小时
（2）当两试射点的高差较大时
上式中DDv。Yxd表示非基本批号装药相对于基本批号装药批号的相对初速偏差量显然，当已知基本批号初速偏差量DVoy基时，则非基本批号初速偏差量DVoy非为：DVoy非= DVoy基+ DVoyxd
火炮验差射
火炮验差射是指线膛炮用射击的方法，决定营或连内非基准炮对基准炮的相对初速偏差量的方法。
火炮验差射的准备工作可参照装药批号验差射的准备工作进行，但有以下特点：1．用同一批号，且一般只选择一个常用的或中间的装药号数。2．选择试射点和炮阵地位置，有两种情况：每炮有各自的试射点，各试射点间的间隔50~100m；另一种情况是只选择一个试射点各炮尽量靠近。3．无需专门的气象保障和药温测量，但需要保证各炮药温相同。4．同一人用同一仪器检查和规正火炮。最好使用同一弹重等级的弹丸，至少每炮使用相同的弹重等级。各炮均需修正单独修正量（不包括火炮初速偏差修正量）。
火炮验差射的实施要领： 1．每炮先发射1~2发以温炮稳炮。2．当各炮有各自的试射点时，则根据同一射击口令（相同的射击开始诸元），各炮修正单独修正量后，同时发射不少于4 发的弹群，用测量弹坑的方法精确确定弹群中心位置；当各炮共有一个试射点时，先以基准炮发射，其余各炮再依次发射，用激光测距机测定或交会每发炸点，并决定出每炮的弹群中心位置。3．求出各炮的弹群中心相应的测地距离
计算火炮相对基准炮的初速偏差量：
式中：DV0Pxd——火炮（非基准炮）相对（基准炮）初速偏差量；DR非——非基准炮的弹群中心测地距离；DR基——基准炮的弹群中心测地距离；DDV0——根据基准炮相应的成果距离查取的初速偏差1.0%V0的表定修正量。
射验、装药批号验差射和火炮验差射三者之间的关系：
射验——求基本装药批号的实际初速偏差量，它与火炮初速偏差量无关；
装药批号验差射——求非基本装药批号的相对初速偏差量。非基本装药批号的实际初速偏差量要通过换算，它与火炮初速偏差量无关；
火炮验差射——求非基准炮相对基准炮的火炮初速相对偏差量，其目的是为了精确求取非基准炮的实际火炮初速偏差量，它与装药批号初速偏差量无关；
事实上它们均是以计算的不含初速偏差量的射击条件距离修正量与试射后距离修正量之差来获取基本和非基本装药的实际初速偏差量在实战或演习中有时也不必拘泥与规定，只要有同一目标所对应的计算的射击条件修正量(无初速偏差量资料)和射击成果，我们均可以求取对应装药号数的初速偏差量，只不过其精度不是很高。但当无法知道精确的装药批号初速偏差量时，这种方法应该是一种比较实用的方法。
更新射击诸元
更新射击诸元是根据变化了的射击条件，修正目标（火控点）原先射击诸元的过程。一般情况下，还必须更新已射击过的目标或试射点的成果诸元，以便利用这些射击成果用转移射或优补法来对新目标决定射击开始诸元。
更新射击诸元的时机应在1、气象资料或射击成果超过了使用时限；2、未超过使用时限，但气象发生了急剧变化；3、弹道条件（如装药批号）发生变化。特别是在效力射直前射击条件发生突变时，如果条件允许应积极实施诸元的更新。
更新射击诸元方法有两种：一是根据新、旧射击条件修正量（新旧射击条件修正量均是利用射击条件偏差量获得的）之差更新射击诸元。二是根据对试射点的新、旧射击成果差值更新射击诸元。
根据新旧射击条件修正量之差更新射击诸元
（一）获得新的气象条件时更新诸元的作业要领1、获得新的(气象条件)气象通报时，重新计算射击条件修正量；2、调制新的射击条件修正量图解表；（也可在原来的修正量图解表上进行调制）3、查取目标新的修正量；4、由公式求新、旧修正量差；(新、旧距离(方向)修正量差也可直接在修正量图解表上查取) 5、将此差值修正目标原先的射击诸元。
当根据新的气象通报时，也可利用新的射击条件修正量重新决定目标诸元，即得更新后的射击诸元。不管用哪种方法来更新诸元，均必须以更新诸元口令的形式向阵地下达口令：“阵地注意！更新诸元，M×××，表尺+（—）×，向右（左）×—××。”或者“阵地注意！更新诸元，M×××，表尺×××，J+（—）×—××。”
（二）获得新的弹道条件时更新诸元的作业要领1．计算新旧弹道条件偏差量之差；2．根据原目标的开始距离计算相应的射击条件修正量之差；3．根据原目标的开始距离相应的高变量换算表尺差。
根据对试射点的新旧射击成果差值更新射击诸元，首先求出新、旧试射后修正量之差，用此差值直接修正目标原先的射击诸元。但如果新、旧试射后距离修正量相差较大，且目、试测地距离相差较远时，应利用射击系数来求新、旧目标修正量之差，再修正目标原先的射击诸元。当有数个试射点且都重新试射时，应调制新的修正量图解表，求出新、旧目标修正量之差，修正目标原先的射击诸元。
更新诸元应该注意的问题是（一）若在射击直前气象条件突然发生急剧变化，且未获得新的气象通报，可利用地面气象条件修正量之差修正目标原先的射击诸元。（二）利用射击成果决定诸元时，为隐蔽我军企图，可在对试射点试射的同时以及对目标射击前分别进行高空气象探测（无法实施时也可行地面探测），用两次气象条件修正量之差更新射击诸元。（三）若原诸元使用了补加修正量，更新诸元应注意优化系数取值的条件是否发生变化。
单炮多发同时弹着法射击
对于易机动的目标，例如暴露步兵、无掩盖掩体内步兵等，怎样才能提高毁伤效果？
立姿步兵遇到炮火袭击时，2秒钟后就有一半就地卧倒，8秒钟后全部呈掩蔽或卧姿状态，此后炮兵效力大大降低。这就需要我们在尽可能短的时间内以数倍的密度对目标进行毁伤。
利用同一距离上的不同弹道的射弹飞行时间之差，用同一门火炮装定不同的诸元各发射一发射弹，使其同时落达同一目标的射击，称为单炮多发同时弹着法射击。
该法在不增加兵力的条件下，能使首群落达弹数达1－3倍，大大提高了炮火的突然性、猛烈性和毁伤效果，又缩短了射击持续时间，还可减少弹药消耗。主要是用于对暴露的无掩盖掩体内有生力量一类面积目标实施直接效力射。对其它目标，视情况，效力射开始也力求行单炮多发同时弹着法射击。
单炮多发应具备条件是（一）对同一射距离，相邻两弹道的射弹飞行时间差不小于最小发射间隔。（一般线膛炮不小于10秒，迫击炮不小于5秒）（二）诸元精度应保证能对目标直接效力射，一般采用精密法决定射击开始诸元，最好用自动化指挥系统保障。一般作业程式有确定射击目标、射击任务，定下行单炮多发同时弹着射击的决心和选择射击手段，选择弹道种类，决定各弹道效力射开始诸元，指挥效力射，向上级报告完成任务情况。手工作业时，应事先准备好射击开始诸元并确保诸元的精度；指挥员必须准确掌握“放”的时机；炮阵地必须在规定时间完成各次发射的瞄准、装填与发射且保证精度；还有就是必须密切观炮协同。
一般有精密法决定射击开始诸元，首先是根据目标测地距离和最小发射间隔时间，在射弹飞行时间随射距离变化图中，选择不小于最小发射间隔时间的弹道种类。在尽可能选择多条弹道的前提下，优先选择低射界的弹道和较小号装药的弹道，以利于延长火炮寿命及方便火炮的操作。
计算各弹道的射击条件要注意确定计算距离和计算方向，根据计算距离、计算方向和射击条件，直接内插求取各弹道射击条件修正量。按一般要领决定各弹道的目标射击开始诸元，根据开始距离在射表中查取射弹飞行时间，确定精确时间差。当有炮目高差时，对于某些榴弹炮要进行飞行时间差的修正：相邻两发炮弹分别是高、低射界射击时，一般是炮目高差每增加100米飞行时间差减少1秒。其它情况和炮种不修正。如果求取的射弹飞行时间差小于
最小发射间隔，则应减少同时弹着的发数或改为急促射，也可以重新选择弹道种类，继续进行作业。
该法要由经过专门训练且达到操作要求的战炮分队担任，通常选用榴弹瞬发引信，有条件装定时间（感应）引信行空炸射击。装药号数通常随选择弹道种类而定。弹药消耗量对能观察目标，以完成射击任务为止对不能观察目标，在规定的基础上，可酌情适当减少；对暴露有生力量和火器射击，可用规定的三分之一到二分之一。炮兵营行三距离射击时，各连根据番号规定的顺序变换表尺，在第一次射击的距离上行单炮多发同时弹着发射击。
当炮兵连行单炮多发同时弹着法射击时，射击口令应预先下达炮阵地，炮长应计算出本炮相应的装定诸元。
炮兵连口令样式为：“全连射击，×××号目标，暴露步兵，×号装药，表尺×××，向左×—××，间隔××秒；表尺×××，向左×—××，间隔××秒；×号装药，表尺×××，向左×—××，3发同时弹着，放！”副连长根据射击指挥员口令指挥发射。在下达第1发“预备—放”时，在“放”的同时启动秒表，当指针走到第一、第二发发射间隔时下达第2发“放”，再走到第二、第三发发射间隔时下达第3发“放”。其余依此类推。如时间允许，也可下达“预备—放”
进行单炮多发同时弹着法射击，射击顺序均由高弹道表尺向低弹道表尺依次进行。需要继续射击时，通常在行单炮多发同时弹着射击的最后表尺或中间表尺上按一般要领实施。当每炮应发射的弹数大于单炮多发同时弹着发数时，尔后可改用急促射等发射发继续射击。
跳弹射击
跳弹射击，是在一定地形条件下，选择适当的装药和引信，使射弹跳飞在空中爆炸，以杀伤敌人的射击。跳弹射击适用于对暴露的、无掩盖掩体内的和水上的有生力量及火器射击。产生跳弹的因素有地面的反作用力、射弹的存速、适当的触发时间
跳弹射击应具备的条件首先是要装定延期引信，命中角应在下述范围内对一般土质上目标，×度~×度，水稻田内目标，×度~×度，水上目标，×度~×度，命中角范围的最大值称为限定命中角（m）还有有个就是目标附近地形平坦或坡面较为等齐。选择装药时当目标附近地域的坡度一定时，能获得上述限定命中角的落角，称为限定落角（θc）。选择表定落角不大于限定落角的装药号数。
这就涉及到决定目标附近地形的坡度（g），根据坡度和限定命中角计算限定落角，根据炮目距离（留出一定的预备距离）选用表定落角不大于限定落角的较小号或中间号装药限定落角(θc)=限定命中角(m)-坡度(g)
跳弹射击试射的特点主要是用瞬发引信按着发射击要领进行，在效力射之前，再改用延期引信行全连1发齐射，以检验空中炸点数目。若空中炸点不足半数，则改用瞬发引信效力射。对目标行效力射时，如空中炸点不足半数，如继续射击应改用瞬发引信进行。
还有一个内容就是特定条件下的射击，主要包括山地射击、高海拔地区射击、夜间射击和船载炮射击，基本决定诸元方法和前面所讲的都是大同小-异的，只是因为各种不同条件的限制需要采取一些灵活变通的方法。还有一个就是对运动目标射击，个人认为这个没什么好讲的，除了拦阻射击以外，其他方法用处不大，制导弹药才是硬道理！其中涉及到主要制导炮弹如红土地的射击工作流程，就不讲了，没那么大胆子呵呵！
自行火炮射击
自行火炮遂行射击任务的基本样式为机动射击。机动射击含从行进间受领任务的立即展开射击、在阵地配置地域内数个阵地间的频繁转移射击、在运动中对可视目标的短停射击以及身管大转动方向的火力机动射击等。具备单炮自主射击能力的火炮最有利于实现机动射击
样式。火炮技术准备涉及阵地工作，咱就不说了，反正比牵引要来的复杂。还是说决定诸元的。
自行火炮射击准备和前面讲的牵引的差不多，即侦察、测地、气象、技术准备和弹道准备。但是还有几个不同的，首先一般是利用车载式指挥系统建立指挥侦察配系和通信网，第二个就是快速连测的方式，快速连测有两种，第一种即时连测即利用火炮的定位定向设备、营以下装备器材、测地分队等，在展开战斗队形同时进行快速连测。第二种是预先连测，主要就是上级或者本级保障分队要做的事情。
在这里要注意一下气象保障方式，自行火炮射击要求组织动态气象保障，当射距离大于20km时，空中气象保障半径需达30km，气象稳定时可达到50km；射距离大于30km时，气象站应适当朝炮阵地前方配置，尽量接近弹道最高点下方，实施全天候、全时段的气象保障。
自行火炮射击通常用精密法、必要时对目标直接试射决定效力射开始诸元。在新的阵地上利用旧阵地获取的射击成果时要慎重。新、旧阵地是统一简易连测的或均为精密连测，可按精密法一般要领决定效力射开始诸元。
自行火炮由于均装备有炮口测速设备，因此一般按规定组织专门测速，来不及组织测速又不允许对目标直接试射，可在首次射击过程中连续测速数发，从第3发开始，每一发都根据前几发的平均测速结果重新解算诸元，逐发提高诸元精度。当该批装药已有测速结果时可以直接利用该结果行射击任务。
火箭炮射击
火箭炮射击基本特点是火力突然猛烈、炮弹效力大，适宜对大面积目标射击，但同时也因为发射时火光冲天容易暴露阵地。
火箭炮的弹道如图所示（非制导）：
火箭炮的弹道特点：
火箭弹发射后，其速度在主动段内迅速增大，直至VK；尔后，在升弧段内，受重点、空气阻力的双重影响，速度逐渐减小；过S点后，重力虽能抵消部分空气阻力，但在重力的影响小于空气阻力的影响时，速度继续减小，直至过S点后不远的N点，重力与空气阻力的影响均等，速度达到极小值；过N点后，重力的影响大于空气阻力的影响，速度又逐渐增大。涡轮式火箭弹被动段的偏流成因与线膛炮相同，而其在主动段形成向左的定偏（大小与射角无关），二者综合结果形成偏流。射距离较小时，被动段偏流小于主动段，综合偏流偏左；随着射距离增大，被动段偏流逐渐增大，综合偏流从偏左逐渐变为偏右。而尾翼式微旋火箭弹在被动段飞行时，转速较小，又采用尾翼，基本不产生偏流；主动段飞行时，与涡轮式火箭弹相同，也产生向左的定偏。因而尾翼式微旋火箭弹在各个距离上的偏流均为向左的定偏。对于线膛炮而言，随射距离不同，其药温偏差的修正量就不一样。对于火箭炮而言，各射距离药温偏差的修正量概略相等或随射距离增大而略有减小。只要药温偏差一定，它在各射距离上的修正量就基本相等。地面风影响火箭弹在主动段的飞行。无论是横风还是纵风，对其距离和方向都有较大影响。这是因为，火箭弹在主动段正处于由低速向高速转变阶段，开始飞行时很不稳定，地面风极易引起火箭弹弹轴方向的改变，从而影响加速度方向的改变，加速度方向的微小变化，就会引起距离和方向的较大偏差，地面风对火箭弹的散布影响很大。火箭弹产生射弹散布的原因有起始扰动、动不平衡、推力偏心、阵风。为了缩小散布，对无控火箭弹，设置阵地时，应加固车轮和千斤顶底盘，防止下沉；尽量使火箭炮车各轮胎的气压保持一致，射击时，应拉紧手制动。对有控火箭弹，采用简易惯性制导，通过角度稳定系统和距离控制系统，调整引信工作时间，缩小射弹散布。
火箭炮一般采用精密法和简易法决定射击开始诸元，火箭炮一般不使用成果法决定目标开始诸元，这是因为1.火箭炮对试射点试射，容易暴露我军企图，战术上通常不允许试射；
2.根据误差分析，火箭炮利用成果法准备诸元时，精度不高，当目标与试射点距离差超过1
千米时，其精度低于精密法，在近距离上甚至低于简易法；3.射弹散布大，试射精度差；4.测定地面风误差大，严重影响诸元精度。
对于效力射，火箭炮还使用利用法决定效力射开始诸元。顺带说一下,火箭炮射击里的利用法是我军炮兵独创的,在朝鲜战争里总结的经验。火箭炮射击利用法就是在完整的弹道、技术准备和精密或简易连测的基础上，利用为其试射的线膛炮的射击成果，决定目标射击开始诸元的方法。其步骤为：
1.计算利用炮的弹道风和弹道温偏修正量。从试射后距离修正量中扣去装药批号初速偏差量、药温偏差和气压偏差的修正量；试射后方向修正量中扣去偏流修正量;
2.利用换算系数将利用炮的弹道风和弹道温偏修正量换算为火箭炮的、对应试射点成果距离前后各两公里的各点（间隔1~2公里）修正量，而后分别加上火箭炮弹药初速偏差、药温偏差、气压的修正量和系统方向偏差的修正量（随炮种不同而不同），综合成射击条件修正量，换算成测地距离后，调制修正量图解表。同时还有对目标直接试射来决定效力射诸元。
由于火箭炮散布大且容易暴露，通常不对目标直接试射，但当诸元精度很差且情况允许时，可行弹群齐射试射。其方法为指定中央连基准炮行一次弹群齐射，发射6~9发，或用各连基准炮行一次弹群齐射，各炮发射2~3发。根据弹群中心对目标的偏差量，修正后全营转为效力射。
火箭炮通常使用集火射向、一距离射击。对幅员较大的暴露有生力量射击时，按规定行适宽射向、三距离射击。连内各炮按规定确定表尺行一距离射击。
好了，这个帖子的内容已经基本上贴完了，不知道大家有没有看明白，其中很多东西由于涉及一些东西是不能说的，相信大家也能理解，作为一篇科普文章，主要就是让大家能明白射击的原理，如果有兴趣，希望大家考军校，呵呵！（全文完）
PS：以上方法均为手工作业，现在我军炮兵一般采用诸元计算器和自动化指挥系统来决定目标诸元，后两种方法实际上就是手工作业的“信息化”，手工作业至今仍要保留的原因相信大家都明白。
本文来自：https://www.wendangku.net/doc/7b11107132.html,/s/blog_53ae0b700100bbiz.html
（本文由liangl大师编写，最早发表在超级大本营论坛，我进行了少许排版编辑，很长知识）
水火箭原理与制作
同济大学科技节系列活动之第一届趣味科技竞赛——水火箭制作与发射 共青团同济大学委员会 大学生科技服务中心
一竞赛模型 图1 简易模型实物照片 二模型介绍 水火箭包括火箭体和降落伞两部分： 火箭体：主要包括火箭头舱、连接（伞）舱、动力舱、尾翼四个部分组成 降落伞：由尼龙薄膜制作而成 三材料说明 自备材料：3个1.25L 或1.5L的碳酸类饮料瓶（考虑到材料报废的问题，瓶子可适量多准备）、美化装饰材料等创意材料 主办方提供材料：专业喷嘴，尼龙薄膜（降落伞布），卡纸（尾翼），5mmKT板（可做伞仓连接件），双面胶带，502胶水，尼龙线，透明胶带等 主办方提供制作工具：美工刀，剪刀，尺等 四简要制作方法（建议方法，参赛组也可按照自己的方法进行制作） 1 火箭头舱 适量截去饮料瓶的顶部作为火箭头；按照附图1做出接口，准备与伞舱连接。
图2 火箭头舱及水火箭 2 连接（伞）舱 适量截取另一个饮料瓶的中间部分作为伞舱；以用于连接火箭头舱和动力（尾）舱，并放置降落伞。（提示：注意火箭头仓与连接（伞）仓的连接） 图3连接（伞）舱与尾翼 3 动力舱 由一个完整的1.25L或1.5L的碳酸类饮料瓶与专业喷嘴组成，喷嘴与普通瓶盖一样拧在瓶口即可。
图4 喷嘴与普通瓶盖对比 4 尾翼 参赛组自行设计。 6 降落伞 将尼龙薄膜剪成圆形，以圆心为中心在边缘选择若干对称点，用透明胶把棉线固定在选好的对称点上，棉线选择适当长度一起打结即可完成。 7 部件组合 （1）将尾翼黏在动力舱上。 （2）将伞舱套在动力舱底部粘牢。 （3）将火箭头套在伞舱上，并在火箭头上穿两根线，一根与伞舱相连，另一根与降落伞相连，以使火箭头在高空脱落时拉出降落伞。（至于降落伞具体如何打开请参赛者自行设计） 五发射方法 在动力舱内加入一定量的水，然后安装到发射架，用打气筒充气，然后按下发射架上的开关，水火箭通过动力舱内的气压将水喷出而获得向上的动力而飞出。（提示：具体发射过程在比赛现场将会有工作人员指导，动力舱的盛水量及气压直接影响发射后的滞空时间，参 赛小组需谨慎对待）
现代控制理论----综述论文-2015
2015级硕士期末论文《现代控制理论综述》 课程现代控制理论姓名 学号 专业 2016 年1 月 4 日
经典控制理论与现代控制理论的差异 现代控制理论是建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。 现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。空间技术的发展迫切要求建立新的控制原理，以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控
制问题十分复杂，采用经典控制理论难以解决。1958年，苏联科学家Л.С.庞特里亚金提出了名为极大值原理的综合控制系统的新方法。在这之前，美国学者R.贝尔曼于1954年创立了动态规划，并在1956年应用于控制过程。他们的研究成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题，并开拓了控制理论中最优控制理论这一新的领域。1960～1961年，美国学者R.E.卡尔曼和R.S.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论，因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响，把控制理论的研究范围扩大，包括了更为复杂的控制问题。几乎在同一时期内，贝尔曼、卡尔曼等人把状态空间法系统地引入控制理论中。状态空间法对揭示和认识控制系统的许多重要特性具有关键的作用。其中能控性和能观测性尤为重要，成为控制理论两个最基本的概念。到60年代初，一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼-布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法已经确立，这标志着现代控制理论的形成。 现代控制理论所包含的学科内容十分广泛，主要的方面有：线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。 线性系统理论是现代控制理论中最为基本和比较成熟的一个分支，着重于研究线性系统中状态的控制和观测问题，其基本的分析和综合方法是状态空间法。按所采用的数学工具，线性系统理论通常分成为三个学派：基于几何概念和方法的几何理论，代表人物是W.M.旺纳姆;基于抽象代数方法的代数理论，代表人物是R.E.卡尔曼；基于复变量方法的频域理论，代表人物是H.H.罗森布罗克。 非线性系统理论的分析和综合理论尚不完善。研究领域主要还限于系统的运动稳定性、双线性系统的控制和观测问题、非线性反馈问题等。更一般的非线性系统理论还有待建立。从70年代中期以来，由微分几何理论得出的某些方法对
自动控制原理论文
自动控制 摘要：综述了自动控制理论的发展情况，指出自动控制理论所经历的三个发展阶段，即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出，各种控制理论的复合能够取长补短，是控制理论的发展方向。 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论；第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论，而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点，难以建立精确的数学模型。因此，自动控制专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发，利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力，来实现对上述复杂系统的控制，这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 1自动控制理论发展概述 自动控制是指使用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人 自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。 自动控制理论是和人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心。自从19世纪M ax we ll对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来，经过20世纪初Ny qu i s t，B od e，Ha rr is，Ev ans，W ie nn er，Ni cho l s等人的杰出贡献，终于形成了经典反馈控制理论基础，并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计，但它存在着一定的局限性，即对“多输入—多输出”系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性、时变系统更
水火箭发射原理
发射原理 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。灌入三分之一的水，利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。是利用水和空气的质量之比（水的密度是空气的771倍），压力空气把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用下，水火箭快速上升，加速度、惯性滑翔在空中飞行，像导弹一样有一个飞行轨迹，最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型。 用橡皮塞紧的可乐瓶，形成一个密闭的空间．把气体打入密闭的容器内，使得容器内空气的气压增大，当超过橡皮塞与瓶口接合的最大程度时，瓶口与橡皮塞自由脱离，箭内水向后喷出，获得反作用力射出．水火箭和火箭最大的不同，在於其推进的媒介由高温空气变成水而已。在发射水火箭前会灌入空气达一定压力，由於高压会自然向低压流去，故在喷嘴被打开时，空气自然向喷嘴流去，但由于水挡在前方，故水会被空气推出火箭，而火箭也藉此获得向前的速度。 水火箭的制作 1.材料准备： 3~6个的可乐瓶、剪刀、单面刀片、木塞、球类气针、圆珠笔芯、订书机、双面胶、彩色装饰纸．桌布等轻便不透风的材质 2.制作过程： 1机翼制作。用剪刀将X光片裁成大小相同的直角梯形28块，梯形长12cm，高6cm，斜腰和长底夹角约45度。另裁4个同上规格但高为8cm，短底相连接两面重叠的梯形（用作机翼的表面）。用双面胶将7小块梯形紧密粘成一个厚的梯形，使之平直平坦，然后用一个大的双面梯形将其紧密包住并粘紧。为使机翼的厚面平整，可用剪刀或小刀修平修直，然后将机翼的厚面用绝缘胶封住。最后，将机翼两边长出的部分向外折成90度。这样，按上述方法将其余的X光片做成三个机翼。 2 机身制作。取一个健力宝瓶（瓶头弧线过度比较自然，作火箭头利于减小空气阻力）在离下端11cm处将其横截剪开,用绝缘胶将带瓶口的部分粘紧在另一个瓶子的底部，用绝缘胶在接口处多缠绕几圈以牢固。 3 气塞制作。取一个4号的软胶塞，用开洞工具在胶塞的底部正中处开一个比气门芯套筒稍小一点的平直洞，然后用小刀横切去细端约；将气门芯套筒上一个面积较大的“戒指”（五金店有卖），从软胶塞的细端往上把气门芯装好，套上一个同样的“戒指”，拧上螺丝，稍微紧就可以。最后将气塞用磨刀石磨成圆柱体，达到刚好能够完全进入可乐瓶口或稍紧一点，装上气门芯即可使用。 4 炮头制作。取一个3号软胶塞用小刀将其削尖且圆滑。 5 组装机翼。取一个健力宝瓶剪一个长比机翼长稍长的两面相通的圆柱体，然后用透明胶和绝缘胶将4个机翼4等分紧密粘好。最后，将粘好机翼的圆柱体套在水火箭的底部使其与瓶口相平（这不一定是最佳位置，可在飞行实践中上下调节寻找确定），用绝缘胶缠绕粘紧。 6 其他。为增大气塞和瓶口的接触面以增大瓶内气压，可用小刀将气塞大端削细一点并使之圆平粗糙。由于机身增长了一节做火箭头，火箭头部分较轻不平衡，可适当往里面塞纸以达到平衡。为尽可能减小空气阻力，将用软胶塞做成的炮头用502胶水在火箭头瓶口粘好。
自动控制理论发展简史
自动控制理论发展简史（经典部分） 牛顿可能是第一个关注动态系统稳定性的人。1687年，牛顿在他的《数学原理》中对围绕引力中心做圆周运动的质点进行了研究。他假设引力与质点到中心距离的q 次方成正比。牛顿发现，假设q>-3 ,则在小的扰动后，质点仍将保留在原来的圆周轨道附近运动。而当q≤-3时，质点将会偏离初始的轨道，或者按螺旋状的轨道离开中心趋向无穷远，或者将落在引力中心上。 在牛顿引力理论建立之后，天文学家曾不断努力以图证明太阳系的稳定性。特别地，拉格朗日和拉普拉斯在这一问题上做了相当的努力。1773年，24岁的拉普拉斯“证明了行星到太阳的距离在一些微小的周期变化之内是不变的”。并因此成为法国科学院副院士。虽然他的论证今天看来并不严格，但他的工作对后来李亚普诺夫的稳定性理论有很大的影响。 直到十九世纪中期，稳定性理论仍集中在对保守系统研究上。主要是天文学的问题。在出现控制系统的镇定问题后，科学家们开始考虑非保守系统的稳定性问题。 James Clerk Maxwell是第一个对反馈控制系统的稳定性进行系统分析并发表论文的人。在他1868年的论文“论调节器”(Maxwell J C.On Governors. Proc. Royal Society of London,vol.16:270-283,1868)中，导出了调节器的微分方程，并在平衡点附近进行线性化处理，指出稳定性取决于特征方程的根是否具有负的实部。Maxwell的工作开创了控制理论研究的先河。 Maxwell是一位天才的科学家，在许多方面都有极高的造诣。他同时还是物理学中电磁理论的创立人(见其论文“A dynamical theory of the electromagnetic field”，1864)。目前的研究表明，Maxwell事实上在1863年9月即已基本完成了其有关稳定性方面的研究工作。 约在1875年，Maxwell担任了剑桥Adams Prize的评奖委员。这项两年一次的奖授予在该委员会所选科学主题方面竞争的最佳论文。1877年的Adams Prize的主题是“运动的稳定性”。E.J.Routh在这项竞赛中以其跟据多项式的系数决定多项式在右半平面的根的数目的论文夺得桂冠(Routh E J.A Treatise on the Stability of Motion.London,U.K.:Macmillan,1877)。Routh的这一成果现在被称为劳斯判据。Routh工作的意义在于将当时各种有关稳定性的孤立的结论和非系统的结果统一起来，开始建立有关动态稳定性的系统理论。 Edward John Routh 1831年1月20日出生在加拿大的魁北克。他父亲是一位在Waterloo服役的英国军官。Routh 11岁那年回到英国，在de Morgan指导下学习数学。在剑桥学习的毕业考试中，他获得第一名。并得到了“Senior Wrangler”的荣誉称号。（Clerk Maxwell排在了第二位。尽管Clerk Maxwell当时被称为最聪明的人。）毕业后Routh开始从事私人数学教师的工作。从1855年到1888年Routh教了600多名学生，其中有27位获得“Senior Wrangler”称号，建立了无可匹敌的业绩。Routh于1907年6月7日去世，享年76岁。 Routh之后大约二十年，1895年，瑞士数学家A. Hurwitz在不了解Routh工作的情况下，独立给出了跟据多项式的系数决定多项式的根是否都具有负实部的另一种方法(Hurwitz A. On the conditions under which an equation has only roots with negative real parts. Mathematische Annelen,vol.46:273-284,1895)。Hurwitz的条件同Routh的条件在本质上是一致的。因此这一稳定性判据现在也被称为Routh-Hurwitz稳定性判据。 1892年，俄罗斯伟大的数学力学家A.M.Lyapunov（1857.5.25-1918.11.3）发表了其具有深远历史意义的博士论文“运动稳定性的一般问题”(The General Problem of the Stability of Motion,1892)。在这一论文中，他提出了为当今学术界广为应用且影响巨大的李亚普诺夫方法，也即李亚普诺夫第二方法或李亚普诺夫直接方法。这一方法不仅可用于线性系统而且可用于非线性时变系统的分析与设计。已成为当今自动控制理论课程讲授的主要内容之一。 Lyapunov是一位天才的数学家。他是一位天文学家的儿子。曾从师于大数学家P.L.Chebyshev(车比晓夫)，和A.A.Markov(马尔可夫)是同校同学（李比马低两级），并同他们始终保持着良好的关系。他们共同在概率论方面做出过杰出的成绩。在概率论中我们可以看到关于矩的马尔可夫不等式、车比晓夫不等式和李亚普诺夫不等式。李还在相当一般的条件下证明? 在控制系统稳定性的代数理论建立之后，1928年至1945年以美国AT&T公司Bell实验室(Bell Labs)的科学家们为核心，又建立了控制系统分析与设计的频域方法。
火箭的发射原理
火箭的发射原理 航空和航天 航空和航天是当今人类认识和改造自然过程中最活跃，最有影响力，也最有发展前途的科学和技术领域，是人类文明高度发展的重要标志， 也是衡量一个国家科学和技术水平，以及综合实力的重要标志。 航空 航空是指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。航空活动的范围主要限于离地面30公里的大气层内。在大气层中航行的飞行器 （航空器），只要克服自身的重力就能升空。比空气轻的航空器，如气球、飞艇，用空气静力升空；比空气重的航空器，如飞机、直升机， 则要利用空气动力才能升空，风筝也是利用空气动力升空的一种最原始的航空器。可见，航空离不开地球的大气圈，也摆脱不了地球的引力 作用。 航天 航天是指载人或不载人的飞行器在太空的航行活动，也叫做空间飞行或宇宙航行。航天包括：环绕地球的运行、飞往月球或其它星球的航行 （包括环绕某一天体运行、从其近旁飞过或在其上着陆）、行星际空间的航行及飞出太阳系的航行。可见，航天活动的范围要比航空活动的 范围大得多。一类在太阳系内的航行活动叫做航天；一类，在太阳系以外的航行活动叫做航宇。 航天不同于航空，航天要在极高真空的太空以类似于自然天体的运行规律飞行。因此，航天首先，必须有不依赖空气，且具有巨大推力的运 载工具——火箭。 火箭的概念和原理 火箭是一种依靠火箭发动机喷射工作介质产生的反作用力推动前进的飞行器。 火箭的飞行原理是它借助了物体的反作用力，就像一只充足气体的气球，当我们把它从手中放开后，气球内的气体便顺着气球的气嘴喷出， 同时气球向前冲去。因自身携带氧化剂，用不着像飞机那样依靠大气中的氧，所以火箭可以飞出大气层，在真空条件下飞行。 火箭的三大系统 运载火箭是将人造卫星、宇宙飞船、空间站和宇宙探测器等航天器送入太空的运载工具，是人类一切航天活动的基础。它主要包括三大 系统：动力系统、结构系统和控制系统。 动力系统即火箭发动机系统，是火箭的动力装置，堪称火箭的心脏。它依靠推进剂在燃烧室内燃烧，形成高温高压燃气，通过喷管高速 排出后产生反作用力推动火箭前进。火箭发动机按使用推进剂的类别分为液体火箭发动机、固体火箭发动机、固液混合式火箭发动机三种。 结构系统通常称为箭体结构，它是火箭的躯体，用于连接火箭所有结构部段，使之成为一整体，具有良好的空气动力外形和飞行性能。 控制系统是火箭的大脑和神经中枢。火箭发射后的级间分离、俯仰偏航、发动机关机与启动、轨道修正和星箭分离等一系列动作，都依 靠控制系统完成。 推进剂——发动机的“食粮” 火箭发动机使用的燃料称为推进剂，堪称火箭发动机的“食粮”。目前，各国研制的运载火
自动控制理论的发展及其应用综述
自动控制理论的发展及其应用综述 黄佳彬 3120101224 20世纪40年代，控制论这门学科开始发展，其标志为维纳于1948年出版了自动控制学科史上的名著《控制论，或动物和机器的控制和通信》（Cybernetics，or control and communication in the animal and machine）。控制论思想的提出为现代科学研究提供了新的思想和方法，同时书中的一些新颖的思想和观点吸引了无数学者，令其在自己研究的领域引进控制论。随着研究队伍的庞大，控制论形成了多个分支，其中主要的几个分支有生物控制论，工程控制论，军事控制论，社会、经济控制论，自然控制论。这里我们主要对工程控制论进行研究。 1.自动控制理论的发展 工程控制论的概念最早由钱学森引入，当时有两种控制理论思想，一种基于时间域微分方程，另一种基于系统的频率特性。这两种思想即为经典控制理论，主要研究的是单输入-单输出的控制系统，同时利用分析法与实验验证法这两种方法对某个控制系统进行数学建模，由此可以获得系统各元部件之间的信号传递关系的形象表示。 由于经典控制理论的建立基于传递函数和频率特性，是对系统的外部描述。同时经典控制理论主要研究单输入单输出系统，无法解决现实工程应用中多输入多输出系统的问题，而且经典控制理论只对线性时不变系统进行讨论，存在不少的局限性，由此，现代控制理论逐渐发展起来。 现代控制理论是从线性代数的理论研究上得来的，本质是“时域法”，即基于状态空间模型在时域对系统进行分析和设计，并且引入“状态”这一概念，用“状态变量”和“状态方程”描述系统，以此来反应系统的内在本质和特性。现代控制理论研究的内容主要有三方面：多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论，这些研究从理论上解决了许多复杂的系统控制问题，但是随着发展，实际生产系统的规模越来越大，控制对象、控制器、控制任务和目的也更为复杂，导致现代控制理论的成果并未有在实际中很好的应用。 智能控制的概念最早是在20世纪70年代由傅京孙教授提出，这一概念最早是为解决经典控制理论和现代控制理论在实际应用上面临的问题而寻求的新出路，也是人工智能与自动控制交叉的产物。1977年，美国学者Saridis在原本的
2020-2021中考物理凸透镜成像的规律附答案
一、初中物理凸透镜成像的规律 1．用三块凸透镜做成像实验，在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，得到的实验结果如下：透镜甲成放大、倒立、实像；透镜乙成缩小、倒立、实像；透镜丙成放大、正立、虚像。由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为（ ） A ．f f f >>甲乙丙 B ．f f f >>丙甲乙 C ．f f f <<甲乙丙 D ．f f f <<乙丙甲 【答案】B 【解析】 【详解】 在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，说明物距u 相等，甲透镜成放大、倒立的实像，说明2f u f 甲甲＞＞，所以2u u f 甲＞＞ ；乙透镜成缩小、倒立的实像，说明2u f 乙＞，所以2 u f 乙＜；丙透镜成放大、正立的虚像，说明f u 丙＞；所以，f f f 甲乙丙＞＞。 故选B 。 2．物体放在凸透镜的主光轴上，在距透镜40cm 处的光屏上得到一个倒立、放大的像，则该透镜的焦距可能是 A ．40cm B ．30cm C ．20cm D ．10cm 【答案】D 【解析】 在凸透镜成像时，得到的实像都可以用光屏承接，所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像；即2f ＞U ＞f ，v ＞2f ； 而透镜到光屏的距离为像距，即v=40cm ，所以，40cm ＞2f ，解得：20cm ＞f ，只有D 选项符合条件．故选D ． 思路分析：在凸透镜成像时，得到的实像都可以用光屏承接，而虚像则不可以，所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像．而凸透镜成倒立、放大的实像时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于2倍焦距，从而可以计算出该透镜的焦距． 试题点评：本题通过凸透镜成像情况，根据物距和焦距、像距和焦距的关系解不等式确定凸透镜的焦距范围．因此解答此题要求学生应具备一定的学科综合能力．需要注意的是透镜到光屏的距离为像距． 3．如图是用来研 究凸透镜成像规律的实验装置示意图,当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像． 若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm 处，则（ ）
水火箭活动方案
水火箭的制作与发射实践活动 一、水火箭简介： 水火箭又称气压式喷水火箭、水气推进火箭。是利用废弃的碳酸饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼的火箭。瓶内注入一部分水，在瓶口塞上一个装有自行车内胎气门嘴芯的橡皮塞，利用高压打气筒充入空气到达一定的压力后橡皮塞爆发，瓶内水和气迅速喷出，在反作用下发射升空，推动箭体冲向空中。 活动具有以下特点： 1、材料易得，废物利用； 2、制作简单，发射简便，每个中学学生均可操作； 3、趣味性强，一般可发射十几米高或数十米远； 4、安全性好，寓教于乐，蕴含一定的创造性和趣味性； 二、活动目标： 1、使学生初步了解火箭发射的有关科学知识，懂得水火箭的原理，了解火箭发射的历史； 2、通过水火箭制作与发射实践活动，让学生体验整个设计制作过程，培养学生的团队合作，科学探究意识及认真细致、敢于创新、一丝不苟的科学态度，培养学生热爱科学、热爱航天的兴趣，激励他们以科技创新报国的精神。 3、为了提高火箭发射高度，让学生学分析优化设计方案，提高试验效果的科学工作方法，逐步提高学生的创造能力； 4、提高同学们的动手、动脑能力和培养积极探索、勇于创新的精神。 三、活动准备： 1、教师准备： ①一个完整的水火箭模型。 ②带气门嘴、气门芯的橡皮塞，课前由教师制作。方法是：在橡皮塞的正中心，用手电钻按自行车门嘴的筒管的直径大小，钻一个小孔，把气门嘴固定在橡皮塞上。 ③观看视频资料，了解有关火箭发射的历史资料，了解火箭发射的原理（可以是网上查找），由学生负责整理和汇报收集到的资料。
④让八年级六班学生尝试制作、发射一下，记录大致的体会，并把尝试制作与发射中所遇到的问题带进课堂，尝试制作的模型也带进课堂。 ⑤时间安排：（2015年上期第14周物理实践时间和第15周物理实践时间）。 2、场地： 做水火箭——多媒体教室，科技活动室； 发射场地——学校操场; 3、器材： 发射架(铁架台代替)雪碧瓶透明胶带电工胶带 塑料垫板(做尾翼) 剪刀带气门嘴、气门芯的橡皮塞 高压打气筒自来水及水桶 4、制作方法： 1．取一个雪碧瓶，去掉底部的一部分，留下上半锥体部分备用； 2．再取一个雪碧瓶，将备用的锥体套在其底部，用胶布粘牢； 3．剪一个塑料垫板，制成圆锥体，套在备用的圆锥体瓶上，用胶布粘牢；取两个雪碧瓶，截取它们的中部，将它们压平后剪出尾翼的形状，将尾翼与瓶体粘牢，安装要对称、牢固； 4．用手电钻在橡皮塞正中钻一个洞，刚好将气门嘴装进去；对组装好的水火箭进行调试后，装进适量的水，塞上橡皮塞，打气直到发射。 四、活动过程： 1、以神舟九号升天视频资料导入教学，导出设计活动课题。 2学生（有相机的带相机），收集整理、反馈信息、资料。 3、老师示范，并作简要讲解，有的问题可与学生共同讨论得出解决方案。 4、发射时橡皮塞塞得越紧，瓶内充的气体越多，发射越高。因此要用力将皮塞塞进瓶口，并用活动板手把螺帽拧紧，使塞与瓶口接触面增大，靠得更紧。 5、瓶内注水约在1/3左右，可多次实验来决定。瓶内的大气压大约在4～5个大气压。超过5个大气压瓶体容易破裂。 五、水火箭制作与发射试验： 1、两个同学为一组做水火箭，突出设计成分，增加外观设计要求：符合“水火箭”项目基本要求，注重创新与创意，能体现火箭发展前瞻性，设计风格鲜明，色彩搭配合理，工艺制作精美等。 2、通过水火箭的多次发射实验探究，找出提高水火箭发射距离的要素是什么？
自动控制理论发展概况
自动控制理论发展概况 ——航 自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下利用机械以及程序进行的工程生产以及生活应用，于是在此需求下就形成了一种系统，称之为自动控制系统，这是一类力求以尽可能少的人类干预实现尽可能多的自动监视、检测、调节和控制作用以达到预期技术要求的人造系统。而为了更好地让人们学习和应用这个系统，则派生了一门学科，即自动控制理论，研究这类系统的构思、设计、性能、分析，乃至实施和运行的原理和技术。 自动控制理论已经经过了漫长的发展，关于自动控制的历史，早在古代，我国勤劳的劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对控制以及反馈概念的深刻理解以及直观认识，发明了许多蕴含着深刻控自动控制技术的工具。 如果要深入追溯自动控制技术的发展历史，那么早在两千年前中国就有了自动控制技术的萌芽。例如，两千年前我国发明的指南车，就是一种开环自动调节系统。它利用差速齿轮原理，利用齿轮传动系统，根据车轮的转动，由车上木人指示方向。不论车子转向何方，木人的手始终指向南方，“车虽回运而手常指南”。这是最早的自动化控制应用，也是自动化技术的萌芽阶段。 经典控制理论的发展阶段。 后来到18世纪，欧洲开始了轰轰烈烈的工业革命，工业迅速发展，这段时间让人们认识到机械运作在工业工程上的巨大便利以及其极高的效率。1788年瓦特为了控制蒸汽机的速度而发明了离心式调速器，又称瓦特调速器或飞球调速器。这是一个闭环控制系统，也是一个反馈调节系统，这一发明为经典控制理论的发展拉开了序幕。 控制理论发展的初期，主要是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制。于是在工业革命的时期，自动控制技术有一个非常良好的发展环境，在20世纪形成了比较完整的自动控制理论体系，即经典控制理论。 经典控制理论的分析方法为复数域方法，以传递函数作为系统数学模型，可通过试验方法建立数学模型，物理概念清晰，得到广泛的工程应用。但是只适应
氢火箭、氢氧火箭、火箭升空、火箭发射--科技馆展品深化方案-上海惯量自动化有限公司
氢火箭/氢氧火箭/火箭升空/火箭发射--科技馆展品展项方案 展项概要 本展项是氢火箭发射装置。 参与者使用手摇发电机产生电流进行电解水，电解水产生的氢气和氧气混合释放于封闭空间；触碰火花塞产生电火花，引爆混合气体，从而推动火箭上升。 科学原理 1火箭在太空中连续飞行的原理： 在大气层中，可以根据牛顿的作用和反作用理论来解释火箭的飞行，即，火箭向后喷射气体，气体将空气向后推动，空气将使火箭飞行相同的反作用力推动火箭。当火箭喷射时，相当于向气体施加反向推力。根据牛顿定律，喷射出的气体将通过火箭上的作用点使火箭产生反作用力，从而使火箭向前飞行。科技馆展品制作生产源头工厂-上海惯量自动化有限公司提示大家这个物理过程与空气无关，因此即使在没有空气的宇宙中，火箭仍然会高速飞行。 2火箭模型飞行原理： 介绍使用氢爆炸推力由火箭模型生成的火箭推力的结构。电解水：直流电将水（H2O）电解产生氢和氧的过程称为电解水。当电流通过水（H2O）时，通过在阴极还原水形成氢气（H2），通过在阳极氧化水形成氧气（O2）。产生的氢气量约为氧气的两倍。电解水是下一代氢燃料制备方法，可代替蒸汽重整以产生氢。 表现形式 机电互动 操作方式 1.参与者使用手摇发电机产生电流，用它进行电解水 2.按下发射按钮，产生电火花引爆混合气体推动火箭发射
上海惯量自动化有限公司是一家依托于完善的工业生产流水线及领先的机械自动化技术水平、专注于科教展品定制化设计生产的专业化设备制作公司，主要专业生产省市地县区科技馆展品、科普器材，校园、社区科普馆和科学探究实验室的教学仪器、用具。产品质量过硬，多次受到有关领导、专家、教授的好评与赞赏，一次性通过验收。产品经过不断地创新、改进完善，它将以更卓越的性能、优异的品质、高档次的配置及操作简单、功能齐全、优惠的价格和其良好的售后服务质量奉献给广大客户。 公司占地面积数千平，拥有剪板机、切割机、激光雕刻机、折弯机、刨床、冲床、钻铣床、数控车床、木工推台锯、木工雕刻机、打包设备等，形成完善的工业化生产流水线；公司拥有喷漆喷塑车间及设备，通过国家环保部门
水火箭的飞行原理
一、水火箭的飛行原理 水火箭的飛行原理與一般能發射人造衛星，使之環繞地球旋轉的火箭，和飛離地球前往月球所使用的火箭，以及為了探測火星、金星的狀況而發射載有觀測儀的火箭是一樣的，只是動力不同而已。 現在，就讓我們來看看有關火箭的飛行原理和構造吧! 1.火箭的飛行原理： （作用力與反作用力定力也就是牛頓第三運 動定律） 子彈發射時，槍會向後座彈，這是因為子彈 發射出去產生的力，反作用於槍的本身，使槍 往後座彈的緣故。 如果將機槍裝載在平台車上，連續擊發子 彈，平台車就會往後移動。 這個時候的槍可以比作火箭引擎，子彈可比 作燃料燃燒所得的氣體，平台車則可比作火箭; 也就是說火箭飛行和槍擊發子彈的原理相同。 火箭的內部和周圍的壓力差變成它的推 力，也就是由引擎內燃料燃燒所生成的高壓氣 體，經由噴嘴加速噴出。這可以用一般氣球舉 例來加以說明。 如右下圖所示，當氣球一經吹脹，球內的壓 力較它外面周圍的壓力高。然而，這時的氣球 僅僅不過吹脹而已，它輕飄飄的，尚無法飛 起。 這時打開氣球的吹氣口。內部的高壓空氣-- 下子就放出，產生一股衝力，使得氣球會向敬 氣的反方向飛射出去。 而火箭就是運用氣球飛射的原理持續飛 行，它的引擎被設計為盡可能長時間地製造出 高壓氣噴出高壓氣體，通過噴嘴放出去 ，使它
能飛得更高更遠。 為了盡可能長時間產生高壓氣體，火箭就必須 儲存大量的燃料。 因此，當火箭和其他交通工其所儲存的燃料 重量比例作一比較時，即可發現汽車、柴油車 等所儲存的燃料並不多，但飛機、火箭等就儲 存了相當多的燃料;而火箭所儲存的燃料接近 其總重量的90%，所以可以說它的內部構造 大部分是儲存燃料的容器。 水火箭的飛行原 理與上面所說的一 樣，只是其動力來源 是打氣筒打入的高 壓氣體將內部的水 快速噴出產生的。接 著來介紹水火箭的 發射程序運用原理。 二、水火箭發射程序與運用原理： 1﹑加水→依據動量守恆(牛頓第三運動定律)，可增加反作用力。 因為保特瓶容納的空氣有限，在噴氣嘴打開的瞬間，空氣一下就衝出來了，以致水火箭所獲得的動量變化小(或反作用力小)，飛行的速度及距離就小。而加入水後，壓縮空氣將水向外推，當水流高速向外衝出時，水火箭所獲得的動量變化就很大(反作用力增加)，也就能推動水火箭向上升空。 2﹑打氣→增加壓力艙內的氣壓，以便快速將水排出。 單位面積中所受空氣的作用力稱為壓力。P＝F/A ；P：壓力F：作用力 A：面積 故壓力愈大，所產生的作用力也愈大，反作用力也愈大。 3﹑發射→作用力與反作用力(牛頓第三運動定律) 牛頓第三運動定律：如果以一力推（拉）一物體時，該物體會以相等大小的力推（拉）施力者。 1.灌得飽飽兒的氣球，裡頭充滿了空氣。 2.把吹氣口鬆開，空氣就會從吹氣口咻咻咻的跑出來。
火箭发展史
火箭发展史 一、简介 火箭是以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，既可在大气中，又可在外层空间飞行。火箭在飞行过程中随着火箭推进剂的消耗，其质量不断减小，是变质量飞行体。现代火箭可用作快速远距离运送工具，如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具，以及其他飞行器的助推器等。如用于投送作战用的战斗部(弹头)，便构成火箭武器。其中可以制导的称为导弹，无制导的称为火箭弹。 二、火箭发展史
大家知道中国是火药的故乡，也是火箭的祖先。中国人发明火箭这样一个事实已经被世界所公认。中国早在三国时期就开始使用火箭，不过当时这个火箭还不是采用喷气推进的，而是在箭杆上绑上柴草、棉布。浇上油，点燃用弓箭射出去。到了唐朝末年和宋朝初年的时候，这个时候火药替代了早期的易燃物，就成为了真正利用喷气推进的火箭。当时火箭用于战争，就是这个，左边带着箭头就是飞枪剑，右边这个带了一个刀，就叫飞刀剑。宋朝的时候出现了很多烟花爆竹，这些爆竹也是喷气的原始火箭。明朝时期的毛元仪在他的著作里面就记载了30多种火箭的基本原理和结构，像其中有飞火飞天、火龙出水等。中国是从明朝开始发射火箭的，大明史嘉靖年间，万户进行最早的火箭升空试验，成为现代载人飞行先驱，现在月球和火星均有以其名字命名的环形山。全世界最早的宇航员,他那次升天中壮烈殉职。最后在189米高空中爆炸。启动装置为36筒火箭，外置安全带和座椅,4个气球,这是人类历史上最震撼的场面！可以这样说古代火箭的基本结构和原理，为现代火箭的设计和制造提供了宝贵的经验。 现代火箭诞生自罗伯特·高达德将超音速的喷嘴装上液态燃料火箭引擎燃烧室。这种喷嘴将燃烧室中的热气体转成较冷的极超音速喷射气体，使推进力增加超过二倍，且巨幅地增加了效率。
自动控制理论发展历程及趋势
自动控制理论发展历程及趋势 王民雄 西南大学工程技术学院自动化1班学号:222009322072054 摘要：本文讨论了“自动控制理论”的发展历程。描述了不同种控制理论的具体内容。通过掌握经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制系统理论知识理论框架，进而加深对“自动控制理论”认知以及发展趋势的大致了解。 关键字: 自动控制理论发展历程趋势 1 导言 自动控制经过数十年世界范围的发展，极大地提高了劳动生产率和产品质量，推动了现代工农业的巨大发展。这些年，自动控制理论在各领域都有着极广泛的应用。本文旨在对自动控制理论的发展及趋势进行纲领性分析和探讨，加深对自动控制理论的了解与进一步认识。 2 自动控制理论的发展 自动控制理论是自动控制科学的核心。根据控制理论的理论基础及所能解决的问题的难易程度，我们把控制理论大体的分为了三个不同的阶段。这种阶段性的发展过程是由简单到复杂、由量变到质变的辩证发展过程。 一、经典控制论阶段（20世纪50年代末期以前） 经典控制理论，是以传递函数为基础，在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论。 1、控制系统的特点 是以输入输出特性（主要是传递函数）为系统数学模型，采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法，分析系统性能和设计控制装置。 2、研究对象 是单输入、单输出的自动控制系统，特别是线性定常系统。 3、控制思路 基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想，运用频率特性分析法、
根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法，解决稳定性问题。 4、理论简介 经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性（见过渡过程、频率响应）、控制系统的设计原理和校正方法（见控制系统校正方法）。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论（见非线性系统理论）三个部分。早期，这种控制理论常被称为自动调节原理，随着以状态空间法为基础和以最优控制理论为特征的现代控制理论的形成（在1960年前后），开始广为使用现在的名称。 5、发展过程 1. 萌芽阶段:早在古代，劳动人民就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈概念的直观认识，发明了许多闪烁控制理论智慧火花的杰作。如我国北宋时代（公元1086～1089年）苏颂和韩公廉利用天衡装置制造的水运仪象台,就是一个按负反馈原理构成的闭环非线性自动控制系统。 2. 起步阶段:随着科学技术与工业生产的发展，到十七、十八世纪,自动控制 技术逐渐应用到现代工业中。1681年法国物理学家、发明家巴本(D. Papin)发明了用做安全调节装置的锅炉压力调节器；1765年俄国人普尔佐诺夫(I. Polzunov) 发明了蒸汽锅炉水位调节器等； 1788年，英国人瓦特(J. Watt)在他发明的蒸汽机上使用了离心调速器，解决了蒸汽机的速度控制问题，引起了人们对控制技术的重视。 3.发展阶段:1932年美国物理学家奈奎斯特(H. Nyquist)提出了频域内研究系统 的频率响应法，建立了以频率特性为基础的稳定性判据，为具有高质量的动态品质和静态准确度的军用控制系统提供了所需的分析工具。随后，伯德(H.W. Bode)和尼科尔斯(N.B. Nichols)在1930年代末和1940年代初进一步将频率响应法加以发展,形成了经典控制理论的频域分析法。 4. 标志阶段:以传递函数作为描述系统的数学模型,以时域分析法、根轨迹法和 频域分析法为主要分析设计工具,构成了经典控制理论的基本框架。到20世纪50年代,经典控制理论发展到相当成熟的地步，形成了相对完整的理论体系，为指
物理学原理应用之水火箭
物理学原理应用之水火箭 设施102 武长飞1040440231 水火箭概述 水火箭是一个利用质量比和气压作用而设计的玩具， 同时是物理教学中著名的案例之一，其中蕴含的物 理原理是了解物理中力学的重要的基础。 水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，是利用废弃的饮料瓶制作成动力舱、箭体、箭头、尾翼。灌入三分之一的水（水是水火箭的燃料），利用打气筒充入空气到达一定的压力后发射。是利用水和空气的质量之比（水的密度是空气的771倍），压力空气把水从火箭尾部的喷嘴向后高速喷出，在反作用下，水火箭以急快的速度快速上升，靠惯性在空中滑翔飞行，像导弹一样有一个飞行轨迹，最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型。 水火箭起源于日本夷山的划艇俱乐部成员，他们乐于进行野外活动。于某日，他们看见用宝特瓶向翻覆的加拿大游挺发射救生索的场面，逐而诞生了用水喷射宝特瓶的构想。 原理 加水：水火箭加入水量的多少直接决定水火箭的射程。动量P=mv，在释放空气时，火箭中的水在气体放尽时也刚好放完是最佳情况。这时，火箭获得的的动量最大（速度也最大）。 发射：水火箭发射时利用牛顿第三定律，力的作用是相互的。火箭中
的气体释放压力，作用在水上，水在瞬间喷出，火箭获得一个极大的反冲力，瞬间“飞出”。利用压强P=F\S，喷水口的面积S一定，要想使箭获得更大的反冲力（速度），就要使火箭中的压力足够大，即要充入更多的空气，这就利用了PV=nRT，n越大，p 越大。 飞行：火箭飞出后利用自身的惯性飞行（牛顿第一定律）；火箭飞出时的速度是斜向上的，在重力的作用下，火箭的飞行轨迹是抛物线（斜抛运动），这就是“弹道飞行”。（运动学原理）同时，由于摩擦，火箭还受到空气阻力的作用，使得火箭的速度不断减小。上升到一定高度后，火箭的竖直方向速度减小至0，火箭开始降落，依然呈“抛物线”型。 总之，水火箭利用的物理学原理有：动量P=mv及动量守恒定律，PV=nRT，牛顿运动定律（第一第二第三），运动学公式等，是经典力学非常典型的应用。 火箭的优化 ●火箭中水和空气的比例要适当； ●发射时火箭要与地面有一定的夹角，最好是45度(原理见后面)； ●由于惯性与质量有关，在保证其他条件的前提下，尽量增加火箭的质量,这样还可以减小飞行中的阻力； ●火箭头要做成尖的，同时火箭身要做成流线型，这样不但能减小空气阻力，还能提高火箭的稳定性； ●除了上述条件外，火箭还要有发射架和尾翼,这样可以控制飞行轨迹,提高稳定性;
凸透镜成像的动态规律
探究凸透镜成像的规律 教学目标： 1.知道凸透镜成各种像的条件； 2.组织学生进行图解，探究凸透镜成像的动态规律； 3.培养学生的交流与合作意识，养成科学的探究态度。 教学重点：凸透镜成像的动态规律。 教学难点：凸透镜成像规律的描述。 课型/课时：新授课 /一课时 教学过程设计： 【创设情境新课引入】 [演示] 当物体逐渐远离凸透镜时，物体所成的像会发生怎么样的变化？ 物体所成的像发生了变化，有正立的，也有倒立的，有放大的，也有缩小的。 [问题] 凸透镜成各种不同的像时，应该满足什么条件呢？让我们通过光路图来探究一下。在画图之前，先复习几个名词： 物距（u）：物体到透镜光心的距离。 像距（ν）：物体的像到透镜光心的距离。 实像：能在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而成的。 虚像：人眼能观察到，却不能在光屏上呈现的像。 【合作交流解读探究】 [猜一猜] 物体经过凸透镜成像时有那些规律？
[分组实验] 1)多媒体展示图片，让学生自己动手根据三条特殊的光线画出所成 的像。 2)分别让学生画u＞2f、u＝2f、f＜u＜2f、u＝f、u＜f的成像光路 图。注意观察，像的大小、正倒、虚实是如何随物距的变化而变 [想一想] 物距、像距、像的变化有什么规律？ 对于实像：物距减小时，像距增大，像也变大；物距增大时，像距减小，像也变小。 对于虚像：物距减小时，像距减小，像也变小。 [结论] 物体通过凸透镜成像的性质与凸透镜的焦距有关，并随物距的变化而改变。二倍焦距分大小，一倍焦距定虚实。
【应用迁移巩固提高】 1.在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，某同学先把凸透镜固 定在光具座上，然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，无论他怎么移动光屏，都不能呈现出烛焰的像，则原因可能是：。 [解析] 1、能否成像；2、成像，但不在光屏上；3、成虚像，光屏接收不到。[答案] 1)蜡烛到透镜的距离小于焦距； 2)蜡烛在凸透镜的焦点上； 3)烛焰、凸透镜的光心、光屏的中心不在同一条直线上。 2.某班同学照集体相时，摄像师发现有些人没有进入镜头，假使同 学不动，应将（A） A.照相机向后移并缩短暗箱 B.照相机向前移并缩短暗箱 C.照相机向后移并拉长暗箱 D.照相机向前移并拉长暗箱 3.做实验时，屏上出现清晰的烛焰的像，正好一直苍蝇落在了凸透 镜上，光屏上将（D ） A.出现苍蝇放大的像 B.出现苍蝇等大的像 C.不出现苍蝇的像，但屏幕上有一黑点 D.不出现苍蝇的像，烛焰的像比原来的暗 [解析] 苍蝇距透镜的距离小于透镜的焦距，只能成虚像，且像与苍蝇在透镜的同一侧，不会呈现在光屏上，但是苍蝇挡住了一部分光线，所以烛焰的像比原来暗。 【知识拓展】凸透镜的应用 凸透镜的主要应用——成像，改变光路。