反蛙人杀伤弹水中弹道模型与仿真*

孟庆操，杨 光

（海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018）

0 引言

水下战斗蛙人自诞生以来的出色表现和不凡战绩，促使各国海军越来越重视反蛙人作战。为此，在大型舰艇上都装有反蛙人武器，利用反蛙人火箭炮发射反蛙人杀伤弹。杀伤弹靠火箭助推飞离炮口，入水一定深度起爆战斗部来杀伤蛙人。

杀伤弹飞离炮口后运动空间包括大气和海水两种不同介质［1］，故其外弹道分为空中弹道和水中弹道。反蛙人杀伤弹作为特种弹，空中弹道与常规火箭弹的空中弹道计算方法基本相同，有成熟的理论解法［2-3］；而水中弹道具有其特殊性，国内外公开的资料较少，为了掌握其水中的运动规律及特性，正确使用反蛙人武器，有必要对杀伤弹水中弹道进行深入分析和研究。

1 水中弹道模型

杀伤弹的水中弹道是研究弹质心在水中运动的规律及特征，它是空中弹道的延续，空中弹道的落点诸元就是水中弹道的起始诸元，海平面就是空中弹道和水中弹道的分界面［4］。

1.1 基本假设

杀伤弹在水中的运动，相当于一个自由刚体的空间运动，具有6个自由度，要确定它的运动规律，需要6个微分方程：3个描述弹质心运动方程；3个描述弹体绕质心转动方程。为了使问题简化，一是略去绕质心转动的影响，将杀伤弹当作质心的平面运动问题来研究；二是认为流体阻力、重力和浮力均作用于弹的质量中心上，这样就可以将杀伤弹看作是与其具有相同质量，且排水中心与质心相重合的一个质点运动。……