Python方式实现简易弹道计算机

男娘i 2024-03-22 22:33 57阅读 0赞

**1** **问题**

本周无意间刷到了德国豹2A5坦克的火控介绍，想自己编写一个不考虑空气阻力以及测风影响的简易弹道计算机（大口径火炮）。

**2** **方法**

![80a9f2ec49cf73565e3dbb45fbb243fc.png][]![a0617cb8d52b8f194506943739c648ad.png][]由高中物理知识了解到，炮弹出膛之后基本就是抛物线列个抛物线方程就好了;

![9a735b9b281a7ed7cdfc3ab22295d5a6.png][]![be0b2fd690458b19a18c84f973516bcc.png][]  
![328be9ea1a1b83596a4aa1d3b20a821c.png][]

![6d6e646bd6b7fa0bacbbcc69da194a59.png][]

百度得火炮的弹道方程：

其中，ρ为空气密度，v为速度，A是以弹径为基准的横截面积，CD 为阻力系数，范围在0到2之间，当速度低于300m/s时为常量，这里设0.4。

在11000m以下，空气密度的经验公式为：

设ρ0=1.29kg/m3，T0=10℃=283K，令y为炮弹所在高度，则;

![be2921a32860a390158f0ecf3764952a.png][]

![2d078468574d86e963d2218682e77330.png][]所以阻力加速度为：

记为a=C(y)v2则其运动方程为：

![979b5485b8dc63d47a4597dcf1dd8d3c.png][]

以45度发射炮弹，得到的弹道曲线为：

![8efbcc793ce2ad5ac9a285b2c7888a55.png][]

以85°角发射炮弹，得到的弹道曲线为：

![dcb9d37c0a4924e2d72f69f3d2b72900.png][]

以70°角发射炮弹，得到的弹道曲线为：

![1a5da59ba7592aa73c943659e72fdc0c.png][]

以55°角发射炮弹，得到的弹道曲线为：

![119561d8d80a1bc3e2bf74ec8e1af15b.png][]

通过实验、实践等证明提出的方法是有效的，是能够解决开头提出的问题。

代码清单 1

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt dt = 0.001 def C(y,T0): &nbsp; &nbsp;return 1.63764/10000*(1-0.00649*y/T0)**4.25588 def pathway(v0,theta,T0): &nbsp; &nbsp;x,y = 0,0 &nbsp; &nbsp;xs,ys = [],[] &nbsp; &nbsp;vx = v0*np.cos(theta) &nbsp; &nbsp;vy = v0*np.sin(theta) &nbsp; &nbsp;while(y&gt;=0): &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;xs.append(x) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;ys.append(y) &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;vx -= (C(y,T0)*vx**2)*dt &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;vy -= (C(y,T0)*vy**2+9.81)*dt &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;x += vx*dt &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;y += vy*dt &nbsp; &nbsp;return xs,ys if __name__ == "__main__": &nbsp; &nbsp;xs,ys = pathway(196,np.pi/4,283) &nbsp; &nbsp;plt.plot(xs,ys) &nbsp; &nbsp;plt.show()</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

**3** **结语**

针对制作简易的弹道计算机问题，提出该方法，通过计算不同角度得到的抛物线实验，证明该方法是有效的，本文的方法未考虑战场的复杂环境及其时间复杂度，未来可以继续向函数中加入提前量计算器、横风矫正以及不同炮弹对应的风阻系数等。

[80a9f2ec49cf73565e3dbb45fbb243fc.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/80a9f2ec49cf73565e3dbb45fbb243fc.png
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