彈道靶

氣動實驗模型在靜止氣體中自由飛行的空氣動力學地面實驗設備，由靶室、模型發射器和測試儀器組成(見圖)。靶室是一密封系統，可加壓，作高雷諾數實驗；也可抽空以模擬80千米高度下的地球大氣環境；還可控制靶室內的氣體成分，以模擬其他星球的環境。模型由發射器加速到所需的速度後進入靶室，在慣性力和空氣動力作用下飛行。沿模型飛行方向設置陰影照相和計時系統，以測定模型飛經各測量站的空間坐標和所對應的時間，用以求解描述模型運動的飛行力學方程組，得出模型的氣動力參數，其中，以阻力係數、恢復力矩係數和阻尼導數的測量精度較高。20世紀70年代的道靶模型發射器能把底部直徑25毫米的圓錐氣動實驗模型加速到 7.3千米／秒的出口速度。彈道靶能同時模擬飛行器在稠密大氣中飛行的高雷諾數、高馬赫數、高焓值的氣體動力學環境。彈道靶還用於研究高速飛行體流場的高溫氣體輻射特性、電磁波特性、邊界層和尾流特性，以及再入飛行器熱防護材料的燒蝕情況。例如，用碳基、硅基材料製成的模型以6千米／秒速度在300米長靶室內飛行，其駐點燒蝕後退量可達0.5～1.5毫米。20世紀60年代末，激光技術的發展，使模型外觀變化的動態測量誤差小於0.05毫米，從而使彈道靶中的熱防護材料燒蝕實驗得以實現。70年代初，彈道靶又被用於進行塵埃場、雨場、冰場、雪場中侵蝕和燒蝕相互影響的實驗。彈道靶用於燒蝕、侵蝕實驗時，可以從發射器出口開始安裝軌道，以限制模型側向運動，這樣，就使對照相機物距和景深的要求降低，從而得到更高的測量精度。安裝軌道還便於布置侵蝕場和在軌道末端安裝回收系統回收模型進行分析。彈道靶還可以和激波風洞(見風洞)組合使用，稱為逆向流設備。它通過同步控制，在激波風洞流場建立的瞬時，使彈道靶模型剛好在此流場中逆氣流飛行，並完成數據的採集。這種設備的馬赫數比單用激波風洞或彈道靶的馬赫數高得多。