压力中心（Center of Pressure）

本文作者：天疆说
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定义

压力中心（Center of Pressure, CP）是空气动力合力的作用点，简称压心，记为 $O_{c,p}$ 。由于飞行器的轴对称性，压心位于飞行器纵轴上。压心的位置取决于飞行器的外形和飞行状态（攻角、马赫数等），一般情况下压心与质心（重心）不重合。

将作用在压心上的空气动力合力 $\mathbf{R}$ 平移到质心 $O_{c,g}$ 上，根据力的平移原理，需附加一个力矩——稳定力矩 $\mathbf{M}_{st}$ ：

\mathbf{M}_{st} = \mathbf{R} \times (x_p - x_g)\mathbf{x}_1^0

其中 $x_p$ 、 $x_g$ 分别为压心和质心到火箭头部尖端的距离。

压心位置通常用压心系数 $x_{cp}$ 表示：

x_{cp} = \frac{x_p}{l_k}

其中 $l_k$ 为参考长度。压心系数通过风洞试验或 CFD 计算确定，随马赫数和攻角变化。

压心位置是飞行器气动布局设计的关键参数。对于弹道导弹和运载火箭，需要保证压心在质心之后以实现静稳定飞行；对于需要机动飞行的飞行器，可通过控制面偏转改变压心位置。在地月空间任务的再入段，压心位置决定了再入飞行器的配平攻角和升阻比。