Среда20 сентября
Образование

Что такое баллистическая траектория?

12 сентября 2017

С древних времен человечество старалось добиться победы в столкновении с противником на максимально возможной дистанции, чтобы не губить собственных воинов. Пращи, луки, арбалеты, потом ружья, теперь ракеты, снаряды и бомбы - все они нуждаются в точном расчете баллистической траектории. И если у старинной военной «техники» отследить точку попадания можно было визуально, что позволяло учиться и в следующий раз стрелять точнее, то в современном мире точка назначения обычно удалена настолько, что разглядеть ее без дополнительных приборов просто невозможно.

Что такое баллистическая траектория

Это путь, который преодолевает какой-либо объект. У него должна быть определенная начальная скорость. На него воздействует сопротивление воздуха и сила притяжения, что исключает возможность движения по прямой линии. Даже в космосе такая траектория будет искажаться под влиянием гравитации различных объектов, хоть и не так значительно, как на нашей планете. Если не учитывать сопротивление воздушных масс, то больше всего такой процесс перемещения будет напоминать эллипс.

Другой вариант – гипербола. И лишь в некоторых случаях это будет парабола или окружность (при достижении второй и первой космической скорости соответственно). В большинстве случаев такие расчеты проводятся для ракет. Они, как правило, летают в верхних слоях атмосферы, где влияние воздуха минимально. Как следствие, чаще всего баллистическая траектория все же напоминает именно эллипс. В зависимости от многих факторов, таких как скорость движения, масса, тип атмосферы, температура, вращение планеты и так далее, отдельные части пути могут принимать самые разнообразные формы.

баллистическая траектория

Расчет баллистической траектории

Для того чтобы понять, куда именно упадет выпущенное тело, применяют дифференциальные уравнения и метод численного интегрирования. Уравнение баллистической траектории зависит от многих переменных, но существует и некий универсальный вариант, который не дает нужной точности, но вполне достаточен для примера.

y=x-tgѲ0-gx2/2V02-Cos2Ѳ0, где:

  • y – это максимальная высота над поверхностью земли.
  • Х – дистанция от точки старта до момента, когда тело доберется до высшей точки.
  • Ѳ0 – угол бросания.
  • V0 – начальная скорость.

Благодаря указанной формуле появляется возможность описать баллистическую траекторию полета в безвоздушном пространстве. Получится она в форме параболы, что характерно для большинства вариантов свободного движения в подобных условиях и при наличии гравитации. Можно выделить следующие характерные особенности такой траектории:

  • Самый оптимальный угол возвышения для максимальной дистанции – 45 градусов.
  • Объект имеет одинаковую скорость движения как во время старта, так и в момент приземления.
  • Угол броска идентичен углу, под которым произойдет падение.
  • Объект долетает до вершины траектории за точно такое же время, за которое потом упадет вниз.

В подавляющем большинстве расчетов подобного рода принято пренебрегать сопротивлением воздушных масс и некоторых других факторов. Если их учитывать, то формула выйдет слишком уж сложной, а погрешность не так велика, чтобы значительно влиять на эффективность попадания.

баллистическая траектория полета

Отличия от настильной

Под таким названием понимают другой вариант пути объекта. Настильная и баллистическая траектория – это несколько разные понятия, хотя общий принцип у них одинаков. Фактически такой вид движения подразумевает максимально возможное перемещение в горизонтальной плоскости. И на всем протяжении пути объект сохраняет достаточное ускорение. Баллистический вариант движения необходим для перемещения на большие дистанции. Например, настильная траектория наиболее важна для пули. Она должна лететь достаточно прямо максимально долго и пробивать все, что попадется у нее на пути. С другой стороны, ракета или снаряд из пушки наносят максимум разрушений именно в конце движения, так как набирают максимально возможную скорость. В промежутке своего движения они не столь сокрушительны.

расчет баллистической траектории

Использование в современности

Баллистическая траектория чаще всего применяется в военной сфере. Ракеты, снаряды, пули и так далее - все они летают далеко, и для точного выстрела нужно учитывать множество переменных. Кроме того, космическая программа также основана на баллистике. Без нее точно запустить ракету так, чтобы она в конечном итоге не упала на землю, а совершила несколько витков вокруг планеты (или вообще оторвалась от нее и отправилась дальше в космос), невозможно. В целом практически все, что умеет летать (вне зависимости от того, каким способом это делает), так или иначе связано с баллистической траекторией.

настильная и баллистическая траектория

Заключение

Умение рассчитать все элементы и запустить какой-либо объект в нужное место – крайне важно в современности. Даже если не брать вооруженные силы, которые традиционно нуждаются в таких возможностях больше всех остальных, останется еще много вполне гражданских применений.

Источник: fb.ru
Похожие материалы
Колесная база - это что такое в автомобиле? Автомобили
Колесная база - это что такое в автомобиле?

В автомобиле есть множество технических параметров – объем двигателя, вместительность багажника, клиренс. Также одним из параметров является колесная база. Новички часто задаются вопросом – что это такое, и зачем эта база нужна? Сегодня мы попытаемся ответить на этот вопрос.ХарактеристикаИтак, начнем с самого определения. Колес...

Что такое тосол и для чего он нужен? Автомобили
Что такое тосол и для чего он нужен?

Системы отопления и охлаждения двигателя автомобилей работают за счет циркуляции специальной жидкости в системе. Она по своим свойствам похожа на воду. Жидкость при постоянной циркуляции забирает лишнее тепло от двигателя и транспортирует его к радиатору. Здесь это тепло отдается в атмосферу. Эта жидкость – тосол. Появилась она 50 лет назад. Давайте...

Что такое дизель? Принцип работы, устройство и технические характеристики дизельного двигателя Автомобили
Что такое дизель? Принцип работы, устройство и технические характеристики дизельного двигателя

Дизельные двигатели весьма распространены на легковых автомобилях. Многие модели имеют хотя бы один вариант в моторной гамме. И это без учета грузовиков, автобусов и строительной техники, где их применяют повсеместно. Далее рассмотрено, что такое дизель, конструкция, принцип работы, особенности.ОпределениеДанный агрегат представляет собой ...

Common Rail - что это такое? Принцип работы Автомобили
Common Rail - что это такое? Принцип работы

В последние годы все больше автомобилистов предпочитают использовать дизельные автомобили. Ранее такие моторы устанавливались лишь на коммерческую технику. Однако сейчас они активно используются и на легковых авто, особенно в странах Европы. Наверняка каждый из нас слышал о такой системе, как Common Rail. Что это такое и как она устроена, рассмотрим в наш...

Что такое ШРУС трипоидный? Автомобили
Что такое ШРУС трипоидный?

ШРУС, или шарнир равных угловых скоростей, – это механизм, с помощью которого обеспечивается передача крутящего момента от системы трансмиссии на колеса. При этом тяга передается на ведущие управляемые колеса без потерь в мощности. Механизм позволяет обеспечивать повороты до 70 градусов.Существует несколько типов ШРУСов, которые применяются в...

Что такое стартер редукторный? Как выбрать стартер редукторный? Автомобили
Что такое стартер редукторный? Как выбрать стартер редукторный?

Современный двигатель может самостоятельно работать только при определенной частоте вращения коленчатого вала. Процесс внутреннего сгорания невозможно начать без внешнего воздействия на механизм. Поэтому непосредственно для запуска двигателя используют стартеры.История примененияЭлектрические стартеры применялись далеко не сразу, хотя в на...

Система курсовой устойчивости - что это такое? Установка и работа системы курсовой устойчивости Автомобили
Система курсовой устойчивости - что это такое? Установка и работа системы курсовой устойчивости

В современных автомобилях имеется множество различных систем, которые предназначены для улучшения безопасности на дороге. Одна из них – это ESP, или система курсовой устойчивости. Что это такое, знает далеко не каждый водитель. Давайте разберемся, что скрывается под этими буквами и какие преимущества этот комплекс дает водителю автомобиля. Читаем!

Что такое тахограф в автомобиле и каковы правила его установки? Автомобили
Что такое тахограф в автомобиле и каковы правила его установки?

Тахограф для многих автолюбителей является загадочным и непонятным устройством, во многом - из-за его специфического предназначения. Хотя достаточно большое количество водителей мирятся с его присутствием, а некоторым оно очень помогает. Поэтому важно разобраться, что такое тахограф в автомобиле. Итак, давайте рассмотрим этот вопрос.Характеристика...

Гидрокомпенсатор - что это такое? Принцип работы гидрокомпенсатора Автомобили
Гидрокомпенсатор - что это такое? Принцип работы гидрокомпенсатора

В ДВС, которые создавались на заре развития автопрома, проблемы, связанные с тепловыми зазорами, которые увеличивались из-за процессов износа клапанов, решали при помощи регулировочного механизма. Автомеханики, которые обладали соответствующими знаниями, каждые 15 000 км выполняли настройку. А если износ клапанов больше, вскрывали ГБЦ и регулировали клапа...

Что такое обгон и что считать нарушением ПДД? Автомобили
Что такое обгон и что считать нарушением ПДД?

Обгон – безусловно, самый опасный из маневров, которые водитель может осуществить во время движения на транспортном средстве. Несмотря на простоту этого понятия, далеко не все водители понимают его смысл. Давайте разберемся, что такое обгон и как его выполнять, чтобы никто не пострадал! Начнем с терминологии.Что такое обгон и чем он отличает...