Что такое баллистическая траектория
баллистическая траектория
баллисти́ческая траекто́рия траектория движения летательного аппарата, авиационной бомбы, баллистической ракеты или другого объекта при отсутствии тяги, управляющих сил и моментов и аэродинамической подъёмной силы. Например, траектория полёта самолёта с выключенными двигателями в верхних слоях атмосферы, когда подъёмная сила пренебрежимо мала по сравнению с его весом, практически является баллистической.
Смотреть что такое «баллистическая траектория» в других словарях:
Баллистическая траектория — траектория движения летательного аппарата, авиационной бомбы, баллистической ракеты или другие объекта при отсутствии тяги, управляющих сил и моментов и аэродинамической подъёмной силы. Например, траектория полёта самолёта с выключенными… … Энциклопедия техники
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ — БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ, траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Ракета, движущаяся по баллистической траектории после выключения двигателей, называется баллистической … Современная энциклопедия
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ — траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Траекторию движения такого тела в атмосфере при равном или близком к нулю отношении подъемной силы к аэродинамическому сопротивлению также называют баллистической… … Большой Энциклопедический словарь
Баллистическая траектория — БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ, траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Ракета, движущаяся по баллистической траектории после выключения двигателей, называется баллистической. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
баллистическая траектория — траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Траекторию движения такого тела в атмосфере при равном или близком к нулю отношении подъёмной силы к аэродинамическому сопротивлению также называют баллистической… … Энциклопедический словарь
баллистическая траектория — balistinė trajektorija statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Trajektorija, kuria skrieja kūnas po to, kai baigėsi varomoji jėga ir kūną veikia tik traukos jėga ir aerodinaminis pasipriešinimas. atitikmenys: angl. ballistic trajectory rus.… … Artilerijos terminų žodynas
баллистическая траектория — balistinė trajektorija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ballistic trajectory vok. ballistische Flugbahn, f rus. баллистическая траектория, f pranc. trajectoire balistique, f … Fizikos terminų žodynas
баллистическая траектория — balistinė trajektorija statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Laisvojo skrydžio trajektorija; tokia trajektorija, kuria po paleidimo, šūvio ar metimo skrieja raketa, lekia artilerijos sviedinys (mina, kulka, rankinė granata) … Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ — траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Траекторию движения такого тела в атмосфере при равном или близком к нулю отношении подъёмной силы к аэродинамич. сопротивлению также наз. Б. т … Естествознание. Энциклопедический словарь
баллистическая траектория — баллистическая траектория траектория движения летательного аппарата, авиационной бомбы, баллистической ракеты или другого объекта при отсутствии тяги, управляющих сил и моментов и аэродинамической подъёмной силы. Например, траектория… … Энциклопедия «Авиация»
Что такое баллистическая траектория
Содержание статьи
Особенности движения тел, в том числе и снарядов, после того, как на них прекращает действовать сила извне, изучает такая наука, как внешняя баллистика. Специалисты этой области составляют разного рода схемы и таблицы, разрабатывая оптимальные варианты для стрельбы.
Баллистическая траектория
На передвигающийся по определенным координатам объект, как известно, действуют следующие силы:
То есть прямолинейным движение, к примеру, пули или снаряда быть в любом случае не может. Та траектория, по которой перемещаются такие объекты после запуска и называется баллистической. Выглядеть этот путь может, как парабола, окружность, гипербола или эллипс.
Первые две разновидности траекторий достигаются соответственно при 2-ой и первой космических скоростях. Вычисления для перемещения по таким траекториям специалисты проводят для баллистических ракет.
Если тело движется в результате работы какого-либо устройства, баллистической его траектория считаться не может. В данном случае она относится к динамической или авиационной. К примеру, самолет по баллистической траектории будет лететь только в том случае, если его пилот выключит двигатели.
Баллистические ракеты межконтинентальные
Такие ракеты перемещаются по особой баллистической траектории. Сначала они движутся вертикально вверх. Так происходит на протяжении небольшого промежутка времени. Далее система управления разворачивает объект в сторону цели.
Конструкцию МБР имеют многоступенчатую. Благодаря этому, такая ракета может долететь даже до мишени, расположенной в другом полушарии Земли. После выгорания топлива использованная ступень МБР отделяется, и в ту же секунду подключается следующая. При достижении определенных высоты и скорости ракета этой разновидности устремляется к земле, к намеченной цели.
Участки баллистического движения
Траектории перемещения пуль, ракет или снарядов можно условно поделить на:
Свойства траектории
Под воздействием силы тяжести и атмосферного сопротивления скорость запущенного объекта начинает постепенно снижаться. В результате падает и высота его полета. Траектории движения выпущенных тел делят в основном на три типа:
В первом случае при неодинаковых траекториях дальность полета тела остается неизменной. Если в траектории угол возвышения превысит угол наибольшей дальности — путь будет называться навесным, в противном случае — настильным.
Как выполняется расчет: упрощенная формула
Для того чтобы определить, где именно на земле взорвется ракета, специалисты производят расчеты с использованием методики интегрирования и дифференциальных уравнений. Подобные вычисления обычно отличаются сложностью и дают максимально точные результаты попадания.
Иногда для расчетов баллистической траектории ракет может использоваться и упрощенная методика. Воздух на границе атмосферы, как известно, разреженный. А поэтому его сопротивление для баллистических ракет иногда может не учитываться. Выглядит упрощенная формула расчета баллистической траектории следующим образом:
x — расстояние от точки вылета до вершины пути, y — вершина траектории, v0 — скорость при запуске, Ѳ0 — угол запуска. Путь объекта в данном случае представляет собой параболу. Называется такая траектория вакуумной.
Если сопротивления воздуха при полете баллистической ракеты будет учтено, формулы получатся очень сложными. Выполнять же такие длительные расчеты зачастую бывает нецелесообразным, поскольку погрешность, возникающая из-за влияния атмосферы в разреженном воздухе, незначительна и особой роли не играет.
Более сложные методы расчетов
Помимо вакуумной, при выполнении разного рода вычислений специалисты могут определять траектории:
В первом случае, помимо силы тяжести, учитываются:
С использованием этой более сложной методики может описываться, к примеру, траектория движения артиллерийских снарядов.
Управляемые снаряды
Если объект является еще и управляемым, расчеты становятся еще более сложными. В данном случае к формулам движения твердого тела добавляются, помимо всего прочего, уравнения наведения.
Это позволяет подкорректировать траекторию в случае, к примеру, изменения тяги, поворота руля и пр. То есть постепенно уменьшить отклонение пути движения объекта от расчетного.
Цель выполнения вычислений
Доставка снаряда к мишени после проведения расчетов осуществляется обычно в два приема:
В процессе прицеливания определяются точные координаты мишени, такие, к примеру, как азимут, дальность и возвышение. Если цель динамична, ее координаты вычисляются с учетом движения выпускаемого снаряда.
Также подобного рода вычисления могут производиться и в космонавтике. Расчеты околоземных и межпланетных траекторий, с учетом движения Земли и цели, к примеру, Луны или Марса, при запуске космических аппаратов осуществляются, конечно же, только на компьютерах с использованием разного рода сложных программ.
Баллистическая траектория
Смотреть что такое «Баллистическая траектория» в других словарях:
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ — БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ, траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Ракета, движущаяся по баллистической траектории после выключения двигателей, называется баллистической … Современная энциклопедия
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ — траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Траекторию движения такого тела в атмосфере при равном или близком к нулю отношении подъемной силы к аэродинамическому сопротивлению также называют баллистической… … Большой Энциклопедический словарь
Баллистическая траектория — БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ, траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Ракета, движущаяся по баллистической траектории после выключения двигателей, называется баллистической. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
баллистическая траектория — траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Траекторию движения такого тела в атмосфере при равном или близком к нулю отношении подъёмной силы к аэродинамическому сопротивлению также называют баллистической… … Энциклопедический словарь
баллистическая траектория — balistinė trajektorija statusas T sritis Gynyba apibrėžtis Trajektorija, kuria skrieja kūnas po to, kai baigėsi varomoji jėga ir kūną veikia tik traukos jėga ir aerodinaminis pasipriešinimas. atitikmenys: angl. ballistic trajectory rus.… … Artilerijos terminų žodynas
баллистическая траектория — balistinė trajektorija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ballistic trajectory vok. ballistische Flugbahn, f rus. баллистическая траектория, f pranc. trajectoire balistique, f … Fizikos terminų žodynas
баллистическая траектория — balistinė trajektorija statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Laisvojo skrydžio trajektorija; tokia trajektorija, kuria po paleidimo, šūvio ar metimo skrieja raketa, lekia artilerijos sviedinys (mina, kulka, rankinė granata) … Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ТРАЕКТОРИЯ — траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести. Траекторию движения такого тела в атмосфере при равном или близком к нулю отношении подъёмной силы к аэродинамич. сопротивлению также наз. Б. т … Естествознание. Энциклопедический словарь
баллистическая траектория — баллистическая траектория траектория движения летательного аппарата, авиационной бомбы, баллистической ракеты или другого объекта при отсутствии тяги, управляющих сил и моментов и аэродинамической подъёмной силы. Например, траектория… … Энциклопедия «Авиация»
баллистическая траектория — баллистическая траектория траектория движения летательного аппарата, авиационной бомбы, баллистической ракеты или другого объекта при отсутствии тяги, управляющих сил и моментов и аэродинамической подъёмной силы. Например, траектория… … Энциклопедия «Авиация»
Что такое баллистическая траектория ракеты, пули?
Путь движения тела (например, бомбы, ракеты, летательного аппарата), в котором отсутствует тяга либо управляющая сила и момент, называется баллистической траекторией. Если механизм, приводящий в действие объект, остается рабочим на протяжении всего времени передвижения – он относится к ряду авиационных либо динамических. Траекторию самолета во время полета с выключенными двигателями на большой высоте также можно назвать баллистической.
На объект, который передвигается по заданным координатам, действует лишь механизм, приводящий тело в действие, силы сопротивления и тяжести. Набор таких факторов исключает появление возможности к прямолинейному движению. Данное правило работает даже в космосе.
Тело описывает траекторию, которая подобна эллипсу, гиперболе, параболе либо окружности. Последние два варианта достигаются при второй и первой космических скоростях. Расчеты для движения по параболе или окружности проводятся для определения траектории баллистической ракеты.
Учитывая все параметры при запуске и полете (массу, скорость, температуру и т. д.), выделяют следующие особенности траектории:
Свойства траектории и практические значения
Движение тела после прекращения влияния на него движущей силы изучает внешняя баллистика. Данная наука предоставляет расчеты, таблицы, шкалы, прицелы и вырабатывает оптимальные варианты для стрельбы. Баллистическая траектория пули – это кривая линия, которую описывает центр тяжести объекта, находящегося в полете.
Так как на тело влияют сила тяжести и сопротивления, путь, который описывает пуля (снаряд), образует форму кривой линии. Под действием приведенных сил скорость и высота объекта постепенно снижается. Различают несколько траекторий: настильную, навесную и сопряженную.
Первая достигается при использовании угла возвышения, который является меньшим, нежели угол наибольшей дальности. Если при разных траекториях дальность полета остается одинаковой – такую траекторию можно назвать сопряженной. В случае, когда угол возвышения больше, чем угол наибольшей дальности, путь приобретает название навесного.
Траектория баллистического движения объекта (пули, снаряда) состоит из точек и участков:
Ракеты: особенности запуска и движения
Различают управляемые и неуправляемые баллистические ракеты. На формирование траектории также влияют внешние и наружные факторы (силы сопротивления, трения, вес, температура, требуемая дальность полета и т.д).
Общий путь запущенного тела можно описать следующими этапами:
Запуск ракеты и формирование кривой передвижения
Кривая передвижения ракеты состоит из трех частей: периода запуска, свободного полета и повторного входа в земную атмосферу.
Боевые снаряды запускаются с фиксированной точки переносных установок, а также транспортных средств (судов, субмарин). Приведение в полет продолжается от десятых тысячных секунд до нескольких минут. Свободное падение составляет наибольшую часть траектории полета баллистической ракеты.
Преимуществами запуска такого приспособления являются:
В теории путь передвижения снаряда – это явление из общей теории физики, раздела динамики твердых тел в движении. Относительно данных объектов рассматривается передвижение центра масс и движение вокруг него. Первое относится к характеристике объекта, совершающего полет, второе – к устойчивости и управлению.
Так как тело имеет программные траектории для совершения полета, расчет баллистической траектории ракеты определяется физическими и динамическими расчетами.
Современные разработки в баллистике
Разработки в оборонном ракетостроении не стоят на месте. Ученные занимаются модернизацией квазибаллистической ракеты. Последняя представлена как объект, имеющий низкий путь в атмосфере, но при этом резко изменяющий направление и диапазон.
Баллистическая траектория такой ракеты не влияет на скорость: даже на предельно низкой высоте объект передвигается быстрее, нежели обычный. Например, разработка РФ «Искандер» летит на сверхзвуковой скорости – от 2100 до 2600 м/с при массе 4 кг 615 г, круизы ракеты передвигают боеголовку весом до 800 кг. При полете маневрирует и уклоняется от противоракетной обороны.
Межконтинентальное оружие: теория управления и составляющие
Многоступенчатые баллистические ракеты носят название межконтинентальных. Такое название появилось неспроста: из-за большой дальности полета становится возможным перебросить груз на другой конец Земли. Основным боевым веществом (зарядом), в основном, является атомное либо термоядерное вещество. Последнее размещается в передней части снаряда.
Далее в конструкции устанавливается система управления, двигатели и баки с топливом. Габариты и масса зависят от требуемой дальности полета: чем больше расстояние, тем выше стартовый вес и габариты конструкции.
Баллистическую траекторию полета МБР отличают от траектории иных ракет по высоте. Многоступенчатая ракета проходит процесс запуска, затем на протяжении нескольких секунд движется вверх под прямым углом. Системой управления обеспечивается направления орудия в сторону цели. Первая ступень привода ракеты после полного выгорания самостоятельно отделяется, в этот же момент запускается следующая. При достижении заданной скорости и высоты полета ракета начинает стремительно двигаться вниз к цели. Скорость полета к объекту назначения достигает 25 тыс. км/ч.
Мировые разработки ракет специального назначения
Около 20 лет назад в ходе модернизации одного из ракетных комплексов средней дальности был принят проект противокорабельных баллистических ракет. Такая конструкция размещается на автономной пусковой платформе. Вес снаряда составляет 15 тонн, а дальность пуска – почти 1,5 км.
Траектория баллистической ракеты для уничтожения кораблей не поддается для быстрых расчетов, поэтому предугадать действия противника и устранить данное орудие невозможно.
Такая разработка имеет преимущества:
Характеристики боевых комплексов отечественной оборонной промышленности
Модификации приведенной ракетной установки можно использовать и в мирных целях.
Среди твердотопливных ракет особенно мощной считается «РТ-23 УТТХ». Такое приспособление базируется автономно (мобильно). В стационарной станции-прототипе («15Ж60») стартовая тяга выше на 0,3, в сравнении с мобильной версией.
Запуск ракет, который проводится непосредственно со станций сложно нейтрализовать, ведь количество снарядов может достигать 92 единиц.
Ракетные комплексы и установки заграничной оборонной промышленности
Высота баллистической траектории ракеты американского комплекса «Минитмен-3» не особо отличается от характеристик полета отечественных изобретений.
Другое изобретение американцев – «Пискипер». Он также мог обеспечить точное попадание в цель благодаря наивыгоднейшей траектории баллистического движения. Специалисты утверждают, что боевые возможности приведенного комплекса почти в 8 раз выше, нежели у «Минитмена». Боевое дежурство «Пискипера» составляло 30 секунд.
Полет снаряда и движение в атмосфере
Из раздела динамики известно влияние плотности воздуха на скорость передвижения любого тела в различных слоях атмосферы. Функция последнего параметра учитывает зависимость плотности непосредственно от высоты полета и выражается в зависимости:
где у – высота полета снаряда (м).
Расчет параметров, а также траектории межконтинентальной баллистической ракеты можно производить с помощью специальных программ на ЭВМ. Последние приведут ведомости, а также данные о высоте полета, скорости и ускорении, продолжительности каждого этапа.
Экспериментальная часть подтверждает расчетные характеристики, и доказывает, что на скорость оказывает влияние форма снаряда (чем лучше обтекаемость, тем выше скорость).
К группе наземных относятся баллистические, крылатые и зенитные ракеты. К авиационным – самолеты-снаряды, АБР и управляемые снаряды воздушного боя.
Основной характеристикой расчета баллистической траектории движения является высота (несколько тысяч километров над слоем атмосферы). При заданном уровне над уровнем Земли снаряды достигают высоких скоростей и создают огромные сложности для их выявления и нейтрализации ПРО.
Известными БР, которые рассчитаны на среднюю дальность полета, являются: «Титан», «Тор», «Юпитер», «Атлас» и др.
Баллистическая траектория ракеты, которая запускается из точки и попадает по заданным координатам, имеет форму эллипса. Размер и протяженность дуги зависит от начальных параметров: скорости, угла запуска, массы. Если скорость снаряда приравнивается к первой космической (8 км/с), боевое орудие, которое запущено параллельно к горизонту, превратится в спутник планеты с круговой орбитой.
Несмотря на постоянное усовершенствование в области обороны, путь полета боевого снаряда практически не изменяется. На текущий момент технологии не в состоянии нарушить законы физики, которым подчиняются все тела. Небольшим исключением являются ракеты с самонаведением – они могут менять направление в зависимости от перемещения цели.
Изобретатели противоракетных комплексов также модернизируют и разрабатывают орудие для уничтожения средств массового поражения нового поколения.
Баллистическое движение — характеристика, основные формулы и уравнения
Как упадет брошенный предмет, по какой траектории полетит пуля и как рассчитать правильное направление для попадания в цель – всё это объясняется таким понятием как баллистическое движение и изучается соответствующей наукой.
Понятие баллистики
Определение баллистики звучит следующим образом – наука о движении тел, двигающихся в пространстве. Она изучает в первую очередь принципы движения всевозможных объектов, в частности пуль и снарядов, а также законы природы, влияющие на это движение и способность тела преодолевать возникшие на его пути преграды.
Физика и математика — вот основы, на которых базируется эта наука, они позволяют при должных знаниях рассчитывать траекторию полёта пули, исходя из воздействия на неё внешних сил, и её проникающую способность.
Сама же наука о законах полета снарядов делится на 4 направления:
Исследование движения пули или снаряда в канале ствола орудия изучает направление, которое называется внутренняя баллистика.
Поведение снаряда на выходе из канала ствола и в районе дульного среза исследуется промежуточной баллистикой и используется в разработке пламегасящих устройств и глушителей.
Вопросы движения снаряда в атмосфере и при воздействии внешних факторов изучаются внешней баллистикой. Основная область её применения – установление поправок на упреждение и влияние скорости ветра на траекторию.
Изучение проникающей способности снаряда – цель исследований баллистики под названием преградная (терминальная), которую изучают специалисты по вопросам бронезащиты.
История возникновения баллистики
Так или иначе баллистика изучалась по мере развития человечества, параллельно с развитием механизмов для поражения противника на расстоянии.
Начало изучения траектории полета снаряда, как науки, было положено Николло Тарталья в 1537 году, начавшим исследование кривой движения этого тела. Продолжил изучение Галилей, сформулировав параболическую теорию.
Развивал данную тему и Ньютон, благодаря изучению законов воздушного сопротивления которого стало возможным доказать невозможность параболической кривой полета снаряда. Его дело продолжил Бенджамин Робинс, основное исследование которого — расчет начальной скорости ядра.
Он даже изобрел актуальный по сей день баллистический маятник. Прибор, с помощью которого определяют эффективность взрывчатых веществ, фиксируя при их подрыве угол отклонения маятника.
Одним из ключевых витков истории баллистики стала разработка численного метода интегрирования дифференциальных уравнений, созданного Карлом Рунге и Мартином Кутта. Определенные элементы их метода позволяли с максимальной точностью вести расчеты траектории тел в пространстве.
Появлялись всё новые виды вооружения, конструкторы отчаянно экспериментировали с длиной ствола, внутренними нарезами и наполнением патрона, двигая науку вперед.
Баллистическая траектория
Итак, что же в итоге представляет собой баллистическая траектория? Современная энциклопедия гласит: «Это траектория движения свободно брошенного тела под действием только силы тяжести».
Например, межконтинентальные баллистические ракеты считаются таковыми, поскольку продолжают своё движение к цели после выключения двигателей, как раз-таки по траектории, которую называют баллистической.
Здесь же – расчет ведения огня по настильной траектории, проще говоря – плавно опускающейся линии по ходу полета снаряда, и расчет возможности преодолевать возвышения по пути к конечной точке.
Фактически, таковым является движение любого тела в пространстве, при отсутствии какой-либо дополнительной тяги.
Основные формулы баллистического движения
При расчетах и изучении баллистического движения любого тела, стоит обратить внимание на огромное количество факторов – массу, скорость и обтекаемость тела, атмосферные условия и многое-многое другое. Но даже при учете этого, в баллистике есть свои основные формулы, применяемые в исследованиях.
Проекции скорости тела, следовательно, изменяются со временем следующим образом:
Vx = Vx0 = V0 * cos α;
Vy = Vy0 – g * t = V0
* sin α – g * t,
где V0 — начальная скорость, α – угол бросания.
Координаты тела, следовательно, изменяются так:
x = x0 + V0 * t * cos α;
Если за точку отсчета берутся координаты х = у = 0, то:
Дальнейшие расчеты производятся при введении таких переменных как дальность полета и время, в итоге же получается финальное уравнение траектории движения. Выглядит оно следующим образом:
y = x * tg α – g * x 2 / 2 * V0 2 * cos 2 α.