Ihmiskunta on muinaisista ajoista lähtien yrittänyt saavuttaa voiton törmäyksessä vihollisen kanssa suurimmalla mahdollisella etäisyydellä, jotta se ei tuhoaisi omia sotureitaan. Hihnat, jouset, varsijouset, sitten aseet, nyt raketit, ammukset ja pommit - ne kaikki tarvitsevat tarkan ballistisen lentoradan laskelman. Ja jos vanhoilla armeijan "varusteilla" pystyttiin jäljittämään törmäyskohtaa visuaalisesti, mikä mahdollisti seuraavan kerran tutkimisen ja ampumisen tarkemmin, niin nykymaailmassa kohdepiste on yleensä niin kaukana, että se on yksinkertaisesti mahdoton nähdä ilman lisälaitteita.
Mikä on ballistinen lentorata
Tämä on polku, jonka jokin esine voittaa. Sillä on oltava tietty alkunopeus. Siihen vaikuttavat ilmanvastus ja painovoima, mikä sulkee pois mahdollisuuden liikkua suorassa linjassa. Jopa avaruudessa tällainen lentorata vääristyy erilaisten esineiden painovoiman vaikutuksesta, vaikkakaan ei niin merkittävästi kuin planeetallamme. Jos et ota huomioon ilmamassojen vastusta, tällainen liikeprosessi muistuttaa ennen kaikkea ellipsiä.
Toinen vaihtoehto on hyperboli. Ja vain joissakin tapauksissa se on paraabeli tai ympyrä (kun saavutetaan toinen ja ensimmäinen avaruusnopeusvastaavasti). Useimmissa tapauksissa tällaiset laskelmat suoritetaan ohjuksille. Niillä on tapana lentää yläilmakehässä, jossa ilman vaikutus on minimaalinen. Tämän seurauksena ballistinen lentorata muistuttaa useimmiten edelleen ellipsiä. Riippuen monista tekijöistä, kuten nopeudesta, massasta, ilmakehän tyypistä, lämpötilasta, planeetan pyörimisestä ja niin edelleen, yksittäiset polun osat voivat saada erilaisia muotoja.
Laske ballistinen lentorata
Jotta vapautettu kappale putoaa tarkasti, käytetään differentiaaliyhtälöitä ja numeerisen integroinnin menetelmää. Ballistinen liikeratayhtälö riippuu monista muuttujista, mutta on myös tietty universaali versio, joka ei anna vaadittua tarkkuutta, mutta on täysin riittävä esimerkki.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, missä:
- y on suurin korkeus maanpinnasta.
- X on etäisyys aloituspisteestä hetkeen, jolloin keho saavuttaa korkeimman kohdan.
- Ѳ0 – heittokulma.
- V0 – alkunopeus.
Tämän kaavan ansiosta on mahdollista kuvata ballistista lentorataa ilmattomassa tilassa. Se osoittautuu paraabelin muodossa, mikä on tyypillistä useimmille vaihtoehdoille vapaaseen liikkuvuuteen sellaisissa olosuhteissa ja painovoiman läsnä ollessa. Tällaiselle lentoradalle voidaan erottaa seuraavat ominaispiirteet:
- optimaalisin korkeuskulmasuurin etäisyys on 45 astetta.
- Esillä on sama liikenopeus sekä laukaisuhetkellä että laskeutumishetkellä.
- heittokulma on sama kuin pudotuskulma.
- Kohde saavuttaa lentoradan huipun täsmälleen samassa ajassa, minkä jälkeen se putoaa alas.
Suurimmassa osassa tämän tyyppisistä laskelmista on tapana jättää huomiotta ilmamassojen vastus ja jotkut muut tekijät. Jos ne otetaan huomioon, kaavasta tulee liian monimutkainen, eikä virhe ole niin suuri, että se vaikuttaisi merkittävästi osuman tehokkuuteen.
Erot tasaiseen
Tämä nimi tarkoittaa objektin polun toista muunnelmaa. Tasainen ja ballistinen lentorata ovat hieman eri käsitteitä, vaikka yleisperiaate onkin niille sama. Itse asiassa tämäntyyppinen liike tarkoittaa suurinta mahdollista liikettä vaakatasossa. Ja koko reitin ajan kohde ylläpitää riittävää kiihtyvyyttä. Liikkeen ballistinen versio on välttämätön pitkien matkojen liikkumiseen. Esimerkiksi tasainen lentorata on tärkein luodille. Hänen täytyy lentää riittävän suoraan niin kauan kuin mahdollista ja lyödä läpi kaikki, mikä tulee hänen tielleen. Toisa alta tykin raketti tai ammus aiheuttaa suurimman vahingon juuri liikkeen lopussa, kun se saa suurimman mahdollisen nopeuden. Liikkumisensa välissä ne eivät ole niin musertavia.
Modernikäyttö
Ballistiikkalentorataa käytetään useimmiten sotilaallisella alalla. Raketit, ammukset, luodit ja niin edelleen - ne kaikki lentävät kauas, ja tarkan laukauksen saamiseksi sinun on otettava huomioon monet muuttujat. Lisäksi avaruusohjelma perustuu myös ballistiikkaan. Ilman sitä on mahdotonta laukaista rakettia tarkasti niin, että se ei lopulta putoa maahan, vaan tekee useita käännöksiä planeetan ympäri (tai jopa irtautuu siitä ja menee pidemmälle avaruuteen). Yleensä melkein kaikki, mikä voi lentää (riippumatta siitä, miten se tekee sen), liittyy jotenkin ballistiseen lentorataan.
Johtopäätös
Mahdollisuus laskea kaikki elementit ja laukaista mikä tahansa esine oikeaan paikkaan on erittäin tärkeää nykyaikana. Vaikka et ota armeijaa, joka perinteisesti tarvitsee tällaisia kykyjä enemmän kuin kukaan muu, siellä on silti monia varsin siviilisovelluksia.
