1 Сибирский федеральный университет Учебный военный центр Отдел вооружения и боевого применения наземной артиллерии Тема № 3: «Движение снаряда в воздухе» Занятие № 1: «Движение снаряда в воздухе» г. Красноярск 2014 www. sfu-kras. ru
Учебные вопросы 1. Элементы траектории, их определение и обозначение. Виды траектории и виды стрельбы. 2. Движение снаряда в безвоздушном пространстве и в воздухе. Деривация, причины ее возникновения и учет. 3. Таблицы стрельбы, их назначение и содержание. Определение величины элементов траектории по таблицам стрельбы.
Вопрос 1. Элементы траектории, их определение и обозначение. Виды траектории и виды стрельбы.
Элементы траектории у точки вылета. Y Б γ А Линия выстрела Линия бросания φ θо α Ц ε O горизонт орудия Z Ц- линия цели θс Х С Zс С
1. Точка вылета О - центр дульного среза орудия; 2. Начальная скорость V 0 – скорость снаряда в точке вылета (м/сек); 3. Горизонт орудия – горизонтальная плоскость, проходящая через точку вылета; 4. Линия выстрела ОА – положение оси канала ствола наведенного орудия; 5. Линия бросания ОБ – продолжение оси канала ствола в момент вылета снаряда. Она является касательной к траектории в точке вылета и совпадает с вектором начальной скорости снаряда; 6. Линия цели ОЦ - прямая, проходящая через точку вылета и цель; 7. Угол возвышения φ – угол между горизонтом орудия и линией выстрела; 8. Угол места цели ε - угол между горизонтом орудия и линией цели; 9. Угол прицеливания α – угол между линией цели и линией выстрела; 10. Угол бросания θ 0 – угол между горизонтом орудия и линией бросания; 11. Угол вылета γ - угол между линией выстрела и линией бросания.
Элементы любой точки траектории. А Б Линия выстрела Линия бросания S А В УS У θо х Z θс Х С хс Zс С
Элементы любой точки траектории определяются в прямоугольной системе координат, за начало которой принимается точка вылета О. Ось абсцисс ОХ - линия пересечения плоскости бросания с горизонтом орудия. Ось ординат ОY – направлена вертикально вверх. Ось ОZ – направлена вправо от плоскости бросания. Выберем на траектории произвольную точку А. К элементам траектории в любой точке относятся: 1. Время полета t – промежуток времени от момента вылета до момента достижения снарядом рассматриваемой точки траектории. 2. Угол наклона касательной θ - угол между горизонтом орудия и касательной к траектории в рассматриваемой точке. 3. Горизонтальная дальность Ха - абсцисса рассматриваемой точки траектории. 4. Ордината Yа – превышение рассматриваемой точки над горизонтом орудия. 5. Вершина траектории S – наивысшая точка траектории над горизонтом орудия. 6. Высота траектории Ys - ордината вершины траектории. 7. Деривация Z – величина бокового отклонения рассматриваемой точки от плоскости бросания.
Элементы траектории у точки падения 1. точка падения С – точка пересечения траектории с горизонтом орудия. 2. Угол падения θс - угол наклона касательной к траектории в точке падения. 3. Окончательная скорость νс – скорость снаряда в точке падения. 4. Наклонная дальность Д – расстояние от точки вылета до цели. 5. Топографическая дальность Дт – проекция наклонной дальности на горизонт орудия. 6. Полная горизонтальная дальность Хс – расстояние от точки вылета до точки падения. 7. Полное время полета tс - время полета снаряда от точки вылета до точки падения. 8. Полная деривация Zс – деривация в точке падения. 9. Точка встречи – точка встречи снаряда с преградой (целью). 10. Угол встречи μ - угол между касательной к траектории в точке встречи и плоскостью, касательной к поверхности цели той же точки.
Вопрос№ 2 Движение снаряда в безвоздушном пространстве и в воздухе. Деривация, причины ее возникновения и учет.
Изучение траектории движения снаряда при одновременном влиянии на его полет всех факторов довольно сложно. Поэтому исследование движение снаряда производят сначала в простейших условиях в безвоздушном пространстве, а затем усложняют и приводят к условиям, при которых полет снарядов, происходит в действительности. При полете снаряда в безвоздушном пространстве на него действует только одна внешняя сила- сила тяжести. При движении снаряда в атмосфере на него, кроме силы тяжести, действует еще одна сила - сила сопротивления воздуха.
Основными физическими факторами, обуславливающими происхождение силы сопротивления воздуха, являются : - вязкость или внутреннее сопротивление воздуха, - вихреобразование - образование баллистических волн. Сопротивление трения Воздух обладает вязкостью - способность воздуха сопротивляться сдвигу одного слоя по отношению к другому. При полете снаряда происходит прилипание пограничного слоя воздуха к поверхности снаряда. Этот слой стремиться в силу вязкости увлечь за собой соседние слои воздуха, возникают силы трения, на преодоление которых расходуется кинетическая энергия и скорость его движения уменьшается. Сопротивление трению существенно зависит от качества обработки поверхности снаряда.
Вихревое сопротивление При малых скоростях движения снаряда пограничный слой нигде не отрывается от поверхности снаряда. По мере увеличения скорости снаряда, силы трения становятся больше сил сцепления между частицами пограничного слоя и стенками снаряда, пограничный слой как бы срывается со стенок снаряда. При этом за донным срезом образуется область пониженного давления, что значительно тормозит снаряд. Для уменьшения вихревого сопротивления наиболее выгодна каплеобразная форма снаряда.
Волновое сопротивление воздуха обусловлено его упругими свойствами. Движение снаряда в воздухе образует звуковые волны. - В том случае, когда скорость снаряда меньше скорости звука , гребни звуковых волн обгоняют снаряд и образование звуковых волн не приводят к увеличению силы сопротивления воздуха. - Когда же скорость снаряда равна скорости звука, то в результате того, что процесс образования звуковых волн непрерывен у головной части резко сгущается воздух, возрастает сила сопротивления воздуха. - Когда скорость снаряда больше скорости звука, снаряд обгоняет порождаемые им волны, непрерывно пробивая их. В этих условиях сила сопротивления резко возрастает. Для уменьшения волнового сопротивления головная часть снаряда делается по возможности удлиненной, с заостренной вершиной.
Таким образом, на снаряд действует результирующая сила всех видов сопротивления воздуха. Эта результирующая сила называется аэродинамической силой сопротивления воздуха R. В результате действия силы сопротивления воздуха вид траектории полета снаряда в воздухе будет иной, чем в безвоздушном пространстве Траектория снаряда в воздухе имеет следующие основные свойства: - При равных начальных скоростях и углах бросания траектория в воздухе короче и ниже траектории в безвоздушном пространстве, а полная горизонтальная дальность и время полета меньше. - Траектория несимметрична, нисходящая ветвь короче и круче восходящей, вершина траектории находится ближе к точке падения, чем к точке вылета. - Угол падения больше угла бросания. - Окончательная скорость меньше начальной. - Траектория снаряда в воздухе –есть кривая линия двойной кривизны- ее проекции на вертикальную и горизонтальную плоскость являются кривые линии.
Вопрос 3: Назначение и содержание ТС. Основная табличная зависимость. Таблицы Стрельбы (ТС) - специальный боевой документ, который содержит числовые данные и справочные сведения, необходимые для выбора снаряда, заряда, взрывателя и расчета установок прицельных приспособлений. В зависимости от полноты сведений, времени годности и условий применения ТС могут быть полными или краткими, постоянными или временными, равнинными, горными, и др. Каждая артиллерийская система имеет свои ТС. Типовое содержание полной ТС имеет следующие разделы: 1. Основные указания. 2. Собственно ТС. 3. Вспомогательные таблицы. 4. Определение условий стрельбы и справочные сведения.
Основным разделом ТС является второй. В этом разделе для каждого типа снаряда и номера заряда имеется отдельная таблица, в которой в соответствии с дальностью стрельбы приведены значения углов прицеливания (прицелов), установок взрывателя, поправок на метеорологические и баллистические условия стрельбы, характеристик рассеивания и др. величин. Главным содержанием этих таблиц являются основная табличная зависимость дальности полета снаряда от угла возвышения (прицела). Она показывает, что если произвести выстрел, например, из 122 -мм Г Д – 30 осколочно-фугасным снарядом, на заряде 4 и прицеле П=100 делений (П тыс. = 407), то снаряд полетит на табличную дальность Д = 5000 м (при отсутствии рассеивания), на прицеле П = 104 дел. (П тыс. = 433), дальность полета снаряда составит Д = 5200 м и т. д.
Эта основная табличная зависимость рассчитана и выполняется только для определенных, конкретных условий стрельбы, называемых табличными или нормальными условиями. Содержание нормальных условий изложено в разделе 4 ТС. Большое место в ТС занимают табличные поправки дальности и направления на отклонений условий стрельбы от табличных. Рассмотрим порядок использования ТС для назначения установок для стрельбы, нахождение элементов траектории и др. необходимых данных для стрельбы: Пример 1. Определить установку прицела, значения элементов траектории и характеристики рассеивания для стрельбы на дальность 10000 м из 122 -мм Г Д-30 на заряде полном, снаряд ОФ – 462, взрыватель РГМ – 2. Решение: П= 200; П тыс. =254; =15016'; Ys =985 м; c = 270; Vc =283 м/с; tc =27"; Вд = 18 м; Вв=9, 2 м; Вб= 5, 1 м.
Табличные условия стрельбы Метеорологические 1. 2. 3. 4. Наземная температура воздуха +150 С; Атмосферное давление на уровне моря 750 мм рт. ст. ; Ветра нет; Распределение значений метеоэлементов по высоте соответствует т. н. артиллерийской атмосфере. Баллистические 1. Температура заряда +15 0 С; 2. Начальная скорость, угол вылета, масса снаряда, лобовое сопротивление соответствует значениям, зафиксированным в ТС; 3. Ствол не изношен. Геофизические 1. Земля шарообразна и не вращается; 2. Ускорение свободного падения постоянно и равно 9, 81 м/с2; 3. Стрельба ведется на табличной высоте над уровнем моря (h = 0 м).
Пример 2. В условиях примера 1 -го эти же величины определить для заряда уменьшенного. Решение: П= П тыс. = =; Ys = с = ; Vc = tc = Вд = Вв= Вб=
Скачать презентацию 1 Сибирский федеральный университет Учебный военный центр Отдел
Тема-3,1 лекция Движение снаряда в воздухе.pptx