Баллистическое движение
O Баллистика (от греч. βάλλειν — бросать) — наука о движении тел, брошенных в пространстве, основанная на математике и физике. Она занимается, главным образом, исследованием движения снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия, ракетных снарядов и баллистических ракет.
Виды баллистики O Внутренняя - занимается исследованием движения снаряда в канале орудия. O Внешняя – исследует науку о движении тел в воздушном и безвоздушном пространстве под действием только внешних сил.
O Главной задачей научной Баллистики является математическое решение задачи о зависимости кривого полета (траектории) брошенных и выстрелянных тел от ее факторов (силы пороха, силы тяжести, сопротивления воздуха, трения). Для этой цели является необходимым знание высшей математики, и добытые таким путем результаты представляют ценность только для людей науки и конструкторов оружия. Но понятно, что для солдата-практика стрельба является делом простого навыка.
O Первые исследования относительно формы кривой полета снаряда (из огнестрельного оружия) сделал в 1546 г. Тарталья. Галилей установил при посредстве законов тяжести свою параболическую теорию, в которой не было принято во внимание влияние сопротивления воздуха на снаряды. Теорию эту можно применить без большой ошибки к исследованию полета ядер только при небольшом сопротивлении воздуха. Изучением законов воздушного сопротивления мы обязаны Ньютону, который доказал в 1687 г. , что кривая полета не может быть параболой. Робинс (в 1742 г. ) занялся определением начальной скорости ядра и изобрел употребляемый и поныне баллистический маятник. Первое настоящее решение основных задач баллистики дал знаменитый математик Эйлер. Дальнейшее движение Б. дали Гуттон, Ломбард (1797 г. ) и Обенгейм (1814 г. ). С 1820 г. влияние трения стало все более изучаться, и в этом отношении много работали физик Магнус, французские ученые Пуассон и Дидион и прусский полковник Отто. Новым толчком к развитию Б. послужило введение во всеобщее употребление нарезного огнестрельного орудия и продолговатых снарядов. Вопросы Б. стали усердно разрабатываться артиллеристами и физиками всех стран; для подтверждения теоретических выводов стали производиться опыты, с одной стороны, в артиллерийских академиях и школах, с другой стороны, на заводах, изготовляющих оружие; так, напр. , очень полные опыты для определения сопротивления воздуха произведены были в Петербурге в 1868 и 1869 г. , по распор. ген. -ад. Баранцева, заслуженным профессором Михайловской артиллерийской академии Майевским, оказавшим большие услуги Б. , — и в Англии Башфортом. В последнее время на опытном поле пушечного завода Круппа определялась скорость снарядов из орудий разного калибра в различных точках траектории, и достигнуты были очень важные результаты. Кроме Н. В. Маиевского, заслуги которого оценены надлежащим образом и всеми иностранцами, в ряду множества ученых, в новейшее время работавших по Б. , особенно заслуживают внимания: проф. Алж. лицея Готье, франц. артиллеристы — гр. Сен-Роберт, гр. Магнус де Спарр, майор Мюзо, кап. Жуффре; итал. арт. капит. Сиаччи, изложивший в 1880 г. решение задач прицельной стрельбы, Нобль, Нейман, Прен, Эйбль, Резаль, Сарро и Пиобер, положивший основание внутренней Б. ; изобретатели баллистических приборов — Уитстон, Константинов, Наве, Марсель, Депре, Лебуланже и др.
O Движение материальной точки по баллистической траектории описывается достаточно простой (с точки зрения математического анализа) системой дифференциальных уравнений. Трудность состояла в том, чтобы найти достаточное функциональное выражение для силы сопротивления воздуха, да ещё такое, которое позволяло бы найти решение этой системы уравнений в виде выражения из элементарных функций. В ХХ в. в решении проблемы произошёл коренной переворот. Около 1900 г немецкие математики К. Рунге и М. Кутта разработали численный метод интегрирования дифференциальных уравнений, позволявший с заданной точностью решать такие уравнения при наличии численных значений всех исходных данных. Развитие аэродинамики, с другой стороны, позволило найти достаточное описание сил, действующих на тело, движущееся с большой скоростью в воздухе, наконец, успехи вычислительной техники сделали реальным выполнение за приемлемое время трудоёмких расчётов, связанных с численным интегрированием уравнений движения по баллистической траектории.
O Траектория, по которой движется тело, обладающее некоторой начальной скоростью, под действием силы тяготения и силы аэродинамического сопротивления воздуха. Без учёта сопротивления воздуха баллистическая траектория, согласно первому закону Кеплера, представляет собой расположенную над поверхностью Земли часть эллипса, один из фокусов которого совпадает с гравитационным центром Земли. Поскольку бо льшая часть траектории баллистических ракет достаточно большой дальности (более 500 км) проходит в разреженных слоях атмосферы, где сопротивление воздуха практически отсутствует, их траектории на этом участке являются эллиптическимии. Форма участков баллистической траектории, проходящих в плотных слоях атмосферы зависит от многих факторов: начальной скорости снаряда, его формы и массы, текущего состояния атмосферы на траектории (температура, давление, плотность), направления вращения земли и от характера движения снаряда вокруг его центра масс. Форма баллистической траектории в этом случае обычно рассчитывается методом численного интегрирования дифференциальных уравнений движения снаряда в стандартной атмосфере. На основании таких расчётов составляются баллистические таблицы, являющиеся руководством для артиллеристов прицеливании артиллерийских орудий и пусковых установок систем залпового огня.
O Баллистическая ракета, полет которой, за исключением относительно небольшого участка, совершается по траектории свободно брошенного тела. В отличие от крылатой ракеты баллистическая ракета не имеет несущих поверхностей для создания подъёмной силы при полёте в атмосфере. Аэродинамическая устойчивость полёта некоторых баллистических ракет обеспечивается стабилизаторами. К баллистическим ракетам относят ракеты различного назначения, ракетыносители космических аппаратов и др. Они бывают одно- и многоступенчатыми, управляемые и неуправляемыми. Первые боевые баллистические ракеты ФАУ 2 - были применены фашисткой Германией в конце мировой войны. Баллистические ракеты с дальностью полёта св. 5500 км (по иностранной классификации - св. 6500 км) называются межконтинентальными баллистическими ракетами. (МБР). Современные МБР имеют дальность полёта до 11500 км (напр. , амер. «Минитмен» 11500 км, «Титан -2» ок. 11000 км, «Трайдер-1» около 7400 км, ). Их пуск производят с наземных (шахтных) пусковых установок или ПЛ. (из надводного или подводного положения). МБР выполняются многоступенчатыми, с жидкостными или твердотопливными двигательными установками, могут оснащаться моноблочными или многозарядными ядерными головными частями.
Здесь изображен полет баллистической ракеты
Скачать презентацию Баллистическое движение O Баллистика от греч βάλλειν
Бал.pptx