Din cele mai vechi timpuri, omenirea a încercat să obțină victoria într-o coliziune cu inamicul la distanța maximă posibilă, pentru a nu-și distruge proprii războinici. Praștii, arcuri, arbalete, apoi pistoale, acum rachete, proiectile și bombe - toate au nevoie de un calcul precis al traiectoriei balistice. Și dacă cu vechiul „echipament” militar a fost posibilă urmărirea vizuală a punctului de impact, ceea ce a făcut posibilă studierea și tragerea mai precisă data viitoare, atunci în lumea modernă punctul de destinație este de obicei atât de îndepărtat încât este pur și simplu imposibil de văzut fără dispozitive suplimentare.
Ce este o traiectorie balistică
Aceasta este calea pe care o depășește un obiect. Trebuie să aibă o anumită viteză inițială. Este afectat de rezistența aerului și de gravitație, ceea ce exclude posibilitatea deplasării în linie dreaptă. Chiar și în spațiu, o astfel de traiectorie va fi distorsionată sub influența gravitației diferitelor obiecte, deși nu la fel de semnificativ ca pe planeta noastră. Dacă nu țineți cont de rezistența maselor de aer, atunci cel mai mult un astfel de proces de mișcare va semăna cu o elipsă.
O altă opțiune este hiperbola. Și numai în unele cazuri va fi o parabolă sau un cerc (la atingerea celei de-a doua și a primei viteze spațialerespectiv). În cele mai multe cazuri, astfel de calcule sunt efectuate pentru rachete. Au tendința de a zbura în atmosfera superioară, unde influența aerului este minimă. Ca urmare, cel mai adesea traiectoria balistică seamănă încă cu o elipsă. În funcție de mulți factori, cum ar fi viteza, masa, tipul de atmosferă, temperatura, rotația planetei și așa mai departe, părțile individuale ale traseului pot lua o varietate de forme.
Calculați traiectoria balistică
Pentru a înțelege exact unde va cădea corpul eliberat, se folosesc ecuații diferențiale și metoda de integrare numerică. Ecuația traiectoriei balistice depinde de multe variabile, dar există și o anumită versiune universală care nu oferă precizia necesară, dar este destul de suficientă pentru un exemplu.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, unde:
- y este înălțimea maximă deasupra solului.
- X este distanța de la punctul de plecare până la momentul în care corpul atinge cel mai în alt punct.
- Ѳ0 – unghiul de aruncare.
- V0 – viteza inițială.
Datorită acestei formule, devine posibil să se descrie o traiectorie de zbor balistic într-un spațiu fără aer. Se va dovedi sub forma unei parabole, care este tipică pentru majoritatea opțiunilor de mișcare liberă în astfel de condiții și în prezența gravitației. Se pot distinge următoarele trăsături caracteristice ale unei astfel de traiectorii:
- Cel mai optim unghi de elevație pentrudistanța maximă este de 45 de grade.
- Obiectul are aceeași viteză de mișcare atât în momentul lansării, cât și în momentul aterizării.
- Unghiul de aruncare este același cu unghiul de cădere.
- Obiectul atinge vârful traiectoriei exact în același timp, după care cade apoi.
În marea majoritate a calculelor de acest fel, se obișnuiește să se neglijeze rezistența maselor de aer și alți factori. Dacă sunt luate în considerare, atunci formula se va dovedi a fi prea complicată, iar eroarea nu este atât de mare încât să afecteze în mod semnificativ eficiența loviturii.
Diferențe față de cel plat
Acest nume înseamnă o altă variantă a căii obiectului. Traiectoria plată și balistică sunt concepte oarecum diferite, deși principiul general este același pentru ele. De fapt, acest tip de miscare presupune miscarea maxima posibila in plan orizontal. Și pe tot parcursul traseului, obiectul menține o accelerație suficientă. Versiunea balistică a mișcării este necesară pentru deplasarea pe distanțe lungi. De exemplu, traiectoria plată este cea mai importantă pentru un glonț. Ea trebuie să zboare suficient de dreaptă cât mai mult timp posibil și să treacă prin tot ceea ce îi iese în cale. Pe de altă parte, o rachetă sau un proiectil dintr-un tun provoacă daune maxime tocmai la sfârșitul mișcării, deoarece câștigă viteza maximă posibilă. Între mișcarea lor, nu sunt atât de zdrobitori.
Utilizare modernă
Balisticătraiectoria este folosită cel mai des în sfera militară. Rachete, proiectile, gloanțe și așa mai departe - toate zboară departe, iar pentru o lovitură precisă, trebuie să țineți cont de multe variabile. În plus, programul spațial se bazează și pe balistică. Fără ea, este imposibil să lansați cu precizie o rachetă, astfel încât în cele din urmă să nu cadă la pământ, ci să facă mai multe întoarceri în jurul planetei (sau chiar să se desprindă de ea și să meargă mai departe în spațiu). În general, aproape tot ceea ce poate zbura (indiferent cum o face) este cumva legat de o traiectorie balistică.
Concluzie
Abilitatea de a calcula toate elementele și de a lansa orice obiect în locul potrivit este extrem de importantă în vremurile moderne. Chiar dacă nu luați armata, care în mod tradițional are nevoie de astfel de capacități mai mult decât oricine altcineva, vor exista în continuare multe aplicații destul de civile.
