Sinds de oudheid heeft de mensheid geprobeerd de overwinning te behalen in een botsing met de vijand op de grootst mogelijke afstand, om hun eigen krijgers niet te vernietigen. Stroppen, bogen, kruisbogen, dan geweren, nu raketten, projectielen en bommen - ze hebben allemaal een nauwkeurige berekening van het ballistische traject nodig. En als het met de oude militaire "apparatuur" mogelijk was om het inslagpunt visueel te volgen, waardoor het de volgende keer nauwkeuriger kon worden bestudeerd en gefotografeerd, dan is het bestemmingspunt in de moderne wereld meestal zo ver weg dat het gewoon onmogelijk om het te zien zonder extra apparaten.
Wat is een ballistisch traject
Dit is het pad dat een object overwint. Het moet een bepaalde beginsnelheid hebben. Het wordt beïnvloed door luchtweerstand en zwaartekracht, wat de mogelijkheid van beweging in een rechte lijn uitsluit. Zelfs in de ruimte zal een dergelijk traject worden vervormd onder invloed van de zwaartekracht van verschillende objecten, hoewel niet zo significant als op onze planeet. Als je geen rekening houdt met de weerstand van luchtmassa's, dan zal zo'n bewegingsproces vooral op een ellips lijken.
Een andere optie is hyperbool. En slechts in sommige gevallen zal het een parabool of een cirkel zijn (bij het bereiken van de tweede en eerste ruimtesnelheidrespectievelijk). In de meeste gevallen worden dergelijke berekeningen uitgevoerd voor raketten. Ze hebben de neiging om in de bovenste atmosfeer te vliegen, waar de invloed van lucht minimaal is. Dientengevolge lijkt het ballistische traject meestal nog steeds op een ellips. Afhankelijk van vele factoren, zoals snelheid, massa, type atmosfeer, temperatuur, rotatie van de planeet, enzovoort, kunnen afzonderlijke delen van het pad verschillende vormen aannemen.
Bereken ballistische baan
Om precies te begrijpen waar het vrijgekomen lichaam zal vallen, worden differentiaalvergelijkingen en de methode van numerieke integratie gebruikt. De ballistische baanvergelijking is afhankelijk van veel variabelen, maar er is ook een bepaalde universele versie die niet de vereiste nauwkeurigheid geeft, maar voldoende is voor een voorbeeld.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, waar:
- y is de maximale hoogte boven de grond.
- X is de afstand van het startpunt tot het moment waarop het lichaam het hoogste punt bereikt.
- Ѳ0 – werphoek.
- V0 – beginsnelheid.
Dankzij deze formule wordt het mogelijk om een ballistisch vluchttraject in een luchtloze ruimte te beschrijven. Het zal blijken in de vorm van een parabool, wat typerend is voor de meeste opties voor vrij verkeer in dergelijke omstandigheden en in aanwezigheid van zwaartekracht. De volgende karakteristieke kenmerken van een dergelijk traject zijn te onderscheiden:
- De meest optimale elevatiehoek voorde maximale afstand is 45 graden.
- Het object heeft dezelfde bewegingssnelheid zowel op het moment van lancering als op het moment van landing.
- De werphoek is hetzelfde als de valhoek.
- Het object bereikt de top van de baan in precies dezelfde tijd, waarna het naar beneden v alt.
In de overgrote meerderheid van dit soort berekeningen is het gebruikelijk om de weerstand van luchtmassa's en enkele andere factoren te verwaarlozen. Als ze in aanmerking worden genomen, blijkt de formule te ingewikkeld te zijn en is de fout niet zo groot dat deze de effectiviteit van de treffer aanzienlijk beïnvloedt.
Verschillen met de platte
Deze naam betekent een andere variant van het pad van het object. Vlakke en ballistische baan zijn enigszins verschillende concepten, hoewel het algemene principe voor hen hetzelfde is. In feite impliceert dit type beweging de maximaal mogelijke beweging in het horizontale vlak. En gedurende het hele pad behoudt het object voldoende versnelling. De ballistische versie van de beweging is nodig voor het verplaatsen over lange afstanden. Een vlakke baan is bijvoorbeeld het belangrijkst voor een kogel. Ze moet zo lang mogelijk recht genoeg vliegen en door alles heen slaan wat haar in de weg staat. Aan de andere kant brengt een raket of een projectiel uit een kanon maximale schade toe juist aan het einde van de beweging, omdat het de maximaal mogelijke snelheid bereikt. Tussen hun bewegingen door zijn ze niet zo verpletterend.
Modern gebruik
Ballistischhet traject wordt meestal gebruikt in de militaire sfeer. Raketten, projectielen, kogels, enzovoort - ze vliegen allemaal ver, en voor een nauwkeurig schot moet je rekening houden met veel variabelen. Daarnaast is het ruimteprogramma ook gebaseerd op ballistiek. Zonder dat is het onmogelijk om een raket nauwkeurig te lanceren zodat deze uiteindelijk niet op de grond v alt, maar meerdere keren om de planeet draait (of er zelfs van afbreekt en verder de ruimte in gaat). Over het algemeen is bijna alles dat kan vliegen (ongeacht hoe het het doet) op de een of andere manier verbonden met een ballistisch traject.
Conclusie
De mogelijkheid om alle elementen te berekenen en elk object op de juiste plaats te lanceren is uiterst belangrijk in de moderne tijd. Zelfs als je het leger niet neemt, dat van oudsher dergelijke capaciteiten meer dan wie dan ook nodig heeft, zullen er nog steeds veel vrij civiele toepassingen zijn.
