Az emberiség ősidők óta próbál győzelmet aratni az ellenséggel való ütközés során a lehető legnagyobb távolságban, hogy ne pusztítsa el saját harcosait. Hevederek, íjak, számszeríjak, majd fegyverek, most rakéták, lövedékek és bombák – mindegyikhez szükség van a ballisztikai pálya pontos kiszámítására. És ha a régi katonai "felszereléssel" vizuálisan is nyomon lehetett követni a becsapódási pontot, ami lehetővé tette a következő alkalommal pontosabb tanulmányozást és lövést, akkor a modern világban a célpont általában olyan távol van, hogy egyszerűen lehetetlen megnézni további eszközök nélkül.
Mi az a ballisztikus pálya
Ez az az út, amelyet néhány objektum legyőz. Egy bizonyos kezdeti sebességgel kell rendelkeznie. Hatással van rá a légellenállás és a gravitáció, ami kizárja az egyenes vonalú mozgás lehetőségét. Még az űrben is egy ilyen pálya torzul a különféle objektumok gravitációja hatására, bár nem olyan jelentős mértékben, mint bolygónkon. Ha nem veszi figyelembe a légtömegek ellenállását, akkor egy ilyen mozgási folyamat leginkább egy ellipszishez fog hasonlítani.
A másik lehetőség a hiperbola. És csak bizonyos esetekben lesz parabola vagy kör (a második és az első térsebesség elérésekorilletőleg). A legtöbb esetben ilyen számításokat rakétákra végeznek. Hajlamosak a felső légkörben repülni, ahol a levegő hatása minimális. Ennek eredményeként a ballisztikus pálya leggyakrabban még mindig ellipszishez hasonlít. Számos tényezőtől, például sebességtől, tömegtől, légkör típusától, hőmérséklettől, a bolygó forgásától és így tovább, az útvonal egyes részei sokféle formát ölthetnek.
Balisztikai pálya kiszámítása
Annak érdekében, hogy pontosan megértsük, hová esik a felszabaduló test, differenciálegyenleteket és a numerikus integráció módszerét használjuk. A ballisztikus pályaegyenlet sok változótól függ, de van egy bizonyos univerzális változat is, amely nem adja meg a kívánt pontosságot, de egy példának teljesen elegendő.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, hol:
- y a talaj feletti maximális magasság.
- X a távolság a kiindulási ponttól addig a pillanatig, amikor a test eléri a legmagasabb pontot.
- Ѳ0 – dobási szög.
- V0 – kezdeti sebesség.
Ennek a képletnek köszönhetően lehetővé válik egy ballisztikus repülési pálya leírása levegőtlen térben. Parabola formájában fog megjelenni, ami jellemző a legtöbb szabad mozgás lehetőségére ilyen körülmények között és gravitáció jelenlétében. Egy ilyen pálya következő jellemző vonásai különböztethetők meg:
- A legoptimálisabb emelkedési szög aa maximális távolság 45 fok.
- Az objektum mozgási sebessége azonos az induláskor és a leszálláskor is.
- A dobási szög megegyezik az esési szöggel.
- Az objektum pontosan ugyanannyi idő alatt éri el a pálya tetejét, majd leesik.
Az ilyen jellegű számítások túlnyomó többségénél a légtömegek ellenállását és néhány egyéb tényezőt figyelmen kívül kell hagyni. Ha ezeket figyelembe vesszük, akkor a képlet túl bonyolultnak bizonyul, és a hiba nem olyan nagy, hogy jelentősen befolyásolja a találat hatékonyságát.
Különbségek a laposhoz képest
Ez a név az objektum útvonalának egy másik változatát jelenti. A sík és a ballisztikus pálya némileg különböző fogalmak, bár az általános elv ugyanaz ezeknél. Valójában ez a fajta mozgás a lehető legnagyobb mozgást jelenti a vízszintes síkban. És az egész útvonalon az objektum elegendő gyorsulást tart fenn. A mozgás ballisztikus változata nagy távolságok megtételéhez szükséges. Például egy golyó esetében a lapos röppálya a legfontosabb. Elég egyenesen kell repülnie, ameddig csak lehetséges, és át kell ütnie mindent, ami az útjába kerül. Ezzel szemben egy rakéta vagy egy ágyú lövedéke pontosan a mozgás végén okoz maximális sebzést, mivel a lehető legnagyobb sebességet éri el. A mozgásuk között nem annyira zúzósak.
Modern használat
Ballistica pályát leggyakrabban a katonai szférában használják. Rakéták, lövedékek, golyók és így tovább – mind messzire repülnek, és a pontos lövéshez sok változót kell figyelembe venni. Emellett az űrprogram is ballisztikára épül. Enélkül lehetetlen pontosan elindítani egy rakétát, hogy végül ne essen le a földre, hanem többször megforduljon a bolygó körül (vagy akár elszakadjon tőle és továbbmenjen az űrbe). Általánosságban elmondható, hogy szinte minden, ami repülni tud (függetlenül attól, hogy hogyan csinálja), valamilyen módon kapcsolódik egy ballisztikus pályához.
Következtetés
A modern időkben rendkívül fontos az összes elem kiszámításának és bármely objektum megfelelő helyre történő indításának képessége. Még ha nem is veszi a katonaságot, amelynek hagyományosan nagyobb szüksége van az ilyen képességekre, mint bárki másnak, akkor is sok egészen civil alkalmazás lesz.
