Силы и моменты действующие на ракету в полете

Силы и моменты действующие на ракету в полете .

Аэродинамические силы .

           Все аэродинамические силы , действующие на ракету в полете можно свести к одной результирующей силе  R_A , а также к результирующему моменту , действующему относительно масс ракеты .

           R_A проходит через точку на продольной оси ракеты , которая носит название центр давления ракеты .

           Величина и направление R_A  и  М_А зависят от ряда факторов , в том числе от  ,плотности воздуха , скорости воздушного потока , аэродинамической формы ракеты и т.д.

           Для того , чтобы было удобно составлять уравнения принято R_A  и  М_А  раскладывать по осям координатной скоростной (поточной) системы .

           Известно , что R_A в наибольшей степени , кроме формы ракеты , зависит от угла атаки и от угла скольжения  .

§ По осям скоростной системы координат R_A есть :

Рекомендуемые материалы

§ По осям связанной системы координат R_A есть :

Проекция R_A на поточную ось ракеты Ox_n всегда отрицательна и носит название силы лобового сопротивления () .

 - подъемная сила ;

 - боковая подъемная сила .

Проекция R_A :  Х₁ – осевая сила ; Y₁ – нормальная сила ; Z₁ – боковая нормальная сила .

         Баллистическая ракета является аэродинамически осесимметричным телом . Если ось ракеты направлена по вектору скорости (т.е. ) , то обтекание ракеты воздушным потоком будет симметричным относительно плоскости , проходящую через продольную ось ракеты , т.е. силы :  Y₁=Y=0  ;  Z₁=Z=0  .

         Если ось ракеты образует с вектором скорости некоторый угол , то обтекание ракеты воздушным потоком будет симметричным относительно плоскости , проходящей через ось ракеты и вектор скорости . При этом R_A  и ее составляющие (X,X₁,Y,Y₁) будут лежать в этой плоскости , следовательно что для аэродинамики симметричной ракеты зависимости силы Z(Z₁) от угла скольжения  аналогичны зависимостям силы Y(Y₁) от угла атаки  . На основании теории аэродинамического подобия проекции аэродинамической силы на оси координат (связанной или скоростной) будут равны .

         , где

 - скоростной напор действующий на ракету ;

    - плотность на высоте полета ;

V  -скорость ракеты ;

S_м – характерная площадь ЛА (площадь Миделя) ;

  ; D_p –диаметр цилиндрической части ракеты ;

 - безразмерные аэродинамические коэффициенты .

Аэродинамические коэффициенты зависят от формы ракеты , от ориентации ракеты , относительно вектора воздушной скорости (т.е. от ) , а также от критериев аэродинамического подобия .

Вместе с этой лекцией читают "1 Что такое искусственный интеллект".

         Критерии аэродинамического подобия :

§ Число Маха     ;

§ Число Рейнольдса    ;

а=а(h)  - скорость воздуха в воздушной среде ;

l  -характерный размер ЛА (для ракеты – длина ракеты) ;

  - кинематический коэффициент вязкости воздуха .