Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Океанские течения входят в проблему управления снарядами как второстепенный фактор, поскольку они важны с точки зрения кораблевождения, а корабль может служить местом старта управляемого снаряда класса поверхность в поверхность. 3.17. Астрономические ориентиры Для решения задач навигации в качестве ориентиров пользуются небесными телами †Солнц, Луной, планетами и неподвижными звездами первой и второй величины. Из планет чаще всего пользуются, благодаря их яркости, четырьмя в Венерой, Марсом, Юпитером и Сатурном. Движение планет сходно с движением Земли: они вращаются вокруг своей осн и обращаются вокруг Солнца в ту же сторону, что и Земля, по эллиптическим орбитам с малым эксцентрнситетом, плоскости которых близки к плоскости эклиптики; они участвуют также в общем движении солнечной системы.
Период вращения Луны вокруг своей оси совпадает с периодом ее обращения вокруг Земли, так что Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Лунный экватор наклонен к плоскости ее орбиты приблизительно на 6,5'. Этот наклон вместе с неравномерностью движения Луны по ее орбите дает нам возможность видеть несколько больше половины поверхности Луны †эффект, называемый либрапией.
Плоскость орбиты Луны составляет 7 зэк. йие. А. с. локк 98 звмныв и лстгономичвскив огивнтигы и систвмы отсчета [гл. 3 с плоскостью эклиптики угол, немного больший 5'. Угловой диаметр Луны для земного наблюдателя колеблется между 0'29' и 0'33'. Луна обращается вокруг Земли по эллипсу с малым эксцентрнснтетом, на среднем расстоянии приблизительно в 240 000 миль ( 384 000 км). В действительности, конечно, и Луна н Земля обращаются вокруг нх общего центра масс, который лежит на расстоянии 2900 миль ( 4600 км) от центра Земли, т, е. внутри самой Земли. Этот центр масс обращается вокруг ' Солнца; его траектория и называется орбитой Земли. Солнце является светилом, которым чаще всего пользуются в астрономической навигации. Солнце содержит 99,9о/о массы всей солнечной системы и является источником нашего света, тепла и запасов энергии.
Температура его поверхности составляет около 10 000' Р ( 5500' С); каждый квадратный фут его поверхности излучает мощность приблизительно в 8000 л. с. Спектр испускаемой Солнцем энергии начинается с длин волн короче видимых и простирается до радиоволн. Солнце вращается вокруг своей осн в ту же сторону, что и Земля.
Солнечный экватор наклонен на 7' относительно эклиптики. Период вращения Солнца неодинаков для поясов, находящихся на различных расстояниях от экватора; на экваторе этот период равен 25 суткам; а у полюсов — 34 суткам. Угловой диаметр Солнца для земного наблюдателя составляет приблизительно 33'.
Сведения о звездах, нужных для морской навигации, содержатся в «Ашег!сап Мав!!са! А'шапас». Для штурмана главный интерес представляют яркость звезд и возможность пользоваться ими для навигационных целей. Первая классификация звезд по яркости принадлежит Птолемею; наиболее яркие из них (числом около 20) были обозначены как звезды первой величины, наиболее слабые, но еще видимые — как звезды шестой величины.
По современным измерениям звезда первой величины дает приблизительно в 100 раз больше света, чем звезда шестой величины. Корень пятой степени из 100 есть 2,5!2, и это число используется для классификации звезд по яркости. Так, первая звездная величина в 2,512 раза ярче второй и т. д. Поскольку разница в яркости, различимая человеческим глазом, соответствует 0,1, в таблицах звездные величины приводятся с точностью до первого десятичного знака. Разумеется, определение звездных величин относится только к видимой части спектра. Астрономы сравнивают звезды по их абсолютной величине, т. е.
по той яркости, которую звезда имела бы, если бы находилась на расстоянии 10 парсеков (расстояние в 1 парсек равно приблизительно 3,26 световых лет), и по фотографической величине, т. е. их яркости на фотографической пластинке. Очевидно, что, с точки зрения использования методов автоматической астрономической навигазин для управления снарядами, особенно интересна яркость в той части спектра, которая используется при слежении за звездой. 99 плеллллктичвский тгятгольник Звезды различны по температуре и цвету.
Цвет зависит от многих причин, среди которых одной из главных является температура звезды. Наиболее горячими являются голубые звезды; температура поверхности у некоторых из них выше 20000'К. Наиболее холодными являются красные звезды; у некоторых из них температура поверхности ниже 2000'К. Звезды сильно отличаются друг от друга по раамерам, плотности и несколько меньше по массе. Так, диаметр звезд лежит в пределах от нескольких сотен миллионов миль до размеров, меньших диаметра больших планет солнечной системы. Их плотность в одних случаях меньше плотности воздуха у земной поверхности, в других †тысячи раз больше плотности воды. В то же время масса большинства звезд лежит в пределах от одной пятой до пяти масс Солнца.
Звезды, яркость которых не постоянна, называются переменными. У некоторых звезд изменение яркости можно предсказывать, у других изменение носит нерегулярный характер. Эти изменения в некоторых случаях достигают нескольких звездных величин. Бывают случаи, когда звезды внезапно становятся во много раз ярче, чем они были раньше, затем их яркость снова падает. Такие звезды называются лоаыми. Предполагают, что на этих звездах происходят атомные взрывы. Полное число звезд не известно. Звезд от первой до шестой величины включительно насчитывают около 6000. Поскольку наблюдатель в каждый момент может видеть только половину небесного свода, а у горизонта видны только наиболее яркие звезды, число звезд, видимых в каждый момент невооруженным глазом, вероятно, не превосходит 2500.
Если имеется посторонний источник света, например Луна, то могут быть видимы всего несколько сот звезд. Независимо от своего размера и яркости каждая звезда есть точечный источник света. Благодаря колоссальному расстоянию до эвезд никакой телескоп не дает возможности увидеть звезду в форме диска. Солнце и Луна, как было указано выше, имеют заметный угловой размер. Если для навигационных измерений используются эти два светила, необходимо вводить поправку на их видимый диаметр, чтобы измерения относились к центру светила. Отсюда, повидимому, следует, что для автоматической навигации применение точечных источников света — звезд в предпочтительнее и проще, чем Солнца или Луны.
3.18. Параллактический треугольник Навигация по астрономическим ориентирам осуществляется при помощи решения лараллактичесного треугольника, пьказанного на рис. 3.11 начерченным на поверхности Земли и спроектированным на воображаемую небеснув сферу. Понятие небесной сферы 100 земные и лстРОномичвскив ОРНВнтиРы и систвмы ОтсчВтА (Гл 3 Вытекает из предположения, что все небесные тела расположены па сфере бесконечно большого радиуса, в центре которой находится Земля. На Земле мы имеем меридианы, полюсы, широты, долготы и т.
п. Перенеся географическую систему координат на небесную сферу и используя те же термины, мы может определять положение светил на небесной сфере. Термин «параллактический Рнс. 3.11. Плраллактнческнй треугольник. треугольник» относится как к географическому, так и к небесному треугольнику. Если мы предположим параллактический треугольник начерченным на поверхности Земли, то в навигации применяется следуюшая терминология: Ри — географический полюс (северный на рисунке), АР— место корабля, самолета, снаряда или просто место (определение места и есть задача навигации), ОР†географическ место светила или просто географическое место. Это такая точка на земной поверхности, для которой светило находится в данный момент в зените.
Стороны параллактического треугольника †больш круги. Сторона РИАР есть полярное расстояние места, т. е. наблюдателя. Сторона РНОР есть полярное расстояние географического места (т. е. светила). Сторона АРОР есть дуга большого 3.! 8! павллллктичвский тгвягольник круга между местом и географическим местом.
Как было указано выше, длина дуги большого круга на земной поверхности может быть очень просто вычислена, поскольку одна минута дуги почти точно равна одной морской миле. Если известен центральный угол дуги АРОР, то, конечно, известна и ее длина. Угол при точке Рм в параллактическом треугольнике представляет собой разность долгот места и географического места. Угол г/ Рнс. 3.12. Географическое место светилз, его высота и зенитное расстояние. при точке АР есть начальный путевой угол при полете по большому кругу из АР в ОР.
Угол при точке ОР является начальным путевым углом при полете по большому кругу из ОР в АР. При рассмотрении параллактического треугольника на небесной сфере применяется следующая терминология: Рн — полюс мира, Š— зенит, М вЂ” место светила. Сторона РмЛ вЂ” по-прежнему полярное расстояние места (т. е. наблюдателя); сторона РмМ вЂ” полярное расстояние светила; сторона ЛМ вЂ” аенитное расстояние светила.
Угол при точке Рн есть часовой угол светила, при точке Л вЂ азимут светила. Третий угол треугольника (ХМРм! в навигации не применяется. Проблема астрономической навигации состоит просто в том, чтобы измерить какие-либо элементы параллактического треугольника, достаточные для определения места АР в обычной географической системе координат.
102 звмныв и ьстгономичвскив огивнтигы и системы отсчета !гл. 3 Если провести прямую от небесного тела М к центру Земли, то пересечение этой прямой с поверхностью Земли есть географическое место светила ОР, как это видно из рнс. 3.12. Эта прямая перпендикулярна к горизонтальной плоскости, проходящей через географическое место светила.
Пусть наблюдатель находится в точке АР; тогда высотой светила называется угол между горизонтальной плоскостью в точке АР и направлением на светило, как показано на рис. 3.12. Угол, дополянющий высоту до 90', есть зенитное расстояние светила. Заметим, что угол ЛОМ есть также зенитное расстояние светила и что этот угол определяет дугу большого круга АРОР параллактического треугольника.
Таким образом, путем измерения высоты светила мы определяем одну из сторон параллактического треугольника. Представим себе, что наблюдатель, находящийся сначала точно в точке ОР, затем мгновенно перемещен в какую-нибудь сторону на 200 морских миль, т. е. на 200' по дуге большого круга; тогда высота светила Рнс. 3.13. Круг равных высот. будет равна 86'40' (90'— — 200').
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
