Главная » Просмотр файлов » Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013)

Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013) (1246775), страница 26

Файл №1246775 Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013) (Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013)) 26 страницаСихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013) (1246775) страница 262021-01-22СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Малые размеры головной части в сочетании с высокой скоростью полетазатрудняют ее обнаружение и перехват.Анализ движения ГЧ включает расчет траектории полета на внеатмосферномучастке (вернее, за пределами условной границы атмосферы) и участке входав атмосферу. Основные проблемы связаны с обеспечением высокой точностиприведения ГЧ в заданную точку цели и повышением эффективности преодоленияпротиворакетной обороны (ПРО) противника.

Обе задачи оказываются взаимосвязанными и обычно требуют совместного рассмотрения. В рамках проектнойбаллистики основное внимание уделяется точности попадания.Для ГЧ наиболее ответственным является атмосферный участок, где на неедействуют высокие аэродинамические и тепловые нагрузки.Заметим, что хотя в данной главе речь идет о головных частях, отдельныерезультаты применимы для изучения свободного движения любых других отделившихся частей ракеты, например, отработавших блоков.3.1. ПРЯМАЯ ЗАДАЧАПрямая задача баллистики состоит в определении полной дальности полетаи координат точки падения ГЧ.

Полная дальность измеряется по поверхностиЗемли и складывается из активного участка, участка внеатмосферного полетаи участка входа ГЧ в атмосферу. Протяженность активного участка зависит отэнергетических характеристик ракеты и принятого закона управления векторомтяги. Протяженность внеатмосферного участка определяется начальными параметрами движения отделившейся ГЧ, т. е. скоростью V0 , углом наклона траекторииθ0 и высотой h0 . Если пренебречь изменением параметров движения в процессеотделения ГЧ, то значения V0 , θ0 , h0 будут соответствовать концу активного участка..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»118Глава 3.

Баллистика головной частиПротяженность участка входа ГЧ в атмосферу (при фиксированной высотеусловной границы атмосферы hatm ) зависит от скорости входа Ven и угла входаθen , которые, в свою очередь, определяются значениями V0 , θ0 , h0 .Оба участка движения в атмосфере (активный участок и участок входа) чащевсего рассчитываются численным интегрированием, в то время как внеатмосферный участок допускает интегрирование уравнений движения в конечном видеи получение формул для определения дальности и других параметров движенияна внеатмосферном участке.Совокупность внеатмосферного участка и участка входа часто называют пассивным участком.

Для современных ГЧ, имеющих малое поперечное сечение,высокую плотность и совершенные аэродинамические характеристики, протяженность пассивного участка в первом приближении может быть вычислена без учетаналичия атмосферы. Расчет производится по конечным формулам, а получаемаяпри этом погрешность дальности (в сторону некоторого завышения) не превышаетдолей процента от полной дальности.Выведем формулы для дальности и других параметров движения на пассивномучастке.3.1.1. Интегралы задачи движения в центральном поле. Рассмотрим движение ГЧ в центральном поле притяжения при отсутствии атмосферы. Это — частныйслучай классической задачи двух тел, когда масса одного тела (ГЧ) пренебрежимомала по сравнению с массой другого (Земля), причем малое тело практически невлияет на движение большого.Если r — радиус-вектор ГЧ, проведенный из центра Земли, то свободное движение ГЧ под действием силы притяжения будет определяться векторным уравнением(после сокращения на массу ГЧ, входящую в левую и правую части уравнения)причемd 2rμ r=− 2 ,dt2r r(3.1.1) = dr .V(3.1.2)dtВекторное уравнение (3.1.1) может быть заменено тремя скалярными уравнениями 2-го порядка.

Найдем некоторые интегралы уравнения (3.1.1).С учетом кинематического соотношения (3.1.2) имеемdVμ r=− 2 .(3.1.3)dtr rУмножим это уравнение скалярно на (3.1.2).Тогда в левой части получим22 d V = 1 d(V ) = 1 d(V ) ,Vdt2 dt2 dtтак как ·V = VV .VПри перемножении правых частей имеем d μrμ d(r2 )μ d(r2 )dr μ r=− 3=− 3=,−dt r2 r2r dt2r dtdt.Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»3.1. Прямая задачапоэтому d μr1 d(V 2 )=2 dtdtилиddt1192μV2 −= 0.rОтсюда следует интеграл, выражающий закон сохранения энергии:2μ= h̃.(3.1.4)rПервое слагаемое в (3.1.4) определяет удвоенную кинетическую энергию (наединицу массы), а второе — удвоенную потенциальную энергию.

Константа h̃,равная удвоенной полной энергии единицы массы, определяет вид траекторииполета.Умножим теперь уравнение (3.1.3) векторно на r, тогдаV2 −r ×dVμr= −r × 3 ,dtrно r × r = 0, поэтомуdV= 0.dtС учетом найденного равенства и (3.1.2)r ×d ) = dr × V + r × d V = dr × V =V ×V = 0,(r × Vdtdtdtdtследовательно,d ) = 0.(r × VdtОтсюда получим так называемый интеграл площадей в векторной форме(определяющий момент количества движения тела единичной массы) = C,r × V(3.1.5)который эквивалентен трем скалярным интегралам. Если умножить (3.1.5) скаляр ) = 0 найдемно на r, то с учетом r · (r × V = 0.r · C(3.1.6)Отсюда вытекает, что движение происходит в плоскости, проходящей через Эта плоскостьцентр Земли и определяемой нормальным к ней вектором C.называется неизменяемой плоскостью Лапласа.

на радиальную составляющую Vr , направленнуюРазложим вектор скорости Vпо радиусу-вектору r, и на трансверсальную составляющую Vn , направленнуюперпендикулярно r в сторону движения (рис. 3.1): = Vrr 0 + Vnn 0 .V(3.1.7)Здесь r 0 и n 0 — соответствующие взаимно ортогональные единичные векторы.С учетом (3.1.7) можно преобразовать интеграл площадей (3.1.5) к видуrVnr 0 × n 0 = C..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»120Глава 3. Баллистика головной частиРис. 3.1. Радиальная и трансверсальная составляющие скоростиОтсюдаrVn = C(3.1.8)— модуль интеграла площадей.

Если dΦ/dt — угловая скорость поворота радиусавектора r относительно центра Земли, тоVn = rdΦdtиr2dΦ= C.dt(3.1.9)3.1.2. Внеатмосферная траектория полета. Используем полученные интегралыдвижения для расчета внеатмосферной траектории полета ГЧ.С учетом (3.1.8) имеем трансверсальную составляющую скоростиVn =C,rдалее, d 1rdr dΦdr CdrVr ===,= −CdtdΦ dtdΦ r2dΦи с учетом соотношенияV 2 = Vr2 + Vn2найдем% 2 &21d(1/r).V =C+rdΦ22(3.1.10)(3.1.11)Подставляя (3.1.11) в интеграл энергии (3.1.4), получим% 2 &211d(1/r)2− 2μ = h̃.+CrdΦrПродифференцируем теперь это соотношение по углу Ф:1 d(1/r) d(1/r) d 2 (1/r)d(1/r)+= 0.−μC2r dΦdΦdΦ2dΦ(3.1.12).Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»3.1. Прямая задача121Если движение происходит не по прямой, то d(1/r)/dΦ = 0, и после сокращения на этот множитель получим дифференциальное уравнение относительно1/r:d 2 (1/r) 1μ+ = 2.(3.1.13)2dΦrCРешение неоднородного дифференциального уравнения 2-го порядка (3.1.13)имеет вид1μ= 2 + Q1 cos Φ + Q2 sin Φ,(3.1.14)rCгде Q1 и Q2 — произвольные постоянные, определяемые из начальных условий1 1d(1/r) 1= ,= − tg θ0 .(3.1.15)rr0dΦr0Φ=0Φ=0Покажем справедливость второго условия (3.1.15).

Из соотношения (3.1.10)имеемd(1/r)Vr=−dΦCи после подстановки C из (3.1.8) получим1 Vr1d(1/r)=−= − tg θ,dΦr Vnrгде tg θ = Vr /Vn определяет угол наклона траектории (см. рис. 3.1). Теперьвычислим постоянные Q1 и Q2 :1μ1− 2 , Q2 = − tg θ0r0Cr0и подставим их в уравнение (3.1.14):1μ1μ1= 2−cos Φ − tg θ0 sin Φ.−rCC2r0r0Q1 =(3.1.16)Уравнение (3.1.16) при заданных начальных условиях r0 , V0 , θ0 связываетвеличину текущего радиуса r с угловой дальностью Φ между начальным r0и текущим r радиусами-векторами. Если зафиксировать величину радиуса r, томожно из уравнения (3.1.16) найти соответствующую ему угловую дальность Φ.С этой целью перейдем к половинному углуΦ/2, произведя замену2 tg Φ21 − tg2 Φ2Φsin Φ ==0,т.е.Φ=π.cos,cosΦ=21 + tg2 Φ21 + tg2 Φ2Тогда получим121μμΦ2 Φ2 Φ− tg θ0 tg −− 2= 0,1 − tg1 + tg− 2r0C2r02rC2откудаΦ2μ2111Φ1tg2 − tg θ0 tg + − = 0.(3.1.17)−−C2r0r2r02r0r.Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»122Глава 3.

Баллистика головной частиПредставим входящую в (3.1.17) постоянную μ/C 2 через начальные параметрыдвижения r0 , V0 , θ0 . Из соотношения (3.1.8), справедливого для любого моментавремени, найдемC = r0 Vn0 = r0 V0 cos θ0 ,а затемμμ1= 2 2=,C2ν0 r0 cos2 θ0r0 V0 cos2 θ0гдеν0 =r0 V02μ(3.1.18)— обобщенный начальный параметр движения.После подстановки постоянной μ/C 2 в (3.1.17) и несложных преобразованийполучимΦΦ2r − (r0 + r)ν0 cos2 θ0 tg2 − 2ν0 r sin θ0 cos θ0 tg − (r0 − r)ν0 cos2 θ0 = 0.222Разделим обе части этого равенства на cos θ0 (θ0 = π/2, т. е.

движение происходит не по вертикальной траектории), тогда получим окончательное уравнениедля вычисления угловой дальности Φ:ΦΦ2r(1 + tg2 θ0 ) − (r0 + r)ν0 tg2 − 2ν0 r tg θ0 tg − (r0 − r)ν0 = 0.(3.1.19)22Обозначимa(r) = 2r(1 + tg2 θ0 ) − (r0 + r)ν0 ,b(r) = ν0 r tg θ0 ,c(r) = (r0 − r)ν0(3.1.20)и запишем квадратное относительно tg Φ2 уравнение в более простом виде:ΦΦ− 2b(r) tg − c(r) = 0.22Решая это уравнение, определим искомое выражение для угловой дальности2b(r) ± [b(r)] + a(r)c(r)Φ.(3.1.21)tg =2a(r)a(r) tg2Отсюда следует, что в зависимости от заданной величины r, которая как быфиксирует сферу соответствующего радиуса, могут быть не больше двух точекпересечения траектории с указанной сферой.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6367
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее