Iidsetest aegadest peale on inimkond püüdnud saavutada võitu kokkupõrkes vaenlasega maksimaalsel võimalikul kaugusel, et mitte hävitada omaenda sõdalasi. Trossid, vibud, ambid, siis relvad, nüüd raketid, mürsud ja pommid – need kõik vajavad täpset ballistilise trajektoori arvutamist. Ja kui vana sõjaväe "varustusega" oli võimalik löögipunkti visuaalselt jälgida, mis võimaldas järgmisel korral täpsem alt uurida ja tulistada, siis tänapäeva maailmas on sihtpunkt tavaliselt nii kaugel, et see on lihts alt ilma lisaseadmeteta on seda võimatu näha.
Mis on ballistiline trajektoor
See on tee, mille mõni objekt ületab. Sellel peab olema teatud algkiirus. Seda mõjutavad õhutakistus ja gravitatsioon, mis välistab sirgjoonelise liikumise võimaluse. Isegi kosmoses moondub selline trajektoor erinevate objektide gravitatsiooni mõjul, kuigi mitte nii oluliselt kui meie planeedil. Kui te ei võta arvesse õhumasside takistust, sarnaneb selline liikumisprotsess ennekõike ellipsiga.
Teine võimalus on hüperbool. Ja ainult mõnel juhul on see parabool või ring (teise ja esimese ruumikiiruse saavutamiselvastav alt). Enamasti tehakse sellised arvutused rakettide puhul. Nad kipuvad lendama atmosfääri ülemistes kihtides, kus õhu mõju on minimaalne. Seetõttu meenutab ballistiline trajektoor enamasti siiski ellipsi. Olenev alt paljudest teguritest, nagu kiirus, mass, atmosfääri tüüp, temperatuur, planeedi pöörlemine ja nii edasi, võivad tee üksikud osad võtta mitmesuguseid vorme.
Arvuta ballistiline trajektoor
Selleks, et mõista, kuhu vabastatud keha täpselt langeb, kasutatakse diferentsiaalvõrrandeid ja numbrilise integreerimise meetodit. Ballistilise trajektoori võrrand sõltub paljudest muutujatest, kuid on ka teatud universaalne versioon, mis ei anna vajalikku täpsust, kuid on näite jaoks täiesti piisav.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, kus:
- y on maksimaalne kõrgus maapinnast.
- X on kaugus alguspunktist hetkeni, mil keha jõuab kõrgeima punktini.
- Ѳ0 – viskenurk.
- V0 – algkiirus.
Tänu sellele valemile on võimalik kirjeldada ballistilist lennutrajektoori õhuvabas ruumis. See osutub parabooli kujul, mis on tüüpiline enamiku vaba liikumise võimaluste jaoks sellistes tingimustes ja gravitatsiooni mõjul. Sellise trajektoori puhul võib eristada järgmisi iseloomulikke jooni:
- Kõige optimaalsem kõrgusnurkmaksimaalne kaugus on 45 kraadi.
- Objektil on sama liikumiskiirus nii stardi- kui ka maandumise hetkel.
- Viskenurk on sama mis kukkumisnurk.
- Objekt jõuab trajektoori tippu täpselt sama ajaga, misjärel see siis alla kukub.
Enamiku sedalaadi arvutuste puhul on tavaks jätta tähelepanuta õhumasside takistus ja mõned muud tegurid. Kui neid arvesse võtta, osutub valem liiga keeruliseks ja viga pole nii suur, et see mõjutaks oluliselt tabamuse tõhusust.
Erinevused tasapinnalisest
See nimi tähendab objekti tee teist varianti. Tasane ja ballistiline trajektoor on mõnevõrra erinevad mõisted, kuigi üldpõhimõte on nende jaoks sama. Tegelikult tähendab seda tüüpi liikumine maksimaalset võimalikku liikumist horisonta altasandil. Ja kogu tee jooksul säilitab objekt piisava kiirenduse. Liikumise ballistiline versioon on vajalik pikkade vahemaade liikumiseks. Näiteks kuuli puhul on kõige olulisem tasane trajektoor. Ta peab lendama piisav alt sirgelt nii kaua kui võimalik ja lööma läbi kõigest, mis tema teele jääb. Seevastu rakett või kahuri mürsk tekitab maksimaalset kahju just liikumise lõpus, kuna saavutab maksimaalse võimaliku kiiruse. Nende liikumise vahepeal ei ole nad nii muserdavad.
Moodne kasutus
Ballistikatrajektoori kasutatakse kõige sagedamini militaarsfääris. Raketid, mürsud, kuulid ja nii edasi – need kõik lendavad kaugele ja täpse lasu jaoks tuleb arvestada paljude muutujatega. Lisaks põhineb kosmoseprogramm ka ballistikal. Ilma selleta on võimatu raketti täpselt välja lasta nii, et see lõpuks ei kukuks maapinnale, vaid teeks mitu tiiru ümber planeedi (või isegi murdub sellest lahti ja läheks kaugemale kosmosesse). Üldiselt on peaaegu kõik, mis lennata suudab (olenemata sellest, kuidas ta seda teeb), kuidagi seotud ballistilise trajektooriga.
Järeldus
Võimalus arvutada kõik elemendid ja käivitada mis tahes objekt õiges kohas on tänapäeval äärmiselt oluline. Isegi kui te ei võta sõjaväge, mis vajab selliseid võimeid traditsiooniliselt rohkem kui keegi teine, leidub siiski palju tsiviilotstarbelisi rakendusi.
