Čovječanstvo je od davnina pokušavalo ostvariti pobjedu u sudaru s neprijateljem na maksimalnoj mogućoj udaljenosti, kako ne bi uništilo vlastite ratnike. Praćke, lukovi, samostreli, pa puške, sada rakete, projektili i bombe - sve to treba točan izračun balističke putanje. A ako je sa starom vojnom "opremom" bilo moguće vizualno pratiti točku udara, što je omogućilo točnije proučavanje i snimanje sljedeći put, onda je u suvremenom svijetu odredišna točka obično toliko udaljena da je jednostavno nemoguće ga je vidjeti bez dodatnih uređaja.
Što je balistička putanja
Ovo je put koji neki objekt svladava. Mora imati određenu početnu brzinu. Na njega utječu otpor zraka i gravitacija, što isključuje mogućnost pravocrtnog kretanja. Čak i u svemiru, takva putanja će biti iskrivljena pod utjecajem gravitacije raznih objekata, iako ne tako značajno kao na našem planetu. Ako ne uzmete u obzir otpor zračnih masa, tada će prije svega takav proces kretanja nalikovati elipsi.
Druga opcija je hiperbola. I samo u nekim slučajevima to će biti parabola ili kružnica (nakon postizanja druge i prve svemirske brzineodnosno). U većini slučajeva takvi se izračuni provode za projektile. Oni imaju tendenciju letjeti u gornjim slojevima atmosfere, gdje je utjecaj zraka minimalan. Kao rezultat toga, najčešće balistička putanja još uvijek nalikuje elipsi. Ovisno o mnogim čimbenicima, kao što su brzina, masa, vrsta atmosfere, temperatura, rotacija planeta i tako dalje, pojedini dijelovi puta mogu poprimiti različite oblike.
Izračunajte balističku putanju
Kako bi se točno razumjelo gdje će oslobođeno tijelo pasti, koriste se diferencijalne jednadžbe i metoda numeričke integracije. Jednadžba balističke putanje ovisi o mnogim varijablama, ali postoji i određena univerzalna verzija koja ne daje potrebnu točnost, ali je sasvim dovoljna za primjer.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, gdje:
- y je maksimalna visina iznad tla.
- X je udaljenost od početne točke do trenutka kada tijelo dosegne najvišu točku.
- Ѳ0 – kut bacanja.
- V0 – početna brzina.
Zahvaljujući ovoj formuli, postaje moguće opisati balističku putanju leta u bezzračnom prostoru. Ispostavit će se u obliku parabole, što je tipično za većinu mogućnosti slobodnog kretanja u takvim uvjetima i uz prisutnost gravitacije. Mogu se razlikovati sljedeće karakteristične značajke takve putanje:
- Najoptimalniji kut elevacije zamaksimalna udaljenost je 45 stupnjeva.
- Objekat ima istu brzinu kretanja i u trenutku lansiranja i u trenutku slijetanja.
- Kut bacanja je isti kao i kut pada.
- Objekt dosegne vrh putanje u točno istom vremenu, nakon čega onda pada.
U velikoj većini ovakvih proračuna uobičajeno je zanemariti otpor zračnih masa i neke druge čimbenike. Ako se oni uzmu u obzir, formula će se pokazati previše kompliciranom, a pogreška nije toliko velika da bi značajno utjecala na učinkovitost pogotka.
Razlike od ravne
Ovo ime znači drugu varijantu putanje objekta. Ravna i balistička putanja su donekle različiti koncepti, iako je opći princip za njih isti. Zapravo, ova vrsta kretanja podrazumijeva maksimalno moguće kretanje u horizontalnoj ravnini. I tijekom cijelog puta objekt održava dovoljno ubrzanja. Balistička verzija pokreta nužna je za kretanje na velike udaljenosti. Na primjer, ravna putanja je najvažnija za metak. Mora letjeti dovoljno ravno što je duže moguće i probijati sve što joj se nađe na putu. S druge strane, raketa ili projektil iz topa nanosi maksimalnu štetu upravo na kraju pokreta, jer postiže najveću moguću brzinu. Između svojih pokreta, nisu tako lomljivi.
Moderna upotreba
Balističkiputanja se najčešće koristi u vojnoj sferi. Rakete, projektili, meci i tako dalje - svi lete daleko, a za točan hitac morate uzeti u obzir mnoge varijable. Osim toga, svemirski se program temelji i na balistici. Bez toga je nemoguće točno lansirati raketu tako da ona u konačnici ne padne na tlo, već napravi nekoliko okreta oko planeta (ili se čak odvoji od njega i ode dalje u svemir). Općenito, gotovo sve što može letjeti (bez obzira na to kako to radi) nekako je povezano s balističkom putanjom.
Zaključak
Mogućnost izračunavanja svih elemenata i pokretanja bilo kojeg objekta na pravom mjestu iznimno je važna u modernim vremenima. Čak i ako ne uzmete vojsku, kojoj su takve sposobnosti tradicionalno potrebne više od bilo koga drugog, i dalje će biti mnogo sasvim civilnih aplikacija.
