Почему ракеты взлетают по дуге. Почему самолеты летят по дуге, а не по прямой - Hello world! — LiveJournal

Капитан Шрапнель и его снаряд 7 августа 1914 года шел жаркий бой: французы бились с немцами, которые только что перешли границу и вторглись во Францию. Капитан Ломбаль – командир французской 75-миллиметровой пушечной батареи – осматривал в бинокль поле боя. Вдали,

Куда летит снаряд Попробуйте выстрелить из той же 76-миллиметровой пушки один раз при горизонтальном положении ствола, другой раз – придав пушке угол бросания в 3 градуса, а в третий раз при угле бросания в 6 градусов.В первую же секунду полета снаряд, как мы уже знаем,

Что тормозит снаряд Итак, проделаем опыт. Зарядим 152-миллиметровую мортиру таким зарядом, который выбрасывает снаряд с начальной скоростью 171 метр в секунду. При угле бросания в 20 градусов: снаряд по расчетам должен пролететь 1 900 метров. Приблизительно столько пролетит он

Какой снаряд летит дальше – легкий или тяжелый? Но секрет дальнобойности – не только в форме снаряда.Выпустим снаряды одинаковой формы из трех разных орудий.Орудия эти подобраны так, что начальная скорость их снарядов одна и та же – 442 метра в секунду. Снаряды почти

Почему снаряд летит ночью не на ту же дальность, что и днем? В то время, пока на огневой позиции маскировали орудия и рыли окопы, вычислители, окончив привязку огневой позиции и наблюдательного пункта, приступили уже к работе другого рода: взяв книжку «Таблиц стрельбы», они

Самолет-снаряд «М-44» Еще один проект Павла Цыбина - крылатая ракета «РСС» - получил развитие в ОКБ-23 Владимира Мясищева. Здесь этот аппарат, являющийся по сути прототипом космоплана, проходил как самолет-снаряд «Изделие 44» («М-44»).Беспилотный самолет «М-44»,

Взлетом космической ракеты сейчас можно полюбоваться и по телевизору, и в кино. Ракета вертикально стоит на бетонном стартовом столе. По команде из пункта управления включаются двигатели, мы видим загорающееся внизу пламя, мы слышим нарастающий рев. И вот ракета в клубах дыма отрывается от Земли и сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее устремляется вверх. Через минуту она уже на такой высоте, куда не могут подняться самолеты, а еще через минуту – Космосе, в околоземном безвоздушном пространстве.

Двигатели ракеты называются реактивными. Почему? Потому что в таких двигателях сила тяги является силой реакции (противодействия) силе, которая отбрасывает в противоположную сторону струю раскаленных газов, получаемых от сгорания топлива в специальной камере. Как известно, согласно третьему закону Ньютона сила этого противодействия равна силе действия. То есть, сила, поднимающая ракету в космическое пространство равна силе, которую развивают раскаленные газы, вырывающиеся из сопла ракеты. Если Вам кажется невероятным, что газ, которому положено быть бесплотным, забрасывает на космическую орбиту тяжеленную ракету, вспомните о том, что сжатый в резиновых баллонах воздух успешно поддерживает не только велосипедиста, но и тяжелые самосвалы. Раскаленный добела газ, вырывающийся из сопла ракеты – тоже полон силы и энергии. Настолько, что после каждого старта ракеты стартовый стол ремонтируют, добавляя выбитый огненным вихрем бетон.

Третий закон Ньютона можно сформулировать иначе, как закон сохранения импульса. Импульсом называется произведение массы на скорость. В терминах закона сохранения импульса старт ракеты можно описать так.

Первоначально импульс космической ракеты, покоящейся на стартовой площадке, был равен нулю (Большая масса ракеты, умноженная на нулевую ее скорость). Но вот включен двигатель. Топливо сгорает, образуя огромное количество газообразных продуктов сгорания. Они имеют высокую температуру и с высокой скоростью истекают из сопла ракеты в одну сторону, вниз. Это создает вектор импульса, направленный вниз, величина которого равна массе истекающего газа, умноженного на скорость этого газа. Однако, в силу закона сохранения импульса, суммарный импульс космической ракеты относительно стартовой площадки должен быть по-прежнему равен нулю. Поэтому тут же возникает вектор импульса, направленный вверх, уравновешивающий систему «ракета – отбрасываемые газы». За счет чего возникнет этот вектор? За счет того, что стоящая до тех пор неподвижно ракета начнет движение вверх. Импульс, направленный вверх, будет равен массе ракеты, умноженной на ее скорость.

Если двигатели ракеты мощные, ракета очень быстро набирает скорость, достаточную для того, чтобы вывести космический корабль на околоземную орбиту. Эта скорость называется первой космической скоростью и равна приблизительно 8 километрам в секунду.

Мощность двигателя ракеты определяется в первую очередь тем, какое топливо сгорает в двигателях ракеты. Чем выше температура сгорания топлива, тем мощнее двигатель. В самых ранних советских ракетных двигателях топливом был керосин, а окислителем – азотная кислота. Сейчас в ракетах используется более активные (и более ядовитые) смеси. Топливом в современных американских ракетных двигателях является смесь кислорода и водорода. Кислородно-водородная смесь очень взрывоопасна, но при сгорании выделяет огромное количество энергии.

Памятливый45 > почему в 20-м веке уровень технологии не позволял ракетам взлетать с неподготовленной поверхности

Вот это отжыг!

Памятливый45 > Давайте обсудим один из аспектов причины, почему для ракеты в 20-м веке был абсолютно необходим стартовый стол или (для тактических ракет) специальное статовое устройство.

Так, я весь в предвкушении. Как только Тупой начинает излагать своё видение аспектов, моя клавиатура в ужасе содрогается, предвидя очередной поток слёз на неё.

Памятливый45 > Все тактические ракеты выходят из трубы гранатомёта,

Гениально! Но к такому мы уже привыкли, до слёз пока не пробирает.

Памятливый45 > В авиации эту проблему решили на заре 20-века, оснастив самолёт горизонтальным оперением. После этого самолёт всегда стремился, при отсутсвии воли у пилота, следовать в горизонтальном направлении.

Ещё гениальнее! Тупой, вам надо открыть свою тему в Авиационном. Вот и название есть: "Тупой о стремлениях самолёта". Надо же и авиаторов осчастливить, ато там както скучно. А не все из того раздела сюда заглядывают.

Памятливый45 > Для примера приведу историю с нашим МиГ-23, которого в середине 80-х годов покинул, не помню по какой причине лётчик. Газеты сообщали, что самолёт, оставшись без пилота продолжил горизонтальный полёт, завершившийся в Голландии с завершением керосина.

Что интересно, слово "автопилот" Тупой не в состоянии запомнить никак. И даже просто прочитать. В тексте он его видит, но прочитать и понять смысл не может. Потому что слишком много букв. Тогда во всех газетах буквально измозолили глаза что самолёт летел на автопилоте. Но Тупой не смог дочитать до этого места. Ни асилил.
Поэтому о существовании автопилотов на самолётах Тупой не знает до сих пор. (И никогда не узнает потому что он тупой). Ну а уж о существовании их же на ракетах не говоря уж о лунном модуле вообще НННШ. Потому что очень тупой.

Памятливый45 > Так вот поэтому тактические ракеты стремились сразу направить по параболе в цель.

Эээ... Так почему "поэтому"? Потому что:
Памятливый45 > Все тактические ракеты выходят из трубы гранатомёта, с рельса гвардейского миномёта со скоростью, достаточной для аэродинамической стабилизации ракеты.
Или потому что за рулём МиГа сидел замполит?

Памятливый45 > А МБР или РН оснащали сложной и дорогостоящей системой навигации, которая позволяла завершив стадию вертикального полёта наклонять вектор скорости в заданном направлении.

А их почему? Тоже потому что из гранатомёта? Или какие иные резоны?

Памятливый45 > Тут уже старт должен быть строго ориентированным и более того, информация об атмосферной флуктуации должна присутствовать в программе полёта ракеты.

Вот это уже конгениально! Я начинаю рыдать...

Памятливый45 > Чего же будет нехватать ракетчикам (но не салютчикам естественно) в способе управления при запуске ракеты с неподготовленной поверхности?

Так, так, так... и?

Памятливый45 > Знания собственных координат и ориентации в момент когда ракета приобретёт скорость, достаточную для аэродинамической стабилизации.

Это шедевр! Вот оказывается чего не хватает на неподготовленой поверхности!

Памятливый45 > Чего же нехватало в конструкции ракет 20-века для старта с неподготовленной поверхности?
Памятливый45 > Не аэродинамических средств стабилизации ориентации полёта ракеты.

Ну вот... Только что не хватало координат, а теперь уже неаэродинамических "средств стабилизации". Причём при запуске с "подготовленной поверхности" Тупому их очевидно хватает, как и координат.

Памятливый45 > (Карданное управление вектором тяги (Армадилло), двигатели ориентации и стабилизации (Лунный модуль), газодинамические рули (ФАУ-2).)

Забавно что о карданном управлении вектором тяги Тупой узнал только от Армадильо. Ну и это прогресс, мог ведь и вообще не узнать. Не знает же он например до сих пор о рулевых камерах.
Но это не главное. Главное что он уверен что газодинамических рулей (как у ФАУ-2) ракетам 20-го века не хватало. Ох как не хватало...

Памятливый45 > Может быть уважаемые участники Форума найдут и другие причины почему в 20- мвеке не было ракет, способных взлетать с неподготовленной поверхности.

Уважаемые участники форума их знают и раз 10 пытались их донести до Тупого. Но увы, Тупой их никогда не узнает, потому что он тупой. Невероятно, сказочно тупой.
Тупой, вопрос почему ракеты взлетают со стартовых устройств не интересен. Гораздо интереснее другой вопрос: как можно быть таким невероятно немыслимо тупым? Почему вы не хотите его раскрыть уважаемым участникам форума?

Памятливый45 > Но врядли аппологеты сталибы делать такие предложения, если бы задумались над тем: в нижней части движения ракеты по направляющим, или в самой верхней части будет стоять тот зацеп, ухватившись за который ракета, поволокёт за собой стартовый коплекс.
Памятливый45 > Ну как не вспомнить болото, лошадь и бравого аппологета отрастившего длинную косичку.

Мммм... Дааа... Не оправдал Тупой моих надежд. Не развеселил новыми гениальными открытиями типа забивания флага молотком. А под конец вообще расстроил очередной невероятно убогой попыткой сострить...

Рассмотрим в качестве основного примера самую «открытую» и бесхитростную современную МБР - Minuteman-III (индекс МО США LGM-30G). Ветерану американской стратегической триады скоро пятьдесят (первый пуск - в августе 1968 года, постановка на дежурство - 1970 год). Так сложилось, что на данный момент 400 таких «ополченцев» - единственные МБР сухопутного базирования в американском арсенале.
Когда на командный пункт поступит приказ, современная МБР шахтного базирования будет запущена в течение двух-трёх минут, причём большая часть этого времени уйдёт на верификацию команды и снятие многочисленных «предохранителей». Высокая скорость запуска является важным преимуществом шахтных ракет. Грунтовому ракетному комплексу или поезду требуется ещё несколько минут, чтобы остановиться, развернуть опоры, поднять ракету, - и только после этого произойдёт пуск. Что уж говорить о подводной лодке, которая (если заранее не находилась на минимальной глубине в полной готовности) начнёт запускать ракеты примерно через 15 минут.
Затем откроется крышка шахты, и из неё «выскочит» ракета. Современные отечественные комплексы используют так называемый миномётный или «холодный» старт, когда ракета выбрасывается в воздух отдельным небольшим зарядом и только потом запускает свои двигатели.
Затем для МБР наступает самое ответственное время - надо максимально быстро проскочить атмосферный участок над районом развёртывания. Именно там её ждёт сильная жара и ветер порывами до нескольких километров в секунду, поэтому активный этап полёта у МБР длится всего несколько минут.
У Minuteman-III первая ступень работает ровно минуту. За это время ракета поднимается на высоту 30 километров, двигаясь не вертикально, а под углом к земле. Вторая ступень, также за минуту работы, закидывает ракету уже на 70-90 километров - здесь всё сильно зависит от расстояния до цели. Поскольку твердотопливный двигатель выключить уже невозможно, приходится регулировать дальность крутизной траектории: нужно дальше - взлетаем выше. Третью ступень при запуске на минимальную дистанцию можно и вовсе не запускать, сразу приступив к разбрасыванию подарочков. В нашем случае (на видео ниже) она отработала, закончив трёхминутную работу самой ракеты.

К тому времени полезная нагрузка находится уже в космосе и движется почти с первой космической скоростью - самые дальнобойные МБР разгоняются до 7 км/с, а то и сильнее. Неудивительно, что с минимальными доработками тяжёлые МБР, такие как отечественная Р-36М/М2 или американская LGM-118 «Peacekeeper», успешно использовались в качестве лёгких ракет-носителей.

Дальше начинается самое интересное. В дело вступает так называемый «автобус» - платформа/ступень разведения боевых блоков. Он поочерёдно сбрасывает боевые блоки, направляя их на верный путь. Это настоящее техническое чудо - «автобус» делает всё настолько ровно, что небольшие конусы без систем управления, пролетев над морями и континентами половину земного шара, укладываются в радиус всего в несколько сотен метров! Такая меткость обеспечивается сверхточной и безумно дорогой инерционной навигационной системой. На спутниковые системы полагаться нельзя, хотя как вспомогательное средство используются и они. И на этой стадии уже нет никаких сигналов самоликвидации - слишком велик риск, что враг сможет их сымитировать.

Вместе с боевыми блоками «автобус» также закидывает вражеские ПРО ложными целями. Поскольку возможности платформы ограничены как по времени, так и по запасу топлива, блоки от одной ракеты могут поразить цели лишь в одном регионе. По слухам, наши недавно испытали новую модификацию «Ярса» сразу с несколькими «автобусами», индивидуальными для каждого блока, - и это уже снимает ограничение.

Блок прячется среди множества ложных целей, его место в боевом порядке неизвестно и выбирается ракетой случайным образом. Количество ложных целей может превышать сотню. Кроме того, разбрасывается ещё и целая россыпь средств создания радиолокационных помех - как пассивных (пресловутые облака нарезанной фольги), так и активных, создающих для радаров противника дополнительный «шум». Интересно, что созданные ещё в 1970–80-е годы средства до сих пор легко преодолевают ПРО.

Ну, а дальше, после относительно тихой фазы путешествия, боевой блок входит в атмосферу и устремляется к цели. Весь полёт занимает на межконтинентальной дальности около получаса. В зависимости от типа цели возможен подрыв либо на заданной высоте (оптимально для поражения города), либо на поверхности. Некоторые боевые блоки, обладающие достаточной прочностью, могут поражать даже подземные цели, а другие перед входом в атмосферу способны оценивать своё отклонение от идеальной траектории и корректировать высоту подрыва. Блоки, состоящие на вооружении, не маневрируют самостоятельно, но их появление - дело ближайшего будущего.

Чем внимательнее рассматриваешь МБР, тем яснее понимаешь, что по техническому совершенству и сложности она не уступает «настоящим» космическим ракетам-носителям. И это неудивительно - ведь нельзя кому попало доверять сверхбыструю доставку маленькой и живущей всего мгновение звезды.

Александр Ермаков

Вот прицепился я к этим самолетам, третий день из головы не выходят.
Сегодня узнав о сервисе flightradar24.com стоял у окна и смотрел как на горизонте появляется самолет летящий. Поигрался немного, как ребенок, в новую игрушку и вроде отпустило))))

Но увидел я случайно что самолет летящий из Дубай в Нью-Йорк пролетает рядом с Москвой, да и маршрут его такая нереальная дуга и задумался я а почему же это.

Подумал я, в интернете поискал и все банально сводится к тому что земля это шар и эта дуга это и есть кратчайшее расстояние. Но не укладывается в голове оно как-то.
Решаил я провести независимое расследование.

Взял грейпфрут и отметил на нем условно экватор и две точки в разных его концах:

Условно представил я, что грейпфрут он как планета имеет форму шара. И провел я между пунктами А и В прямую на этом шаре которая является кратчайшим расстоянием:

Получилось вот что:

Потом почистил я его и распрямил, примерно как карта планеты нашей:

Ивот она и получилась - дуга, от пункта А до пункта В.

Просто когда мы смотрим на карте мы оцениваем расстояния все по параллелям, это те окружности которые параллельны экватору. (Возможно я так один только делал а вы все по другому...) А если взять в руки шар, глобус если есть, и на нем нарисовать кратчайшее расстояние, то будет совсем не так как мозг представляет.

Расстояние это не всегда, кстати, является кратчайшим. Там еще есть всякие ветра разные и иногда саолет летит по ветру, а иногда наоборот облетает встречные потоки ветра, в результате чего траектория маршрута самолета и отклоняется от кратчайшей.

Так например, как я опять выяснил, в атмосфере земли и других плнет есть некие реактивные потоки воздуха (Jet stream). И в авиации их используют при перелетах для сокращения времени полета и для экономии топлива.

Вот так выглядит траектория перелета между Токио и Лос Анжелисом:

Все написанное выше это чисто мои домыслы и размышления, никак не притендующие на истинну. Да и опыт с грейпфрутом спроведен с большой погрешностью и отклонениями в измерениях. Просто наглядно показывающий почему траектория самолета выглядит на карте как дуга.