Už od pradávna sa ľudstvo snažilo dosiahnuť víťazstvo pri zrážke s nepriateľom na maximálnu možnú vzdialenosť, aby nezničilo vlastných bojovníkov. Praky, luky, kuše, potom zbrane, teraz rakety, projektily a bomby – to všetko potrebuje presný výpočet balistickej trajektórie. A ak so starou vojenskou „výbavou“bolo možné sledovať bod dopadu vizuálne, čo umožnilo nabudúce študovať a presnejšie strieľať, potom v modernom svete je cieľový bod zvyčajne tak ďaleko, že je jednoducho nemožné to vidieť bez ďalších zariadení.
Čo je to balistická trajektória
Toto je cesta, ktorú prekoná nejaký objekt. Musí mať určitú počiatočnú rýchlosť. Ovplyvňuje ho odpor vzduchu a gravitácia, čo vylučuje možnosť pohybu v priamom smere. Aj vo vesmíre sa takáto dráha vplyvom gravitácie rôznych objektov skreslí, aj keď nie tak výrazne ako na našej planéte. Ak neberiete do úvahy odpor vzdušných hmôt, potom bude takýto pohyb zo všetkého najviac pripomínať elipsu.
Ďalšou možnosťou je hyperbola. A len v niektorých prípadoch to bude parabola alebo kruh (pri dosiahnutí druhej a prvej priestorovej rýchlostiv uvedenom poradí). Vo väčšine prípadov sa takéto výpočty vykonávajú pre rakety. Majú tendenciu lietať vo vyšších vrstvách atmosféry, kde je vplyv vzduchu minimálny. Výsledkom je, že najčastejšie balistická dráha stále pripomína elipsu. V závislosti od mnohých faktorov, ako je rýchlosť, hmotnosť, typ atmosféry, teplota, rotácia planéty atď., jednotlivé časti cesty môžu mať rôzne podoby.
Vypočítajte balistickú dráhu
Aby sme presne pochopili, kam uvoľnené teleso dopadne, používajú sa diferenciálne rovnice a metóda numerickej integrácie. Rovnica balistickej trajektórie závisí od mnohých premenných, ale existuje aj istá univerzálna verzia, ktorá neposkytuje požadovanú presnosť, ale pre príklad úplne postačuje.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, kde:
- y je maximálna výška nad zemou.
- X je vzdialenosť od počiatočného bodu do okamihu, keď telo dosiahne najvyšší bod.
- Ѳ0 – uhol vrhania.
- V0 – počiatočná rýchlosť.
Vďaka tomuto vzorcu je možné opísať balistickú trajektóriu letu v priestore bez vzduchu. Ukáže sa to vo forme paraboly, ktorá je typická pre väčšinu možností voľného pohybu v takýchto podmienkach a za prítomnosti gravitácie. Je možné rozlíšiť nasledujúce charakteristické znaky takejto trajektórie:
- Najoptimálnejší uhol sklonu premaximálna vzdialenosť je 45 stupňov.
- Objekt má rovnakú rýchlosť pohybu v čase štartu aj v momente pristátia.
- Uhol hodu je rovnaký ako uhol pádu.
- Objekt dosiahne vrchol trajektórie presne v rovnakom čase, potom spadne dole.
Vo veľkej väčšine výpočtov tohto druhu je zvykom zanedbávať odpor vzdušných hmôt a niektoré ďalšie faktory. Ak sa berú do úvahy, vzorec sa ukáže ako príliš komplikovaný a chyba nie je taká veľká, aby výrazne ovplyvnila účinnosť zásahu.
Odlišnosti od bytu
Tento názov znamená iný variant cesty objektu. Plochá a balistická dráha sú trochu odlišné pojmy, hoci všeobecný princíp je pre nich rovnaký. V skutočnosti tento typ pohybu znamená maximálny možný pohyb v horizontálnej rovine. A počas celej dráhy si objekt udržiava dostatočné zrýchlenie. Balistická verzia pohybu je nevyhnutná pre pohyb na veľké vzdialenosti. Napríklad pre guľku je najdôležitejšia plochá trajektória. Musí letieť dostatočne rovno tak dlho, ako je to len možné, a preraziť všetko, čo jej príde do cesty. Na druhej strane raketa alebo projektil z dela spôsobí maximálne poškodenie presne na konci pohybu, keďže naberie maximálnu možnú rýchlosť. Medzi ich pohybom nie sú také zdrvujúce.
Moderné použitie
Balistickýtrajektória sa najčastejšie využíva vo vojenskej sfére. Rakety, projektily, guľky a tak ďalej – všetky lietajú ďaleko a pre presnú strelu musíte brať do úvahy veľa premenných. Okrem toho je vesmírny program založený aj na balistike. Bez nej nie je možné presne odpáliť raketu tak, aby nakoniec nespadla na zem, ale niekoľkokrát sa otočila okolo planéty (alebo sa od nej dokonca odtrhla a išla ďalej do vesmíru). Vo všeobecnosti takmer všetko, čo môže lietať (bez ohľadu na to, ako to robí), je nejako spojené s balistickou trajektóriou.
Záver
Schopnosť vypočítať všetky prvky a spustiť akýkoľvek objekt na správnom mieste je v modernej dobe mimoriadne dôležitá. Aj keď nezoberiete armádu, ktorá tradične potrebuje takéto schopnosti viac ako ktokoľvek iný, stále tu bude veľa celkom civilných aplikácií.
