Seit der Antike versucht die Menschheit bei einer Kollision mit dem Feind auf größtmögliche Distanz den Sieg zu erringen, um die eigenen Krieger nicht zu vernichten. Schleudern, Bögen, Armbrüste, dann Kanonen, jetzt Raketen, Projektile und Bomben – sie alle benötigen eine genaue Berechnung der ballistischen Flugbahn. Und wenn es mit der alten militärischen "Ausrüstung" möglich war, den Treffpunkt visuell zu verfolgen, was es ermöglichte, das nächste Mal genauer zu studieren und zu schießen, dann ist der Zielpunkt in der modernen Welt normalerweise so weit entfernt, dass es einfach ist ohne zusätzliche Geräte nicht sichtbar.
Was ist eine ballistische Flugbahn
Dies ist der Weg, den ein Objekt überwindet. Es muss eine gewisse Anfangsgeschwindigkeit haben. Es wird durch Luftwiderstand und Schwerkraft beeinflusst, was die Möglichkeit einer Bewegung in einer geraden Linie ausschließt. Selbst im Weltraum wird eine solche Flugbahn unter dem Einfluss der Schwerkraft verschiedener Objekte verzerrt, wenn auch nicht so stark wie auf unserem Planeten. Wenn Sie den Widerstand von Luftmassen nicht berücksichtigen, ähnelt ein solcher Bewegungsvorgang vor allem einer Ellipse.
Eine weitere Option ist Übertreibung. Und nur in einigen Fällen wird es eine Parabel oder ein Kreis sein (bei Erreichen der zweiten und ersten Raumgeschwindigkeitbzw). In den meisten Fällen werden solche Berechnungen für Flugkörper durchgeführt. Sie neigen dazu, in der oberen Atmosphäre zu fliegen, wo der Lufteinfluss minimal ist. Infolgedessen ähnelt die ballistische Flugbahn meistens immer noch einer Ellipse. Abhängig von vielen Faktoren wie Geschwindigkeit, Masse, Art der Atmosphäre, Temperatur, Rotation des Planeten usw. können einzelne Wegabschnitte unterschiedliche Formen annehmen.
Ballistische Flugbahn berechnen
Um genau zu verstehen, wohin der freigesetzte Körper fallen wird, werden Differentialgleichungen und die Methode der numerischen Integration verwendet. Die ballistische Flugbahngleichung hängt von vielen Variablen ab, aber es gibt auch eine gewisse universelle Version, die nicht die erforderliche Genauigkeit liefert, aber für ein Beispiel völlig ausreichend ist.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, wobei:
- y ist die maximale Höhe über dem Boden.
- X ist die Entfernung vom Startpunkt bis zu dem Moment, in dem der Körper den höchsten Punkt erreicht.
- Ѳ0 – Wurfwinkel.
- V0 – Anfangsgeschwindigkeit.
Dank dieser Formel wird es möglich, eine ballistische Flugbahn in einem luftleeren Raum zu beschreiben. Es wird sich in Form einer Parabel herausstellen, was typisch für die meisten Optionen für die freie Bewegung unter solchen Bedingungen und in Gegenwart der Schwerkraft ist. Folgende charakteristische Merkmale einer solchen Trajektorie lassen sich unterscheiden:
- Der optimale Höhenwinkel fürder maximale Abstand beträgt 45 Grad.
- Das Objekt hat sowohl beim Start als auch beim Landen die gleiche Bewegungsgeschwindigkeit.
- Der Wurfwinkel ist gleich dem Fallwinkel.
- Das Objekt erreicht in genau der gleichen Zeit das obere Ende der Flugbahn und fällt dann herunter.
Bei den allermeisten Berechnungen dieser Art ist es üblich, den Widerstand der Luftmassen und einige andere Faktoren zu vernachlässigen. Wenn sie berücksichtigt werden, erweist sich die Formel als zu kompliziert, und der Fehler ist nicht so groß, dass er die Wirksamkeit des Treffers erheblich beeinträchtigt.
Unterschiede zur Wohnung
Dieser Name bedeutet eine andere Variante des Objektpfades. Flache und ballistische Flugbahn sind etwas unterschiedliche Konzepte, obwohl das allgemeine Prinzip für sie gleich ist. Tatsächlich impliziert diese Art der Bewegung die maximal mögliche Bewegung in der horizontalen Ebene. Und während des gesamten Pfades behält das Objekt eine ausreichende Beschleunigung bei. Die ballistische Version der Bewegung ist notwendig, um sich über große Entfernungen zu bewegen. Zum Beispiel ist eine flache Flugbahn für ein Geschoss am wichtigsten. Sie muss so lange wie möglich geradeaus fliegen und alles durchdringen, was sich ihr in den Weg stellt. Andererseits richtet eine Rakete oder ein Projektil aus einer Kanone genau am Ende der Bewegung maximalen Schaden an, da sie die maximal mögliche Geschwindigkeit erreicht. Zwischendurch sind sie nicht so erdrückend.
Moderne Nutzung
BallistischDie Flugbahn wird am häufigsten im militärischen Bereich verwendet. Raketen, Projektile, Kugeln und so weiter – sie alle fliegen weit, und für einen genauen Schuss müssen Sie viele Variablen berücksichtigen. Darüber hinaus basiert das Raumfahrtprogramm auch auf Ballistik. Ohne sie ist es unmöglich, eine Rakete genau so zu starten, dass sie letztendlich nicht zu Boden fällt, sondern mehrere Umdrehungen um den Planeten macht (oder sich sogar davon löst und weiter in den Weltraum fliegt). Im Allgemeinen ist fast alles, was fliegen kann (egal wie es es tut), irgendwie mit einer ballistischen Flugbahn verbunden.
Schlussfolgerung
Die Fähigkeit, alle Elemente zu berechnen und jedes Objekt an der richtigen Stelle zu starten, ist in der heutigen Zeit äußerst wichtig. Auch wenn man das Militär nicht nimmt, das solche Fähigkeiten traditionell mehr als alle anderen benötigt, wird es immer noch viele durchaus zivile Anwendungen geben.
