Zakaj rakete vzletajo v loku. Kaj potegne projektil navzdol

Če pogosto letite ali pogosto gledate letala na podobnih storitvah, ste se verjetno vprašali, zakaj letalo leti tako in ne drugače. Kakšna je logika? Poskusimo ugotoviti.

Zakaj letalo ne leti v ravni črti, ampak v loku?

Če pogledate pot leta na zaslonu v kabini ali doma na računalniku, potem ni videti naravnost, ampak lokasto, ukrivljeno proti najbližjemu polu (sever na severni polobli, jug na jugu). Pravzaprav letalo skoraj vso pot (in daljša ko je, bolj pošteno je) poskuša leteti v ravni črti. Samo prikazi so ravni, Zemlja pa okrogla in projekcija tridimenzionalnega zemljevida na ravno spreminja svoje razmerje: bližje kot je poli, bolj bo ukrivljen "lok". To je zelo enostavno preveriti: vzemite globus in potegnite nit po njegovi površini med dvema mestoma. To bo najkrajša pot. Zdaj, če prenesite linijo niti na papir, boste dobili lok.

Se pravi, da letalo vedno leti v ravni črti?

Letalo ne leti po želji, ampak po zračnih poteh, ki so seveda položene tako, da je razdalja čim manjša. Proge so sestavljene iz segmentov med kontrolnimi točkami: lahko se uporabljajo kot radijski svetilniki ali pa preprosto koordinate na zemljevidu, ki jim je dodeljena petčrkovna označba, najpogosteje lahko izgovorljiva in zato nepozabna. Namesto tega jih morate izgovoriti črko za črko, vendar si je, kot vidite, lažje zapomniti kombinacije, kot sta DOPIK ali OKUDI, kot GRDFT in UOIUA.

Pri polaganju poti za vsak posamezen let se uporabljajo različni parametri, vključno z vrsto samega letala. Tako na primer za dvomotorna letala (in aktivno nadomeščajo tri- in štirimotorna) veljajo ETOPS (Extended range twin motor Operational Performance Standards), ki urejajo načrtovanje poti tako, da letalo prečka oceanov, puščav ali polov, je hkrati v določenem času leta do najbližjega letališča, ki lahko sprejme to vrsto zrakoplova. Zahvaljujoč temu, če eden od motorjev odpove, bo zagotovljeno, da bo dosegel kraj zasilnega pristanka. Različna letala in letalske družbe so certificirane za različne čase letov, lahko je 60, 120 in celo 180 in v redkih primerih 240 (!) minut. Medtem je predvideno certificiranje Airbusa A350XWB za 350 minut in Boeing-787 za 330 minut; to bo odpravilo štirimotorna letala tudi na poteh, kot je Sydney-Santiago (najdaljša komercialna pot na svetu čez morje).

Kako se letala premikajo po letališču?

Prvič, vse je odvisno od tega, katera vzletno-pristajalna steza trenutno vzleta na letališču odhoda in katera pristaja na letališču prihoda. Če obstaja več možnosti, potem za vsako od njih obstaja več izstopnih in vstopnih shem: če razložite s prsti, mora letalo slediti vsaki točki sheme na določeni višini na določeni (v mejah) hitrost. Izbira voznega pasu je odvisna od trenutne obremenitve letališča, pa tudi od vetra. Dejstvo je, da mora tako med vzletom kot pri pristanku pihati čelni veter (ali pihati s strani, a še vedno od spredaj): če veter piha od zadaj, bo moralo letalo imeti previsoko hitrost glede na tla za vzdrževanje želene hitrosti glede na zrak – morda dolžina traku ni dovolj za vzlet ali zaviranje. Zato se glede na smer vetra letalo med vzletom in pristankom premika bodisi v eno bodisi v drugo smer, vzletno-pristajalna steza pa ima dva vzletno-pristajalna smeri, ki sta zaokrožena na desetine stopinj, uporabljena za označevanje vzletno-pristajalna steza. Na primer, če je proga 90 v eno smer, potem bo v drugo smer 270, pas pa se bo imenoval "09/27". Če sta, kot je to pogosto na velikih letališčih, dva vzporedna pasova, sta označena kot levi in ​​desni. Na primer, v Sheremetyevu 07L / 25R oziroma 07R / 25L in v Pulkovu - 10L / 28R in 10R / 28L.

Na nekaterih letališčih pasovi delujejo samo v eno smer - na primer v Sočiju so gore na eni strani, tako da lahko vzletite samo proti morju in pristanete samo z morja: v katero koli smer bo pihal veter od za ali med vzletom, ali med pristankom, tako da imajo piloti zagotovljeno malo ekstrema.

Vzorci letenja na območju letališča upoštevajo številne omejitve - na primer prepoved, da se letala nahajajo neposredno nad mesti ali posebnimi conami: to so lahko tako občutljivi objekti kot banalne koče vasi Rublyovka, katerih prebivalci ne marajo hrupa nad svojimi. glave.

Zakaj letalo leti hitreje v eno smer kot v drugo?

To je vprašanje iz kategorije "počitnic" - morda se več kopij zlomi le okoli uganke z letalom, ki stoji na premikajočem se pasu - "bo vzletelo ali ne." Dejansko letalo leti proti vzhodu hitreje kot proti zahodu, in če pridete iz Moskve v Los Angeles v 13 urah, se lahko vrnete v 12.

To pomeni, da je hitreje leteti od zahoda proti vzhodu kot od vzhoda proti zahodu.

Humanist misli, da se Zemlja vrti, in ko letiš v eno od smeri, se cilj približuje, saj ima planet čas, da se obrne pod teboj.

Če slišite takšno razlago, takoj dajte osebi učbenik geografije za šesti razred, kjer mu bodo razložili, da se Zemlja najprej vrti od zahoda proti vzhodu (tj. po tej teoriji bi moralo biti vse obratno). , in drugič, atmosfera se vrti skupaj z zemljo. V nasprotnem primeru bi se lahko dvignili z balonom na vroč zrak in obvisili na mestu in čakali, da se obrnete do mesta, kjer morate pristati: brezplačno potovanje!

Tehnik poskuša ta pojav razložiti s Coriolisovo silo, ki deluje na ravnino v neinercialnem referenčnem sistemu "Zemlja-letalo": pri premikanju v eno smer postane njegova teža večja, v drugi pa manjša. . Težava je le v tem, da je razlika v teži letala, ki jo ustvari Coriolisova sila, zelo majhna tudi v primerjavi z maso tovora na krovu. Toda to ni tako slabo: od kdaj masa vpliva na hitrost? Z avtom se lahko vozite 100 km/h, in to en in pet. Razlika bo le v porabi goriva.

Pravi razlog, da letalo leti proti vzhodu hitreje kot proti zahodu, je v tem, da veter na višini nekaj kilometrov najpogosteje piha od zahoda proti vzhodu, zato se v eni smeri veter izkaže za ugodnega, povečuje hitrost glede na Zemljo in drugemu - nasproti, upočasnjuje. Zakaj vetrovi pihajo na ta način – vprašajte na primer Coriolisa. Mimogrede, preučevanje reaktivnih tokov na visoki nadmorski višini (to so močni vetrovi v obliki razmeroma ozkih zračnih tokov v določenih območjih ozračja) vam omogoča, da postavite poti tako, da ko vstopite v curek, lahko povečate hitrost in prihranite gorivo.

izkušena Severna Koreja medcelinsko balistično raketo "Hwaseong-15", izstrelitev nosilca je veljala za uspešno. Po poročanju korejske centralne tiskovne agencije se je balistična raketa lahko dvignila na višino 4475 kilometrov in padla 950 kilometrov od izstrelišča. Kmalu po testih so oblasti DLRK napovedale ustanovitev "državne jedrske sile". 7. decembra je zunanje ministrstvo DLRK objavilo neizogibnost vojne na Korejskem polotoku.

Ali lahko balistične rakete letijo tako visoko?

da. Balistične rakete letijo v loku, njihovi motorji pa delujejo šele na samem začetku izstrelitve, nato pa nosilec leti po vztrajnosti. Poenostavljeno povedano, streljanje takšnih raket je sestavljeno iz treh parametrov - izstrelitvenega kota, višine dviga in dosega: bližje kot je izstrelitveni kot 90 stopinj, višje se bo raketa dvignila in bližje izstrelitvenemu mestu bo padla, in nasprotno. obratno. Tukaj lahko navedete primer, ki ga poznajo vsi, ki so kdaj metali kamenje: če kamen vržete navpično, vam bo padel na glavo, in če je pod kotom na tla, potem na neki razdalji od vas. Ostrejši kot je kot, pod katerim vržete kamen, bolj položna bo njegova pot letenja in dlje bo odletel od vas. Skoraj enako z balističnimi raketami.

Zakaj izstreliti rakete tako visoko?

To je potrebno za testiranje raket. Recimo, da je neka država razvila balistično raketo. Zdaj ga je treba preizkusiti, vendar je ozemlje države premajhno in izstrelitev raket na sosede je tvegan posel. Tu pride prav izkušnja s kamnom: država izstreli balistično raketo po najbolj strmi poti, tako da ta pade bodisi na lastnem ozemlju bodisi nekje v bližini v nevtralnih vodah. Podatkovni znanstveniki lahko nato izračunajo največji doseg testirane rakete.

Tako Severna Koreja preizkuša svoje rakete. Na primer, maja 2017 je Severna Koreja preizkusila raketo Hwaseong-12, ki se je lahko dvignila na višino 2,1 tisoč kilometrov in padla 787 kilometrov z izhodiščne točke. Kasneje preizkušen, se je "Hwaseong-14" dvignil na višino 3,7 tisoč kilometrov in padel 998 kilometrov od izstrelišča. Na podlagi teh podatkov strokovnjaki predvidevajo, da bo največji doseg Hwaseong-12 ob izstrelitvi po nežni poti približno pet tisoč kilometrov, Hwaseong-14 pa od 6,7 do 10 tisoč.

Kako delujejo balistične rakete?

Načelo njihovega dela je relativno preprosto. Pred izstrelitvijo se parametri leta in ciljni podatki vnesejo v sistem za nadzor rakete, nato pa se izstrelitev nosilne rakete. Najprej pospešuje s pomočjo lastnih motorjev, pri pospeševanju pa mu začetno pot nastavijo krmila. Ko se dvigne na največjo višino, določeno s programom, nosilec odklopi bojno glavo z bojno glavo (odvisno od rakete - jedrske ali konvencionalne) in pade na tla. Bojevna glava po inerciji preleti še nekaj razdalje, medtem ko se osredotoča na tarčo, nato pa pod vplivom gravitacije začne padati. Bojne glave najsodobnejših raket potiskajo lastni motorji že na samem začetku padca, poleg tega pa jih vzdolž osi vrtijo stranski motorji, da bojno glavo stabilizirajo kot krogla.

Kako daleč lahko letijo balistične rakete?

Danes obstaja več vrst balističnih raket, ki so pogojno razdeljene glede na doseg izstrelitve: taktične (domet letenja ne več kot 400 kilometrov), kratkega dosega (od petsto do tisoč kilometrov), srednjega dosega (od od enega do 5,5 tisoč kilometrov) in medcelinskega (več kot 5,5 tisoč kilometrov). Uporabljajo motorje različnih moči in zasnove, imajo različno število stopenj in različne proizvodne stroške. Rakete kratkega in srednjega dosega so prepovedane s skupno rusko-ameriško pogodbo, ki je začela veljati leta 1988. Dogovor je bil sklenjen tako, da strani ne moreta postavljati raket blizu ozemlja drug drugega in vojaških oporišč, s čimer se je čas za izstrelitev raket skrajšal na nekaj minut. Ta sporazum ne velja za druge države. Medcelinske rakete je mogoče uporabiti tudi za udarce na kratke razdalje, vendar je njihova uporaba na ta način enaka izstreljenju topa na vrabce.

Izkazalo se je, da je Severna Koreja zdaj v "jedrskem klubu"?

Da, ampak le Severna Koreja je tam že dolgo – vsaj od leta 2004, ko so oblasti te države napovedale prvi jedrski poskus.

Kaj točno pomeni ustvarjanje »državnih jedrskih sil«, vedo le v Severni Koreji, ki jih je ustvarila. Najverjetneje govorimo o oblikovanju veje ali vrste čet, oboroženih z jedrskim orožjem. Takšne enote so v stalni bojni pripravljenosti, da lahko v vsakem trenutku izvedejo preventivni ali povračilni jedrski napad na sovražnikovo ozemlje.

"Jedrski klub" se običajno imenuje države, ki so uspele razviti, ustvariti in preizkusiti jedrsko orožje. Uradno danes "jedrski klub" vključuje Rusijo, ZDA, Veliko Britanijo, Francijo, Kitajsko, Pakistan, Indijo in Severno Korejo. Klub lahko vključuje tudi Izrael; Oblasti te države še niso potrdile ali zanikale, da ima država jedrsko orožje. V različnih obdobjih je bilo sumljenih razvijanja jedrskega orožja še 11 držav sveta, vključno z Egiptom, Mehiko in Švedsko.

datum

02 oktober 2013

Rakete se dvigajo v vesolje s sežiganjem tekočih ali trdnih goriv. Ko se vžgejo v zgorevalnih napravah visoke trdnosti, ta pogonska goriva, ki so običajno sestavljena iz goriva in oksidanta, sprostijo ogromne količine toplote in ustvarijo zelo visoke tlake, ki potiskajo produkte zgorevanja proti zemeljski površini skozi raztezne šobe.

Ker produkti zgorevanja tečejo navzdol iz šob, se raketa dvigne navzgor. Ta pojav pojasnjuje tretji Newtonov zakon, po katerem je za vsako dejanje enaka in nasprotna reakcija. Ker je motorje na tekoča goriva lažje nadzorovati kot motorje na trda goriva, se običajno uporabljajo v vesoljskih raketah, zlasti v raketi Saturn V, prikazani na sliki na levi. Ta tristopenjska raketa kuri na tisoče ton tekočega vodika in kisika, da požene vesoljsko plovilo v orbito.

Da se hitro dvigne, mora potisk rakete preseči njeno težo za približno 30 odstotkov. Hkrati pa mora vesoljsko plovilo, če naj gre v orbito blizu Zemlje, razviti hitrost približno 8 kilometrov na sekundo. Potisk raket lahko doseže do nekaj tisoč ton.

1. Pet motorjev prve stopnje dvigne raketo na višino 50-80 kilometrov. Ko je gorivo prve stopnje porabljeno, se bo ločilo in motorji druge stopnje se bodo vklopili.
2. Približno 12 minut po izstrelitvi druga stopnja raketo dostavi na višino več kot 160 kilometrov, nato pa se loči s praznimi rezervoarji. Loči se tudi raketa za izhod v sili.
3. Pospešena z enim samim motorjem tretje stopnje, raketa postavi vesoljsko plovilo Apollo v začasno orbito blizu Zemlje, visoko okoli 320 kilometrov. Po krajšem premoru se motorji ponovno vklopijo in povečajo hitrost vesoljskega plovila na približno 11 kilometrov na sekundo in ga usmerijo proti luni.

Motor F-1 prve stopnje zgoreva gorivo in izpušča produkte zgorevanja v okolje.

Po izstrelitvi v orbito vesoljsko plovilo Apollo prejme pospeševalni impulz proti Luni. Nato se tretja stopnja loči in vesoljsko plovilo, sestavljeno iz ukaznega in luninega modula, vstopi v 100-kilometrsko orbito okoli lune, po kateri lunin modul pristane. Ko astronavte, ki so bili na Luni, dostavimo v ukazni modul, se lunin modul loči in preneha delovati.

Kaj potegne projektil navzdol

Potniško letalo v uri preleti približno dvesto petdeset kilometrov. Koliko bo v eni uri letel izstrelek, ki leti desetkrat hitreje kot letalo?

Zdi se, da naj bi projektil v uri preletel približno dva in pol tisoč kilometrov.

Dejansko pa celoten let izstrelka traja le približno minuto, izstrelek pa običajno ne leti več kot 15-20 kilometrov.

Kaj je tukaj? Kaj preprečuje, da bi projektil letel tako dolgo in tako daleč, kot leti letalo?

riž. 96. Kako bi letel izstrelek, ko je izstreljen iz puške, katere cev je usmerjena naravnost v tarčo, in kako naj bo cev usmerjena, da izstrelek zadene tarčo

Letalo leti dolgo, ker ga propeler ves čas vleče naprej. Vijak deluje veliko minut, veliko ur zapored. Zato lahko letalo neprekinjeno leti več ur zapored.

Izstrelek je prejel potisk v kanal pištole, nato pa odleti sam, nobena sila ga ne potiska več naprej. Z vidika mehanike bo leteči projektil telo, ki se premika vzdolž in tretjin. Tako telo, - uči mehanika, - mora upoštevati zelo preprost zakon: premikati se mora ravno in enakomerno, razen če nanj ne deluje nobena druga sila.

Ali izstrelek upošteva ta zakon, ali se premika v ravni črti?

riž. 97. Vržen kamen opisuje lok

Predstavljajte si, da je kilometer stran od vas nekakšna tarča - na primer sovražni mitraljez. Poskusite usmeriti 76 mm divizijski top tako, da bo njegov gobec usmerjen naravnost v mitraljez (slika 96), nato streljajte.

Ne glede na to, kolikokrat boste tako streljali, ne boste nikoli zadeli tarče: vsakič bo izstrelek padel na tla in eksplodiral ter letel le 300 metrov od cilja, vendar nekoliko višje od njega (slika 96).

Izkazalo se je, da projektil ne leti naravnost naprej: med letom se spusti. Kaj je narobe? Zakaj projektil leti v ravni črti? Kakšna je sila, ki potegne izstrelek navzdol?

Odgovor je zelo preprost: gravitacija povzroči, da se projektil med leti spusti.

Vsi vedo, da vržen kamen ne leti naravnost, ampak opisuje lok in, ko prelete majhno razdaljo, pade na tla ali v vodo (slika 97). Ceteris paribus, kamen leti dlje, močnejši kot je vržen, večjo hitrost je prejel v trenutku meta.

riž. 98. Kako bi izstrelek padel pod vrvico za metanje pri streljanju v vakuumu

Osebo, ki vrže kamen, zamenjajte z orodjem, kamen pa zamenjajte z izstrelkom; kot vsako leteče telo se bo izstrelek med letom pritegnil k tlom in se zaradi tega odmaknil od črte, po kateri je bil vržen; ta črta se v topništvu imenuje "črta meta", kot med to črto in obzorjem pištole pa "kot meta" (slika 98).

V prvi sekundi leta se bo projektil spustil za približno 5 metrov (natančneje za 4,9 metra), v drugi - za skoraj 15 metrov (natančneje za 14,7 metra), v vsaki naslednji sekundi pa hitrost padanja se bo povečala za skoraj 10 metrov na sekundo (natančneje - za 9,8 metra na sekundo). To je zakon prostega padca teles, ki ga je odkril Galileo.

Zato linija leta izstrelka - trajektorija - ni ravna, ampak, tako kot pri vrženem kamenju, podobna loku.

Zdaj poskusite odgovoriti na to vprašanje: ali obstaja povezava med kotom meta in razdaljo, ki jo preleti projektil?