Файл: Мнев Е.Н. Теория движения ракет учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.07.2024

Просмотров: 97

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. Г. б

19


 

Далее разложим по тем же осям силы, входящие, в пра­

вую часть

уравнения ( I I ) .

 

 

 

 

 

 

Полная аэродинамическая сила. Учитывая, что сила

лобового

сопротивления с[

направлена

в сторону,

про­

тивоположную скорости

полета

ракеты,

будем иметь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( И )

где

У

-

подъемная

сила;

 

 

 

 

 

2

-

боковая сила.

 

 

 

 

 

 

Сила тяги. Будем считать,

что

асимметрия силы тяги

отсутствует, т . е . вектор/3

лежит в плоскости

ох,уі

и составляет

с осью ох,

некоторый угол <f ^ . Тогда

 

 

P-PçasBg

Tf^Psin

г^/і

.

 

 

Используя матрицу А преобразования скоростной системы координат в связанную (8), заппем соотношения между ортами этих систем:

Z,=

cos oL COSßi

tsindj

-COSdL Sinß

к

j t = - Sin ot COSßi+

COScLj

i-sind. sinß

к \

T=

SinßTt COSfik .

 

(15)

 

j

Учитывая эти зависимости, получим

P=Pcos(dL+6ge)cosßT+Psin(dL^g)/-Pcos(di-e^)sinß>к .

Если сила тяги двигателя направлена точно по про­ дольной оси ракеты, (т . е . й , - = 0), то в данном случае

«Г

20


 

- «

Т

о

.

„Г

( К )

P=Pcosckcosßi +Psinck£-PcQS<XSmßk

.

 

Сила веса. Сила веса равна произведению массы

тела

т. на ускорение силы тяжести

£* ,

т . е .

 

причем^

 

 

,

 

 

 

где ^

- ускорение

силн

земного

притяжения ;

 

Т - центростремительное ускорение, обусловленное вращением Земли. ,

5

Рис.1.7

Если пренебречь сжатием Земли и считать, что она имеет форму шара, то величина ускорения силы притяжения может быть найдена по формулам:

21

-

у поверхности Земли

 

 

 

о

=JL

(17)

 

ho

R2

•>

 

-

на некоторой высоте g

н а Д поверхностью Земли

В формулах (Г7) и (18)

приняты следующие обозначе­

ния:

 

R=637ixM

- радиус Земли;

fi

= 6 , 6 7 * 1 0 " м 2 / к г » с е к 2

- гравитационная постоян­

 

 

 

 

 

ная ;

 

 

M^5,9763'i0

кг-

масса Земли;

 

 

 

g

-

расстояние рассматриваемой

 

 

 

 

 

точки от центра Земли.

 

Величина центробежного ускорения у земной поверхнос­

ти будет

равна

 

 

 

 

 

i4=Q.2Rcos<P

,

где

ф

- географическая

широта;

 

Q=7.292j— - угловая

скорость вращения Земли.

 

1

сек

 

 

 

 

Составляющая центробежного ускорения вдоль радиуса

Земли равна ^ созФ

и направлена противоположно ус­

корению

7 о . Поэтому полное ускорение силы тяжести

уповерхности Земли выразится следующим образом:

22


(19)

Q2Rcos2(p

Максимального значения величина^ достигает на

полюсах

Земли

(ф= — , fi=fi7o

а. минимального

- на

экваторе

{(р = О, ß0?-Q2R

) .

Зная величину

ß0,

можно ускорение

силы тяжести на некоторой высоте

g

над

поверхностью Земли вычислить

по формуле, аналогич­

ной

выражению

(18):

 

 

 

В практических расчетах обычно принимают, что ус­

корение £ направлено точно к центру Земли, т . е . считают^ что сила веса действует в направлении, об­ ратном направлению радиус-вектора ракеты (рис.1.8).Но

Следовательно, косинусы углов вектора G

с

осями

земной

системы координат равны

— j

- ^ -—

;

Е - ,

причем

 

ъ

ъ

 

ъ

Тогда

так как

23

Используя матрицу ß преобразования земной системы

координат в скоростную систему, запишем:

Рис.1.8

24


J=cosfc cosQi + (sin %sin^c- cos%sin 0COSfc)jj.+

 

+ (cosftSin&Sinfc+$in(f>ccosfc)k

^sinQT+cosQcosf^-cosOsinfç

к j

 

 

 

 

 

 

(20)

Â~=

-sinfccosSÏ*{pos%Sinfci-sin%Sin&cosfc)j.-f

 

f(cos% cosfe-Sin % Sin

Ѳзіп^к.

Следовательно,

 

G—G (sin Ѳ+^созрссоаѳ)г-&\cos

9cosfîc+

f ^ {sin ft sin fc- sin Qcos %cosfc^ J-

-&[cosGsinfc+^(sinÔcos^c6in^sinfccosfc^.

 

 

 

(21)

Если при расчете

движения ракеты не учитывать

кри­

визны земной поверхности, то уравнение

(21) упрощается.

Полагая г = о о f будем иметь

 

 

G--Gsineï-GcosGcos^c^&cosGsinfck

(22)

Сила Кориолиса.

Имеем

 

 

Представим вектор угловой скорости вращения Земли в проекциях на оси скоростной системы координат:

25

Учитывал, что ѵ=</г

, получим

Вектор Q в проекциях на оси Земной нат записывается так (рис.1.9):

1 ft

3 . '

F

Рис.1.9

26