Файл: Киселев, С. П. Ракета в воздушном океане.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

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

Рис. 53. Эксцентриситет реактивной силы:

 

'сила тяги;

Р к Р :—составляющие

реактнвноП силы-, у—угол

между про­

дольной осью

ракеты

с направлением

силы тяги; d —расстояние

между осью

 

ракеты

11 точкой приложения реактивной силы

 

неуправляемой ракеты на участке, на котором она наби­ рает скорость, не стабильно: реактивный двигатель пре­ кращает работу, когда ракета двигается уже по воздуху.

Рассеивание таких ракет на активном участке траек­

тории

в основном вызывается э к с ц е н т

р и с и т е т о м

р е а к

т и в н о й с и л ы (рис. 53). Если бы

можно было

изготовить идеальную ракету, то в ней реактивная сила действовала бы в направлении продольной оси ракеты. И в этом случае ракета двигалась бы по расчетной тра­ ектории. Но такую ракету изготовить не представляется возможным. В результате допусков на изготовление ра­ кеты и ее деталей, неточной установки двигателя и по другим причинам, сила тяги направлена под некоторым углом к продольной оси ракеты. Из-за этого возникает эксцентриситет реактивной силы. Эксцентриситет опреде­ ляется величиной отклонения реактивной силы от про­ дольной оси ракеты (на рис. 53 расстояние d).

В данном случае реактивную силу R разлагают .на две составляющие: силу Р\, направленную по продоль­ ной оси ракеты, и силу Ег, перпендикулярную к ней. Под действием силы образуется момент, отклоняющий ракету от заданного направления.

Второй основной причиной рассеивания

неуправля­

емых ракет является э к с ц е н т р и с и т е т

а э ро д ина -

м и ч е с к и х сил.

 

Для устойчивого полета ракеты центр давления ее должен находиться сзади центра тяжести ракеты ,на про­ дольной ее оси. (Центром давления называется точка

144


Направление поворота.ракеты

Рис. 54. Отклонения неуправляемой ракеты порывом ветра

пересечения линии действия полной аэродинамической силы R с продольной осью ракеты).

На практике центр давления несколько отклоняется от продольной оси ракеты.

В результате образуется эксцентриситет аэродинами­ ческой силы, подобно эксцентриситету реактивной силы. Эксцентриситет аэродинамических сил отклоняет ось ра­ кеты, а вместе с ней и направление реактивной силы.

Таким образом, причины и следствия эксцентриситета аэродинамических сил те же, что и эксцентриситета ре­ активной силы.

Третьей основной причиной рассеивания ракет явля­ ются внешние воздействия, главным образом, ветер. Ве­ тер действует на всей траектории полета ракеты (на ак­ тивном и пассивном участке).

Интересно отметить, что боковой ветер отклоняет ра­ кету в сторону, противоположную направлению ветра, в то время как артиллерийский снаряд отклоняется по направлению ветра. Это хорошо видно из рис. 54.

Причина — наличие оперения у ракеты. Оперение отклоняется в направлении ветра, а носовая часть раке­ ты — в противоположную сторону.

На рассеивание неуправляемых ракет влияют также технологические допуски на изготовление частей ракеты, ее заряда, нестабильность работы двигателя, отклонение метеорологических данных от нормальных (ветра, темпе­ ратуры и давления воздуха), отклонение веса ракеты от расчетного, отклонение площади наибольшего сечения

145

ракеты от расчетного, отклонение формы ракеты от стан­ дартной (это приводит к изменению коэффициентов ло­ бового сопротивления, изменяющего силу лобового соп­ ротивления) и др.

Пассивный участок неуправляемой ракеты в принци­ пе ничем не отличается от пассивного участка артилле­ рийского снаряда. А это значит, что основную роль в рассеивании ракет играет активный участок траектории, на котором работает реактивный двигатель.

Какие же пути существуют для уменьшения рассеива­ ния неуправляемых ракет?

Для уменьшения эксцентриситета силы тяги и аэро­ динамических сил применяется проворачивание ракет, о котором мы уже говорили. При проворачивании ракеты отклонение ее в результате действия эксцентриситета со­ вершается не в одном направлении, а по всей окружно­ сти. Это значительно уменьшает рассеивание.

При этом, чем быстрее проворачивание оперенных ракет, особенно на начальном участке траектории (пер­ вые метры полета), тем уменьшение рассеивания более заметно.

Для таких неуправляемых ракет, у которых прекра­ щает работу двигатель (заканчивается горение заряда), еще на направляющих, рассеивание имеет примерно ту же величину, что и для артиллерийских снарядов.

Рассеивание неуправляемых ракет уменьшается при большом укорочении активного участка траектории.

Рассеивание неуправляемых ракет уменьшается так­ же при удлинении направляющих, которые вызывают увеличение скоростей ракет при сходе с направляющих.

Часть причин, вызывающих рассеивание неуправля­ емых ракет, которые указаны выше, учитывается при подготовке пуска ракет (например, отклонение метеоро­ логических условий от стандартных; отклонение массы ракеты от расчетной — учитывается специальными поп­ равками и т. д .).

Причины, влияющие на рассеивание управляемых ра­ кет, оказывают влияние и на управляемые ракеты.

Но эти причины в значительной степени устраняются системами управления. Рассеивание управляемых ракет зависит в основном от метода управления. Систем управ­ ления и их' разновидностей много, каждая из них имеет

146


свои ошибки, которые влияют на величины рассеивания ракет. На них мы останавливаться не можем. Но ука­ жем, что рассеивание управляемых ракет во много раз меньше, чем неуправляемых.

Расчеты показывают, что рассеивание управляемых

ракет примерно равно Bg/.x==^^j •

Для неуправляемых ракет эта величина составляет

примерно B g / x = ^ .

Как видим, рассеивание управляемых ракет пример­ но в 50 раз меньше, чем неуправляемых.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Даже такое краткое знакомство с основами аэродина­ мики дает представление о том большом значении, ко­ торое имеет эта наука в раззитии и усовершенствовании летательных аппаратов, особенно в самолетостроении и ракетной технике.

Только благодаря выводам аэродинамики малых ско­ ростей человек мог создать самолет, способный выпол­ нять народнохозяйственные и военные задачи.

Решение задач аэродинамики больших скоростей — газодинамики — позволило создать совершенные сверх­ звуковые самолеты, ракеты и космические корабли, уле­ тающие в космос и возвращающиеся на землю.

Выводы аэродинамики используются не только при создании летательных аппаратов, но и для создания но­ вых и усовершенствования существующих наземных ви­ дов транспорта, водного транспорта и в других отраслях народного хозяйства.

В настоящее время создаются машины на воздушной подушке. Это самый новый и самый молодой вид транс­ порта. Эти машины называют вездеходы, автолеты. Та­ кие машины не соприкасаются с опорной поверхностью, а висят на тонком слое воздуха •— воздушной подушке.

Эти машины при движении не испытывают сопротив­ ления трения о землю, асфальт, как автомобили, не ис­ пытывают трения о рельсы, как поезда на железной до­ роге, не испытывают трения о воду, как теплоходы на воде. Видимо, это транспорт будущего. При проектиро­ вании таких машин используются выводы аэродинамики. Такие машины могут развивать скорость, измеряемую не десятками, а сотнями километров в час.

Выводы аэродинамики используются при проектиро­ вании газовых турбин и т. д.

Все это указызвает на то, что и в дальнейшем все раз­ делы аэродинамики будут развиваться так же бурно, и их выводы будут использоваться для практических це­ лей.

148

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

А р о н и н Г. С. Практическая аэродинамика. Воениздат, 1962,

286с.

Ад а с и н с к и й С. А. Транспортные машины на воздушной по­

душке, «Наука», 1964, 108 с.

 

 

Л.

Н.

Аэромеханика.

Б а й д а к о в

В.

Б.,

И в а н о в - Э м и н

-«Наука», 1964, 385 с.

 

И в а н о в - Э м и н

Л. Н. Аэродинамика ле­

Б а й д а к о в

В.

Б.,

тательных аппаратов.

«Машиностроение», 1965, 410 с.

 

 

 

Б а у л п и

И.

За

барьером слышимости. «Знание»,

1971,

176 с.

Д м и т р и е в с к и й

А. А.,

К о ш е в о й В.

Н.

Основы теории

•лолета ракет. Воениздат,

1964,

412 с.

Движение

ракет.

Воениздат,

Д м и т р и е в с к и й

 

А. А.

и др.

1568, 464 с.

С.

И.

Аэродинамика

и конструкция

летательных

З о н ш а й н

аппаратов. «Высшая школа», 1966, 364 с.

 

 

 

 

 

 

К и с е л е в

С.

П.,

Ч у е в

Ю. В.

Рассеивание ракет. Воениздат,

1964, 88 с.

 

 

 

С. Ударные волны.

Изд-во физико-математи­

К о м п а и е е ц А.

ческой литературы, 1963, 92 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

Л е в и н с о н

Я.

И.

Аэродинамика больших скоростей,

Оборон-

гиз, 1950, 352 с.

Д.,

К и т а й г о р о д с к и й

А. И.

Физика

для

Л а н д а у

Л.

всех. Изд-во физико-математической литературы, 1963,

392

с.

 

М е л ь н и к о в

А.

П. Аэродинамика больших скоростей.

Воен­

издат, 1961, 424 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и ц к е р

Д.

М.,

С а х а р о в Г. И.

Аэродинамика.

«Маши­

ностроение», 1968, 310 с.

 

 

 

 

 

в полете.

Воен­

Р а й к о в

Л.

Г.

Нагрев летательных аппаратов

издат, 1962, 100 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

149



ОГЛАВЛЕНИЕ

Чему посвящена эта к н и г а

 

Стр.

... .

3

Г л а в а

I. ОБ ОСНОВНЫХ ЗАКОНАХ АЭРОДИНАМИКИ .

9

Строение вещества ...........................................................................

 

17

Некоторые

физические свойства

в о з д у х а ....................................

21

Параметры

в о з д у х а ................................................................................

 

22

Газовые законы. Уравнение состояни я...........................................

23

Строение атмосферы и ее с в о й с т в а ............................................

24

О з в у к е .........................................................................................................

 

 

 

30

О сжимаемости

г а з о в ..........................................................................

 

35

Основные законы

аэродинамики

.....................................................

41

Г л а в а

II. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ ...........................

53

Возникновение аэродинамической силы ..................................

53

Какие силы и моменты действуют на р а к е т у .........................

71

Какие факторы влияют па величину полной аэродинамиче­

76

ской с и л ы

................................................................................................

 

 

Можно ли уменьшить силу лобового сопротивления при

 

дозвуковых

ск о р о ст я х ? ....................................................................

 

77

Г л а в а

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АЭРОДИНАМИКА .

80

Аэродинамические сп ек т р ы .............................................................

 

Qn

Аэродинамические т р у б ы ..................................................................

 

 

Ракетные те л е ж к и ..............................................................................

 

 

Аэробаллистические т р а с с ы .............................................................

 

 

Летные испы тания..............................................................................

 

 

Г л а в а

IV. О СВЕРХЗВУКОВЫХ

СКОРОСТЯХ ПОЛЕТА

 

РАКЕТ И ТЕЧЕНИИ ГАЗОВВ С О П Л А Х ..........................

95

Особенности сверхзвуковогополета ...........................................

95

Отличие обтекания тел дозвуковыми и сверхзвуковыми по­

 

токами .........................................................................................................

 

 

 

102

Скачки уплотнения ...............................................................................

 

105

Волновое сопротивление ......................................................................

 

111

150