Использование принципа интерференция газовых потоков для снижения донного аэродинамического сопротивления
Схема снижения донного |
|
сопротивления приотборе |
Физическая модель |
части обтекающего потока |
работы ДГГ |
Физическая модель формирования донного сопротивления из-за области разряжения за донным срезом
Схема снаряда с каналами отсоса пограничного слоя в донную часть
Донное сопротивление обусловлено разрежением в области, за донным срезом движущегося тела. Оно как бы подсасывает снаряд назад, что характеризуется как донное сопротивление.
Известен способ (патент 2527250 ), заключается в том, что при полете снаряда с заостренной носовой частью и имеющим каналы, связывающие его боковую поверхность и донную часть, обеспечивается отсос пограничного слоя с боковой поверхности в донную часть через каналы. что снижает донное сопротивление.. при М=3 до 40%, а при М=2 до 20%.
Уменьшение донного сопротивления достигается также путем применения специальных донных газогенераторов, заполняющих продуктами горения донную область
Синтез комплексов
. Баллистическое направление увеличения дальности полета
Лекция 10
Возможные типы траекторий ЛА ближней атмосферной зоны
Возможно использование комбинированной траектории, сочетающей классическую баллистическую траекторию и участок программного наведения на нисходящей ветви траектории (так называемого планирования). Ниже приведена типичная траектория с управляемым участком планирующего полета, которая используется современными реактивными и артиллерийскими системами.
Существует большое разнообразие предпочтительных траекторий для различных классов ЛА, в частности с вертикальным или близким к нему стартом, когда максимально быстро набирается крейсерская высота основного участка полета с наименьшим аэродинамическим сопротивлением Такое построение траекторий полета существенно расширяет возможности ЛА по достижимой дальности полета.
Свои, специфичные траектории имеют ЛА, запускаемые с авиационных носителей
|
Схема формирования предпочтительных траекторий |
Траектории полета УАС «Excalibur» |
ЛА класса «поверхностьвоздух» |
Форма траектории БР
Баллистические ракеты и ракеты-носители стартуют вертикально. Это объясняется тем, что для уменьшения энергетических затрат на преодоление сопротивления атмосферы выгодно затягивать время работы двигателя и проходить плотные слои атмосферы с малой скоростью. Это возможно, если тяга двигателя на момент старта
|
|
|
Р0 |
|
|
будет не намного превосходить вес ракеты. При проектировании вводят параметр, Р0 = |
называемый |
||||
G0 |
|||||
начальной тяговооруженностью. . У космических ракет =1,1…1,3; у баллистических - 2,5…3,5; у реактивных снарядов - 25…35. Малая тяговооруженность не позволяет баллистическим ракетам стартовать наклонно, как стартуют реактивные снарядыпод углом возвышения ϕ, и в свободном падении
На рис. приведены траектории полета одноступенчатой и двухступенчатой |
|
• |
2 |
|
|
≈ gt2 |
|
||
баллистических ракет дальнего действия (БРДД). |
|
S' |
≈ Vt |
; |
S' |
; |
|||
|
|
|
1 |
2 |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
S ' |
sinϕ > S |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1' sinϕ > S2
Траектория одноступенчатой |
Схема наклонного старта |
Траектории двухступенчатой ракеты |
|
баллистической ракеты |
|||
|
носителя |
||
|
|
Баллистические параметры, влияющие на дальность полета и возможности их оптимизации
К баллистическим параметрам, влияющим на дальность полета, при фиксированной стартовой и бортовой энергетике ЛА, можно отнести:
-начальный угол бросания (θнач );
-время, определяющее момент перехода с баллистической траектории на управляемый полет по траектории планирования (τпл);
-временная задержка включения на траектории после старта второго режима работы РДТТ (для ракет) или разгонного РДТТ для УАС;
-программа изменения угла тангажа или угла атаки на участке планирующего полета F(θпл);
-момент отделения двигателя.
Под оптимизацией понимается процесс нахождения экстремума количественной характеристики проектируемого объекта. Если эта характеристика выражает полезное, желаемое свойство объекта, то ищется максимальное значение характеристики. В противном случае - ее минимальное значение.
Понятие «оптимальное проектное решение» подразумевает такое решение, которое является наилучшим из рационально допустимых решений.
Центральное место в баллистике занимает задача оптимального программирования опорного движения как подзадача количественного и качественного анализа оптимальных режимов движения, существования и единственности решения.
Математическая модель, описывающая пространственное движение ЛА представляет собой сложную систему дифференциальных уравнений, включающую в себя уравнения поступательного движения центра масс переменной массы и вращательного движения вокруг центра масс [2]. Поэтому, для расчета параметров движения, реальная траектория сближения ракеты с целью заменяемся на некоторую условную траекторию.
Также использованы следующие допущения: рассматривается полет ракеты в вертикальной плоскости; рассматривается движение центра масс ракеты;система управления полетом ракеты идеальная.