از زمان های بسیار قدیم بشر تلاش کرده است تا در برخورد با دشمن در حداکثر فاصله ممکن به پیروزی دست یابد تا جنگجویان خود را از بین نبرد. اسلنج ها، کمان ها، کمان های ضربدری، سپس اسلحه ها، اکنون موشک ها، پرتابه ها و بمب ها - همه آنها به محاسبه دقیق مسیر بالستیک نیاز دارند. و اگر با "تجهیزات" نظامی قدیمی می توان نقطه برخورد را به صورت بصری ردیابی کرد، که امکان مطالعه و تیراندازی دقیق تر را در دفعات بعدی ممکن می کرد، در دنیای مدرن نقطه مقصد معمولاً آنقدر دور است که به سادگی امکان پذیر است. دیدن آن بدون دستگاه‌های اضافی غیرممکن است.
مسیر بالستیک چیست
این مسیری است که برخی شی بر آن غلبه می کنند. باید سرعت اولیه مشخصی داشته باشد. تحت تأثیر مقاومت هوا و گرانش است که امکان حرکت در یک خط مستقیم را از بین می برد. حتی در فضا، چنین مسیری تحت تأثیر گرانش اجرام مختلف تحریف می شود، اگرچه نه به اندازه سیاره ما. اگر مقاومت توده های هوا را در نظر نگیرید، بیشتر از همه، چنین روند حرکتی شبیه بیضی خواهد بود.
گزینه دیگر هذلولی است. و فقط در برخی موارد سهمی یا دایره خواهد بود (با رسیدن به سرعت فضایی دوم و اولبه ترتیب). در بیشتر موارد، چنین محاسباتی برای موشک ها انجام می شود. آنها تمایل به پرواز در اتمسفر بالایی دارند، جایی که نفوذ هوا در آن حداقل است. در نتیجه، اغلب مسیر بالستیک هنوز شبیه یک بیضی است. بسته به عوامل زیادی مانند سرعت، جرم، نوع اتمسفر، دما، چرخش سیاره و غیره، بخشهای جداگانه مسیر می‌توانند اشکال مختلفی به خود بگیرند.
محاسبه مسیر بالستیک
برای اینکه بفهمیم جسم آزاد شده دقیقاً کجا می افتد، از معادلات دیفرانسیل و روش انتگرال گیری عددی استفاده می شود. معادله مسیر بالستیک به متغیرهای زیادی بستگی دارد، اما نسخه جهانی خاصی نیز وجود دارد که دقت لازم را ارائه نمی‌کند، اما برای مثال کاملاً کافی است.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0، where:
- y حداکثر ارتفاع از سطح زمین است.
- X فاصله از نقطه شروع تا لحظه ای است که بدن به بالاترین نقطه می رسد.
- Ѳ0 – زاویه پرتاب.
- V0 - سرعت اولیه.
به لطف این فرمول، توصیف مسیر پرواز بالستیک در فضای بدون هوا امکان پذیر می شود. این به شکل یک سهمی ظاهر می شود که برای اکثر گزینه ها برای حرکت آزاد در چنین شرایطی و در حضور گرانش معمول است. ویژگی های مشخصه زیر چنین مسیری قابل تشخیص است:
- بهینه ترین زاویه ارتفاع برایحداکثر فاصله 45 درجه است.
- سرعت حرکت جسم هم در زمان پرتاب و هم در لحظه فرود یکسان است.
- زاویه پرتاب همان زاویه سقوط است.
- جسم دقیقاً در همان زمان به بالای مسیر می رسد و پس از آن سقوط می کند.
در اکثر محاسباتی از این دست، مرسوم است که از مقاومت توده های هوا و برخی عوامل دیگر غفلت شود. اگر آنها را در نظر بگیرید، فرمول بسیار پیچیده خواهد بود و خطا آنقدر بزرگ نیست که تأثیر قابل توجهی بر اثربخشی ضربه بگذارد.
تفاوتها با تخت
این نام به معنای نوع دیگری از مسیر شی است. مسیر مسطح و بالستیک تا حدودی مفاهیم متفاوتی هستند، اگرچه اصل کلی برای آنها یکسان است. در واقع این نوع حرکت حاکی از حداکثر حرکت ممکن در صفحه افقی است. و در طول مسیر، جسم شتاب کافی را حفظ می کند. نسخه بالستیک حرکت برای حرکت در فواصل طولانی ضروری است. برای مثال، مسیر مسطح برای یک گلوله بسیار مهم است. او باید تا آنجایی که ممکن است به اندازه کافی مستقیم پرواز کند و هر چیزی که سر راهش قرار می گیرد با مشت بزند. از سوی دیگر، موشک یا پرتابه از یک توپ، دقیقاً در پایان حرکت بیشترین آسیب را وارد می کند، زیرا حداکثر سرعت ممکن را به دست می آورد. در بین حرکتشان، آنقدرها خردکننده نیستند.
استفاده مدرن
بالستیکیاین مسیر بیشتر در حوزه نظامی استفاده می شود. راکت، پرتابه، گلوله و غیره - همه آنها به دور پرواز می کنند و برای شلیک دقیق، باید متغیرهای زیادی را در نظر بگیرید. علاوه بر این، برنامه فضایی نیز مبتنی بر بالستیک است. بدون آن، پرتاب دقیق موشک غیرممکن است تا در نهایت به زمین نیفتد، بلکه چندین دور سیاره را بچرخاند (یا حتی از آن جدا شود و به فضا برود). به طور کلی، تقریباً هر چیزی که می تواند پرواز کند (صرف نظر از نحوه انجام آن) به نوعی با یک مسیر بالستیک مرتبط است.
نتیجه گیری
توانایی محاسبه همه عناصر و پرتاب هر شی در مکان مناسب در دوران مدرن بسیار مهم است. حتی اگر ارتش را قبول نکنید، که به طور سنتی بیش از هر کس دیگری به چنین قابلیت هایی نیاز دارد، هنوز برنامه های کاملا غیرنظامی زیادی وجود خواهد داشت.
