Внешними органами ее стабилизации и управления полетом является оперение, как у современного самолета, с аэродинамическими рулями и так называемыми газовыми рулями, помещаемыми в струе вытекающих из двигателя ракеты нагретых до высокой температуры газов. С помощью газовых рулей ракета может управляться в безвоздушном пространстве. В некоторых конструкциях баллистических ракет вместо газовых рулей и воздушных стабилизаторов используют наклоны двигателя на небольшой угол (5 — 7°) относительно продольной оси ракеты. При этом линия действия реактивной силы не проходит через центр тяжести ракеты, в результате чего создается некоторый момент, поворачивающий ракету в желаемом направлении относительно ее центра тяжести.
На активных участках траектории БР (отрезки ABCG и B΄C΄G΄на рисунке 3.9) ракета приводится в движение силой тяги своих двигателей. В граничных точках G и G΄ происходит выключение двигателей, и дальнейшие участки траектории (GB΄E или GB΄ и G΄E΄) называются пассивными, поскольку на этих участках головная часть ракеты движется по инерции под влиянием только сил тяготения Земли. Активный участок ABCG является пусковым. В процессе движения по инерции возможно кратковременное включение специальной двигательной установки (участок B΄C΄G΄) для необходимой коррекции пассивной траектории движения.
Пусковой активный участок траектории, в свою очередь, делится на три характерных отрезка. Вертикальный стартовый участок АВ необходим для придания ракете такой скорости движения, которая достаточна для удовлетворительного управления ее движением. Кроме того, вертикальный запуск значительно упрощает конструкцию стартовой установки и снижает требования к поперечной жесткости ракеты. На участке выведения ВС ракете сообщается заданное направление движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. На участке выключения СG ракета летит прямолинейно и в процессе ускоренного движения приобретает требуемую начальную скорость движения . Протяженность активных участков траектории БР весьма мала по сравнению с протяженностью пассивных участков. Если учитывать только силу земного притяжения и пренебречь влиянием атмосферы, то каждый из пассивных участков траектории (например, GB΄E) однозначно определяется, во-первых, координатами граничной точки G и, во-вторых, вектором скорости ракеты в этой точке. Азимутальный угол проекции вектора
скорости определяет наклон плоскости орбиты к плоскости экватора, а величина скорости , угол запуска и высота точки G над поверхностью Земли - форму траектории в этой плоскости.
Движение БР совершается в плоскости, проходящей через вектор скорости и центр Земли. Это объясняется тем, что все силы, действующие на объект, лежат в этой плоскости и, следовательно, не способны вывести из нее объект, двигающийся по инерции. Сила земного притяжения , направленная к центру Земли (рис. 3.9), способна лишь изменить направление вектора скорости в этой плоскости и его величину. Вследствие этого движение объекта становится криволинейным и появляется центробежная сила . Соотношение между силами и и определяет характер дальнейшего движения.
На нисходящем участке траектории скорость полета ракеты за счет потери высоты постепенно увеличивается. При дальнейшем снижении плотные слои атмосферы ракета проходит с огромными скоростями. При этом происходит сильный разогрев обшивки баллистической ракеты, и если не будут приняты необходимые предохранительные меры, то может произойти ее разрушение или даже взрыв боевой части.
Можно показать, что кривизна траектории в точке P, а следовательно, и форма траектории зависят от параметра u, представляющего собой удвоенное отношение кинетической и потенциальной энергий объекта в точке P.
Уравнение пассивного участка траектории в полярных координатах (R,), за начало которых принят центр Земли и положение радиуса-вектора граничной точки G, имеет вид
, (3.21)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.