МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
Факультет прикладной математики, физики и информационных технологий
Кафедра теоретической и экспериментальной физики
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
на тему: «ОПТИМИЗАЦИЯ МЕЖКОНТИНЕНТАЛЬНОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ РАКЕТЫ»
студента 5 курса специализации «Компьютерные методы физики»
КОНСТАНТИНОВА СЕРГЕЯ ВЯЧЕСЛАВОВИЧА
Научный руководитель: доцент, кандидат физико-математических наук, Александров Владимир Александрович
Заведующий кафедрой: профессор, доктор физико-математических наук, Телегин Геннадий Гаврилович
Рецензент:______________________________________________________________________________________________
Чебоксары – 2011
Содержание
Введение ………………………………………………………………………… 3
Литературный обзор ……………………………………………………………. 4
Глава 1. Решение задачи ……………………………………………………….. 7
1.1. Постановка задачи ………………………………………………….. 7
1.2. Вывод уравнения движения ……………………………………….. 7
1.3. Методика численного решения дифференциального уравнения .. 9
1.4. Использования метода линейной аппроксимации ………………. 10
1.5. Использования метода градиентного спуска …………………….. 11
1.6. Оптимизация изменения плотности воздуха от высоты …..…… 13
1.7. Моделирование полета ………………………………………...…. 15
Глава 2. Результаты …………………………………………………………… 18
2.1. Параметрические кривые одноступенчатой МБР ……………….. 18
2.2. Исследование дальности полета МБР ……………………………. 20
Заключение …………………………………………………………………….. 22
Список литературы ……………………………………………………………. 23
Приложение ……………………………………………………………………. 24
Введение
В настоящее время вооружение страны определяет его роль во всем мире. Одним из этих оружий является межконтинентальная баллистическая ракета. Так как эта ракета способно поразить цель за тысячи километров от ее базирования. Со времени создания МБР основной целью является создание более экономичных двигателей и головных частей с ядерным зарядом значительно меньшей массы, а также основным параметром является время приготовления ракеты к запуску. Время приготовления зависит от многих параметров, таких как определения, сложностью систем для поддержания компонентов топлива в готовности к заправке, токсичностью компонентов, временем, необходимым для заправки ракеты, и временем раскрутки гироприборов перед пуском.
В этой
работе мы не будем уделять параметры
перечисленные выше. Мы определим
внутренние оптимальные параметры
межконтинентальной баллистической
ракеты, такие как мгновенная скорость
сгорания топлива также рассмотрим, как
лучше наводить ракету (угол атаки равен
константе или луче ввести зависимость
угла атаки от высоты (
)).
Большой вклад в баллистику ракет сделан русскими и советскими учеными. И.В. Мещерский вывел уравнения движения тел переменной массы. Н. Е. Жуковский заложил основы современной аэродинамики. К.Э.Циолковский разработал строгую теорию реактивного движения, получил широко известную формулу для расчета конечной скорости движения реактивного аппарата. В 1933 г. в Советском Союзе был создан первый в мире Реактивный научно—исследовательский институт, заместителем начальника которого был назначен С.П.Королев ставший в последствии выдающимся конструктором ракет, ученым, академиком. С именем СП. Королева связало создание в 1847 г. первой в СССР баллистической ракеты, запуск в 1887 г. первого в мире искусственного спутника Земли, первый в мире орбитальный полет человека в космос в 1861 г.Достигнутые в настоящее время успехи в освоении космического пространства во многом обязаны совершенствованию баллистической науки.
Целью исследования является создание пакета программ, вычисляющая оптимальное значение мгновенной скорости сгорания топлива и константы С, а также определения конечной массы на некотором расстоянии от места базирования ракеты.
Задачи:
изучение литературы;
моделирование одно-двух-трехступенчатой МБР;
отработка результатов дальности полета для одно-двух-трехступенчатой МБР;