Лабораторная работа №1. Движение под углом к горизонту.

Н еобходимое оборудование:

Баллистический пистолет вместе

со штативом; шарик;

мерительная лента; секундомер.

Цель выполняемой работы:

Выяснить траекторию полета;

найти зависимость дальности полета

от угла.

При выполнении работы данные были внесены таблицу.

Скорость начальная	Угол к горизонту	время	расстояние
5.27 м/с	30	0.263 с.	2.4 м..
5.27 м/с	45	0.372 с.	2.7 м.
5.27 м/с	60	0.454 с.	2.4 м

Вывод. При выполнении лабораторной работы мы узнали ,что шар брошенный под углом к горизонту летит по параболической траектории. Максимальная дальность полета наблюдается у тела брошенного под углом 45 градусов к горизонту.

Баллистика в военном деле.

Баллистика-это очень важная наука в военном деле. Баллистика имеет дело с бросанием (полетом, движением) снаряда (пули). Без баллистики в военном деле не обойдешься. Без нее невозможно рассчитать и построить современные образцы огнестрельного оружия, без нее невозможно метко стрелять.

Артиллерист, не знающий баллистики, подобен землемеру, не знающему геометрии. Он действует наугад и только зря тратит порох. Баллистика нужна и стрелку. Зная законы полета своей пули, он будет уверенно направлять ее в цель. Теперь законы движения пули (снаряда) в канале ствола и в пространстве достаточно хорошо изучены артиллерийскими науками - внутренней и внешней баллистикой. На месте свода эмпирических правил стрельбы выросла важнейшая артиллерийская наука - теория стрельбы. Овладение основами этих фундаментальных наук формирует артиллерийское мышление, обеспечивает ясность и твердость действий стрелка, позволяет добиваться наивысших результатов в стрельбе. Знание законов баллистики дает возможность установить, как будет двигаться данная пуля (снаряд) в данных конкретных условиях, и, следовательно, понять, какие необходимо принять меры, чтобы эта пуля (снаряд) попала в цель и произвела наибольшее разрушительное действие.

Ярким примером использования баллистики в практических целях является баллистическая подготовка стрельбы, основное назначение которой состоит в учете особенностей полета пули (снаряда) при данных технических условиях (метеоусловия учитываются отдельно при подготовке стрельбы).Успехи в разработке содержания, методов и технических средств баллистической подготовки стрельбы и в организации баллистической службы в стрелковом деле и артиллерии в основном зависят от уровня развития баллистики и уровня баллистических знаний стрелков и артиллеристов.

Сложно количественно оценить те многообразные положительные результаты, которые даст дальнейшее развитие баллистики, овладение баллистическими знаниями, внедрение достижений баллистики в стрелковую и артиллерийскую практику. Ясно одно: все это благотворно скажется на боевых, эксплуатационных, производственных и экономических показателях стрелкового и артиллерийского вооружения

ВЗЛЕТ САМОЛЕТА

Каждый полет начинается со взлета. Взлет самолета может быть с разбегом или вертикальным. Большинство современных самолетов способно совершать взлет лишь с разбегом. В случае вертикального взлета самолет должен иметь силовую установку, которая создавала бы тягу (вертикальную силу), превышающую вес самолета.

Взлетом называется ускоренное движение самолета от момента начала разбега до набора высоты 25 м.

Рис. 1 Схема взлета самолета

Нормальный взлет состоит из трех этапов : разбега, отрыва и разгона с подъемом (воздушного участка). Взлет представляет собой один из видов неустановившегося полета.

Схема сил, действующих на самолет на разбеге

-сила тяги двигательной установки Р; в начале разбега ее величина максимальна, а затем по мере увеличения скорости постепенно уменьшается; у самолетов с поршневыми двигателями уменьшение тяги на разбеге более значительно, чем у самолетов с ТРД;

- сила веса самолета Q; по величине неизменна, направлена вниз;

- подъемная сила У; в начале разбега равна нулю, а в конце разбега, при отрыве, достигает величины веса самолета;

- сила лобового сопротивления Q; возрастает по мере разбега от нуля до некоторого значения (в зависимости от угла атаки, скорости, высоты полета);

- нормальная сила реакции земли N; в начале разбега равна весу самолета, а по мере нарастания скорости и увеличения подъемной силы уменьшается до нуля при отрыве;

- сила трения пневматиков о грунт F; зависит от коэффициента трения колес о землю  и от силы N.

Взлет возможен не только с суши, но и с авианесущего крейсераего крейсера.

Главное средство быстрее достичь скорости, при которой самолет отрывается от земли, и тем самым сократить разбег — увеличение тяги двигателей. При взлете самолета двигатель работает на так называемом взлетном режиме, тяга его в этот момент на короткий срок увеличивается на 20% по сравнению с работой на номинальном режиме при крейсерской скорости. Многие реактивные двигатели снабжены форсажными камерами, дополнительное сжигание топлива в которых позволяет на короткое время еще более значительно (порой до 40%) увеличивать тягу двигателей. Резкому сокращению разбега способствуют стартовые ускорители. Еще в 30-е годы в СССР были созданы первые пороховые и жидкостные ракетные двигатели для облегчения взлета самолетов. В те годы пороховые ускорители успешно испытывались у нас на самолетах различных классов — от легких учебных самолетов У-1 до тяжелых бомбардировщиков ТБ-1. Полный цикл испытаний самолетов с ракетными ускорителями на Комендантском аэродроме под Ленинградом дал хорошие по тем временам результаты. Применение стартовых ракет сократило разбег при взлете самолета ТБ-1 на 77%. Сейчас ракетные ускорители — очень простые по устройству твердотопливные (чаще всего пороховые) ракетные двигатели разового применения. Их подвешивают под фюзеляжем самолета. Длительность работы таких двигателей кратковременная, она измеряется секундами. Подвеска ускорителей под определенным углом позволяет не только ускорить разгон самолета, но и получить составляющую тяги, которая, действуя вверх, увеличивает подъемную силу. Такие эксперименты проводились как за рубежом, так и в СССР. Иногда самолеты с ускорителями взлетают со специальной рампы. При взлете с рампы благодаря расположению всего самолета под углом вверх его поднимает уже не только подъемная сила крыла и частично ускорителей, но и непосредственно часть тяги основных двигателей. В 1955 г. с опытной установки-рампы взлетал истребитель МиГ-19. После взлета ускорители обычно сбрасываются. Это уже практически вертикальный взлет. Другой способ ускорения взлета — специальные катапульты. С их помощью уже давно взлетали самолеты на авианосцах. При катапультном взлете самолет устанавливается на тележку или буксирное устройство, которые с большой скоростью перемещаются по направляющим, сообщая дополнительное ускорение самолету. Тележка приводится в движение сжатым паром, электрическим или специальным реактивным двигателем. Впоследствии на авианосцах начали применять щелевые паровые катапульты. Самолет для взлета устанавливается на собственном шасси над длинной щелью в палубе, по которой скользит буксирный крюк. Крюк соединен непосредственно с поршнем, который перемещается в расположенном под палубой длинном силовом цилиндре. Пар под высоким давлением поступает в цилиндр из машин корабля. Появлялись и наземные стартовые катапульты. Обычно они работали на сжатом воздухе и представляли собой довольно громоздкое устройство. Наземные катапульты не получили широкого распространения

P2- тяга катапульты

Еще один вид ускорителей- электромагнитные катапульты.

Электромагнитная катапульта — установка для ускорения объектов с помощью электромагнитных сил. Для летательных аппаратов является альтернативой реактивному двигателю.

Принцип действия электромагнитной катапульты основан на ускорении объекта, движущегося по направляющей, с помощью магнитного поля. Скорость объекта при сходе с направляющей зависит от мощности магнитов и длины направляющей. При использовании электромагнитной катапульты для преодоления гравитации планет (например, для выведения искусственных спутников Земли и Луны) длина направляющей может достигать нескольких километров.

Конечная скорость объекта может быть рассчитана по формуле:

Где L — длина направляющих, a — ускорение, вызванное магнитным полем.

Также в США електромагнитную катапульту в 2010 году использовали для взлета самолета. Самолет на дистанции 90 метров набрал скорость 300 км/ч.

Но нас интересует взлет с трамплина

На отечественном авианосце взлет осуществляется при помощи трамплина. На данный момент у нас имеется один единственный в своем роде авианосец «Адмирал Кузнецов» 

Тяжёлый авианесущий крейсер, проекта 11435, известный на западе как "Кузнецов" класс, "Орёл" класс или как тип 11435, был построен на Черноморском судостроительном заводе на в г.Николаев. Проект разработан на основе предшествующего ТАКР "Адмирал Горшков" (бывший "Баку"), проект 11434, который был заложен в 1982 году, но превосходит его по водоизмещению (58500 тонн по сравнению с 40000 тонн) и имеет несколько меньшую скорость (30 узлов по сравнению с 32 у "Адмирала Горшкова". Авианосец "Адмирал флота Советского Союза Кузнецов" (проект 1143.5) был заложен в 1985, а второй корабль этого же типа "Варяг" - в 1988, но его строительство не было завершено. Проект 1143.5 может оказывать поддержку подводным лодкам, несущим баллистические ракеты, надводным кораблям и морской ракетоносной авиации российского флота. Корабль может поражать надводные, подводные и воздушные цели. Авиационное вооружение: Площадь лётной палубы составляет 14700 квадратных метров и лётная палуба оснащена расположенной под углом 12 градусов взлётно-посадочной полосой. Лётная палуба оборудована аэрофонишёрами. Два подъёмника доставляют авиатехнику из ангара на лётную палубу. Корабль имеет возможности по вместимости и обслуживанию на 16 самолётов Як-41М (известен под кодовым наименованием НАТО "Фристайл") и 12 самолётов Су-27К (Су-33) ( Кодовое наименование НАТО "Фланкер") входящих в авиасоединение самолётов и соединение вертолётов включающее 4 Ка-27ЛД (Кодовое наименование НАТО Хеликс), 18 Ка-27ПЛО и 2 Ка-27С. Ракетное вооружение Корабль оснащён противокорабельными ракетами Гранит (поверхность-поверхность), оборудовано 12 пусковых установок. На западе ракеты Гранит известны под кодовым наименованием "Shipwreck" и имеют дальность свыше 400 километров. Противовоздушное ракетно-артиллерийское вооружение включает противовоздушные ракеты Клинок с 24 вертикальными пусковыми установками и 192 ракетами. Эта система защищает корабль от противокорабельных ракет, самолётов, беспилотных летательных аппаратов и надводных кораблей. Управление осуществляется с помощью многоканальной РЛС с фазированной решёткой с электронным управлением. Система включает управляющую систему, подпалубную пусковую установку с четырьмя пусковыми модулями барабанного типа, каждый из которых имеет 8 ракет и ракетами "поверхность-воздух" в контейнерной пусковой установке. Система может достигать частоты запуска 1 ракета каждые 3 секунды. Четыре цели могут быть атакованы одновременно в секторе 60 х 60 градусов. Дальность поражения составляет 12-15 километров. Противовоздушная система Каштан, изготовляемая Тульским машиностроительным заводом имеет 4 командных и 8 боевых модулей с 256 противовоздушными ракетами. Система обеспечивает защиту от "точного" оружия, включая противокорабельные и противорадиолокационные ракеты, самолёты, вертолёты и малоразмерные морские цели. Радиус действия ракет 1,5 - 8 километров. Орудия могут вести огонь со скорострельностью до 1000 выстрелов в минуту на дальность 0,5 - 1,5 километров. Зенитные орудия - AK630 АД. Противолодочное вооружение Корабль оборудован системой противолодочной обороны Удав-1 с 60 противолодочными ракетами. Удав-1, поставляемый Научно-Производственной Ассоциацией "Сплав", защищает надводные корабли отвлекая и уничтожая торпеды противника. Система также обеспечивает защиту от подводных лодок, карликовых подводных лодок и диверсионных средств, таках как подводные мотоциклы. Система имеет 10 секций и способна вести огонь глубинными реактивными снарядами 111СГ, ставить минные заграждения (111СЗ) и использовать отвлекающие снаряды (111СО). Дальность действия составляет до 3000 метров по горизонтали и до 600 метров по глубине. Акустическое и радиолокационное оборудование РЛС корабля включают РЛС обнаружения воздушных и морских целей, РЛС обнаружения низколетящих целей (обнаруживают низколетящие самолёты и ракеты), РЛС управления полётами, навигационную РЛС и четыре РЛС управления огнём для системы ПВО Каштан. Корабельное гидролокационное оборудование включает расположенный в корпусе корабля гидролокатор обнаружения и управления вооружением, действующий на средних и низких частотах, способный обнаруживать торпеды и подводные лодки. Противолодочная авиация корабля оборудована РЛС поиска надводных целей, погружными гидролокаторами, погружными буями и детекторами магнитных аномалий. Электронные системы корабля Корабельные электронные системы включают Боевой информационный центр и систему боевого авиасопровождения. Корабль имеет навигационную систему и средства связи, включая спутниковую связь. Ходовые качества Корабль оснащён 8 котлами и 4 паровыми турбинами, каждая мощностью 50000 л.с., вращающими 4 вала с винтами фиксированного диаметра. Максимальная скорость составляет 29 узлов, дальность плавания на максимальной скорости - 3800 миль. Максимальная дальность плавания на скорости 18 узлов составляет 8500 миль. Комплектация Экипаж корабля насчитывает 1960 человек, включая 200 офицеров. Также корабль укомплектован 626 чел. лётно-технического состава, включая 40 чел. командного состава. 3857 помещений корабля включают 387 кают, 134 помещения для экипажа с 50 душевыми, 6 столовыми, 120 складскими помещениями и 6000 метров коридоров и переходов.

 

Названия и даты
Название	Место постройки	Дата  закладки	Дата  спуска	Вступил в строй		Сдан на слом (погиб)
"Адмирал флота СССР Кузнецов" (прежние названия - "Леонид Брежнев", "Тбилиси")	Черноморский судостроительный завод, г. Николаев	Сентябрь 1981г.	4 декабря 1985г.	1993г.		По состоянию на 01.01.2000г. входит в состав Северного флота
"Варяг" (прежнее название - "Рига")	Черноморский судостроительный завод, г. Николаев	4 декабря 1985г.	ноябрь 1988.	---		Находится на Черноморском судостроительном заводе в недостроенном состоянии

 

Тактико-технические характеристики
Размеры
Длина:	302.3 м
Длина по ватерлинии:	270 м
Ширина:	72.3 м
Ширина по ватерлинии:	35.4 м
Осадка:	9.14 м
Стандартное водоизмещение:	43,000 т
Полное водоизмещение:	55,000 т
Максимальное водоизмещение:	58,600 т
Cиловая установка
Паровые турбины:	4 x 50,000 л.с.
Количество котлов:	8
Количество винтов:	4
Мощность турбогенераторов:	9 x 1,500 кВт
Максимальная скорость:	29 узл.
Дальность плавания на максимальной скорости:	3,850 миль при 29 узл.
Экономическая скорость:	18 узл.
Максимальная дальность плавания:	8,500 миль при 18 узл.
Автономность:	45 дней
Вооружение
Самолёты:	16 x Як-41M, (Як-141) ; 12 x Су-27K,(Су-33,Миг-29K)
Вертолёты:	4 x Ka-27ЛД, 18 x Ka-27 PLO, 2 x Ka-27-S
Противокорабельные ракеты Гранит:	12 пусковых установок
Противовоздушная система Клинок:	24 пусковые установки (192 ракеты вертикального пуска)
Противовоздушная система Клинок, 4 командных и 8 боевых модулей:	256 ракет и 48,000 снарядов
30 мм артустановка AK-630 АД:	8 x 6 с 24,000 снарядов
Противолодочная система Удав-1:	60 ракет
Электронное и радиолокационное оборудование
Электронные системы:	Боевой информационный центр
	Авиационный боевой информационный центр
	Боевая система авиасопровождения
	Навигационный комплекс
	Система радиосвязи
	Система спутниковой связи
	Электронная измерительная система
	Активная поисковая гидролокационная система с возможностью обнаружения торпед
РЛС:	Обнаружения морских и воздушных целей
	Обнаружения низколетящих целей
	Управления полётами
	Навигационная
	Управления огнём - 4 ед.
Экипаж
Экипаж:	1960 чел.
Авиаперсонал:	626 чел.
Командный состав:	40 чел.

Авианосец "Адмирал Кузнецов" - схема

Трамплин представляет наклонную под 15 градусов и имеющий изгиб по троичной системе. Но возник вопрос- как трамплин влияет на взлет?. Ответ мы нашли в ходе проведения лабораторной работы. Самолет мы приняли за материальную точку – это шарик. Значит у нас нет подъемной силы. Трамплин мы взяли схожий с трамплином на авианосце. После запуска шарик проходя трамплин поднялся в воздух на некую высоту и продолжил полет. Значит при влете с трамплина на самолет действует дополнительная подъемная сила со стороны трамплина и траектория тяги двигателя направлена к земле. Следовательно самолету нужен меньший разбег и скорость при взлете(180км/ч), и пилот тогда испытывает меньшие нагрузки. Также при взлете с трамплина самолет получает оптимальный угол атаки(угол между горизонтом и хордой крыла).

Взлет делится на четыре части

1. разбег (старт-Y-0, разбег-Y-увеличивается)

2. отрыв от трамплина (YменьшеG)

3. движение по баллистической траектории как брошенный камень (Y приближается к G)

4. набор высоты.( YравноG)

Для посадки созданы аэрофинишеры.

Аэрофинишёр — устройство, состоящее из специального толстого стального троса, натянутого поперёк посадочной палубыавианосца, концы которого намотаны на размещённые под палубой тормозные барабаны, снабжённые мощными гидравлическими тормозами, рассеивающими кинетическую энергию садящегося самолёта, благодаря чему пробег на посадке удается уменьшить до размеров посадочной палубы.