מאז ימי קדם, האנושות ניסתה להשיג ניצחון בהתנגשות עם האויב במרחק המקסימלי האפשרי, כדי לא להרוס את הלוחמים שלה. מתלים, קשתות, קשתות, אחר כך רובים, עכשיו רקטות, קליעים ופצצות - כולם צריכים חישוב מדויק של המסלול הבליסטי. ואם עם ה"ציוד" הצבאי הישן ניתן היה לעקוב חזותית אחר נקודת הפגיעה, מה שאפשר ללמוד ולצלם בצורה מדויקת יותר בפעם הבאה, הרי שבעולם המודרני נקודת היעד היא בדרך כלל כל כך רחוקה שהיא פשוט בלתי אפשרי לראות אותו ללא מכשירים נוספים.
מהו מסלול בליסטי
זהו הנתיב שאובייקט כלשהו מתגבר עליו. חייבת להיות לו מהירות התחלתית מסוימת. הוא מושפע מהתנגדות האוויר ומכוח הכבידה, מה שמונע את האפשרות של תנועה בקו ישר. אפילו בחלל, מסלול כזה יתעוות בהשפעת כוח המשיכה של עצמים שונים, אם כי לא באופן משמעותי כמו על הפלנטה שלנו. אם לא לוקחים בחשבון את ההתנגדות של מסות אוויר, אז יותר מכל תהליך תנועה כזה ידמה לאליפסה.
אפשרות נוספת היא היפרבול. ורק במקרים מסוימים זה יהיה פרבולה או מעגל (עם הגעה למהירות החלל השנייה והראשונהבהתאמה). ברוב המקרים, חישובים כאלה מתבצעים עבור טילים. הם נוטים לעוף באטמוספירה העליונה, שבה השפעת האוויר מינימלית. כתוצאה מכך, לרוב המסלול הבליסטי עדיין דומה לאליפסה. בהתאם לגורמים רבים, כגון מהירות, מסה, סוג האטמוספירה, טמפרטורה, סיבוב כוכב הלכת וכן הלאה, חלקים בודדים של הנתיב יכולים ללבוש מגוון צורות.
חשב מסלול בליסטי
כדי להבין היכן בדיוק ייפול הגוף המשוחרר, נעשה שימוש במשוואות דיפרנציאליות ובשיטת האינטגרציה המספרית. משוואת המסלול הבליסטי תלויה במשתנים רבים, אבל יש גם גרסה אוניברסלית מסוימת שלא נותנת את הדיוק הנדרש, אבל מספיקה למדי לדוגמא.
y=x-tgѲ0-gx2/2V0 2-Cos2Ѳ0, היכן:
- y הוא הגובה המרבי מעל הקרקע.
- X הוא המרחק מנקודת ההתחלה לרגע שבו הגוף מגיע לנקודה הגבוהה ביותר.
- Ѳ0 – זווית זריקה.
- V0 – מהירות התחלתית.
הודות לנוסחה זו, ניתן לתאר מסלול טיסה בליסטי במרחב חסר אוויר. זה יתברר בצורה של פרבולה, שאופיינית לרוב האפשרויות לתנועה חופשית בתנאים כאלה ובנוכחות כוח הכבידה. ניתן להבחין בין המאפיינים האופייניים הבאים של מסלול כזה:
- זווית הגובה האופטימלית ביותר עבורהמרחק המרבי הוא 45 מעלות.
- לאובייקט יש אותה מהירות תנועה גם בזמן השיגור וגם ברגע הנחיתה.
- זווית ההשלכה זהה לזווית הנפילה.
- האובייקט מגיע לראש המסלול בדיוק באותו זמן, ולאחר מכן הוא נופל למטה.
ברוב המוחלט של חישובים מסוג זה, נהוג להזניח את ההתנגדות של מסות אוויר ועוד כמה גורמים. אם לוקחים אותם בחשבון, אזי הנוסחה תתברר כמסובכת מדי, והשגיאה אינה כה גדולה עד כדי השפעה משמעותית על יעילות הפגיעה.
הבדלים מהדירה
שם זה פירושו וריאנט נוסף של הנתיב של האובייקט. מסלול שטוח ובליסטי הם מושגים שונים במקצת, אם כי העיקרון הכללי זהה עבורם. למעשה, סוג זה של תנועה מרמז על התנועה המקסימלית האפשרית במישור האופקי. ולאורך כל הדרך, האובייקט שומר על תאוצה מספקת. הגרסה הבליסטית של התנועה נחוצה לנוע למרחקים ארוכים. לדוגמה, מסלול שטוח הוא החשוב ביותר עבור כדור. היא חייבת לעוף ישר מספיק זמן רב ככל האפשר ולחבוט בכל מה שעומד בדרכה. מצד שני, רקטה או קליע מתותח גורמים נזק מירבי דווקא בסוף התנועה, שכן הם זוכים למהירות המקסימלית האפשרית. בין התנועה שלהם, הם לא כל כך מוחצים.
שימוש מודרני
בליסטיתהמסלול משמש לרוב בתחום הצבאי. רקטות, קליעים, כדורים וכן הלאה - כולם עפים רחוק, ובשביל ירייה מדויקת צריך לקחת בחשבון משתנים רבים. בנוסף, תוכנית החלל מבוססת גם על בליסטיות. בלעדיו, אי אפשר לשגר במדויק רקטה כך שבסופו של דבר היא לא תיפול לקרקע, אלא תעשה מספר סיבובים מסביב לכוכב הלכת (או אפילו תתנתק ממנו ונכנסת יותר לחלל). באופן כללי, כמעט כל מה שיכול לעוף (לא משנה איך הוא עושה את זה) קשור איכשהו למסלול בליסטי.
מסקנה
היכולת לחשב את כל האלמנטים ולהשיק כל אובייקט במקום הנכון חשובה ביותר בעידן המודרני. גם אם לא תיקח את הצבא, שבאופן מסורתי זקוק ליכולות כאלה יותר מכל אחד אחר, עדיין יהיו הרבה יישומים אזרחיים למדי.
