ВВС-ЛабРабота-03-ВнешнНагрузкиТраектория
.pdf
Курс «Введение с специальную технику
Рисунок 13 – Макет таблицы рассчитываемых велечин
3) Текущая масса топлива ракеты вычисляется по следующему выражению
m t m |
|
P PУПР |
t . |
(23) |
|
|
|||||
Т |
T0 |
|
I |
|
|
|
|
|
|
||
4) Текущая масса ракеты вычисляется по следующему выражению
|
|
m |
m |
m |
t , |
если m |
t 0 |
|
|
mРН |
t |
0 |
|
T0 |
T |
T |
. |
||
|
m |
, если m t 0 |
|
||||||
|
|
m |
|
|
|||||
|
|
0 |
|
T0 |
|
|
T |
|
|
5) Сила тяги ракеты вычисляется по следующему выражению |
|||||||||
|
P, если m |
t 0 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
T |
. |
|
|
|
|
P t |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0, если m t 0 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
6) Управляющая сила вычисляется по следующему выражению |
|||||||||
P |
t |
P |
|
, если m |
t |
0 |
|
|
|
УПР |
|
T |
. |
|
|
||||
УПР |
|
|
если m t 0 |
|
|
|
|||
|
|
0, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
7) |
Момент управляющей силы вычисляется по следующему выражению |
|||||||||||||||
|
M |
|
P |
|
l |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
УПР |
|
УПР |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8) |
Момент инерции вычисляется по следующему выражению |
|||||||||||||||
|
I |
И |
|
1 |
m r2 |
1 |
m l2 |
1 |
m D2 |
1 |
m l2 . |
|||||
|
4 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
12 |
|
16 |
|
12 |
|
||||||
9) |
Угловая скорость вращения ракеты вычисляется следующим образом |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
t |
, |
если m t 0 |
|
|
|
||||||
|
ti 1 |
|
|
i |
|
|
|
|
|
T |
, |
|
|
|||
|
|
если m t 0 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
0, |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
(24)
(25)
(26)
(27)
(28)
где t |
t |
t 1с; |
MУПР |
t. |
|
||
|
|
|
|||||
i 1 |
i |
|
|
IИ |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
ti 1 ti |
MУПР |
t . |
(29) |
||
|
|
|
|||||
IИ
В Microsoft Excel программирование значений угловой скорости осуществляется по следующему алгоритму:
t 0 0;
t 1 t 0 MУПР t;
IУПР
11
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Курс «Введение с специальную технику |
||||||
|
t 2 t 1 |
MУПР |
t и так далее. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
IУПР |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10) |
Угол поворота ракеты вычисляется по следующему выражению |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
ti 1 ti i |
t . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(30) |
||||
11) |
Скорость движения ракеты VX |
вычисляется по выражению |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
P t R |
|
cos |
|
|
|
P |
t sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Vx ti 1 Vx ti |
|
|
|
|
X |
|
2 |
|
УПР |
2 |
|
|
t. |
(31) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mРН t |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
12) |
Скорость движения ракеты VY |
вычисляется по выражению |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
P t R |
|
sin |
|
|
|
P |
t cos |
|
|
|
m |
|
t g |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Vy ti 1 Vy ti |
|
|
|
X |
|
2 |
|
УПР |
2 |
|
|
|
РН |
|
t . (32) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
mРН t |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
13) |
Координата положения ракеты в пространстве x определяется по выражению |
||||||||||||||||||||||
|
x ti 1 x ti Vx ti 1 t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(33) |
||||||
14) |
Координата положения ракеты в пространстве y определяется по выражению |
||||||||||||||||||||||
|
y ti 1 y ti Vy ti 1 t. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(34) |
||||||
При соответствующем заполнении всех ячеек и построении диаграммы y x получим следующий результат (см. рис. 14).
Рисунок 14 – Результат решения примера 2
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Какие силы называют объемными?
2.Что такое центр масс тела?
3.Какие силы называют поверхностными?
4.Что такое центр давления?
5.Перечислите внешние силы, действующие на ракету в полете, и покажите схематично их направления и точки приложения;
12
Курс «Введение с специальную технику
6.Какие особенности у силы тяжести ракеты;
7.Как рассчитать силу лобового сопротивления и подъемную силу для ракеты?
8.От чего зависят коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы?
9.Как можно уменьшить величины подъемной силы и силы лобового сопротивления?
10.Опишите особенности атмосферы Земли.
11.Для чего требуется управляющая сила?
12.Опишите и объясните систему уравнений движения ракеты.
ЗАДАНИЕ
Реализуйте в Microsoft Excel, приведенный в лабораторной работе, пример 2. Исходные данные для расчетов выбираются студентом из таблицы 2 в соответствии со своим варрантом.
Таблица 2 – Варианты исходных данных
№ |
Стартовая |
Начальная |
Сила тяги, |
Удельный |
Управляющая |
Длина |
Диаметр |
Сила лобового |
вар. |
масса |
масса |
КН |
импульс, |
сила, |
ракеты, |
ракеты, |
сопротивления, |
|
ракеты, кг |
топлива, |
|
м/с |
Н |
м |
м |
Н |
|
|
кг |
|
|
|
|
|
|
1 |
20000 |
18000 |
300 |
2700 |
1 |
10 |
1 |
100 |
2 |
25000 |
20000 |
300 |
2700 |
2 |
15 |
1 |
200 |
3 |
30000 |
20000 |
500 |
2700 |
3 |
15 |
1 |
300 |
4 |
35000 |
30000 |
600 |
2700 |
4 |
15 |
1 |
400 |
5 |
40000 |
36000 |
500 |
2700 |
5 |
15 |
1 |
500 |
6 |
45000 |
40000 |
800 |
2700 |
6 |
15 |
1 |
600 |
7 |
50000 |
40000 |
800 |
2700 |
7 |
15 |
2 |
700 |
8 |
55000 |
52000 |
800 |
2700 |
4 |
20 |
2 |
800 |
9 |
60000 |
55000 |
800 |
2700 |
5 |
20 |
2 |
900 |
10 |
75000 |
70000 |
900 |
2700 |
6 |
20 |
2 |
1000 |
11 |
80000 |
60000 |
950 |
3200 |
2 |
30 |
2 |
1100 |
12 |
75000 |
50000 |
850 |
3200 |
3 |
30 |
2 |
1200 |
13 |
70000 |
50000 |
850 |
3200 |
4 |
30 |
2 |
1300 |
14 |
65000 |
40000 |
900 |
3200 |
3 |
20 |
1 |
1400 |
15 |
60000 |
45000 |
700 |
3200 |
2 |
20 |
1 |
1500 |
16 |
55000 |
45000 |
700 |
3200 |
1 |
20 |
1 |
1400 |
17 |
50000 |
30000 |
600 |
3200 |
2 |
20 |
1 |
1300 |
18 |
45000 |
42000 |
600 |
3200 |
2 |
15 |
1 |
1200 |
19 |
40000 |
38000 |
600 |
3200 |
2 |
15 |
1 |
1100 |
20 |
35000 |
30000 |
600 |
3200 |
2 |
15 |
1 |
1000 |
13