В общем случае на направляющую воздействуют следующие тепловые потоки излучения:
- прямое и отраженное прямое от земной поверхности и элементов пусковых устройств солнечное излучение;
- рассеянное и отраженное рассеянное солнечное излучение;
- рассеянное и отраженное излучение атмосферы;
- собственное излучение направляющей в окружающую среду;
- излучение земной поверхности;
- между направляющей и соседними направляющими, элементами боевых машин.
Анализ величин составляющих суммарного потока излучения показывает, что преобладающее значение имеет прямое, рассеянное и отраженное от земной поверхности солнечное излучение.
Наибольшее влияние на тепловой режим элементов реактивных снарядов солнечное излучение оказывает в районах с сухим тропическим климатом, характеризующихся максимальной интенсивностью солнечного излучения. Поэтому целесообразно проводить рассмотрение задачи по определению потоков солнечного излучения для условий данных регионов.
Для представительного пункта с экстремальным уровнем солнечного излучения (г. Каир, Египет) максимально возможная средняя за сутки энергетическая экспозиция суммарного солнечного излучения при условии безоблачного неба составляет 33,3 МДж/м2 (июнь) .
Изменение плотности потока суммарного солнечного излучения (q0) в течение суток для данных климатических условий представлено на рисунке1.
Высота Солнца, характеризуемая углом h ( º) между плоскостью горизонта и направлением на Солнце, находится по зависимости:
, (3)
где – солнечное склонение;
– широта представительного пункта;
= – часовой угол;
– угловая скорость вращения Земли;
– время, отсчитываемое от истинного полудня (13 часов местного времени).
Координаты Солнца относятся к центру диска.
Максимальное значение (для 22 июня) составляет 2327.
Плотность потока рассеянного солнечного излучения находится по зависимости:
q рас. = 135(sin h)0.5 . (4)
Плотность потока прямого солнечного излучения определяется по зависимости:
q пр. = q0 – q рас. . (5)
Плотность потока прямого солнечного излучения, нормального к оси направляющей (qпр.нор.), рассчитывается по соотношению:
qпр.нор. = qпр.(cos2h sin2( – ) + (cos2 h cos2( – ) + sin2h) sin2( – ))0.5, (6)
где – угол азимута, отсчитываемый от полуденной линии (направление на
юг) в направлении с востока на запад;
= arctg(tg h/cos(b – W));
– угол возвышения.
Исходя из условия расчета максимальных тепловых потоков, принимается:
= 0.
Плотность потока прямого солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, составляет:
q пр.пог. = Ascos cqпр.нор., (7)
где As – коэффициент поглощения солнечного излучения покрытием
направляющей;
c – угол между нормалью к площадке, характеризуемой углом ( ) (рис.2) и вектором qпр.нор. в плоскости, перпендикулярной оси направляющей.
При определении q пр.пог. необходимо учитывать, что некоторые площадки попадают в тень при суточном движении Солнца и экранировании площадок расчетной направляющей соседней направляющей (рис.3).
Площадка, обращенная к небесной сфере, наклоненная под углом y между нормалью к площадке и плоскостью горизонта, освещена Солнцем при условии
| h – | 90 при τ≤13 час.
| 180 – h – | 90 при τ>13 час.
Площадки, обращенные к земной поверхности, освещены Солнцем при условии
h + 90 при τ≤13 час.
– h > 90 при τ>13 час.
Площадка, обращенная к небесной сфере, находится в тени за счет экранирования соседней направляющей при значениях h, определяемых соотношением
,
а площадка, обращенная к земной поверхности, – при h, определяемых соотношением
или, приближенно, ,
где L – расстояние между направляющими;
R – радиус направляющей.
Плотность потока прямого солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, отраженного от земной поверхности составляет:
q пр.отр.пог. = Asзqпр.нор., (8)
где – альбедо Земли для светлых сухих песков, = 0.35;
з – коэффициент облученности площадки потоком q пр.отр.пог.;
з = 0,5(1+ sin) – для элементарной площадки, обращенной к земле;
з = 0,5(1– sin) – для элементарной площадки, обращенной к небесной сфере;
Плотность потока рассеянного солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, составляет:
q рас.пог. = Asаqрас., (9)
где а – коэффициент облученности площадки потоком q рас.пог.;
а = 0,5(1+ sin) – для элементарной площадки, обращенной к небесной сфере;
а = 0,5(1– sin) – для элементарной площадки, обращенной к земле.
Плотность потока рассеянного солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, отраженного от земли, составляет:
q рас.отр.пог. = Asзqрас.. (10)
Плотность потока суммарного солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, составляет:
q = q пр.пог. +q пр.отр.пог. +q рас.пог. +q рас.отр.пог. (11)