Общая теория ракеты

Общая теория ракеты [c.60]

VI. Общая теория ракеты [c.61]

Вместе с тем появились и существенные дополнения, среди которых следует отметить написанную К. А. Лурье новую (тридцать первую) главу, содержащую изложение основ специальной теории относительности. В заново написанных параграфах получили освещение вопросы полета ракеты простейшей схемы, теории колебаний систем с произвольным конечным числом степеней свободы, применения общих теорем динамики систем материальных точек к сплошным средам (теоремы Эйлера, Бернулли, Борда), а также к выводу общих дифференциальных уравнений динамики сплошных сред и выражения мощности внутренних сил в сплошной среде. Последнее в случае сред с внутренним трением позволяет глубже судить о важном для механики понятии потерь (диссипации) механической энергии при движении среды. [c.7]

Необходимость широкого обобщения полученных результатов и построения общей теории полета ракет (теории баллистического проектирования) становилась к этому времени все более ощутимой. Принципиальная осуществимость разработки такой теории отмечалась еще К. И. Константиновым, свидетельствовавшим, что факты... указывают уже возможность математической теории конструкции и стрельбы ракет... [7]. Но он же констатировал, что это наука, которую еще надобно создать , и,высказанная им кон- [c.410]

Общая теория движения тел переменного состава Мещерского была основана на рассмотрении не только астрономических, но и других природных явлений (например, тающая льдина) и предназначена для различных технических задач (разматывающийся рулон бумаги, сматывающаяся цепь, водомет, ракета и т. д.). Она нашла применение в механике сельскохозяйственных машин (1910) позже — в текстильной промышленности (1946) и других областях техники. [c.240]

Эти две книги стали основой для дальнейшего развития идей о межпланетных полетах как в Германии, так и в других странах Европы. В них, помимо общей теории ракетных двигателей, содержалось подробное описание трех типов ракет и проекта орбитальной станции. [c.114]

Теория движения ракеты представляет собой частный случай общей теории динамики твердых тел в пространстве [1]. В этой теории обычно принято рассматривать движение центра масс тела отдельно от его движения вокруг центра масс. Применительно к движению ракет и самолетов первое относится к теории летных характеристик летательного аппарата, второе — к теории его управления и устойчивости [2]. В настоящей главе ракета рассматривается как материальная точка, находящаяся под действием ряда сил. Предполагается, что активный участок траектории баллистической ракеты лежит в вертикальной плоскости (как это и бывает на практике), и поэтому при анализе можно ограничиться изучением плоского движения. Еще большее упрощение задачи достигается, если ограничиться изучением прямолинейного движения ракеты (движение в одном измерении), причем такое рассмотрение при минимальной сложности выкладок позволяет характеризовать значимость ряда параметров, важных при проектировании ракеты. Теория прямолинейного движения вместе с тем допускает быструю оценку скорости ракеты в конце активного участка и дальности ее полета, если даже в действительности траектория активного участка криволинейна. [c.15]

Потребность в изучении свойств движений твердых тел зародилась в глубокой древности. Практически любая техническая конструкция включает элементы, которые в нормальных условиях их работы близки по своим свойствам к абсолютно твердому телу. Задачи баллистики пушечных ядер, снарядов, ракет, спутников планет на определенных этапах исследования могут рассматриваться как задачи о движении абсолютно твердого тела. Такие же задачи возникают при создании высокоточных измерительных приборов, механизмов и машин. Из сказанного ясно, что теория движения абсолютно твердого тела весьма обширна и имеет многочисленные практические приложения. Здесь мы ограничимся лишь основами этой теории, включающими общую математическую постановку проблемы и традиционные методы решения типичных задач. [c.443]

При проектировании изделий, работающих в условиях повышенных температур, конструктор встречается с задачами различного характера в зависимости от назначения и условий эксплуатации изделий. Так, элементы стационарных паровых турбин рассчитываются на сроки службы порядка десяти и более лет, соответственно напряжения и температуры должны быть не слишком высоки. Сопло реактивного двигателя ракеты подвергается действию весьма высоких температур и больших давлений, но продолжительность работы двигателя составляет несколько минут. Соответственно основные механические модели и расчетные методы в этих двух крайних случаях оказываются неодинаковыми, хотя общие принципы построения теории остаются теми же. Поэто-му для начала нам будет удобно [c.615]

Динамика точки переменной массы, созданная трудами и талантом И. В. Мещерского, до наших дней остается наиболее полным и обстоятельным исследованием по теории движения тел переменной массы. В этой фундаментальной работе, кроме открытия исходных дифференциальных уравнений, рассмотрено большое число оригинальных частных задач и указаны общие методы, развитие которых даст, несомненно, ряд практически важных заключений о закономерностях движения ракет. И. В. Мещерский — зачинатель нового раздела теоретической механики. [c.113]

О выдающемся влиянии работ К.Э. Циолковского на общий ход становления и развития ракетной техники, теоретических исследований в области ракетодинамики и в целом космонавтики было уже сказано. Подчеркнем важность пионерских работ Циолковского [377, 378] в плане демонстрации огромных возможностей самого принципа реактивного движения. Проведенные им расчеты, полученные формулы устанавливают взаимосвязь между массой ракеты и скоростью ее движения, указывают наиболее выгодные пути преодоления силы тяготения. Его по праву можно считать изобретателем жидкостных реактивных двигателей, основоположником теории многоступенчатой ракетодинамики и теории межпланетных сообщений. [c.76]

В 3.1 собраны хронологические этапные данные из новейшей истории развития теории реактивного движения, а также материалы по практическому ракетному воплощению. Классический период в механике тел переменной массы, затронувший весь прошлый век, ознаменовался бурным развитием космонавтики и в целом ракетостроения. В параграфе отмечается важное прикладное значение формулы Циолковского для скорости движения ракеты на общий ход развития космических исследований. Большое внимание уделяется [c.76]

Доказанной теоремой широко пользуются при изучении враш,а-тельного движения тела, а также в теории гироскопа и в теории удара. Но значение теоремы этим не ограничивается. В кинематике было показано, что движение твердого тела в общем случае слагается из поступательного движения вместе с некоторым полюсом и вращательного движения вокруг этого полюса. Если за полюс выбрать центр масс, то поступательная часть движения тела может быть изучена с помощью теоремы о движении центра масс, а вращательная — с помощью теоремы моментов. Это показывает важность теоремы для изучения движения свободного тела (летящий самолет, снаряд, ракета см. 158) и, в частности, для изучения плоскопараллельного движения ( 156). [c.362]

Изучая движение материальных тел под действием сил, можно выделить весьма важный класс задач динамики, характерных тем, что некоторые из действующих на объект сил могут быть запрограммированы и реализованы в процессе движения человеком-пилотом (или автопилотом). Часть сил, приложенных к движущемуся объекту, конечно, определена (детерминирована) природой, а часть может изменяться в широких пределах по некоторым законам, заложенным в конструкцию летательного аппарата. Так, при изучении движения ракеты в поле тяготения Земли гравитационная сила вполне детерминирована (она, в первом приближении, подчиняется закону тяготения Ньютона), а реактивная сила может изменяться и регулироваться как по величине, так и по направлению. Каждому закону регулирования реактивной силы будет соответствовать некоторый закон движения ракеты. В современной ракетодинамике и динамике самолета такие задачи часто на> зывают задачами с управляющими (или свободными) функциями. Если управляющие функции все заданы и, следовательно, сделаны определенными все действующие силы, тогда мы будем иметь дело с обычной задачей теоретической механики найти закон движения объекта, если действующие на него силы неизвестны. Но выбор (задание) свободных функций можно подчинить некоторым, достаточно общим и широким, условиям оптимальности (экстремальности) и производить определение динамических характеристик для этих классов оптимальных движений. Метод проб или сравнений, лежащий в основе классических вариационных принципов, применим и здесь, но варьируется выбор управляющих функций, а не траекторий в пространстве конфигураций. Задачи такого рода имеют большое практическое значение в динамике полета ракет и самолетов, а также в теории автоматического регулирования- [c.14]

Общие соображения. Эта книга написана в эпоху чрезвычайно ускоренного приложения плодов научных исследований к решению технических проблем. Не последним свидетельством этого являются успехи, связанные с созданием аппаратов для исследований космического пространства и ракет большого радиуса действия. Проблемы, возникшие на заре создания таких устройств, могли быть решены только путем применения наиболее передовых исследований в газовой динамике, а в отдельных случаях путем дополнительных исследований в этой освященной временем области знаний. Но прежде чем инженеры смогут сконструировать надежные устройства для полета сквозь атмосферу или внутри нее с гипер-звуковыми скоростями, они должны будут каким-то образом решить проблему устранения или уменьшения притока к аппарату огромных количеств тепла, порождаемых такими скоростями полета. В этой книге подробно излагаются некоторые теории, созданные для решения этой проблемы. [c.11]

Здесь а, е и ад, ед—поле напряжений и поле деформаций в ТЗП и их допустимые значения. Поля а и е определяются с помощью соотношений теории оболочек и должны соответствовать концу назначенного срока эксплуатации двигателя в составе ракеты. Допустимые значения находятся на основе соответствующей физической прочности. Для вычисления вероятности (5.48) используется общий подход, изложенный выше. На каждой из координат полей а и е выбираются дискретные точки. Если имеются соответствующие данные, то в каждой из этих точек рассматриваются дискретные моменты времени эксплуатации. [c.202]

Некоторые успехи в формировании науки о баллистическом проектировании ракет были достигнуты на рубеже XIX и XX столетий, когда к решению баллистических задач стали привлекаться результаты исследований в области гидродинамики, изучавшей явления реакций водяной струи, и в области астрономии, рассматривавшей некоторые случаи механического движения тел с изменяющейся массой применительно к общей теории движения планет. В ряду этих исследований существенное значение для разработки основ баллистического проектирования имели выпо.лненные в 1897—1908 гг. работы Н. Е. Жуковского [5] и особенно работы И. В. Мещерского (1859—1935) по фундаментальным проблемам механики тел пере-л1енной массы, опубликованные в 1897—1904гг. [10]. Но, рассмотрев многие проблемы, связанные с изучением движения тел, масса которых меняется в процессе разновременного или одновременного присоединения и отделения частиц. Мещерский ограничился лишь самой общей постановкой задачи о движении ракет. Наиболее полное решение этой задачи и обоснование возможности использования принципа реактивного движения для межпланетных перелетов впервые были даны К. Э. Циолковским [c.411]

В работе Л. С. Душкина Основные положения общей теории реактивного движения дан вывод основного уравнения движения ракеты в пустоте без учета тяжести и сопротивления воздуха автор получил уравнение, выведенное ранее Мещерским i . Интегрирование этого уравнения (при отсутствии всех сил, кроме реактивной) приводит автора к формуле Циолковского. Далее уравнение Мещерского дополняется другими слагаемыми (силы тяжести и сопротивления) и указываются случаи, для которых уравнение интегрируется. На основе анализа целого ряда физических проблем, связанных с устройством двигателя, Душкин исследует вопрос о принципиальной осуществимости космического полета в будущем. Он считал, что формально непреодолимых препятствий на пути к этому нет, но выход в космос в то время был невозможен по техническим причинам. Исходя из предположения о постоянстве веса, отсутствии сопротивления, постоянстве ускорения ракеты и [c.236]

Среди великих достижений мировой науки и техники конца XIX и XX столетий одно из важнейших мест принадлежит достижениям в области ракетной техники. Теоретической основой изучения реактивного движения является механика тел переменной массы. Систематическйе приложения общей теории движения тел переменной массы к исследованию прямолинейных движений ракет привели к возникновению и бурному развитию новой научной дисциплины — ракетодинамики. Основоположником ракетодинамики является Константин Эдуардович Циолковский, знаменитый деятель русской науки и техники. [c.75]

Космодинамика представляет собой фундамент общей теории космического полета (подобно тому как аэродинамика представляет собой фундамент теории полета в атмосфере самолетов, вертолетов, дирижаблей и других летательных аппаратов). Эту свою роль космодинамика делит с ракетодинамикой — наукой о движении ракет. Обе науки, тесно переплетаясь, лежат в основе космической техники. Обе они являются разделами теоретической механики ), которая сама представляет собой обособившийся раздел физики. [c.17]

Опыты с ракетными самолетами. Немецкое ракетное общество создавалось не только для того, чтобы его члены могли обмениваться идеями и коллективно решать различные проблемы общей теории и программы межпланетных путешествий. Одной из главных задач, которая стояла перед Обществом в целом, была задача подготовки натурных испытаний ракет и ракетопланов, а также поиск спон- [c.126]

XIX век изобиловал предложениями и проектами пассажирских воздухоплавательных и космических летательных аппаратов, использующих реактивный принцип. Однако только появление на рубеже XIX —XX веков работ К.Э. Циолковского распахнуло перед че-.яовечеством дверь в космос, врата в рай . Впервые разработанные им общая теория движения ракеты, принципы уст- [c.3]

Д. И. Менделеев провел фундаментальные работы по общей теории теплоемкостей, впервые научно обосновал проблему подземной газификации топлива и установил существование для каждого вещества критической температуры, выше которой газ не может быть превращен в жидкость, какое бы высокое давление к нему ни было приложено. К. Э. Циолковский, К. В. Кирш, А.. 4. Радциг, В. И. Гриневецкий и другие русские ученые своими научными трудами и инженерными разработками в конце XIX и начале XX столетия создали основы научного проектирования ряда теплювых агрегатов (котлы, тепловые двигатели, ракеты и др.). Однако энергетика дореволюционной России, находившаяся, как и ряд других отраслей промышленности, в кабальной зависимости от иностранного капитала, отставала по уровню своего развития, и многие предложения и изобретения русских ученых не были реализованы. [c.4]

В настоящех учебннке, посвященном вопросам управления полетом баллистических ракет н их головных частей, не преследуется цель изложения основ общей теории управления, для ознакомления с которыми следует воспользоваться специальной учебной и монографической литературой. Однако при изложении конкретных вопросов построения систем управления БР и ГЧ мы будем систематически обращаться к общетеоретическим и математическим методам теории управления, а также опираться на те положения этой теории, которые образуют концептуально-теоретический базис решения прйкладныл задач управления. К числу таких положений в первую очередь относятся [c.3]

Строгая математическая теория многоступенчатых ракет, на основе которой проектируются современные межконтинентальные ракеты и ракеты-носители искусственных спутников Земли и космических кораблей, была разработана в 1926—1929 гг. К. Э. Циолковским. Первый вариант его составной ракеты ( ракетного поезда ) предусматривал последовательное расположение и последовательное действие соединенных между собой трех одиночных ракет. В таком поезде вначале работал двигатель нижней (хвостовой) ракеты. Израсходовав топливо, она отделялась от поезда и тогда начинал работать двигатель средней ракеты. После исчерпания топливного запаса она также отделялась от поезда и включался двигатель верхней (головной) ракеты, к тому времени уже получившей значительную скорость. Второй вариант ракетного поезда ( эскадрилья ракет ) отличался тем, что одиночные ракеты (например, четыре) должны были отправляться в полет работающими одновременно и скрепленными не последовательно, а параллельно. При израсходовании половины общего запаса топлива оставшаяся половина должна была переливаться из двух крайних ракет в полупустые емкости двух средних ракет затемопорожненные крайние ракеты отделялись от эскадрильи. В дальнейшем операция переливания топлива повторялась, и конечной цели полета достигала — как и в первом варианте — только одна ракета. [c.416]

В течение ряда лет в области ракетодинамики значительное место занимали задачи, которые моя но охарактеризовать как задачи внешней баллистики неуправляемых ракет. Над такими проблемами работали и за рубежом. Военные годы, естественно, вызвал повсеместно задержку публикаций. Когда же стали появляться журнальные статьи и книги по теории незшравляемых ракет, то выяснилось, что методы исследования и способы расчета применялись разные, но по сути в советских работах были получены все существенные результаты, какие удалось найти зарубежным ученым. Для решения первой основной проблемы внешней баллистики неуправляемых ракет — в расчете траекторий — были использованы общие положения механики тел перомспной массы. Для вывода уравнений движения в общем случае достаточен восходящий к Мещерскому ирницип затвердевания для системы переменной массы с твердой оболочкой. Вторая основная проблема внешней баллистики неуправляемых ракет — проблема рассеяния, или проблема кучности,— требует, разумеется, привлечения вероятностных методов. Советские исследования в этой области в основном подытожены в книге Ф. Р. Гантмахера и Л. М. Левина Теория полета неуправляемых ракет , изданной в 1959 г. [c.306]

Развитие всех разделов современной техники указывает на все возрастающее значение механики. Изучение общих законов механического движения обогащает исследователей — инженеров и ученых—плодотворными могущественными методами, помогая раскрывать истинное содержание многообразных явлений природы и технической практики. Исследования, проведенные в последние годы в теории автоматического регулирования, теории гравитации, в задачах динамики полета управляемых ракет и космических кораблей, квантовой механике и теории относительности, неоспоримо выявляют более глубокое и широкое значение общих закономерностей механического движения для современного научно-технического прогресса. Несомненно, ошибаются те ученые, которые считают, что механика закончилась в своем развитии. Теоретическая механика является одной из наук о природе. Предмет исследования этой науки вечен и безграничен в своем объеме. Все исполнительные механизмы в орудиях труда и разнообразных машинах в подавляющем большинстве случаев создаются и действуют в строгом соответствии с законами механики. В этой науке есть подлинная романтика и математически строгий анализ, помогающие человечеству идти вперед к неслыханной производительности умственного и физического труда, преобразующего лицо нашей планеты. Межпланетные полеты пилотируемых космических кораблей будут реальностью в ближайшие 10—15 лет. Совершенствование орудий труда, проводимое на основе законов механики, позволяет уже в наши дни осуществлять изменения поверхности Земли, по масштабу не уступающие геологическим потрясениям. [c.5]

Рациональная.механика есть часть математики, которая поставляет и исследует логические модели для описания изменений положения и формы, претерпеваемых повседневно наблюдаемыми нами вещами. Она описывает также многое из того, что наблюдается в лабораториях, где профессионалы-ученые ставят эксперименты, или о чем судят по результатам таких наблюдений., Например, всегда предполагается, что она служит основой, и притом единственной, для проектирования и управления научными приборами, относительно которых физики считают, что они дают решающие экспериментальные данные о том, что сама механика является лишь приближенной теорией природы. К числу объектов, представляемых механико при помощи математических моделей, относятся животные и растения, горы и атмосфера, океаны и недра, вся среда, в которой мы живем, небесные тела, старые и новые, и те четыре элемента , из которых, как считали древние, состоит все на свете земля, вода, воздух и огонь. Как показывает ее название, механика представляет также механические устройства, изобретенные человеком фонтаны и автомобили, мосты и фабрики, музыкальные инструменты и пушки, канализационные трубы и ракеты. Все это моделируется механикой, но моделируется грубо. Подобно любой другой ветви математики, механика выделяет и исследует общие черты представляемых ею явлений, отвлекаясь от большинства деталей. Как необходимо в любой науке, ставящей целью не только описывать, но и предсказывать, она пытается из всего многообразия и неодолимой сложности природы ото брать простые вещи и установить связь между ними. Простота хотя и не гарантирует успеха в некоторых областях механики необходима. Сложная теория в механике, хотя и >южет ока заться на какой-то момент полезной для чего-то и для кого-то не ведет к ясности и поэтому не выживает. Наконец, поскольку [c.13]

Поскольку ракетная техника во все времена развивалась главным образом в целях военрюго применения, вопросы ракетной техники и теории реактивного полета приходится так или иначе связывать с прикладными военными задачами. В книге такая связь дается только по необходимости и главным образом при описании типов и конструкций ракет и стартовых устройств. Этих вопросов приходится касаться также в той мере, в какой ракеты-носители берут начало своей родословной именно от боевых баллистических ракет дальнего действия, сохраняя полную преемственность основных принципов. Что же касается специальных типов ракет, их боевого применения и общих задач [c.8]

Изложены научно-теоретические и методологические основы ннерцнального управления полетом баллистических ракет (БР) и их головных частей (ГЧ). Рассмотрены общие принципы управления полетом и построения бортовых систем управления БР и ГЧ, теоретические основы инерциальной навигации и алгоритмы решения навигационной задачи вплатформенныхи бесплатформенных нифциальных навигационных системах, методы терминального наведения БР. Отражен современный уровень развития теории и практики управления баллистическими ракетами, включая методы управления движением ступеней разведения элементов боевого оснащения БР и методы наведения ГЧ на заключительном этапе полета у цели. [c.2]

Подведем некоторый итог. Выше рассмотрены наиболее общие приншшы управления, играющие основополагающую роль в теории СУ летательны.ч аппаратов. Эти принципы сформулированы в обобшенной форме на концептуальном уровне. При дальнейшем изложении материала данной книги они будут многократно проиллюстрированы я наполнены конкретным содержанием применительно к задачам построения систем управления баллистических ракет. Вместе с тем, они будут дополнены рядом других принципиальных положений, имеющих более частный характер и относящихся к вопросам построения и функционирования отдельных подсистем общей системы управления БР. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...