LINUX.ORG.RU

Задачка на баллистику - помоги пингвинам отправить белым медведям посылку с рыбой к новогоднему столу!

 ,


0

1

По следам одного эпичного треда в толксах и в память о его ушедшем аффторе родилась такая задачка. Она простая, красивая и может прояснить некоторые аспекты динамики космического полета для членов нашего кружка юных физиков;-)

Итак, пингвины на южном полюсе узнали от полярников что когда у них день, на северному полюсе полярная ночь и вообще уныло. Что бы поддержать своих северных коллег, белых медведей, пингвины решают отправить медведям посылку с отборной антарктической сельдью. Что бы посылку в дороге не сожрали жадные людишки, пингвины решают отправлять посылку по баллистической траектории, из инопланетного рельсотрона обнаруженного в подледной пирамиде (см. чужой против хищника, ч.3 - Ковальски наносит ответный удар).

К рельсотрону есть специальные грузовые капсулы полностью нейтрализующие сопротивление воздуха и обеспечивающие мягкую посадку. После вылета из ствола и вплоть до контакта с поверхностью капсула неуправляема. Беда в том, что:

  1. рельсотрон находится на южном полюсе, а каспула корректно работает только при попадании в северный полюс, при промахе капсула сгорает в атмостфере (магнитные аномалии плохо влияют на инопланетные технологии).

  2. начальная скорость выдаваемая рельсотроном может быть любой, но рельсотрон спрятан глубоко подо льдом и лед этот надо с линии стрельбы убрать.

Помогите пингвинам минимизировать работу по чистке льда - рассчитайте максимально возможный угол стрельбы (отсчет от горизонта), такой что посылка попадет на северный полюс. Если сможете посчитать и начальную скорость будет свосем хорошо, а то у пингвинов с математикой не очень;-(

Пояснение. Если бы Земля была плоской, то стрелять можно было бы под любым углом меньшем 90 градусов - но Земля круглая. Если выстрелить под углом 0 градусов с первой космической скоростью, то посылка пролетит над северным полюсом (допустим мы немного подняли рельсотрон над поверхностью). Если выстрелить под углом в 90 градусов, посылка упадет в точку старта (кривизной орбиты Земли пренебрегаем) или улетит в бесконечность. То есть искомый угол лежит где то между 0 и 90 градусами;-)

★★★★

Можно картинку для тупых? Вы сначала говорите что он под землей, а потом что он над поверхностью. Ну и да, 45.

PPP328 ★★★★★
()
Последнее исправление: PPP328 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от PPP328

Он подо льдом, над поверхностью я его для пример поднял что бы обьянсить про 0 градусов и первую космическую.

Ну вот, сразу спалили контору (ответ правильный)… а решение и скорость?;-)

AntonI ★★★★
() автор топика

начальная скорость выдаваемая рельсотроном может быть любой

Нужно бить напрямую в северный полюс чтоб пробить землю навылет. Это так же решит проблему со сгоранием капсулы в атмосфере из-за магнитных аномалий.

u5er
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Как это не пробъёт? В условиях задачи явно указано, что

начальная скорость выдаваемая рельсотроном может быть любой

Что в итоге можно привести к «кинетическая энергия снаряда может быть любой». Так что с пробитием проблем не возникнет. В идеале следует сообщить снаряду такую скорость, которая почти полностью погасится землёй и на выходе на том конце капсула просто вылетит невысоко и приземлятся рядом. Всё просто, нет?

u5er
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Ну вот, сразу спалили контору (ответ правильный)…

Да я просто при ракетном училище учился (РВиРВ им. Неделина)

PPP328 ★★★★★
()
Последнее исправление: PPP328 (всего исправлений: 1)

пингвины решают отправлять посылку по баллистической траектории, из инопланетного рельсотрона

Это отсталая технология, проще модифицировать навигационные нейроны селёдки, чтобы она сама приплыла к медведям через Атлантику строго по меридиану :)

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PPP328

Давайте подождём. Если скажем к завтраму никто не асилит…

Но мне прямо очень интересно как такие вещи считают проф.ракетчики.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

Об этом в условии задачи не указано. К тому же, раз рельса может пулять с любой скоростью, значит снаряд должен выдерживать любые нагрузки, иначе получается не логично.

u5er
()

Условие задачи явно подразумевает необходимость знания и умения использовать Дэ вэ по Дэ тэ. Быть может кастануть в тред специалиста?))

saibogo ★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

как такие вещи считают проф.ракетчики.

Я не сказал «в», я сказал «при». Ну и да, ракетчики не считают такие вещи, их считают машины и математики. Ракета не летит по баллистической траектории, потому что её двигатель работает 50-90% времени полета. Всё равно что сказать что спутниковые ракеты должны набирать 1-2-3ю космическую.

Трансцедентные уравнения типа https://i.postimg.cc/yNXmQrHz/2023-12-09-15-35-50.png нельзя решить аналитически, поэтому при расчете используются другие методы.

Для военных ракет производится дискретизация непрерывного полета, причем для конкретной точки назначения, для учитывания влияния разной g на каждом участке полета. Заложенная затем на проволоке программа будет корректировать курс согласно показаниям гироскопов при расчете отклонения от цели, поскольку для советского типа ракет получение свих координат от наземных или спутниковых систем не предусмотрено.

PPP328 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от u5er

Об этом в условии задачи не указано

В задаче явно указано что капсула не может пройти через лёд над рельсотроном - а Вы предлагаете её отправлять через 12 тыс км магмы и сверхплотного железного земного ядра.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от PPP328

Ракета не летит по баллистической траектории, потому что её двигатель работает 50-90% времени полета.

Наверное не любая ракета, у МБР вроде разгонный участок короткий.

для советского типа ракет получение свих координат от наземных или спутниковых систем не предусмотрено.

А астрокоррекция?

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от saibogo

Главного специалиста пригласили на выход те кого нельзя называть. На лоре есть ещё пару специалистов поменьше, но я их приглашать не хочу - зачем устраивать срач…

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

МБР вроде разгонный участок короткий.

Я ж говорю, от 50 до 90% в зависимости от модели. Даже если разгонный участок 1% - это уже не баллистическая траектория и баллистические уравнения не применимы.

А астрокоррекция?

Неприменимо. Слишком много помех - облака, космический отражающий мусор, ложные срабатывания. Поэтому строго по гироскопам и исходной программе.

PPP328 ★★★★★
()
Последнее исправление: PPP328 (всего исправлений: 1)

в память о его ушедшем аффторе

А я говорил, что придёт за ним Димез. Пришёл…

papin-aziat ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PPP328

от 50 до 90% в зависимости от модели.

Что то как то я это по другому представлял… а ложные цели как тогда использовать?

Даже если разгонный участок 1% - это уже не баллистическая траектория и баллистические уравнения не применимы.

Понятно что баллистика используется для расчета параметров траектории когда уже маршевый двигатель отработал свое.

В конце концов коррекция не всемогуща, ее характеристической скорости может тупо не хватить.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

В задаче совсем другая формулировка на счёт льда:

рельсотрон спрятан глубоко подо льдом и лед этот надо с линии стрельбы убрать

При этом не уточняется, для чего именно это необходимо сделать. Но раз ты говоришь нет - значит пусть так оно и будет.

Я вообще весь этот сыр-бор изначально затеял лишь потому, что мне это напомнило одну из тех школьных задач в вакууме, которые не признают «нестандартных» решений, хотя условия задач позволяют это. Всегда казалось это забавным. За сим умолкаю.

u5er
()
Ответ на: комментарий от AntonI

а ложные цели как тогда использовать?

Они как раз и выпускаются на участке от 50 до 90% пути. Редко когда на пиковой точке - потому что там по большей части всякий отражающий мусор, который сгорит в атмосфере - листы фольги, нагревательные элементы, надувные макеты. Мы ж выходим за пределы атмосферы на пике - поэтому надо сначала в неё вернуться, иначе эта дрянь на орбиту выйдет и\или будет лететь хрен знает куда.

В конце концов коррекция не всемогуща, ее характеристической скорости может тупо не хватить.

Это уже задача другого толка - как рассчитать программу так, чтобы двигатели могли удержать махину на курсе.

PPP328 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PPP328

МБР вроде разгонный участок короткий.

Я ж говорю, от 50 до 90% в зависимости от модели.

Чего? Как с 90% оно вообще баллистической называться может? Спишу на борьбу со шпиёнами…

Даже если разгонный участок 1% - это уже не баллистическая траектория

Чего чего??

bugfixer ★★★★
()
Ответ на: комментарий от PPP328

надо сначала в неё вернуться, иначе эта дрянь на орбиту выйдет и\или будет лететь хрен знает куда.

Я плохо знаю как у нас, у американцев емнип автобус разводит гч сразу после разгонного участка, что логично - там нужно минимум коррекции. При этом можно сразу выпускать ЛЦ - без воздуха все это пойдёт кучно маскируя гч. На орбиту оно не выйдет гарантированно, траектория не та.

Дальше все идёт уже по инерции куда придёт.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от bugfixer

Как с 90% оно вообще баллистической называться может?

А оно и не называется. МБР это исторический термин.

PPP328 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Если память не изменяет, нам на лекции говорили что как раз кучность тут может больше повредить, ибо при попадании контрмер в ложную цель взрывная волна может сбить настоящую боеголовку от цели, а так как дальше у нее маршевых двигателей считай что нет (редко, но есть) она уже на курс не вернется. Поэтому задача стоит рассыпать по наибольшей территории кучу мелких целей, но уже на этапе снижения, ибо опять же, вход в атмосферу для части из них может быть фатальным.

PPP328 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Но вообще я не припомню, чтобы проводились вообще живые испытания с попыткой сбить. Так что всё это теория и голая вера.

PPP328 ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от PPP328

А оно и не называется. МБР это исторический термин.

Бред. Как человек с военной специальностью РВСН - ответственно заявляю.

ПыСы.

Слишком много помех - облака, космический отражающий мусор, ложные срабатывания.

Кого волнуют условные «облака»? Волнуют исключительно потенциальные «вредоносные» действия вероятного противника.

bugfixer ★★★★
()

Они же на одной льдине и знают поимённо друг друга.

Forum0888
()
Ответ на: комментарий от PPP328

при попадании контрмер в ложную цель взрывная волна может сбить настоящую боеголовку от цели

Ну в космосе взрывной волны не бывает, инфа сотка:-)

Вдоль траектории лц тоже особо не раскидать (ну я не знаю как), можно их раскидать на параллельных (чуть расходящихся) курсах.

Но вообще про это пишут мало и тема стремная, я пожалуй замолчу. Хоть форм допуска и не имею, но т-щу майора это все равно:-(

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от PPP328

Амеры сбивали на испытаниях, хит-ту-килл используют. Статистика правда не очень.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

Реши задачку то, тебе ж такие нравятся!

Мне пока не очевидно почему 45, но постановка - огонь однозначно ;) Зачёт!

bugfixer ★★★★
()
Ответ на: комментарий от bugfixer

почему 45

Ну я честно взял уравнение эллипса…

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

Вдоль траектории лц тоже особо не раскидать (ну я не знаю как), можно их раскидать на параллельных (чуть расходящихся) курсах.

А что можно ещё придумать кроме как выпустить газилион шариков из фольги на этапе разведения БЧ? И летят они себе вместе с БЧ этаким «облачком», на радаре выглядят абс одинаково, по баллистике до входа в атмосферу от БЧ не отличимы. А при входе до падения остаётся минуты две, да и сбивать над своей территорией - удовольствие то ещё. Я думаю все так и делают, что мы, что «вероятный противник».

bugfixer ★★★★
()

А если у капсулы выдвигаются крылышки, а в конце полёта раскрывается парашют.

Bad_ptr ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Bad_ptr

А если покопаться в подвале под рельсотроном то там есть телепорт. Расходимся

AntonI ★★★★
() автор топика

... в память о его ушедшем аффторе

Трудненько ему весьма (не о деньгах речь).
Как-то пытался ему помочь, но закончилось всё «как обычно» (ну Вы поняли, «как»).

Forum0888
()
Последнее исправление: Forum0888 (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от Forum0888

Там нужен психиатр, но он сам должен это осознать. Физика тут бессильна.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

Я там плясал и веселился, а не морщил лоб. Я не могу решить эту задачу.
То есть, допустим, болванка полетит по эллипсу, и наше решение сводится к нахождению такого эллипса, который касается земли на экваторе. Но я чувствую жопой, что упускаю нечто существенное.

thesis ★★★★★
()
Последнее исправление: thesis (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от thesis

В данном случае эллипса, пересакающего земную поверхность на двух полюсах. Это гораздо проще, чем на полюсе и экваторе, там буквально две строчки.

Но не буду настаивать.

AntonI ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

пересакающего земную поверхность на двух полюсах

Ну это, собственно, условие задачи. Но вот что я упускаю...

thesis ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Когда займётесь приборостроением и физической химией - зови ;-)

Aceler ★★★★★
()

Вживить косяку селёдки управляющие нейроинтерфейсы и гнать своим ходом.

Nervous ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Ну и да, 45.

Смотрим на Землю с соседней планеты. Полёт груза будет по параболе, а как раз для 45 градусов отношение длины полета к высоте будет 2. Длина - два радиуса Земли, высота - один радиус Земли до экватора.

Ускорение свободного падения, конечно, будет изменять направление в ходе полёта, но этап до экватора и после скомпенисрует изменение направления, поэтому будем считать, что так можно

Jurik_Phys ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от bugfixer

А что можно ещё придумать

ЯО направленного действия © может вызывать докритический взрыв или вторичные электромагнитные эффекты, разрушающие ЯБЧ ©.

quickquest ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Jurik_Phys

Полёт груза будет по параболе

Не-не-не, Кеплер не одобряеть;-(

как раз для 45 градусов отношение длины полета к высоте будет 2.

Вообще то нет. И угол то не оттуда откладываем;-)

- Курсанты, записываете - вот Земля, вот ускорение свободного падения g
  __
 /  \   |
|    |  V g
 \__/

- Товарищ полковник, так ускорение свободного падения вниз же направлено...
- Курсант, я так и нарисовал!
AntonI ★★★★
() автор топика
Последнее исправление: AntonI (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от quickquest
  1. Любой ядерный взрыв над своей территорией ослепляет радары ПРО вспышкой ЭМИ.

  2. Взрыв в ионосфере приводит к КЗ ЛЭП на большой площади и вообще имеет ряд катастрофических последствий с т.з. выплеска ЭМИ (был как то на предзащите одного диссера, открытого, посвященного таким вот эффектам).

Потому то амеры и прешли к концепту хит-ту-килл и даже приняли его на вооружение.

AntonI ★★★★
() автор топика
Последнее исправление: AntonI (всего исправлений: 1)
Закрыто добавление комментариев для недавно зарегистрированных пользователей (со score < 50)