Почему ракеты взлетают по дуге. Как летают баллистические ракеты? Как далеко могут лететь баллистические ракеты

Вот прицепился я к этим самолетам, третий день из головы не выходят.
Сегодня узнав о сервисе flightradar24.com стоял у окна и смотрел как на горизонте появляется самолет летящий. Поигрался немного, как ребенок, в новую игрушку и вроде отпустило))))

Но увидел я случайно что самолет летящий из Дубай в Нью-Йорк пролетает рядом с Москвой, да и маршрут его такая нереальная дуга и задумался я а почему же это.

Подумал я, в интернете поискал и все банально сводится к тому что земля это шар и эта дуга это и есть кратчайшее расстояние. Но не укладывается в голове оно как-то.
Решаил я провести независимое расследование.

Взял грейпфрут и отметил на нем условно экватор и две точки в разных его концах:

Условно представил я, что грейпфрут он как планета имеет форму шара. И провел я между пунктами А и В прямую на этом шаре которая является кратчайшим расстоянием:

Получилось вот что:

Потом почистил я его и распрямил, примерно как карта планеты нашей:

Ивот она и получилась - дуга, от пункта А до пункта В.

Просто когда мы смотрим на карте мы оцениваем расстояния все по параллелям, это те окружности которые параллельны экватору. (Возможно я так один только делал а вы все по другому...) А если взять в руки шар, глобус если есть, и на нем нарисовать кратчайшее расстояние, то будет совсем не так как мозг представляет.

Расстояние это не всегда, кстати, является кратчайшим. Там еще есть всякие ветра разные и иногда саолет летит по ветру, а иногда наоборот облетает встречные потоки ветра, в результате чего траектория маршрута самолета и отклоняется от кратчайшей.

Так например, как я опять выяснил, в атмосфере земли и других плнет есть некие реактивные потоки воздуха (Jet stream). И в авиации их используют при перелетах для сокращения времени полета и для экономии топлива.

Вот так выглядит траектория перелета между Токио и Лос Анжелисом:

Все написанное выше это чисто мои домыслы и размышления, никак не притендующие на истинну. Да и опыт с грейпфрутом спроведен с большой погрешностью и отклонениями в измерениях. Просто наглядно показывающий почему траектория самолета выглядит на карте как дуга.

Если вы часто летаете или часто наблюдаете за самолетами на сервисах вроде , то наверняка задавали себе вопросы, почему самолет летит именно так, а не иначе. В чем логика? Давайте попробуем разобраться.

Почему самолет летит не по прямой, а по дуге?

Если смотреть на траекторию полета на дисплее в салоне или дома на компьютере, то она выглядит не прямой, а дугообразной, выгнутой в сторону ближайшего полюса (северного в северном полушарии, южного в южном). На самом же деле самолет на протяжении практически всего маршрута (и чем он длиннее, тем это справедливее) старается лететь именно по прямой. Просто дисплеи плоские, а Земля круглая, и проекция объемной карты на плоскую видоизменяет ее пропорции: чем ближе к полюсам, тем более изогнутой окажется «дуга». Проверить это очень просто: возьмите глобус и натяните по его поверхности нитку между двумя городами. Это и будет кратчайший маршрут. Если же теперь перенести линию нитки на бумагу, у вас получится дуга.

То есть, самолет всегда летит по прямой?

Самолет летит не как ему заблагорассудится, а по воздушным трассам, которые прокладываются, конечно, таким образом, чтобы минимизировать расстояние. Трассы состоят из отрезков между контрольными точками: в их качестве могут использоваться как радиомаяки, так и просто координаты на карте, которым присвоены пятибуквенные обозначения, чаще всего легко произносимые и поэтому запоминающиеся. Вернее, произносить их нужно побуквенно, но, согласитесь, запомнить сочетания вроде DOPIK или OKUDI проще, чем GRDFT и UOIUA.

При прокладке машрута для каждого конкретного полета используются различные параметры, в том числе тип самого самолета. Так, например, для двухдвигательных самолетов (а они активно вытесняют трех- и четырехдвигательные) действуют нормы ETOPS (Extended range twin engine operational performance standards), которые регламентируют планирование маршрута таким образом, чтобы самолет, пересекая океаны, пустыни или полюса, находился при этом в пределах определенного времени полета до ближайшего аэродрома, способного принять данный тип ВС. Благодаря этому при отказе одного из двигателей он сможет гарантированно дотянуть до места совершения аварийной посадки. Разные самолеты и авиакомпании сертифицированы на разное время полета, оно может составлять 60, 120 и даже 180 и в редких случаях 240 (!) минут. Между тем планируется сертифицировать Airbus A350XWB на 350 минут, а Boeing-787 на 330; это позволит отказаться от четырехдвигательных самолетов даже на маршрутах вроде Сидней-Сантьяго (это самый протяженный в мире коммерческий маршрут, проходящий над морем).

По какому принципу самолеты движутся в районе аэропорта?

Во-первых, все зависит от того, с какой полосы в данный момент происходят взлеты в аэропорту вылета и на какую садятся в аэропорту прибытия. Если вариантов несколько, то для каждого из них существует по несколько схем выхода и захода: если объяснять на пальцах, то каждую из точек схемы самолет должен проследовать на определенной высоте на определенной (в пределах ограничений) скорости. Выбор полосы зависит от текущей загрузки аэропорта, а также, в первую очередь, ветра. Дело в том, что и при взлете, и при посадке ветер должен быть встречным (или дуть сбоку, но все равно спереди): если ветер дует сзади, то самолету для поддержания нужной скорости относительно воздуха придется иметь слишком большую скорость относительно земли – может и длины полосы не хватить для разбега или торможения. Поэтому в зависимости от направления ветра самолет при взлете и посадке движется или в одну сторону, или в другую, и полоса имеет два взлетных и посадочных курса, которые, будучи округлены до десятков градусов, используются для обозначения полосы. Например, если в одну сторону курс 90, то в другую будет 270, и полоса будет называться «09/27». Если же, как это часто бывает в крупных аэропортах, параллельных полос две, они обозначаются как левая и правая. Например, в Шереметьево 07L/25R и 07R/25L, соответственно, а в Пулково – 10L/28R и 10R/28L.

В некоторых аэропортах полосы работают только в одну сторону – например, в Сочи с одной стороны – горы, поэтому взлетать можно только в сторону моря и заходить на посадку только со стороны моря: при любом направлении ветра он будет дуть сзади или при взлете, или при посадке, так что пилотов гарантированно ждет небольшой экстрим.

Схемы полетов в зоне аэропорта учитывают многочисленные ограничения – например, запрет на нахождение ВС непосредственно над городами или специальными зонами: это могут быть как режимные объекты, так и банальные коттеджные поселки Рублевки, жителям которой не очень нравится шум над головой.

Почему в одну сторону самолет летит быстрее, чем в другую?

Это вопрос из разряда «холиварных» – пожалуй, больше копий сломано только вокруг задачки с самолетом, стоящим на движущейся ленте – «взлетит или не взлетит». Действительно, на восток самолет летит быстрее, чем на запад, и если из Москвы в Лос-Анджелес добираешься за 13 часов, то обратно можно за 12.

То есть, быстрее лететь с запада на восток, чем с востока на запад.

Гуманитарий думает, что Земля-то крутится, и когда летишь в одну из сторон, то точка назначения приближается, ибо планета успевает провернуться под тобой.

Если вы слышите такое объяснение, срочно дайте человеку учебник географии за шестой класс, где ему объяснят, что, во-первых, Земля вращается с запада на восток (т.е. по этой теории должно быть все наоборот), а во-вторых, атмосфера вращается вместе с Землей. Иначе можно было бы подняться в воздух на воздушном шаре и висеть на месте, ожидая проворота до того места, где нужно приземлиться: бесплатные путешествия!

Технарь пытается объяснить этого явления силой Кориолиса , которая действует на самолет в неинерциальной системе отсчета «Земля-самолет»: при движении в одну из сторон его вес становится больше, а в другую, соответственно, меньше. Вот только беда в том, что разница в весе самолета, создаваемая силой Кориолиса, весьма мала даже по сравнению с массой полезного груза на борту. Но это еще полбеды: с каких пор масса влияет на скорость? Вы же на автомобиле можете ехать 100 км/ч и один, и впятером. Разница будет только в расходе топлива.

Истинная причина того, что самолет на восток летит быстрее, чем на запад, заключается в том, что ветры на высоте нескольких километров чаще всего дуют именно с запада на восток, и так что в одну сторону ветер получается попутным, увеличивающим скорость относительно Земли, а в другую – встречным, замедляющим. Почему ветры дуют именно так – спросите Кориолиса, например. Кстати, изучение высотных струйных течений (это сильные ветра в виде относительно узких воздушных потоков в определенных зонах атмосферы) позволяет прокладывать маршруты таким образом, чтобы, попав “в струю”, максимально увеличить скорость и сэкономить топливо.

Взлетом космической ракеты сейчас можно полюбоваться и по телевизору, и в кино. Ракета вертикально стоит на бетонном стартовом столе. По команде из пункта управления включаются двигатели, мы видим загорающееся внизу пламя, мы слышим нарастающий рев. И вот ракета в клубах дыма отрывается от Земли и сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее устремляется вверх. Через минуту она уже на такой высоте, куда не могут подняться самолеты, а еще через минуту – Космосе, в околоземном безвоздушном пространстве.

Двигатели ракеты называются реактивными. Почему? Потому что в таких двигателях сила тяги является силой реакции (противодействия) силе, которая отбрасывает в противоположную сторону струю раскаленных газов, получаемых от сгорания топлива в специальной камере. Как известно, согласно третьему закону Ньютона сила этого противодействия равна силе действия. То есть, сила, поднимающая ракету в космическое пространство равна силе, которую развивают раскаленные газы, вырывающиеся из сопла ракеты. Если Вам кажется невероятным, что газ, которому положено быть бесплотным, забрасывает на космическую орбиту тяжеленную ракету, вспомните о том, что сжатый в резиновых баллонах воздух успешно поддерживает не только велосипедиста, но и тяжелые самосвалы. Раскаленный добела газ, вырывающийся из сопла ракеты – тоже полон силы и энергии. Настолько, что после каждого старта ракеты стартовый стол ремонтируют, добавляя выбитый огненным вихрем бетон.

Третий закон Ньютона можно сформулировать иначе, как закон сохранения импульса. Импульсом называется произведение массы на скорость. В терминах закона сохранения импульса старт ракеты можно описать так.

Первоначально импульс космической ракеты, покоящейся на стартовой площадке, был равен нулю (Большая масса ракеты, умноженная на нулевую ее скорость). Но вот включен двигатель. Топливо сгорает, образуя огромное количество газообразных продуктов сгорания. Они имеют высокую температуру и с высокой скоростью истекают из сопла ракеты в одну сторону, вниз. Это создает вектор импульса, направленный вниз, величина которого равна массе истекающего газа, умноженного на скорость этого газа. Однако, в силу закона сохранения импульса, суммарный импульс космической ракеты относительно стартовой площадки должен быть по-прежнему равен нулю. Поэтому тут же возникает вектор импульса, направленный вверх, уравновешивающий систему «ракета – отбрасываемые газы». За счет чего возникнет этот вектор? За счет того, что стоящая до тех пор неподвижно ракета начнет движение вверх. Импульс, направленный вверх, будет равен массе ракеты, умноженной на ее скорость.

Если двигатели ракеты мощные, ракета очень быстро набирает скорость, достаточную для того, чтобы вывести космический корабль на околоземную орбиту. Эта скорость называется первой космической скоростью и равна приблизительно 8 километрам в секунду.

Мощность двигателя ракеты определяется в первую очередь тем, какое топливо сгорает в двигателях ракеты. Чем выше температура сгорания топлива, тем мощнее двигатель. В самых ранних советских ракетных двигателях топливом был керосин, а окислителем – азотная кислота. Сейчас в ракетах используется более активные (и более ядовитые) смеси. Топливом в современных американских ракетных двигателях является смесь кислорода и водорода. Кислородно-водородная смесь очень взрывоопасна, но при сгорании выделяет огромное количество энергии.

С какой скоростью летит ракета в космос.?

1. абстрактная наука-пораждает иллюзии у зрителя
2. Если на околоземную орбиту то 8 км в сек.
   Если за пределы то 11 км в сек. Примерно так.
3. 33000 км/ч
4. Точный – со скоростью 7,9 км/секунд выходя она (ракета) будет врашатся вокруг земли, если со скоростью 11 км/ секунд то это уже парабола, т. е. она чуть дальше поедить, есть вероятность что может и не верннутся
5. 3-5км/с, учитывайте скорость вращения земли вокруг солнца
6. Рекорд скорости космического аппарата (240 тыс. км/ч) был установлен американо-германским солнечным зондом Гелиос-Б, запущенным 15 января 1976 г.

   Самая высокая скорость, с которой когда либо передвигался человек (39897 км/ч), была развита основным модулем Аполлона 10 на высоте 121,9 км от поверхности Земли при возвращении экспедиции 26 мая 1969 г. На борту космического корабля были командир экипажа полковник ВВС США (ныне бригадный генерал) Томас Паттен Стаффорд (род. в Уэтерфорде, штат Оклахома, США, 17 сентября 1930 г.), капитан 3-го ранга ВМФ США Юджин Эндрю Сернан (род. в Чикаго, штат Иллинойс, США, 14 марта 1934 г.) и капитан 3-го ранга ВМС США (ныне капитан 1-го ранга в отставке) Джон Уотте Янг (род. в Сан Франциско, штат Калифорния, США, 24 сентября 1930 г.).

   Из женщин наивысшей скорости (28115 км/ч) достигла младший лейтенант ВВС СССР (ныне подполковник-инженер, летчик-космонавт СССР) Валентина Владимировна Терешкова (род. 6 марта 1937 г.) на советском космическом корабле Восток 6 16 июня 1963 г.

7. 8 км/сек, чтобы преодолеть притяжение Земли
8. в чрной дыре можно разагнатся до субсветовой скоросте
9. Чушь, бездумно усвоеная со школы.
   8 или точнее 7,9 км/с – это первая космическая скорость – скорость горизонтального движения тела непосредственно над поверхностью Земли, при которой тело не падает, а остается спутником Земли с круговой орбитой на этой самой высоте, т. е. над поверхностью Земли (и это без учета сопротивления воздуха) . Таким образом ПКС – это абстрактная величина, связывающая между собой параметры космического тела: радиус и ускорение свободного падения на поверхности тела, и не имеющая никакого практического значения. На высоте 1000 км скорость кругового орбитального движения будет уже другой.

   Ракета наращивает скорость постепенно. Например Ракета-носитель Союз имеет через 117.6 с после старта на высоте 47.0 км имеет скорость 1.8 км/с, на 286.4 с полета на высоте 171.4 км, 3.9 км/с. Примерно через 8.8 мин. после старта на высоте 198.8 км скорость КА составляет 7.8 км/с.
   А вывод орбитального корабля на околоземную орбиту из верхней точки полета ракеты-носителя осуществляется уже активным маневрированием самого ОК. И скорость его зависит от параметров орбиты.

10. Вс это бред. Важную роль играет не скорость, а сила тяги ракеты. При высоте в 35км начинается полноценный разгон до ПКС (первая космическая скорость) до 450км высоты, постепенно придавая курс направлению вращения Земли. Таким образом сохраняется высота и сила тяги во время преодоления плотных слов атмосферы. В двух словах – не нужно расгонять одновременно горизонтальную и вертикальную скорости, значительное отклонение в горизонтальном направлении происходит на 70% нужной высоты.
11. на какой
    высоте летит космический корабль.

Памятливый45 > почему в 20-м веке уровень технологии не позволял ракетам взлетать с неподготовленной поверхности

Вот это отжыг!

Памятливый45 > Давайте обсудим один из аспектов причины, почему для ракеты в 20-м веке был абсолютно необходим стартовый стол или (для тактических ракет) специальное статовое устройство.

Так, я весь в предвкушении. Как только Тупой начинает излагать своё видение аспектов, моя клавиатура в ужасе содрогается, предвидя очередной поток слёз на неё.

Памятливый45 > Все тактические ракеты выходят из трубы гранатомёта,

Гениально! Но к такому мы уже привыкли, до слёз пока не пробирает.

Памятливый45 > В авиации эту проблему решили на заре 20-века, оснастив самолёт горизонтальным оперением. После этого самолёт всегда стремился, при отсутсвии воли у пилота, следовать в горизонтальном направлении.

Ещё гениальнее! Тупой, вам надо открыть свою тему в Авиационном. Вот и название есть: "Тупой о стремлениях самолёта". Надо же и авиаторов осчастливить, ато там както скучно. А не все из того раздела сюда заглядывают.

Памятливый45 > Для примера приведу историю с нашим МиГ-23, которого в середине 80-х годов покинул, не помню по какой причине лётчик. Газеты сообщали, что самолёт, оставшись без пилота продолжил горизонтальный полёт, завершившийся в Голландии с завершением керосина.

Что интересно, слово "автопилот" Тупой не в состоянии запомнить никак. И даже просто прочитать. В тексте он его видит, но прочитать и понять смысл не может. Потому что слишком много букв. Тогда во всех газетах буквально измозолили глаза что самолёт летел на автопилоте. Но Тупой не смог дочитать до этого места. Ни асилил.
Поэтому о существовании автопилотов на самолётах Тупой не знает до сих пор. (И никогда не узнает потому что он тупой). Ну а уж о существовании их же на ракетах не говоря уж о лунном модуле вообще НННШ. Потому что очень тупой.

Памятливый45 > Так вот поэтому тактические ракеты стремились сразу направить по параболе в цель.

Эээ... Так почему "поэтому"? Потому что:
Памятливый45 > Все тактические ракеты выходят из трубы гранатомёта, с рельса гвардейского миномёта со скоростью, достаточной для аэродинамической стабилизации ракеты.
Или потому что за рулём МиГа сидел замполит?

Памятливый45 > А МБР или РН оснащали сложной и дорогостоящей системой навигации, которая позволяла завершив стадию вертикального полёта наклонять вектор скорости в заданном направлении.

А их почему? Тоже потому что из гранатомёта? Или какие иные резоны?

Памятливый45 > Тут уже старт должен быть строго ориентированным и более того, информация об атмосферной флуктуации должна присутствовать в программе полёта ракеты.

Вот это уже конгениально! Я начинаю рыдать...

Памятливый45 > Чего же будет нехватать ракетчикам (но не салютчикам естественно) в способе управления при запуске ракеты с неподготовленной поверхности?

Так, так, так... и?

Памятливый45 > Знания собственных координат и ориентации в момент когда ракета приобретёт скорость, достаточную для аэродинамической стабилизации.

Это шедевр! Вот оказывается чего не хватает на неподготовленой поверхности!

Памятливый45 > Чего же нехватало в конструкции ракет 20-века для старта с неподготовленной поверхности?
Памятливый45 > Не аэродинамических средств стабилизации ориентации полёта ракеты.

Ну вот... Только что не хватало координат, а теперь уже неаэродинамических "средств стабилизации". Причём при запуске с "подготовленной поверхности" Тупому их очевидно хватает, как и координат.

Памятливый45 > (Карданное управление вектором тяги (Армадилло), двигатели ориентации и стабилизации (Лунный модуль), газодинамические рули (ФАУ-2).)

Забавно что о карданном управлении вектором тяги Тупой узнал только от Армадильо. Ну и это прогресс, мог ведь и вообще не узнать. Не знает же он например до сих пор о рулевых камерах.
Но это не главное. Главное что он уверен что газодинамических рулей (как у ФАУ-2) ракетам 20-го века не хватало. Ох как не хватало...

Памятливый45 > Может быть уважаемые участники Форума найдут и другие причины почему в 20- мвеке не было ракет, способных взлетать с неподготовленной поверхности.

Уважаемые участники форума их знают и раз 10 пытались их донести до Тупого. Но увы, Тупой их никогда не узнает, потому что он тупой. Невероятно, сказочно тупой.
Тупой, вопрос почему ракеты взлетают со стартовых устройств не интересен. Гораздо интереснее другой вопрос: как можно быть таким невероятно немыслимо тупым? Почему вы не хотите его раскрыть уважаемым участникам форума?

Памятливый45 > Но врядли аппологеты сталибы делать такие предложения, если бы задумались над тем: в нижней части движения ракеты по направляющим, или в самой верхней части будет стоять тот зацеп, ухватившись за который ракета, поволокёт за собой стартовый коплекс.
Памятливый45 > Ну как не вспомнить болото, лошадь и бравого аппологета отрастившего длинную косичку.

Мммм... Дааа... Не оправдал Тупой моих надежд. Не развеселил новыми гениальными открытиями типа забивания флага молотком. А под конец вообще расстроил очередной невероятно убогой попыткой сострить...