Внешняя баллистика
Покупка
Тематика:
Ракетное оружие
Автор:
Лысенко Лев Николаевич
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 328
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-7038-5503-4
Артикул: 800784.02.99
Доступ онлайн
В корзину
Изложены основы внешней баллистики снарядов и ракет, методики расчета параметров их движения, определения характеристик точности стрельбы, методы и алгоритмы баллистического обеспечения испытаний. Существенное внимание уделено современной трактовке предметной области научной дисциплины, уточнению её структуры, круга решаемых задач, объединяемых термином «прикладная внешняя баллистика».
Для студентов, аспирантов, курсантов, адъютантов и слушателей гражданских и военных высших учебных заведений, а также для специалистов в области ракетно-артиллерийского вооружения.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 24.03.01: Ракетные комплексы и космонавтика
- ВО - Специалитет
- 17.05.02: Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие
- 24.05.01: Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов
- 24.05.04: Навигационно-баллистическое обеспечение применения космической техники
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Л.Н. ЛЫСЕНКО ВНЕШНЯЯ БАЛЛИСТИКА Рекомендовано Федеральным учебно-методическим объединением в системе высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 24.00.00 «Авиационная и ракетно-космическая техника» в качестве учебного пособия для лиц (студентов, аспирантов, адъюнктов), обучающихся по основным образовательным программам высшего образования по направлениям подготовки бакалавриата/магистратуры 24.03.01/24.04.01 «Ракетные комплексы и космонавтика», специальностям 24.05.04 «Навигационно-баллистическое обеспечение применения космической техники» и 24.05.01 «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов» 2-е издание
УДК 623.54:623.451 ББК 39.62 Л88 Лысенко, Л. Н. Л88 Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 328 с. : ил. ISBN 978-5-7038-5503-4 Изложены основы внешней баллистики снарядов и ракет, методики расчета параметров их движения, определения характеристик точности стрельбы, методы и алгоритмы баллистического обеспечения испытаний. Существенное внимание уделено современной трактовке предметной области научной дисциплины, уточ- нению ее структуры, круга решаемых задач, объединяемых термином «прикладная внешняя баллистика». Для студентов, аспирантов, курсантов, адъютантов и слушателей гражданских и военных высших учебных заведений, а также для специалистов в области ракетно- артиллерийского вооружения. УДК 623.54:623.451 ББК 39.62 Лысенко Л.Н., 2018 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020 Оформление. Издательство ISBN 978-5-7038-5503-4 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020 Учебное издание Лысенко Лев Николаевич Внешняя баллистика Редактор Е.К. Кошелева Художник Я.М. Асинкритова Корректор Н.А. Фетисова Компьютерная графика Т.К. Сегеды Компьютерная верстка Н.Ф. Бердавцевой Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана. В оформлении использованы шрифты Студии Артемия Лебедева. Подписано в печать 17.08.2020. Формат 70×100/16. Усл. печ. л. 26,65. Изд. Тираж 124 экз. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. press@ baumanpress.ru https://bmstu.press Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1. baumanprint@gmail.com Внешняя баллистика : учебное пособие / Л. Н. Лысенко. — 2-е изд. —
ПРЕДИСЛОВИЕ В истории Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана (национального исследовательского университета) практически со дня его основания существовали предпосылки для подготовки специа- листов — создателей вооружения и военной техники (ВВТ). Однако лишь весной 1938 г. постановлением Совнаркома эти предпосылки реализовались в создании в Московском механико-машиностроительном институте ( МММИ), как в то время назывался Университет, трех оборонных факультетов (артил лерийского, боеприпасного, танкового) и переходе на подготовку разработчиков приборов и систем для ВВТ на факультете приборостроения. Одновременно упомянутым постановлением МММИ передавался из ведения Наркомата тяжелой промышленности в Наркомат вооружений. Так был официально образован первый в стране технический вуз, ориентированный на подготовку высококвалифицированных кадров для оборонных отраслей промышленности. Организация подготовки инженеров по оборонным специальностям явилась реакцией государства на складывающуюся в тот период международную обстановку. Создание в вузе оборонных факультетов стало важнейшей вехой в истории МГТУ им. Н.Э. Баумана, во многом определившей направление его развития на последующие годы. Факультет специального машиностроения (СМ) МГТУ им. Н.Э. Баумана — преемник оборонных факультетов — по праву снискал славу кузницы инженерных и научных кадров для ведущих организаций военно-промышленного комплекса. Среди выпускников вуза — выдающиеся генеральные и главные конструкторы, известные ученые, руководители всемирно признанных проектных и научно-исследовательских организаций, сотрудники которых ковали оружие Победы в годы Великой отечественной войны, решали проблемы формирования ракетно-ядерного щита Родины, создавали и продолжают создавать образцы ВВТ, составляющие основу обороноспособности нашей страны и по характеристикам значительно превосходящие иностранные аналоги. За истекшие годы в вузе сложились многочисленные научные школы и научно- педагогические коллективы мирового уровня, перечисление достижений которых достойно отдельного издания. Их труд востребован и в настоящее время. Для сохранения научного и научно-педагогического наследия, обобщения опыта и знаний выдающихся педагогов, ученых и специалистов, сосредоточенных в МГТУ им. Н.Э. Баумана — ведущем и старейшем техническом вузе России, было принято решение об издании Библиотеки учебной литературы, направленной на повышение качества учебного процесса, в частности преподавания дисциплин вооруженческого цикла. Члены редколлегии серии «Вооружение и военная техника» хотели бы выразить надежду, что учебники и учебные пособия Библиотеки будут способствовать повышению квалификации выпускников не только МГТУ им. Н.Э. Баумана, но и других вузов Российской Федерации соответствующей направленности.
Ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана, д-р техн. наук, профессор А.А. Александров Предисловие Предлагаемая вниманию читателя книга относится к числу учебных изданий указанной серии ВВТ, которые ориентированы на изложение теоретических основ и прикладных задач базовых дисциплин факультета СМ, в той или иной степени связанных с разработкой средств ракетно-артиллерийского вооружения и боеприпасов ствольных систем. В определенном смысле она является версией выдержавшего четыре издания учебника с тем же названием авторов А.А. Дмит риевского и Л.Н. Лысенко, последнее из которых было выпущено издательством «Машиностроение» в 2005 г., объем около 37 усл. печ. л., тираж 1000 экз. [11]. При всем этом ее не следует рассматривать как дополненное и переработанное издание этого учебника. Выпускаемое учебное пособие имеет вполне самостоятельный характер, внимание в нем акцентировано на прикладных аспектах баллистических задач, ограниченно либо недостаточно полно освещенных в учебной литературе. В частности, это касается алгоритмического обеспечения расчета установок («уставок») для стрельбы, оценки устойчивости и исследования баллистики оперенных реактивных снарядов (в том числе противотанковых), корректируемых артиллерийских снарядов, суббоеприпасов и боевых поражающих элементов, расчета параметров возмущенного движения снарядов и неуправляемых ракет в стохастической постановке и др. Это не означает, что указанные специальные вопросы изложены в ущерб качеству рассмотрения (либо вообще вместо обсуждения) фундаментальных положений внешней баллистики. В соответствии с существующими программами дисциплины (варьируемы- ми в зависимости от специальности) в учебном пособии отражены все необходи- мые сведения о физических основах выстрела или пуска неуправляемой ракеты и последующего движения боеприпасов в воздушной среде, но, возможно, в не- сколько сокращенном объеме, чем принято в учебной литературе «стандартного» наполнения.
ОТ АВТОРА Артиллерия никогда бы не стала «царицей сражений», а тем более «богом войны» без многовековых усилий лучших умов человечества, способствовавших созданию науки, получившей название «Внешняя баллистика». Внешняя баллистика относится к числу важнейших и наиболее древних наук прикладной направленности, появление которой было обусловлено созданием и боевым применением огнестрельного оружия, датированными серединой XIV в. Параллельно с возникновением основ баллистической науки еще в XVI– XVIII вв. начали появляться различного рода «уставы» и «наставления», обоб- щающие опыт отечественных и иностранных специалистов в этой области, ис- пользуемые для подготовки кадров, способных как создавать, так и эффективно применять на практике средства артиллерийского вооружения. В качестве примера могут быть упомянуты книги русских артиллеристов М.В. Данилова «Начальное знание теории и практики в артиллерии с приобще- нием гидрографических правил» и А.А. Вельтищева-Волынцева «Артиллерийские приложения для обучения артиллерийского шляхетского корпуса». Тем не менее первый в достаточной степени полноценный учебник по бал- листике был написан и издан профессором Артиллерийской академии В.А. Анку- довичем (1792–1856) только в 1836 г. Большое влияние на развитие баллистики и подготовку специалистов не только в России, но и практически во всех странах Европы оказали учебники, выпущенные в 1870 г. на русском и в 1872 г. на французском языках выдающимся ученым-артиллеристом, основателем русской научной школы баллистики, гене- ралом от артиллерии, членом-корреспондентом Петербургской академии наук Н.В. Маиевским (1823–1892). Он подготовил значительный отряд учеников, ставших впоследствии крупными учеными-артиллеристами. С именем одного из них, генерал-лейтенанта Н.А. Забудского (1853–1917), связано появление в 1895 г. следующего издания учебника по курсу «Внешняя баллистика». Указанный курс почти 30 лет оставался основным руководством по баллистике. После учебников Н.В. Маиевского это была наиболее полная рабо- та, отразившая достижения баллистической науки последней четверти XIX в. Об уровне авторитета упомянутых авторов можно судить хотя бы по тому, что предложенные ими варианты изложения и структурирования материала по баллистике оказались практически незыблемыми в течение многих десятилетий. При выпуске последующих работ авторы, как правило, «дописывали» те положения, которые отражены в учебниках Н.В. Маиевского и Н.А. Забудского, излагали вновь полученные теоретические и экспериментальные результаты в дополнение к уже известным и представленным в работах «классиков». В подтверждение этого отметим, что в начале XX в. в числе важнейших задач, поставленных перед внешней баллистикой, оказалась задача повыше- ния точности стрельбы на большие дальности, особенно по невидимым целям.
От автора Потребовались совершенствование методик проведения опытных стрельб и со- ставления таблиц стрельбы. Наиболее существенный вклад в решение этих задач в тот период внес крупный русский артиллерист В.М. Трофимов, возглавлявший деятельность Главного артиллерийского полигона с 1910 по 1918 г. Большое значение имели теоретические исследования профессора Артиллерийской академии С.Г. Петровича, опубликованные в 1904 г. Для уточнения того, как влияет сопротивление внешней среды на движение снарядов дальнобойной артиллерии и зенитных систем, потребовалась разработка универсального подхода к расчету траекторий на основе численного интегрирования дифференциальных уравнений движения. Приоритетные работы в этом разделе внешней баллистики принадлежат академику А.Н. Крылову. Эти исследования были продолжены В.В. Мечниковым, Н.А. Упорниковым, С.В. Опоковым, Б.Н. Окуневым, С.В. Казаковым и другими. Заметим, что многие из перечисленных ученых сочли необходимым отразить результаты их исследований в учебниках, придерживаясь принципа незыблемости изложения фундаментальных знаний, полученных на основе аналитических, графоаналитических либо табличных приближенных решений (типа «параболической теории» Г. Галилея, методов Эйлера, Сиаччи, Отто — Сиаччи, Н.В. Маиевского, Н.А. Забудского, теории кеплеровых движений («эллиптическая теория») и др.). Во второй половине XX в. различными авторами и авторскими коллективами, представляющими ведущие баллистические научные школы СССР, было написано и опубликовано достаточное количество монографий, учебников и учебных пособий, которые в той или иной степени отражали содержание этой интереснейшей дисциплины и на которых воспитывалось несколько поколений советских и российских специалистов-баллистиков. В одном ряду с именами С.И. Ермолаева, Д.А. Вентцеля, Б.Н. Оку нева, Я.М. Шапиро, Ф.И. Франкля, В.С. Пугачева, Л.Б. Комарова, А.Д. Чер но- зубова, Н.М. Монченко, В.Д. Кириченко, В.П. Степанова, А.А. Ко но ва ло ва, А.Г. Постникова, Ж.П. Паршина и других безусловно должно стоять и имя возглавлявшего в конце 70 – начале 80-х гг. XX в. московскую научную школу бал- листиков, автора единственного официально признанного в те годы учебника «Внешняя баллистика» проф. А.А. Дмитриевского (1913–1992). Выдер жавший при его жизни три издания, указанный учебник получил высокую оценку специалистов, был удостоен ряда престижных наград и премий, переиздан на иностранных языках. Последнее, четвертое, издание этого учебника было написано автором настоящего пособия и вышло в свет более чем через 10 лет после кончины проф. А.А. Дмитриевского при сохранении его имени в качестве титульного соавтора. Понятно, что отказаться от соблазна подготовить на основе четырех предшествующих изданий пятое, не приложив сверхусилий, оказалось для автора данной работы весьма непростым решением, потребовавшим неоднозначных раздумий. Суть и смысл их, как представляется, носят принципиальный характер и заслуживают изложения. Опыт развития баллистики как науки, по крайней мере в советский период существования, являлся опережающим по отношению к разработке соответствующих образцов ВВТ.
От автора В начальной фазе советского периода развитие внешней баллистики связывают прежде всего с деятельностью созданной правительством СССР в 1918 г. Комиссии особых артиллерийских опытов (КОСАРТОП) во главе с В.М. Трофимовым. В состав Комиссии входили такие выдающиеся ученые, как Н.Е. Жуковский, С.А. Чаплыгин, А.Н. Крылов. Значительный вклад в ее деятельность внесли крупные ученые-артиллеристы Н.Ф. Дроздов, Г.П. Кис немский, И.П. Граве, В.Е. Слухоцкий и другие. В условиях послевоенной разрухи и острой нехватки квалифицированных кадров КОСАРТОП успешно справилась с поставленными задачами. Работы, вы- полненные в 1920-е гг. Комиссией, а затем ее приемниками — Артиллерийским научно-исследовательским институтом Рабоче-Кресть янской Красной Армии (АНИИ РККА) и Артиллерийской академией, стали научным фундаментом для перевооружения артиллерии в 1930-е гг. Как следствие, сформировалась научная школа артиллерийских ученых и конструкторов довоенного и военного периодов, создавших лучшую в мире ар- тиллерию, которая заслуженно получила неофициальный титул «бога войны». Под руководством Н.И. Тихомирова, В.А. Артемьева, Б.С. Петропавлов- ского, Г.Э. Лангемака и других были сконструированы первые советские бое- вые реактивные снаряды (РС) на твердом топливе, которые с некоторой дора- боткой эффективно применялись на поле брани Великой Отечественной вой- ны, сея панику в рядах противника. Больших достижений добились проектно-конструкторские коллективы, возглавлявшиеся выдающимися конструкторами артиллерии В.Г. Гра биным, Б.И. Шавыриным, И.И.Ивановым, Ф.Ф. Петровым и другими. Итоги Великой Отечественной войны, казалось бы, неопровержимо под- твердили, что советская артиллерия является лучшей в мире и опережает разра- ботки ученых и конструкторов практически всех остальных стран мира. Тем не менее уже в июле 1946 г. постановлением Совета Министров СССР была создана Академия артиллерийских наук (ААН) как центр «дальнейшего развития артиллерийского дела и особенно новой артиллерийской техники (ре- активное вооружение, орудия с начальными скоростями, значительно превы- шающими 1000 м/с, орудия сверхдальней стрельбы…)», способный обеспечить «строго научный подход к решению всех уже назревших и вновь возникающих вопросов». В состав ААН были избраны, без сомнения, крупнейшие для своего времени ученые и специалисты, трудами которых закладывались основы баллистическо- го обеспечения средств вооруженной борьбы в послевоенный период. Казалось бы, баллистической науке уготовлены безоблачные перспективы на длительные времена. Все изменилось, когда 5 марта 1953 г. умер И.В. Сталин. Взгляды новых по- литических и военных руководителей страны на развитие и совершенствование средств вооруженной борьбы были кардинально иными. Уже 18 апреля 1953 г. постановлением Совета Министров № 1082-443 ААН была упразднена. Артиллерию было приказано не считать более «богом войны». Решением Н.С. Хрущева, возглавившего страну, и его ближайших соратников она была отнесена к средствам «пещерной техники», от которой, по их мнению, следовало отказаться в пользу техники ракетной. Результатом такого непроду- манного, волюнтаристского решения явилось закрытие либо перепрофилирова-
От автора ние практически всех конструкторских бюро артиллерийского профиля. Линия Н.С. Хрущева на сплошную «ракетизацию» вооружения нанесла ущерб сложив- шимся научным школам артиллерийских баллистиков, привела фактически к развалу, а отчасти и к полной ликвидации многих из них. Первые попытки их возрождения относятся к концу 60-х — началу 70-х гг. XX в., когда после спада хрущевской «ракетомании», наконец, была осознана не- обходимость скорейшей ликвидации возникшего отставания в уровне разрабо- ток отечественных артиллерийских комплексов по сравнению с иностранными образцами, прежде всего США. Именно к этому времени, в значительной степени благодаря «изобретатель- ской жилке» и творческому подходу практикующих разработчиков ВВТ, были получены результаты, положенные в основу создания принципиально новых тех- нических решений. Именно на их основе было разработано и принято на воо- ружение Советской Армии новое поколение артиллерийских систем (122-мм са- моходная гаубица 2С1 «Гвоздика» и 152-мм 2С3 «Акация», пушка 2С5 «Гиацинт» и др.), которые, пройдя ряд модернизаций, остаются на вооружении Российской Армии. В 1970-е гг. благодаря созданию боеприпасов с полуактивными лазерными системами наведения стало развиваться высокоточное артиллерийское вооруже- ние. Среди наиболее известных разработок такого типа, принятых на вооруже- ние, отметим комплексы «Сантиметр» (2К24), а также созданные на основе иде- ологии комплекса 2К24 управляемые снаряды второго поколения «Краснополь» и «Китолов». Заметим, что все они, по существу, стали ответом на появление в США первого корректируемого артиллерийского снаряда «Копперхед» (М712) и его последующих модернизаций. На базе «Китолова» был создан корректиру- емый боеприпас для 120-мм минометов (мина «Грань»), для 240-мм минометов применен комплекс «Смельчак». Другим направлением создания высокоточных артиллерийских боеприпа- сов явилась разработка управляемых боеприпасов с самонаведением; их подраз- деляют на три группы: 1) кассетные, оснащенные самоприцеливающимися боевыми элементами (СПБЭ) типа «ударное ядро»; 2) кассетные с коррекцией траектории на основе методов спутниковой на- вигации, оснащенные СПБЭ (типа «Экскалибур» (ХМ982), созданного в США); 3) моноблочные боеприпасы с автономным самонаведением, оснащен- ные инфракрасными или радиолокационными головками самонаведения (типа «Копперхед-2» с тепловизионным приемником). Следует еще раз подчеркнуть, что все отечественные разработки проводи- лись как ответные действия после постановки на вооружение, в основном армии США, соответствующих разработок, принимаемых за прототип. Тем не менее от- дельные создаваемые отечественные образцы превосходили по тактико-техниче- ским характеристикам многие зарубежные аналоги. Необходимость коренной модернизации ствольных систем возникла при решении двух основных задач, связанных с увеличением дульной скорости снаряда: 1) повышения дальности стрельбы классической артиллерии; 2) возможности достижения требуемой дальности стрельбы управляемыми или корректируемыми снарядами при сохранении их точности.
Доступ онлайн
В корзину