Определение плотности потока солнечного излучения на направляющие боевых машин РСЗО

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 d – солнечное склонение;

j – широта представительного пункта;

W = w× t – часовой угол;

w – угловая скорость вращения Земли;

t – время, отсчитываемое от истинного полудня (13 часов местного времени).

Координаты Солнца относятся к центру диска.

Максимальное значение d (для 22 июня) составляет 23°27¢.

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 (q_пр.нор.), рассчитывается по соотношению:

q_пр.нор. = q_пр.(cos²h × sin²(b – W) + (cos² h × cos²(b – W) + sin²h)× sin²(F – e))^0.5, (6)

где b – угол азимута, отсчитываемый от полуденной линии (направление на

юг) в направлении с востока на запад;

F = arctg(tg h/cos(b – W));

e – угол возвышения.

Исходя из условия расчета максимальных тепловых потоков, принимается:

b = 0.

Плотность потока прямого солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, составляет:

q _пр.пог. = A_s× cos j_c× q_пр.нор., (7)

где A_s – коэффициент поглощения солнечного излучения покрытием

направляющей;

j_c – угол между нормалью к площадке, характеризуемой углом y () (рис.2) и вектором q_пр.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 – y | < 90° при τ ≤ 13 час.

| 180° – h – y | < 90° при τ > 13 час.

Площадки, обращенные к земной поверхности, освещены Солнцем при условии

h + y < 90° при τ ≤ 13 час.

y – 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

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.} = A_s× a× j_з× q_пр.нор., (8)

где a – альбедо Земли для светлых сухих песков, a = 0.35;

j_з – коэффициент облученности площадки потоком q _{пр.отр.пог.};

j_з = 0, 5× (1+ siny) – для элементарной площадки, обращенной к земле;

j_з = 0, 5× (1– siny) – для элементарной площадки, обращенной к небесной сфере;

Плотность потока рассеянного солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, составляет:

q _{рас.пог.} = A_s× j_а× q_рас., (9)

где j_а – коэффициент облученности площадки потоком q _{рас.пог.};

j_а = 0, 5× (1+ siny) – для элементарной площадки, обращенной к небесной сфере;

j_а = 0, 5× (1– siny) – для элементарной площадки, обращенной к земле.

Плотность потока рассеянного солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, отраженного от земли, составляет:

q _{рас.отр.пог.} = A_s× j_з× a× q_рас.. (10)

Плотность потока суммарного солнечного излучения, поглощенного элементарной площадкой направляющей, составляет:

q_{S =} q _{пр.пог. +}q _{пр.отр.пог. +}q _{рас.пог. +}q _{рас.отр.пог.} (11)