Нырки "Шаттла"

[Дмитрий В.]

Напоминаю свой вопрос - какова ХС у Бурана и у шаттла. Предлагаю не спорить на тему "зачем это нужно" и "бред ли это". Конечно, это бред! но меня интересует конкретика в цифрах - возможно ли это в принципе, и если возможно - то каковы параметры нырка: величина тормозного/разгонного импульса, минимальная высота, боковой маневр (если есть), поворот плоскости орбиты (если возможен), потребный импульс для возвращения хотя бы на низкую орбиту ИСЗ.
Кто может ответить?

На счет конкретики точно уж и не вспомню, но у нас в студенческие годы тема "изменение наклонения орбиты КА за счет аэродинамического качества" была весьма популярна (от курсачей до дипломных проектов). В любом случае, изменять плоскость орбиты с помощью аэродинамики выгоднее, чем только с помощью двигателей (выигрыш, убейте, не вспомню!!!). С уважением, Дмитрий В.

[avmich]

Если есть

масса топлива маршевой ДУ (m, кг)
масса всего корабля (вместе с топливом) (M, кг)
удельный импульс ДУ (I, м/с)

то приращение скорости dV = I * ln (M/m) - в м/с .

Большая полуось орбиты (спутника вокруг Земли) (a) связана со скоростью (v) и расстоянием (r) по формуле

v^2 = K * (2/r - 1/a)

где K = gamma * MЗемли[/size], gamma - универсальная гравитационная постоянная, для Земли K = 3,9860 * 10^5 км^3/с^2 . Понятно, v тут - в км/с , r - в км, a - в км.

Из первой формулы вычисляем скорость после манёвра, то есть скорость в апогее (это круговая скорость, которая полагается известной, минус dV). Из второй вычисляем большую полуось (r - это радиус в апогее). Вычитаем r и радиус Земли, получаем высоту перигея.

[Дмитрий Виницкий]

Я не сомневаюсь, что такой нырок, в принципе, возможен. Для специально сконструированного ЛА с необходимыми характерисиками. А Шатл из такого нырка выйдет в виде роя обломков.

[Ghost]

Постановка задачи была несколько иная. Щаттл проектировали с возможностью "ныряния", теоретически он может это делать.
Но в прессе, как всегда, "кто-то что-то услышал", ни фига не понял и выдал свои домыслы за правду.
"Нырок" предназначался для изменения орбиты. А потенциальный "сброс ядреной бонбы на Москву" - не в нырке, а с новой орбиты. Поскольку тогдашние средства ПВО могли отследить появление Шаттла на новой орбите уже после сброса оным бомбы - примерно за 7 минут до взрыва.
Для осуществления нырка на шаттле планировлось устанавливать дополнительные баки внутри ГО, поскольку торможение в атмосфере избежать не удается.
Однако эти баки, равно как и прочие "военные модули" шаттла, включая "кабину для генштаба" на 70 человек, так и не были построены. Так как американцы "неожиданно" узнали про радары с фазированной решеткой
Единственным кораблем, у которого были предусмотрены магистрали для "внутреннего бака", была "Колумбия", оставльные уже строились без этого прибамбаса, сожравшего почти тонну грузоподъемности.
Насколько я знаю, никаких "секретных совещаний" и "случайных попаданий советских специалистов" на такие совещания на эту тему не было. Все это широко публиковалось в официальных материалах НАСА. В ИПМ были сделаны рассчеты теоретической возможности "обритального маневра" шаттла по материалам открытой печати, но на программу Бурана это влияния никакого не оказало. Просто потому, что на Буране нету двигателей.

[Ворон]

Я не сомневаюсь, что такой нырок, в принципе, возможен. Для специально сконструированного ЛА с необходимыми характерисиками. А Шатл из такого нырка выйдет в виде роя обломков.

 Postoronnim V - реально рикошетируют даже обломки спутников.
 И те же обломки, без всякой ТЗ падают на землю.
 

[Ворон]

Когда аппарат "ныряет", то он теряет энергию.

 Через виток он вернётся на пиригей ниже, чем был раньше - потому, для "нырка" нужно потом корректировать орбиту двигателем.

Ясен пень, что нужны затраты топлива, но вот что обозначает фраза "на перигей ниже" хоть убей, не пойму.

 За счёт подъёмной силы вы можете переориентировать скорость таким образом, что пролететь ещё полвитка, но потом вы войдёте в атмосферу ниже, чем раньше.
 Или необходимо за счёт работы двигателя поднимать орбиту.

[Вадим Лукашевич]

Шаттл проектировали с возможностью "ныряния", теоретически он может это делать.

А по-подробнее об этом можно?

"Нырок" предназначался для изменения орбиты./quote]
согласен, нырок есть маневр в атмосфере с изменением наклонения орбиты за счет направленных аэродинамических сил

Для осуществления нырка на шаттле планировлось устанавливать дополнительные баки внутри ГО, поскольку торможение в атмосфере избежать не удается.
Однако эти баки, равно как и прочие "военные модули" шаттла, включая "кабину для генштаба" на 70 человек, так и не были построены

Конкретная информация есть? И что это за военные модули шаттла, включая генштаб на 70 человек? Что есть по этому?

Единственным кораблем, у которого были предусмотрены магистрали для "внутреннего бака", была "Колумбия", оставльные уже строились без этого прибамбаса, сожравшего почти тонну грузоподъемности.
Все это публиковалось в открытых материалах НАСА

Каких, где именно?

В ИПМ были сделаны рассчеты теоретической возможности "обритального маневра" шаттла по материалам открытой печати, но на программу Бурана это влияния никакого не оказало. Просто потому, что на Буране нету двигателей.

что значит - "нету двигателей"? Да у Бурана движки орбитального маневрирования гораздо мощнее шаттловских! Или Вы имеете ввиду маршевые SSME у шаттла? Но тогда баки "Колумбии" должны были вмещать жидкие водород-кислород!

[Старый]

Вадим Лукашевич, у КОГО вы спрашиваете? С КЕМ полемизируете?
 Вы ещё так и не выяснили у него как наши эпасовцы спроектировали американцам бак для Шаттла, а уже спрашиваете про 70-местную генштабовскую кабину!

[X]

Кстати...
У меня такое сильное ощущение, что, например, если с орбиты 300 х 300, выдать импульс на снижение перигея до 70 км, и ориентировать шаттл минимальным миделем по вектору скорости, то он НЕ увязнет в атмосфере, а выскочет, пускай и не на тот же апогей, но, думаю, выше 180 км. Так что, "нырком" можно назвать и такой "маневр", совсем без аэродинамики.

Попробую проверить данное предположение. Дома должен быть софт, считающий "в лоб" время существования ИСЗ на орбите. Думаю, на орбите 70 х 300 шаттл удержится один виток.

Ну как, сосчиталось?

[Игорь Суслов]

Кстати...
У меня такое сильное ощущение, что, например, если с орбиты 300 х 300, выдать импульс на снижение перигея до 70 км, и ориентировать шаттл минимальным миделем по вектору скорости, то он НЕ увязнет в атмосфере, а выскочет, пускай и не на тот же апогей, но, думаю, выше 180 км. Так что, "нырком" можно назвать и такой "маневр", совсем без аэродинамики.

Попробую проверить данное предположение. Дома должен быть софт, считающий "в лоб" время существования ИСЗ на орбите. Думаю, на орбите 70 х 300 шаттл удержится один виток.

Ну как, сосчиталось?

Если снизить перигей до 100 км (с апогеем 300) - вынырнет, как миленький... Если еще и удачно подобрать период солнечной активности и нырок делать над неосвещенной стороной Земли. Проблемы расчетов - в неточном знании плотности атмосферы на высотах более 100 км. Впрочем, до 100 км - тоже точность относительная, заданная Приказом

[Вадим Лукашевич]

Вадим Лукашевич, у КОГО вы спрашиваете? С КЕМ полемизируете?
 Вы ещё так и не выяснили у него как наши эпасовцы спроектировали американцам бак для Шаттла, а уже спрашиваете про 70-местную генштабовскую кабину!

Не-е-е-т, уж пусть он нам скажет про генштаб в космосе и кислородно-водородные баки в отсеке полезного груза у шаттла!

[Вадим Лукашевич]

Кстати...
У меня такое сильное ощущение, что, например, если с орбиты 300 х 300, выдать импульс на снижение перигея до 70 км, и ориентировать шаттл минимальным миделем по вектору скорости, то он НЕ увязнет в атмосфере, а выскочет, пускай и не на тот же апогей, но, думаю, выше 180 км. Так что, "нырком" можно назвать и такой "маневр", совсем без аэродинамики.

Попробую проверить данное предположение. Дома должен быть софт, считающий "в лоб" время существования ИСЗ на орбите. Думаю, на орбите 70 х 300 шаттл удержится один виток.

Ну как, сосчиталось?

Если снизить перигей до 100 км (с апогеем 300) - вынырнет, как миленький... Если еще и удачно подобрать период солнечной активности и нырок делать над неосвещенной стороной Земли. Проблемы расчетов - в неточном знании плотности атмосферы на высотах более 100 км. Впрочем, до 100 км - тоже точность относительная, заданная Приказом

Это уже кое-что! Но как я понимаю, с высот 60-80 км мы на орбиту уже не возвращаемся. А какой нужен импульс в этом случае для возврата на низкую орбиту?

[X]

Вадим Лукашевич, у КОГО вы спрашиваете? С КЕМ полемизируете?
 Вы ещё так и не выяснили у него как наши эпасовцы спроектировали американцам бак для Шаттла, а уже спрашиваете про 70-местную генштабовскую кабину!

Не-е-е-т, уж пусть он нам скажет про генштаб в космосе и кислородно-водородные баки в отсеке полезного груза у шаттла!

Может, там нолик лишний? :wink:  Не 70, а 7 человек (в дополнение к основному экипажу? Это ещё как-то реально...

[Liss]

Не-е-е-т, уж пусть он нам скажет про генштаб в космосе и кислородно-водородные баки в отсеке полезного груза у шаттла!

Чуть мимо темы, но напомню, что размещение в ГО шаттла кислородно-водородного РБ Centaur G/G' предусматривалось, разгонные блоки и средства их фиксации в грузовом отсеке были созданы, а "Челленджер" и "Атлантис" в 1984 г. прошли необходимое дооборудование. Если мне не изменяет память, то в частности, это дооборудование имело целью обеспечить возможность слива компонентов топлива из РБ на случай отмены его запуска с борта шаттла.
И не будь катастрофы "Челленджера" в январе 1986 г. -- в мае, скорее всего, полеты шаттлов с "Центаврами" состоялись бы.
Так что само по себе размещение в ГО шаттла кислородных и водородных баков -- не криминал. Более того, комплект EDO для обеспечения полета шаттла продолжительностью более 10 суток неоднократно использовался со "Спейслэбами", а он как раз и состоит из баков этих компонентов и соответствующих гидромагистралей.

[Старый]

Не-е-е-т, уж пусть он нам скажет про генштаб в космосе и кислородно-водородные баки в отсеке полезного груза у шаттла!

Про Генштаб пусть расскажет, а баки он имел в виду не кислород-водородные а обычные, как в системе OMS. Планами предусматривалось разместить в ГО несколько комплектов баков с дополнительным топливом для системы орбитального маневрирования. Это повышало запас ХС орбитальной ступени в разы. Причём планы были впооне чёткие и конкретные. Но насколько я понимаю реализованы они так и не были.

[Bart Hendrickx]

Про Генштаб пусть расскажет, а баки он имел в виду не кислород-водородные а обычные, как в системе OMS. Планами предусматривалось разместить в ГО несколько комплектов баков с дополнительным топливом для системы орбитального маневрирования. Это повышало запас ХС орбитальной ступени в разы. Причём планы были впооне чёткие и конкретные. Но насколько я понимаю реализованы они так и не были.

Совершенно верно. Об этом пишет Деннис Дженкинс в своей книге «Space Shuttle : The History of the National Space Transportation System» :

Early in the program there were plans to carry up to three additional OMS propellant kits in the payload bay, each kit providing an additional 500 fps velocity capability. In support of this planned capability, all the structural provisions, wiring and controls/displays were installed in the Orbiters. As of 2000 NASA indicates it is unlikely this capability will ever be used, and the controls/displays are inoperative and likely to remain so

А для каких задач планировалось использовать эти дополнительные баки Дженкинс не говорит. Пусть Ghost докажет, что именно для осуществления «нырков».

[Андрей Суворов]

Вадим Лукашевич, у КОГО вы спрашиваете? С КЕМ полемизируете?
 Вы ещё так и не выяснили у него как наши эпасовцы спроектировали американцам бак для Шаттла, а уже спрашиваете про 70-местную генштабовскую кабину!

Не-е-е-т, уж пусть он нам скажет про генштаб в космосе и кислородно-водородные баки в отсеке полезного груза у шаттла!

Были, были такие планы! Правда, кислородно-водородные баки собирались грузить исключительно в виде "Центавра", но для его заправки на челнок (конкретно - Дискавери и Атлантис) должна была быть установлена специальная арматура. А от такой арматуры до подключения к SSME уже гораздо ближе.

Экипажи миссий, которые должны были лететь с "Центавром" в брюхе, заранее прозвали "смертниками". После катастрофы "Челленджера" эти планы стухли сами собой, и разгонники шаттл возил только твердотопливные. Но закладки под установку кислород-водородной арматуры в Дискавери и Атлантисе сохранились. Про более поздние челноки не знаю.

Да, ещё - для шаттла разрабатывали extended duration mission модуль. Там тоже в брюхе собирались возить кислородные и водородные баки - для топливных элементов.

[Старый]

Совершенно верно. Об этом пишет Деннис Дженкинс в своей книге «Space Shuttle»

Почему только Дженкинс? В конце 70-х начале 80-х это был общеизвестный факт. У меня не было никаких сомнений что эти баки будут. Даже удивительно что их не поставили. Хотя действительно, для чего?

[Старый]

Да, ещё - для шаттла разрабатывали extended duration mission модуль. Там тоже в брюхе собирались возить кислородные и водородные баки - для топливных элементов.

А почему это в косвенной форме? И разработали и собрались и поставили и летало. На Колумбии в последнем полёте тоже кажись стояли?

[Ворон]

И чем эти кислородные и водородные баки внутри Шаттла всех пугают?

 Кислородно-водородный бак опасен для шаттлов "пеной падающей", а вот твердотопливник - разгерметизацией.