Форум Новости Космонавтики

После довольно длительных обсуждений :) решил выложить на форум вопрос.

Существует ли такая форма (трёхмерного жёсткого тела), которая позволяет при спуске с околоземной орбиты иметь устойчивую ориентацию "теплозащитой к потоку", при этом не иметь закрутки и обладать достаточно высоким аэродинамическим совершенством?

Пояснения. Шар с центром масс в геометрическом центре вращается в потоке произвольно. Если центр масс сместить от геометрического центра (Востоки), то шар летит центром масс вперёд (почти), но может вращаться вокруг "продольной" оси. Похожим свойством обладают тела вращения с формой, соответствующей капсулам КК - Союз, Аполлон, Джеминай, ВА ТКС, Меркури...

Вопрос, можно ли построить тело, которое имело бы предпочитаемое положение поворота вокруг этой оси. То есть, которое находилось бы в устойчивом равновесии при малых угловых отклонениях вокруг "продольной" оси. Понятно, что при достаточной устойчивости можно покрыть "наветренную" поверхность этого тела теплозащитой. Интересующее свойство - возможность "безопасного" спуска с орбиты в режиме "неуправляемого кирпича". Вроде бы, кроме воздействия потока (вращение вдоль направления которого должно быть безразличным, в отсутствие прочих сил) имеется ещё гравитация, которая может как раз обеспечить осевую стабилизацию.

Грубо говоря, бумажный самолётик вроде бы обладает предпочитаемой ориентацией вокруг оси, соответствующей направлению полёта. Можно ли организовать такое же свойство для КК?

ИМХО нельзя. В отсутствие опоры для гравитационной стабилизации важна не сама гравитация, а ее градиент. А он на несколько порядков меньше, чем аэродинамические флуктуации

А почему собственно нельзя учесть все возмущающие моменты для неуправляемого стабилизированного спуска?
Вопрос - зачем?

Во-первых, прошу прощения - ошибся, надо было в "Технических вопросах" тему открыть.

Во-вторых, зачем... Чтобы для крылатого аппарата иметь возможность спуска при отказе системы управления - с пассивной устойчивостью.

Рутан при проектировании SS1 решал задачу "правильной" ориентации тем, что один раз "складывал" крыло, и один раз - раскладывал. Обе операции критичны для безопасности спуска. Если эти операции проходят успешно, то SS1 - как я понимаю - имеет устойчивое положение в потоке во время основного торможения.

Можно ли решить эту задачу без необходимости раскладывать или складывать крыло?

ЦитироватьВо-первых, прошу прощения - ошибся, надо было в "Технических вопросах" тему открыть.

Во-вторых, зачем... Чтобы для крылатого аппарата иметь возможность спуска при отказе системы управления - с пассивной устойчивостью.

Рутан при проектировании SS1 решал задачу "правильной" ориентации тем, что один раз "складывал" крыло, и один раз - раскладывал. Обе операции критичны для безопасности спуска. Если эти операции проходят успешно, то SS1 - как я понимаю - имеет устойчивое положение в потоке во время основного торможения.

Можно ли решить эту задачу без необходимости раскладывать или складывать крыло?

Раскладывание крыла эту задачу не решает. Раскладываение крыла лишь ориентирует вектор перегрузки так, чтобы пассажирам было удобнее. Тормозится SS1 без качества.

ЦитироватьИМХО нельзя. В отсутствие опоры для гравитационной стабилизации важна не сама гравитация, а ее градиент. А он на несколько порядков меньше, чем аэродинамические флуктуации

Подозреваю, мы немного о разном говорим. У маятника есть уверенная гравитационная стабилизация даже в безградиентном гравитационном поле...

Цитировать

ЦитироватьВо-первых, прошу прощения - ошибся, надо было в "Технических вопросах" тему открыть.

Во-вторых, зачем... Чтобы для крылатого аппарата иметь возможность спуска при отказе системы управления - с пассивной устойчивостью.

Рутан при проектировании SS1 решал задачу "правильной" ориентации тем, что один раз "складывал" крыло, и один раз - раскладывал. Обе операции критичны для безопасности спуска. Если эти операции проходят успешно, то SS1 - как я понимаю - имеет устойчивое положение в потоке во время основного торможения.

Можно ли решить эту задачу без необходимости раскладывать или складывать крыло?

Раскладывание крыла эту задачу не решает. Раскладываение крыла лишь ориентирует вектор перегрузки так, чтобы пассажирам было удобнее. Тормозится SS1 без качества.

Речь не о том, с качеством ли SS1 тормозится, а о том, что в "разложенном" состоянии SS1 самостоятельно ориентируется днищем к потоку.

Ну, обычно, для обеспечения устойчивости по крену крылу придают некое положительное "поперечное V". Вопрос, удастся ли подобрать угол этого V так, чтобы обеспечить устойчивость во всем диапазоне высот и чисел Маха?

Цитировать

ЦитироватьРаскладывание крыла эту задачу не решает. Раскладываение крыла лишь ориентирует вектор перегрузки так, чтобы пассажирам было удобнее. Тормозится SS1 без качества.

Речь не о том, с качеством ли SS1 тормозится, а о том, что в "разложенном" состоянии SS1 самостоятельно ориентируется днищем к потоку.

Ровно так же, как СА "Востока".

ЦитироватьНу, обычно, для обеспечения устойчивости по крену крылу придают некое положительное "поперечное V". Вопрос, удастся ли подобрать угол этого V так, чтобы обеспечить устойчивость во всем диапазоне высот и чисел Маха?

Речь идёт не об этом. Можно ли добиться, чтобы при торможении без управления подъёмная сила была гарантированно направлена вверх, т.е. против вектора гравитации?
Поперечное V будет восстанавливать положение по отношению к потоку, а не к вектору гравитации.

Можно, наерное, теоретически. Только ЦМ должен быть низким и продольным. А остальное - пенопласт :wink:
(http://img27.picoodle.com/img/img27/9/8/8/f_vvvm_77c42e6.jpg)

ЦитироватьПодозреваю, мы немного о разном говорим. У маятника есть уверенная гравитационная стабилизация даже в безградиентном гравитационном поле...

У маятника есть опора - ВНЕШНЯЯ точка подвеса. А у спускающегося СА такой точки подвеса нет

Цитировать

ЦитироватьНу, обычно, для обеспечения устойчивости по крену крылу придают некое положительное "поперечное V". Вопрос, удастся ли подобрать угол этого V так, чтобы обеспечить устойчивость во всем диапазоне высот и чисел Маха?

Речь идёт не об этом. Можно ли добиться, чтобы при торможении без управления подъёмная сила была гарантированно направлена вверх, т.е. против вектора гравитации?
Поперечное V будет восстанавливать положение по отношению к потоку, а не к вектору гравитации.

Если я правильно понял, изначально требовалось обеспечить ориентацию по отношению к потоку, а уже потом, как средство, была предложена гравитационная стабилизация. Которая, естественно, при малых размерах тела и примерно одинаковых моментах инерции работать не будет, да к тому же и в атмосфере.

Я думаю, что изначально эта задача чисто теоретическая.
Зачем отказываться от активного управления, ведь без него не возможна реальная посадка. Да и не какая чудо-форма не удержит аппарат под нужным углом при входе в атмосферу.

Я думаю, что форма при пассивном (аварийном) спуске должна предотвратить вращения, удержать аппарат вперед теплозащитой, чтоб дать затем экипажу возможность катапультироваться.

Мне интереснее такой вопрос: На какой высоте, при входе в атмосферу с первой космической скоростью у аппаратов челнокового типа начинается возможность управления с помощью аэродинамических рулей.

Или я ничего не понял, или задача элементарная. Нужен аппарат с высоким аэродинамическим качеством, при том, что при повороте аппарата вокруг оси направления движения должна возникать сила, приводящая аппарат в исходное положение. Вообще говоря - напрямую пожалуй нет, но после поворота вокруг оси через некоторое время изменится режим обтекания, что, в зависимости от формы аппарата, может привести к возникновению требуемых сил. Возможно, но в самых верхних слоях атмосферы режим самостабилизации будет работать слабо, что может дать существенную промашку.

ХО - нельзя. Т.е. можно, но уже там, где скорости вполне самолетные. А основные проблемы с поддержанием ориентации - там где аппарат только входит в атмосферу.

Однако, можно сделать аппарат, устойчивый по двум остальным координатам - крен и тангаж. А на рысканье поставить подруливающую систему.

Какой то ход мысли неправильный :wink:
 Вона еропланы неустойчивыми делают ( а все благодаря надежной авионике), а мы все   по заветам дедушки Туполева (и фамилие какое у человека подходящее) - хороший бустер, это который на земле :cry:
 В общем не надежные конструкции делать, а приспособы на случай аварии....

Насколько я понял, неустойчивость-основа управляемости. Или нет?

Точно, точно...
 А перед первой мировой увлекались строительством автоматически устойчивых аэропланов. Маятники там подвешивали, крылья закручивали. А то вдруг порыв ветра, пилот ручку упустит и привет :D
 А теперь вот автоматически устойчивый СА....
 Регресс однако.

Ничего подобного. Устойчивость НЕ связана с управляемостью. Ну, не прямо по крайней мере. Планер с V-крылом совершенно устойчив, и при этом отлично управляется.

Дело вот в чем - устойчивость всяческих планеров - это явление второго порядка по сравнению с аэродинамикой. Т.е. планер устойчив постольку, поскольку он гравитационно стабилизирован. Но СА не стабилизирован гравитационно. Поскольку находится в состоянии невесомости. Вот когда он уже забурится в атмосферу и будет лететь на 10М и менее - вот ТОГДА да, возможна конфигурация, которая самобалансируется. А пока он летит по баллистике, нет никакой разницы, вверх или вниз днищем он это делает.

ЦитироватьНичего подобного. Устойчивость НЕ связана с управляемостью. Ну, не прямо по крайней мере. Планер с V-крылом совершенно устойчив, и при этом отлично управляется.

Дело вот в чем - устойчивость всяческих планеров - это явление второго порядка по сравнению с аэродинамикой. Т.е. планер устойчив постольку, поскольку он гравитационно стабилизирован. Но СА не стабилизирован гравитационно. Поскольку находится в состоянии невесомости. Вот когда он уже забурится в атмосферу и будет лететь на 10М и менее - вот ТОГДА да, возможна конфигурация, которая самобалансируется. А пока он летит по баллистике, нет никакой разницы, вверх или вниз днищем он это делает.

В прынципе ты прав, но по существу глубоко ошибаешся :lol:
 Планер не совершенно устойчив. Ежели зажать ручку по нейтрали - полет окончится.... Нехорошо вообщем :cry:
 А если его забалансировать так что он будет устойчив - упаришся таким агрегатом управлять :wink:
 В общем то это еще до первой мировой решили, что управляемость важнее устойчивости (чрезмерной).

Как вариант, не использовать аэродинамическую стабилизацию, а использовать стабилизацию вращением.
Сделать спускаемый аппарат в виде блинчика (типа летающей тарелки) и закрутить вокруг оси перед спуском.
Интересно, какое будет аэродинамическое качество у блина на гиперзвуке при оптимальном угле атаки?

Если у блинчика, стабилизированного вращением, ось вращения не совпадает с направлением потока, то прецессия, вызванная этой подъёмной силой, очень быстро развернёт его этой подъёмной силой вниз.

ЦитироватьТ.е. планер устойчив постольку, поскольку он гравитационно стабилизирован. Но СА не стабилизирован гравитационно. Поскольку находится в состоянии невесомости.

Думаю, тут ошибка :) . Планер в данном случае принципиально не отличается от СА - оба летят в атмосфере, оба несимметричны, на оба действует гравитация.

ЦитироватьВот когда он уже забурится в атмосферу и будет лететь на 10М и менее - вот ТОГДА да, возможна конфигурация, которая самобалансируется.

А что при торможении до 10М такого принципиального происходит, что становится возможна самобалансирующаяся конфигурация?

ЦитироватьЗачем отказываться от активного управления, ведь без него не возможна реальная посадка.

Это, конечно, крупная проблема. Возможно, при правильном подборе масс и геометрии возможно сделать такой аппарат, который с момента выдачи тормозного импульса до остановки на земле всю траекторию проходит пассивно устойчиво. Если нет, хотелось бы обоснований :) .

Цитировать

ЦитироватьЗачем отказываться от активного управления, ведь без него не возможна реальная посадка.

Это, конечно, крупная проблема. Возможно, при правильном подборе масс и геометрии возможно сделать такой аппарат, который с момента выдачи тормозного импульса до остановки на земле всю траекторию проходит пассивно устойчиво. Если нет, хотелось бы обоснований :) .

Без какого-либо управления такой аппарат (статически и динамически устойчивый во всем диапазоне чисел Маха), очевидно, невозможен - слишком сильно "гуляет" центр давления.

Линза, думаю, может справится с этими проблемами. Но это все же не крылатый СА.

Линза, думаю, может справится с этими проблемами. Но это все же не крылатый СА.

ЦитироватьБез какого-либо управления такой аппарат (статически и динамически устойчивый во всем диапазоне чисел Маха), очевидно, невозможен - слишком сильно "гуляет" центр давления.

Достаточно ли сильно?

Цитировать

ЦитироватьБез какого-либо управления такой аппарат (статически и динамически устойчивый во всем диапазоне чисел Маха), очевидно, невозможен - слишком сильно "гуляет" центр давления.

Достаточно ли сильно?

Надо, конечно, посмотреть, но для крылатых аппаратов, ЕМНИП, при переходе с дозвука на сверхзвук, ЦД смещается назад более чем на 25% САХ.

По этой теме одно время рассуждения вокруг варианта "воланчика" вращались, с киваниями на Демонстратор... Тот, конечно, достаточно симметричен.

А вот и нет. На СА гравитация не действует - пока он не сбросит скорость в достаточной степени чтобы появилась подьемная сила. До того момента обтекание будет сугубо симметричным. Как вариант, можно наверное входить 'с отскока' - т.е. отскочить от атмосферы, потеряв на этом скорость, а потом войдти уже под углом. Но в целом - ХО - на начальном этапе невозможна пассивная самоориентация СА. Точка.

А подскажите, кто знает, где центр тяжести у спускающегося Шатла у Бурана и у Клипера.  У Шатла он наверно явно ближе к задней части, а оперения хватает, чтоб сохранить устойчивость.

Это мнение на основе измышления, или как оно на самом деле?

Шаттл, Буран и Спираль неустойчивы и при спуске активно работают рулевыми щитками. А тут был вопрос про полностью устойчивое тело. Демонстратор, кстати, тоже по баллистике спускается, поскольку осесимметричен и ничем не рулит.

А помните для одного из первых вариантов "Ориона" предлагалась линзообразная "бульба"?Наверно сейчас уже той фотки не найти.

ЦитироватьШаттл, Буран и Спираль неустойчивы и при спуске активно работают рулевыми щитками. А тут был вопрос про полностью устойчивое тело. Демонстратор, кстати, тоже по баллистике спускается, поскольку осесимметричен и ничем не рулит.

Все это верно, но avmich хотел еще и посадить такое полностью устойчивое тело. Как?

Нет, насколько я понимаю. Вопрос Avmich-а был не об этом. Вопрос - можно ли спустить неосесимметричное тело, обладающее большим, чем фара, гиперзвуковым АК, с орбиты, до, возможно, ввода парашютов, без активного управления с момента выдачи тормозного импульса, как при баллистическом спуске "Союза".

ЦитироватьНет, насколько я понимаю. Вопрос Avmich-а был не об этом. Вопрос - можно ли спустить неосесимметричное тело, обладающее большим, чем фара, гиперзвуковым АК, с орбиты, до, возможно, ввода парашютов, без активного управления с момента выдачи тормозного импульса, как при баллистическом спуске "Союза".

Слова avmich'а:
"...при правильном подборе масс и геометрии возможно [ли] сделать такой аппарат, который с момента выдачи тормозного импульса до остановки на земле всю траекторию проходит пассивно устойчиво... [?]"

Нашел фотки этого "кривого" теплового щита.Вот такая "шишка" не имеет перспектив?
http://www.andrews-space.com/thumb/phpThumb.php?src=../images/pages/cevmockup.jpg&w=750

ЦитироватьСлова avmich'а:
"...при правильном подборе масс и геометрии возможно [ли] сделать такой аппарат, который с момента выдачи тормозного импульса до остановки на земле всю траекторию проходит пассивно устойчиво... [?]"

Именно. Обсуждается совсем не тот вопрос.
задан был вопрос "может ли несиметричный аппарат лететь брюхом вперёд", а отвечают на "брюхом вниз"
Это совсем разные задачи.
Первая решается достаточно просто :)

Еще возникает вопрос - на каком этапе происходит отказ СУ - до или после выдачи тормозного импульса?
Если до, можно покорректировать вектор тормозного импульса и решать более простую (относительно, конечно) задачу.

ЦитироватьЕще возникает вопрос - на каком этапе происходит отказ СУ - до или после выдачи тормозного импульса?
Если до, можно покорректировать вектор тормозного импульса и решать более простую (относительно, конечно) задачу.

До.

ЦитироватьДо.

Хм... Тогда, под СУ, очевидно, следует понимать только аэродинамическую СУ, ибо поломка РСУ ("наглухо") означает и невозможность ориентации и выдачи тормозного импульса...

P.S.: впрочем, все это, конечно оффтоп по отношению к сабжу...

Дело вот в чем - допустим, у нас есть некий 'гиперзвуковой планер', который при качестве на свехзвуке в районе 5 может самоориентироваться в потоке. Т.е. если его бросить в горизонталь или около того на 80 км и 10М, то он будет планировать пока не упадет (с).
Внимание , вопрос. Что будет, если этот планер забурится в атмосферу 'кверху брюхом'? ХО - он, при своем хорошем качестве, приобретет приличную вертикальную скорость, и влетит на ней в плотные слои - этак на 15-20 км - еще не затормозившись. После чего перегреется и сгорит.

Возможен компромисный вариант - осесимметричное устойчивое в полете тело с раскладным крылом. Т.е. до 10М оно летит по баллистике, а дальше открывает крыло и дальше уже летит не по баллистике.

ЦитироватьА вот и нет. На СА гравитация не действует - пока он не сбросит скорость в достаточной степени чтобы появилась подьемная сила. До того момента обтекание будет сугубо симметричным.

Зато действует ускорение при торможении об атмосферу. При этом челнок будет лететь тяжелым брюхом вперед, а по мере сброса скорости вектор ускорения от аэродинамического торможения  ослабнет, зато усилится гравитационная составляющая и челнок полетит планируя брюхом вниз.

Цитировать

ЦитироватьНет, насколько я понимаю. Вопрос Avmich-а был не об этом. Вопрос - можно ли спустить неосесимметричное тело, обладающее большим, чем фара, гиперзвуковым АК, с орбиты, до, возможно, ввода парашютов, без активного управления с момента выдачи тормозного импульса, как при баллистическом спуске "Союза".

Слова avmich'а:
"...при правильном подборе масс и геометрии возможно [ли] сделать такой аппарат, который с момента выдачи тормозного импульса до остановки на земле всю траекторию проходит пассивно устойчиво... [?]"

Это, конечно, задача-максимум... Практический интерес имеет как полностью пассивный спуск с орбиты, от 1-й космической до нуля с ограниченными, включая посадку, перегрузками, так и полностью пассивное торможение до дозвуковой скорости, с тем, чтобы тогда уже открыть парашюты и садиться более привычно...

Неосесимметричность тут - средство, а не цель. Интересны оба варианта торможения - как до дозвука, так и до нуля (видимо, это на практике - посадка на воду; ограничения по скорости приведут к тому, что первая задача практически будет интересной...)

Предполагается, что выдать тормозной импульс можно - тем или иным способом, вручную ли, отбрасываемым агрегатным отсеком или буксиром... На самом деле, думаю, относительно несложно будет обобщить задачу на вход со 2-й космической, когда аппарат "пассивно падает" от Луны.

Я никак не могу найти в инете ссылки на гипрезвуковые парашюты, именнно, для ориентации КА на этапе торможения. Когда-то попадались заголовки pdf, а теперь не могу найти...

ЦитироватьА вот и нет. На СА гравитация не действует - пока он не сбросит скорость в достаточной степени чтобы появилась подьемная сила. До того момента обтекание будет сугубо симметричным. Как вариант, можно наверное входить 'с отскока' - т.е. отскочить от атмосферы, потеряв на этом скорость, а потом войдти уже под углом. Но в целом - ХО - на начальном этапе невозможна пассивная самоориентация СА. Точка.

Гравитация, конечно, действует всегда, даже на орбите. Соотношения сил нужно каждый раз рассматривать; в безвоздушном пространстве, например, аэродинамические силы - нулевые, а гравитационные вполне "весомы". Перегрузки при торможении в основном определяются аэродинамическими силами; вроде бы перегрузок при посадке больше 20 "же" не бывает, то есть, аэродинамические силы превышают гравитацию не более, чем примерно в 20 раз. Подъёмная сила тоже может быть даже в верхних слоях атмосферы, за счёт большой скорости она может быть вполне ощутима ("двойной вход" Зондов).

ЦитироватьГравитация, конечно, действует всегда, даже на орбите. Соотношения сил нужно каждый раз рассматривать; в безвоздушном пространстве, например, аэродинамические силы - нулевые, а гравитационные вполне "весомы". Перегрузки при торможении в основном определяются аэродинамическими силами; вроде бы перегрузок при посадке больше 20 "же" не бывает, то есть, аэродинамические силы превышают гравитацию не более, чем примерно в 20 раз. Подъёмная сила тоже может быть даже в верхних слоях атмосферы, за счёт большой скорости она может быть вполне ощутима ("двойной вход" Зондов).

Еще раз. Для ориентации важно не абсолютное значение силы, а градиент. Грубо говоря - как СА "узнает", где верх (или хотя бы где линия "верх-низ"), чтобы скользить по атмосфере, а не зарываться в нее. Для маятника все просто - где верх, ему говорит точка подвеса. У СА такой точки нет.

Цитировать

ЦитироватьГравитация, конечно, действует всегда, даже на орбите. Соотношения сил нужно каждый раз рассматривать; в безвоздушном пространстве, например, аэродинамические силы - нулевые, а гравитационные вполне "весомы". Перегрузки при торможении в основном определяются аэродинамическими силами; вроде бы перегрузок при посадке больше 20 "же" не бывает, то есть, аэродинамические силы превышают гравитацию не более, чем примерно в 20 раз. Подъёмная сила тоже может быть даже в верхних слоях атмосферы, за счёт большой скорости она может быть вполне ощутима ("двойной вход" Зондов).

Еще раз. Для ориентации важно не абсолютное значение силы, а градиент. Грубо говоря - как СА "узнает", где верх (или хотя бы где линия "верх-низ"), чтобы скользить по атмосфере, а не зарываться в нее. Для маятника все просто - где верх, ему говорит точка подвеса. У СА такой точки нет.

Не совсем так. Парашютист, например, вполне может в полёте раскачиваться относительно "точки подвеса".

Можно говорить в терминах центра масс и центра давления. Но и там не всё просто.

ЦитироватьМожно говорить в терминах центра масс и центра давления. Но и там не всё просто.

Центр масс и центр давления дают стабилизацию только по одной оси. А тебе важна другая.

А вы по ободу линзы - засыпьте железной дроби и электромагнитов поставьте...

Еще раз. Вот СА летит по орбите, постепенно зарываясь в атмосферу. Градиент давления атмосферы пренебрежимо мал. Таким образом, ориентация СА вокруг вектора скорости НИКАК не задается - т.е. СА МОЖЕТ ориентироваться 'брюхом вниз' относительно потока. Как Демонстратор, например. Но он НИКАКИМ пассивным образом не может определить, правильно ли он ориентировался относительно вертикали - спасибо старику Энштейну, равенство инертной и гравитационной масс - пока он находится в свободном падении, гравитация считай отсутствует.
Вот ПОСЛЕ того как он затормозится - ну, не до 10М, а хотя бы до 15, вот тогда у него появится вектор силы тяжести и станет возможной аэродинамическая стабилизация. Но тогда будет уже поздно - если он на начальном этапе вошел неправильно, то забурится в атмосферу и его порвет как тузик грелку. Два способа этого избежать - или активное удержание ориентации по крену, или сначала баллистический спуск, а затем изменение формы СА чтобы получить аэродинамическую самоориентацию.

Собственно, я могу себе представить скажем авторотирующую конструкцию. Но это просто будет один из вариантов парашута. К тому же с ней тоже не все так просто.

ЦитироватьЕще раз. Вот СА летит по орбите, постепенно зарываясь в атмосферу. Градиент давления атмосферы пренебрежимо мал. Таким образом, ориентация СА вокруг вектора скорости НИКАК не задается - т.е. СА МОЖЕТ ориентироваться 'брюхом вниз' относительно потока. Как Демонстратор, например. Но он НИКАКИМ пассивным образом не может определить, правильно ли он ориентировался относительно вертикали - спасибо старику Энштейну, равенство инертной и гравитационной масс - пока он находится в свободном падении, гравитация считай отсутствует.
Вот ПОСЛЕ того как он затормозится - ну, не до 10М, а хотя бы до 15, вот тогда у него появится вектор силы тяжести и станет возможной аэродинамическая стабилизация. Но тогда будет уже поздно - если он на начальном этапе вошел неправильно, то забурится в атмосферу и его порвет как тузик грелку. Два способа этого избежать - или активное удержание ориентации по крену, или сначала баллистический спуск, а затем изменение формы СА чтобы получить аэродинамическую самоориентацию.

Собственно, я могу себе представить скажем авторотирующую конструкцию. Но это просто будет один из вариантов парашута. К тому же с ней тоже не все так просто.

A ec/\u Te/\o g/\uHHoe (no4Tu gBou'Hoe) - oHo pa3BepHeTcR B Hy>KHyi0 cTopoHy npu nepBbIx npu3Hakax ra3oBoro Hanopa...? :wink:

Ничего не понимаю (с) Колобки. По русски можно написать? Или хотя бы по английски?

Да, тоже не понял о чем речь, об пассивной аэродинамической стабилизации у слендера? Так слендеру просто надо хвостовое сопротивление поднять и он всегда будет правильно ориентирован в потоке.

ИМХО, проблема правильной ориентации теплозащиты при выходе из строя СУ на ЦВМ и неуправляемом спуске корабля с большим АК, решается не магической формой крыла, а дублированием работы ЭВМ. Независимой, распределенной и максимально тепло защищенной, и возможно аналоговой,  СУ механизации крылышек и хвоста, с термодатчиками внедренными «в» или «под» ТЗП по всему корпусу. Такая СУ просто будет стараться поворачиваться к самой горячей зоне корпуса - самым защищенным\холодным боком или пытаться соответсвовать известной ей "эталонной картинке" показаний датчиков. Т.е. когда ЭВМ работает, то она подавляет эту СУ до какого-то "красного" предела, а когда "критический" предел температуры пройден, уже  крылышки и хвост сами борются за жизнь корабля, игнорируя голову, которая их завела в такое положение. Типа как работает спиной мозг и рефлексы у животных. Когда мозги не пашут, выживаем на простых рефлексах. Предсказать,  когда тепловые градиенты опасно растут, выводя корабль в "красную зону" и автомномной системе нужно срочно вмешаться довольно просто, если есть эталонные кривые для всех датчиков, снятые при управляемом спуске.

ЦитироватьНо он НИКАКИМ пассивным образом не может определить, правильно ли он ориентировался относительно вертикали - спасибо старику Энштейну, равенство инертной и гравитационной масс - пока он находится в свободном падении, гравитация считай отсутствует.

Ух, ты! Сильное утверждение :shock:  Гравитация отсутствует? Бедный Ньютон, как он ошибался!!! :cry:

Создание такого СА вполне возможно, хотя бы для гиперзвукового участка.
 hcube ошибается с зарыванием. Начнется торможение - аппарат и сориентируется по всем осям, а до этого никакой подьемной силы не будет.
 Проблемма в том что данный аппарат будет очень чуствителен к балансировке, т.е расположение ЦМ.
 И если он не твердотельный - его перед посадкой придеться балансировать, т.е. крутить по трем осям, что подразумевает наличие системы ориентации - а это обесценивает всю идею.

ЦитироватьВот ПОСЛЕ того как он затормозится - ну, не до 10М, а хотя бы до 15, вот тогда у него появится вектор силы тяжести и станет возможной аэродинамическая стабилизация. Но тогда будет уже поздно - если он на начальном этапе вошел неправильно, то забурится в атмосферу и его порвет как тузик грелку.

Не на 10-15М, а гораздо раньше. Ничего не будет поздно, если спроектировать аппарат специально для такого случая. Значительная доля энергии торможения (3-5% минимум может быть направлена на разворот аппарата. Посчитайте рассеиваемую энергию при торможении на 1М. Её вполне хватит. и вспомните случай с Волыновым. Вхождение в атмосферу люком вперёд, пока ПАО не взорвался.

ЦитироватьНичего не понимаю (с) Колобки. По русски можно написать? Или хотя бы по английски?

Let's assume we have a two masses link to each other with ... trusts/ropes/cables... First one is our havy "capsula" and another one is bigger in midel but lighter...
Is it not enough for stabilization during re-entry? :roll:

ЦитироватьНачнется торможение - аппарат и сориентируется по всем осям,

Только по одной. Две выделенные точки (центр масс и центр давления) определяют только одну ось. Для ориентации по всем осям нужна треться точка.

Цитировать

ЦитироватьНачнется торможение - аппарат и сориентируется по всем осям,

Только по одной. Две выделенные точки (центр масс и центр давления) определяют только одну ось. Для ориентации по всем осям нужна треться точка.

Насчет трех я конечно хватил - курс то как получиться, а вот угол атаки и крен (за счет аэродинамических сил ) вполне. Но учитывая малое плечо этих сил - будут проблемы.

ЦитироватьНасчет трех я конечно хватил - курс то как получиться, а вот угол атаки и крен (за счет аэродинамических сил ) вполне. Но учитывая малое плечо этих сил - будут проблемы.

Получится только угол атаки. Две точки (центр давления и центр масс могут определить максимум одну ось.

Цитата: "serb"

ЦитироватьПолучится только угол атаки. Две точки (центр давления и центр масс могут определить максимум одну ось.

Так аэродинамичиские силы еще есть. Аналог V образнозти крыла, будут аппарат брюхом вниз разворачивать.

"Аналог V-образности крыла" разворачивает аппарат брюхом вниз, только если аппарат летит с очень малым ускорением. V-образность крыла не препятствует выполнению очень глубоких виражей. При этом элероны не отклонены, а манёвр выполняется в основном рулём направления и рулём высоты.

А у нас ускорение (торможение) весьма большое.

нет, все предложенные пассивные методы обеспечивают только одноосную ориентацию по отношению к потоку, а к местной вертикали - нет.

Так это какая V образность :wink:
 Такие еропланы строили - и без элеронов летали.
 Но моменты конечно будут малы.
 Многое еще зависит от тормозного импульса - если СА будет по пологой траектории входить, то и укорения вначале будут невелеки.
 В принципе ведь можно представить наличие большого хвостового оперения, которое после оторвет....

Что-то мне подсказывает, что крайний вариант Клипера от Су с гребнем на брюхе будет вполне себе ориентироваться в набегающем потоке этим гребнем вперед.

ЦитироватьТак аэродинамичиские силы еще есть. Аналог V образнозти крыла, будут аппарат брюхом вниз разворачивать.

V-образность просто смещает центр давления. Соответственно, она будет разворачивать аппарат не брюхом в низ, а брюхом к потоку

Цитата: "serb"

ЦитироватьV-образность просто смещает центр давления. Соответственно, она будет разворачивать аппарат не брюхом в низ, а брюхом к потоку

Соответственно если ЦТ не совпадает с ЦМ , а ниже - апарат повернется брюхом вниз. То есть на поперечном разрезе эта штука будет иметь клиновидную форму. Соответствующее продольное сечение будет придавать нужный угол атаки - геометрическую крутку придать например.
 И путь открыт к успехам :wink:

ЦитироватьСоответственно если ЦТ не совпадает с ЦМ , а ниже - апарат повернется брюхом вниз. То есть на поперечном разрезе эта штука будет иметь клиновидную форму. Соответствующее продольное сечение будет придавать нужный угол атаки - геометрическую крутку придать например.
 И путь открыт к успехам :wink:

??? ЦТ и ЦМ - одно и то же. Инерционная масса в точности равна гравитационной.

Цитата: "serb"

Цитировать??? ЦТ и ЦМ - одно и то же. Инерционная масса в точности равна гравитационной.

Ошибочка - вместо ЦМ надо ЦД :oops:
 Я встал в угол. :cry:

ЦитироватьОшибочка - вместо ЦМ надо ЦД :oops:
 Я встал в угол. :cry:

Дык ЦМ и ЦД - это всенго две точки. И определить они могут только одну прямую, одно направление - вдоль ПОТОКА. И СА имеет полное право вращаться вдоль этой оси. Так что без третьей точки направить подъемную силу в нужную сторону невозможно.

Такие дела.

Так сакракльный смысл аэродонетики состоит в том, что у тела некоей формы, при изменении угла атаки или крена, ЦД так перемещается относительно ЦТ, что возникает момент который стремится вернуть тело в прежнее положение.
 В таком вот аксепте примерно :wink:

ЦитироватьТак сакракльный смысл аэродонетики состоит в том, что у тела некоей формы, при изменении угла атаки или крена, ЦД так перемещается относительно ЦТ, что возникает момент который стремится вернуть тело в прежнее положение.
 В таком вот аксепте примерно :wink:

Опять-таки - ПО ОДНОЙ оси. Две точки не могут определять больше одной оси (ЦМ-ЦД), а вокруг нее СА имеет полное право вращаться.

ЦитироватьОпять-таки - ПО ОДНОЙ оси. Две точки не могут определять больше одной оси (ЦМ-ЦД), а вокруг нее СА имеет полное право вращаться.

Так... Уточним вопрос. Сложите самолетик из бумаги. Запустите. Вокруг какой оси он имеет полное право вращаться?
 С точки зрения вашей интересной теории он должен быть устойчив только относительно одной оси :wink:

Продольной. Не вращается из-за малой нагрузки на крыло. Демпфируется.

Но демпфироваться - не значит восстанавливать ориентацию.

ДАЖЕ ЕСЛИ КАКИМ-ТО НЕМЫСЛИМЫМ ОБРАЗОМ МЫ НАУЧИМ АППАРАТ ВОССТАНАВЛИВАТЬ ОРИЕНТАЦИЮ ПО КРЕНУ, ОН БУДЕТ ЭТО ДЕЛАТЬ ПО ОТНОШЕНИЮ К ПОТОКУ, А НЕ К МЕСТНОЙ ВЕРТИКАЛИ, ЧТО ТРЕБУЕТСЯ!!!

Самолетик стабилизируется вокруг оси Z - вертикальной. В установившемся режиме полета его ЦМ находится точно ПОД ЦД.

Для этого он должен иметь две вещи.

1) установившийся режим полета, т.е. нулевое ускорение при движении. У бумажного самолетика это обеспечено монотонной потерей высоты при постоянной скорости.
2) обтекание, которое дает высокий ЦД. Опять же - это обеспечено высоким килем, который сдвигает ЦМ вниз.

У нашего гиперзвуквого ЛА, пока он летит в верхней атмосфере, ЦТ ВООБЩЕ НЕТУ. Он находится в свободном падении, и ускорение от аэродинамики у него на порядок выше, чем ускорение от разности сил инерции и сил тяжести. А если у нас есть только одна ось ускорения, то ТОЛЬКО ВОКРУГ НЕЕ И ВОЗМОЖНА СТАБИЛИЗАЦИЯ. Т.е. стабилизация будет относительно ПОТОКА.

Вот когда аппарат затормозится до хотя бы 15М - вот тогда у него будет существенная разница силы тяжести и силы инерции (ака центробежной) и он сможет застабилизироваться путем использования изотропности поля ускорений и соответственно ассиметрии обтекания. А до того момента - не получится, не будет выраженного эффекта стабилизации в потоке за счет изгиба траектории.
Причем чтобы аппарат так застабилизировался, он должен, ХО, иметь очень хорошее качество - на гиперзвуке. Представьте себе, что будет, если он с этим хорошим качеством не так сориентируется ДО того как сможет гравитационно застабилизироваться....

В общем, ХО - наиболее реальна двухступенчатая стабилизация. СА пусть будет в форме короткого 'гвоздя' - конус - цилиндр - конус. Ну, оперение еще поверх второго конуса чтобы не крутило в потоке. После торможения до 10М из цилиндра и хвостового конуса разворачивается крыло и оперение соответственно, обеспечивающие пассивную стабилизацию и полет. А до того момента - баллистический спуск.

Продолжаем наши эксперименты с бумажным самолетиком :wink:
 Запускаем его кверху ногами (а ног то у него и нет), он что не перевернется?
 V образность крыла как работает? Наклонили ероплан вправо ЦД враво сместился. ЦТ остался на месте. Возникла пара сил которая стремится вернуть ероплан в прежнее положение.
 Демпфирование - слово то какое интересное :lol:

Пока летит в верхней атмосфере ЦТ вообще нет...
Помилуйте батенька, да вы после водки пили портвейн - нельзя так :wink:

ЦитироватьПока летит в верхней атмосфере ЦТ вообще нет...
Помилуйте батенька, да вы после водки пили портвейн - нельзя так :wink:

Правильнее - центр-то есть, но тяжести нет...

ЦитироватьПродолжаем наши эксперименты с бумажным самолетиком :wink:
 Запускаем его кверху ногами (а ног то у него и нет), он что не перевернется?

Представьте себе - не перевернётся! :) только летает плохо...

ЦитироватьV образность крыла как работает? Наклонили ероплан вправо ЦД враво сместился. ЦТ остался на месте.

ЦТ тоже сместился.

ЦитироватьВозникла пара сил которая стремится вернуть ероплан в прежнее положение.

Исключительно потому, что самолёт летит прямолинейно и равномерно. И подъёмная сила равна силе тяжести.

Давайте лучше рассмотрим самолёт, выполняющий установившийся вираж с креном 45 градусов. Ещё раз подчеркну - элероны не отклонены, отклонен только руль направления и руль высоты. Что мешает самолёту вернуться в горизонтальное положение?

Кстати, как соотносятся подъёмная сила и вес самолёта в таком вираже, и какую перегрузку испытывает пилот? :)

ЦитироватьДемпфирование - слово то какое интересное :lol:

Нормальное слово :)

ЦитироватьДавайте лучше рассмотрим самолёт, выполняющий установившийся вираж с креном 45 градусов. Ещё раз подчеркну - элероны не отклонены, отклонен только руль направления и руль высоты. Что мешает самолёту вернуться в горизонтальное положение?

Вопрос даже интереснее - а чегойто он на 45 градусов то наклонился? Элероны неподвижны. Демпфирование не должно дать ему вращаться вокруг оси, так бы и летал блинчиком.
 Какоето неправильное демпфирование :wink:

При вводе в вираж элероны отклоняются, но в установившемся вираже элероны не отклонены. Если бы они были отклонены, это был бы вираж со скольжением.

Цитировать

ЦитироватьПока летит в верхней атмосфере ЦТ вообще нет...
Помилуйте батенька, да вы после водки пили портвейн - нельзя так :wink:

Правильнее - центр-то есть, но тяжести нет...

Эх, что ж у вас чего не возмешь - ничего нет :cry:

ЦитироватьПри вводе в вираж элероны отклоняются, но в установившемся вираже элероны не отклонены. Если бы они были отклонены, это был бы вираж со скольжением.

С другой стороны зайдем. Не будем трогать элероны, но повернем руль - ероплан в крен войдет или нет?

В неинерциальной системе отсчета, связанной с центром давления аппарата на ЦМ действует 3 основные силы.
1. сила инерции в ту же сторону, что и движение аппарата
2. центробежная сила (вверх)
3. гравитационная (вниз)

вначале торможения центробежная=гравитационной и ориентация возможна только по одной оси.

после некоторого замедения, центробежная становится меньше гравитационной и равнодействующая на ЦМ уже не совпадает с осью на ЦД. Таким образом появляется (в общем случае) момент ориентирующий аппарат по плоскости составленной из вектора движения и вектора гравитации.

Если у вас есть минимальный опыт "конструирования" бумажных самолетиков, то они у вас будут ориентироваться пузом вниз всегда.  :lol:

Гораздно интереснее вопрос о том, как делать термозащиту на самоориентирующиеся штуки.

Толстой. Поскольку она, повторюсь, вначале может сориентироваться и неправильно, а это означает 'гипербаллистический' спуск с перегрузками в 30+ G. Иначе спуск с орбиты в таком аппарате будет напоминать игру в русскую рулетку - т.е. попал аппарат при торможении в 30-градусный сектор 'верха' - сел. Не попал - сгорел.

ЦитироватьТолстой. Поскольку она, повторюсь, вначале может сориентироваться и неправильно, а это означает 'гипербаллистический' спуск с перегрузками в 30+ G. Иначе спуск с орбиты в таком аппарате будет напоминать игру в русскую рулетку - т.е. попал аппарат при торможении в 30-градусный сектор 'верха' - сел. Не попал - сгорел.

У вас представление о торможении - что апарат с немеренным качеством со всей дури втыкается в атмосферу  и имея суперкачество тут же в нее ныряет.
 А самобалансирующийся аппарат качество будет иметь весьми скромное, да и торможение не так быстро пойдет.

ЦитироватьГораздно интереснее вопрос о том, как делать термозащиту на самоориентирующиеся штуки.

Вот это самое прикольное.
 Учитывая что в начальные моменты торможения силиы стабилизации так малы, что ТЗП с уносом сможет внести неслабые возмущения.....

ЦитироватьУ вас представление о торможении - что апарат с немеренным качеством со всей дури втыкается в атмосферу и имея суперкачество тут же в нее ныряет.

Дело в том, что если нельзя предсказать, как будет выглядеть ориентация аппарата при входе в атмосферу - то нельзя и предсказать его траекторию. Один и тот же аппарат при разных углах крена и одном и том же угле атаки (который только и может быть получен ориентацией по потоку) может :

- сделать отскок 'блинчиком'
- войти в тормозную спираль
- зарыться в атмосферу

Грубо говоря, первое - это угол относительно вертикали +-30 градусов, второе - боковые сектора еще по 60-70 градусов, а третье - все остальное.

Цитировать. Один и тот же аппарат при разных углах крена и одном и том же угле атаки (который только и может быть получен ориентацией по потоку) может :

- сделать отскок 'блинчиком'
- войти в тормозную спираль
- зарыться в атмосферу

Начинаете торможение в атмосфере - сила тяжести и появляется. Так что успеет аппарат соориентироваться.
 Не имея ориентации он войдет в атмосферу беспорядочно кувыркаясь.
 Постепенно он развернется носом по потоку, и примет заданный угол атаки. Позже и вращение по продольной оси прекратиться и он развернеться брюхом к Земле.
 Но все это будет происходить медленно и печально..... :wink:

Появится не сила тяжести. А сила сопротивления. Это немножко разные вещи.

ЦитироватьПоявится не сила тяжести. А сила сопротивления. Это немножко разные вещи.

Типа при прыжке с парашутом только сила сопротивления появляется? :wink:

Если прыгуна сбросить на восходящей ветке 'нуль-G' горки, то при открытии парашута тот будет направлен сооовсем не вверх.

ЦитироватьЕсли прыгуна сбросить на восходящей ветке 'нуль-G' горки, то при открытии парашута тот будет направлен сооовсем не вверх.

Но и не совсем по потоку. Точнее сказать как только самолет его перестает тащить, сопротивление воздуха свое слово начинает говорить, и сила тяжести появляется.
 Даже проще. Вы можете выпрыгнуть с самолета, но вестибулярный аппарат вам укажет где низ, хотя и не совсем верно.

Нет. Гравитация свое слово скажет только тогда, когда прыгун погасит вертикальную скорость и начнет падать - после чего вектор сопротивления воздуха начнет работать против силы притяжения. Чего в случае с орбитальным СА придется ждать довольно долго. Достаточно долго, чтобы СА успел 'зарыться' в атмосферу под нерасчетным углом.

Хорошо :wink:  Значит по вашему гравитация начинает действовать только при падении скорости до 15М? Или при определенном угле падения?
 Хотя я уже особо ничему не удивляюсь, такие тут интересные вещи высказываются :lol:

Скажем так - на 15М влияние гравитации на траекторию вероятно будет достаточным чтобы обеспечить гравитационную стабилизацию полета. Выше этой скорости гравитационного искривления траектории будет недостаточно, чтобы обеспечить устойчивость. На 26М - т.е. при входе - ОПРЕДЕЛЕННО недостаточно, поскольку гравитационной стабилизации полета ВООБЩЕ не будет.

ЦитироватьСкажем так - на 15М влияние гравитации на траекторию вероятно будет достаточным чтобы обеспечить гравитационную стабилизацию полета. Выше этой скорости гравитационного искривления траектории будет недостаточно, чтобы обеспечить устойчивость. На 26М - т.е. при входе - ОПРЕДЕЛЕННО недостаточно, поскольку гравитационной стабилизации полета ВООБЩЕ не будет.

Как только вы начинаете опускаться вниз с ускорением меньшим, чем ускорение свободного падения - гравитационная составляющая и появляется. То есть началость торможение в атмосфере - она есть.

Если бы на тело, у которого ЦМ и ЦД не совпадают, действовала только аэродинамическая сила, то вопросов нет, система симметрична относительно направления движения, можно вращаться как угодно. Но есть ещё гравитация, её сила неколлинеарна, как правило, аэродинамической силе.

По конкретным числам, конечно, хотелось бы подтверждений-обоснований.

ЦитироватьНо есть ещё гравитация, её сила неколлинеарна, как правило, аэродинамической силе.
.

Дык гравитация вкупе с аэродинамикой и определяет эту самую ось. Другое дело, что относительно этой оси (не обязательно параллельной горизонту или вертикальной) аппарат и будет вращаться.

При этом, если аппарат обладает аэродинамическим качеством - будет иметь место вектор силы, перпендикулярный этой оси. И вот этот-то вектор будет вместе корпусом вращаться, т.е. аппарат будет либо скользить, либо зарываться. А без третьей опорной точки удержать этот вектор подъемной силы в нужном направлении возможности нет

ЦитироватьПри этом, если аппарат обладает аэродинамическим качеством - будет иметь место вектор силы, перпендикулярный этой оси. И вот этот-то вектор будет вместе корпусом вращаться, т.е. аппарат будет либо скользить, либо зарываться. А без третьей опорной точки удержать этот вектор подъемной силы в нужном направлении возможности нет

В общем самолеты так и летают - медленно и печально вращаясь вокруг продольной оси :cry:
 Эжеле еще не силы демпфирования - вообщебы труба :shock:

ЦитироватьПо конкретным числам, конечно, хотелось бы подтверждений-обоснований.

А вы для чего это хотите приспособить?
 В любом случае эта штука будет имерь не очень большое качество, да и к расположению ЦТ чуствительной.

ЦитироватьКак только вы начинаете опускаться вниз с ускорением меньшим, чем ускорение свободного падения - гравитационная составляющая и появляется. То есть началость торможение в атмосфере - она есть.

От УСКОРЕНИЯ ориентация не зависит. Она зависит от положения аппарата относительно потока, т.е. от СКОРОСТИ. Т.е. аппарат начнет ориентироваться в потоке когда его СКОРОСТЬ будет в достаточной степени подправлена гравитацией чтобы обеспечить несимметричное обтекание, которое и даст стабилизацию. Ку?

ЦитироватьОт УСКОРЕНИЯ ориентация не зависит. Она зависит от положения аппарата относительно потока, т.е. от СКОРОСТИ. Т.е. аппарат начнет ориентироваться в потоке когда его СКОРОСТЬ будет в достаточной степени подправлена гравитацией чтобы обеспечить несимметричное обтекание, которое и даст стабилизацию. Ку?

От положения то есть от скорости....
 Скорость будет подправлена гравитацией...
 Простите за праздное любопытство - это где таким вещам учат? :wink:

Прощаю. МГТУ им. Баумана, кафедра 'Управление летательными аппаратами' ака ИУ-1.

Может, я что-то непонятно написал? Так спрашивайте, не стесняйтесь ;-D.

Да, тогда понятно почему наши дипломы нигде не признают....
  Грусно это :cry:

Вот что, дааарагой.  Ты сейчас закончишь выеживаться и корчить из себя умного. После чего укажешь, что именно в моем предыдущем высказывании неправильно. Если там нет неправильности - то покинешь тему за некомпетентностью. Ферштейн?

На уровне бумажных самолетиков :

Мы отпускаем самолетик. У него нулевая скорость. Самолетик начинает падать. Появляется СКОРОСТЬ и некоторое обтекание самолетика потоком на этой скорости. Обтекание дает ЦД, притяжение - ЦМ. Обращаю внимание, пока самолет не набрал скорость (и не получил какое-то обтекание), ЦМ не существует, поскольку самолет свободно падает. Т.е. первична - скорость движения, а ускорения и силы - вторичны. Ну, формально говоря, начальным источником скорости тут является притяжение, однако, скорость может быть придана и другим способом - запуском с руки или с катапульты, например.
Далее, когда самолет набрал скорость, картина обтекания формирует усилия на аэродинамических поверхностях. Они создают вторую силу (в плюс к силе притяжения) Моменты от этих двух сил разворачивают самолетик. Если конструкция правильная, то устойчивым положением для него будет планирующий полет с постоянной скоростью.

Вернемся к нашему КК. У него изначально есть скорость. И еще какая. А вот притяжения, пока он на орбите - нету. Т.е. обтекание КК на начальном этапе вхождения АБСОЛЮТНО СИММЕТРИЧНОЕ. Нет никакого предпочтительного направления, в котором аппарат обтекается по другому. По мере того, как аппарат зарывается в атмосферу, он теряет скорость, и его траектория 'загибается' вниз относительно земной поверхности. При этом его обтекание становится несимметричным, ЦД и ЦМ расходятся, и он МОЖЕТ гравитационно стабилизироваться. Но для этого аппарат должен потерять скорость (чтобы ПАДАТЬ, а не ПРОХОДИТЬ через атмосферу) в достаточной степени чтобы разница центробежной и гравитационной силы обеспечила эту самую стабилизацию за счет смещения ЦМ относительно ЦД. Или, если угодно, его траектория должна искривиться так, чтобы сдвинуть ЦД относительно ЦМ. Но в любом случае, пока скорость выше 15-20М, разницы между центробежной и гравитационной силой будет НЕДОСТАТОЧНО, чтобы гравитационно стабилизировать аппарат, учитывая также очень фиговое обтекание его тушки, которая потом должна еще и на сверх и дозвуке быть также сбалансированной.

Конечно, яхонтовый , конечно :wink:
 Т.е. аппарат начнет ориентироваться в потоке когда его СКОРОСТЬ будет в достаточной степени подправлена гравитацией чтобы обеспечить несимметричное обтекание, которое и даст стабилизацию.
 Вот это вот по русски можно? В смысле если бросить воланчик на МКС -  евойная скорость не будет подправлена гравитацией и не получиться несиметричное обтекание и что то там еще - в общем так хвостом вперед и попрет? :wink:

Если бросить воланчик с МКС (ну, затормозив на 200 м/c чтобы он вообще в атмосферу вошел), то он вначала сориентируется ТОЧНО ПО ВЕКТОРУ СВОЕЙ СКОРОСТИ, поскольку поток будет на него набегать с этого вектора. Когда он после нескольких проходов перигея окончательно зароется в атмосферу, то он пройдет атмосферу по баллистике, и когда окончательно ПОГАСИТ СКОРОСТЬ, будет падать вертикально. Это принцип работы НТУ.

Но AU интересовало другое. А именно - возможно ли тело, которое используя только пассивную стабилизацию, спускается НЕ по баллистической траектории, а, скажем, как Спираль.

Так вот, ответ был - возможно на среднем и конечном этапе, но невозможно при сходе с орбиты. Поскольку механизм гравитационной стабилизации при оном сходе не работает в силу отсутствия гравитации. А когда гравитация появится, может уже быть поздно стабилизироваться.

Я правда могу представить один вариант, но это БОЛЬШОЕ извращение и экзотика. Можно использовать гравитационную стабилизацию - раз, и можно использовать градиент плотности атмосферы (т.е. силу Архимеда). Но оба этих варианта требуют СА многокилометрового размера. В случае с гравитационной стабилизацией - многоСОТкилометрового. Что, я так понимаю, неприемлемо?

Ладно, только для окончивших МВТУ - на пальцах :wink:
 Берем шарик сажаем в него экспериментатора и поднимаем на 500 км и бросам вниз.
 Пока шарик вне атмосферы все замечательно. Наш подопытный наслаждается невесомостью. Но как только шарик входит в атмосферу начинается его торможение, что снижает ускорение его падения. А у испытуемого -нет, и оный человек падает мордой на дно шарика.
 Теперь бросаем шарик с какой то горизонтальной скоростью. Сила стремящаяся шмякнуть фейсом о дно осталась, и действует. Но шарик стал терять и горизонтальную скорость от сопротивления атмосферы. То биш появилась сила стремящаяся шмякнуть нашего орла мордой по направлению полета. Строим результирующую и получаем направление куда шмякнится наш герой.
 А теперь просто бросим шарик со смещенный центром тяжести. Так под действием этих сил шарик развернется. ЦТ развернется в сторону полета и опустится вниз под действием описанных выши сил вызванных двумя ускорениями.
 Так вот  - та сила, что действует даже когда наш шарик просто падает - и развернет наш аппарат брюхом вниз.
 Так что не точно по вектору скорости - вы еще одно ускорение забыли. Оно может составлять одну десятую при большой скорости, может и еще меньше - но оно есть.

Не спорю ни с одним словом. Как говорится - весомо, убедительно... и на два метра мимо.

Речь шла не о симметричном теле. Которое, ясен пень, спускается по баллистической траектории и ориентируется всегда самой тяжелой частью вниз по вектору ускорения. Который, к слову, ВСЕГДА направлен по вектору набегающего потока в этом случае. Исключая архимедову силу. Первый закон Ньютона, F = MA.

Речь шла о центрально НЕСИММЕТРИЧНОМ теле, для которого правильная ВЕРТИКАЛЬНАЯ ориентация (а не ориентация ПО ПОТОКУ) является вопросом 'жизни и смерти', поскольку определяет траекторию входа в атмосферу и дальнейшее сгорание или несгорание.

Да не направлен он по вектору набегающего потока, чтож вы о силе тяжести то все время забываете? По результирующей этих двух векторов.

Тело может получить ускорение только от взаимодействия с другими телами. Т.е. пока шарик падает, никакой силы тяжести для него не существует. Она появляется, когда шарик начинает замедляться, ВЗАИМОДЕЙСТВУЯ СО СРЕДОЙ. С воздухом, то бишь. Т.е. сила, бросающая товарисча внутри шарика фейсом об тейбл, будет ПОЛНОСТЬЮ обусловлена сопротивлением воздуха. А то, в свою очередь, обтеканием шарика. Оное обтекание в установившемся режиме является полностью симметричным. Т.е. ускоряться шарик будет строго по вектору скорости своего движения. Против вектора, если точнее, со знаком минус.

Вы что же, думаете, гравитация - это такое силовое поле, вроде магнитных ботинок? Не-а, то что вы полагаете гравитацией, вами НИКАК НЕ ОЩУТИМО. А ощущаете вы - силу реакции опоры.

Все это общеизвестно (тм).

На находящееся в воздухе тело действуют ВСЕГДА только ДВЕ силы: гравитация и сила сопротивления воздуха. При этом сила сопротивления воздуха направлена в точности против скорости, и действует только на корпус тела, а гравитация действует на все предметы внутри тела.

Когда тело движется равномерно (самолёт, парашютист) то эти две силы в точности равны друг другу и направлены в противоположные стороны (3-й закон Ньютона).

Когда тело движется с ускорением (например, спускаемый аппарат тормозится об воздух), то его ускорение, помноженное на массу, равно В ТОЧНОСТИ векторной сумме этих двух сил (2-й закон Ньютона) и НЕ НАПРАВЛЕНО вдоль скорости относительно воздуха.

НО!

Если внутри аппарата разместить акселерометр -- грузик на пружинке -- то на него будет действовать только сила гравитации. Это значит, что грузик по отношению к корпусу (который движется И под действием гравитации, И под действием сопротивления воздуха) будет чувствовать ТОЛЬКО силу сопротивления воздуха, то есть, покажет в точности то направление, в котором движется аппарат, а не то направление, в котором направлено отрицательное ускорение аппарата (и которое можно было бы замерить снаружи, например, с помощью радара).

Иными словами, никакими приборами внутри аппарата нельзя будет обнаружить никакую другую силу, кроме силы сопротивления воздуха. Это верно не только для тормозящегося тела, но и для парашютиста и для самолёта.

Таким образом, по моему мнению, прав hcube.

"крылья без управления"????

Ну, имеется в виду, некая форма СА, которая позволяет произвести спуск с момента выдачи тормозонго импульса до посадки без каких-либо рулящих устройств, тормозных щитков, парашутов и т.д.

ЦитироватьВы что же, думаете, гравитация - это такое силовое поле, вроде магнитных ботинок? Не-а, то что вы полагаете гравитацией, вами НИКАК НЕ ОЩУТИМО. А ощущаете вы - силу реакции опоры.

Все это общеизвестно (тм).

 То что вы считаете не ощутимым и не действующим без сопротивления воздуха - вполне позволяет развернуть аппарат брюхом к Земле и на орбите, про гравитационную стабилизацию слышали? :wink:
 А при снижении в атмосфере на шарик будут действовать две силы. Одна по потоку, а другая строго вертикально. И общая сила будет результирующие от этих двух. Вертикальной составляющей не будет если только вы приближаетесь к Земле с ускорением свободного падения.

Нифига. Гравитационная стабилизация работает на РАЗНОСТИ притяжений. Т.е. в конечном итоге приливные силы возникают ВНУТРИ самого тела.

ЦитироватьА при снижении в атмосфере на шарик будут действовать две силы. Одна по потоку, а другая строго вертикально. И общая сила будет результирующие от этих двух.

Сила притяжения, хотя и оказывает влияние на движение шарика, но на его ориентацию (и на ускорение обьектов внутри шарика) прямого влияния она НЕ ОКАЗЫВАЕТ. Шарик ориентируется ПО ПОТОКУ. Поток направлен ПО СКОРОСТИ. И только скорость является результатом взаимодействия силы притяжения и аэродинамических сил. Если в какой-то момент времени притяжение исчезнет, ориентация шарика не потеряется. Он так и будет двигаться в воздухе, постепенно замедляясь, и только когда он затормозится до нуля - вот тогда он ориентацию потеряет.

Ладно, на колу мачало начинай сначала :wink:
 Летит в воздухе сбалансированный планер с V образным крылом. Если его положить на бок - сам он не вернется в нормальное положение? А если вернется то за счет чего?

Вернется. Почему? Логика подсказывает! :)

За счет различной подьемной силы крыльев, обусловленной обтеканием их потоком под разным углом. Каковое обтекание является следствием воздушной скорости планера, а та - интегралом по времени от суммы сил притяжения и аэродинамических сил.

Хорошо :lol:
 Теперь увеличиваем скорость нашего планера. Уменьшаем площадь крыла, а V наоборот увеличиваем. Переходим к сверхзвуковому планеру, а затем гиперзуковому.
 Когда наступит такой момент что V образность перестанет действаовать? 10М, 20М или все же когда аппарат достигнет орбитальной скорости?

Еще раз. Ориентация строится ПО СКОРОСТИ. Не по силе, действующей на планер, а по ВЕКТОРУ СКОРОСТИ. Когда притяжение начнет оказывать существенное влияние на скорость - вот тогда и начнет стабилизироваться. Необходимое (но не достаточное) условие для этого - чтобы сила притяжения была больше чем центробежная сила. Т.е. скорость была ниже орбитальной. Но это только СИЛУ дает. Чтобы из силы получить СКОРОСТЬ, надо чтобы эта сила действовала какое-то время.

Яж не про это :wink:
 Я про планер.  На какой скорости- За счет различной подьемной силы крыльев, обусловленной обтеканием их потоком под разным углом. - перестанет возвращать планер в нормальное положение (брюхом вниз)?

Ээээ.... Мужики, мне, как специалисту с мировым именем в динамике полета, многие термины, употребляемые вами, знакомы, однако хотелось бы понять в целом - о чем речь? ;)

P.S.: Ну, а кроме шуток - что вы пытаетесь друг другу доказать?

Лично я стараюсь обьяснить, что одной только силы притяжения недостаточно, чтобы аппарат с V-крылом стабилизировался в потоке. Необходимо, чтобы аппарат под действием этой силы притяжения начал падать в достаточной степени чтобы обеспечить несимметричное обтекание. Иначе никакое V-крыло не даст стабилизации относительно ВЕРТИКАЛИ. Применительно к гиперзвуку... ну, скажем, пусть угол планирования будет 1:10, что очень оптимистично. Это значит, что аппарат должен набрать 1/10 орбитальной скорости по вертикали, причем набрать их за счет разницы W*R и MG. Т.е. грубо говоря 800 м/ч... при ускорении 1 м/с2... это получается 800 секунд, да? Допустим, ускорение по горизонтали будет тоже 1 м/с2 - это значит, что аппарат потеряет за это время 800 м/c - и только тогда начнет стабилизироваться в потоке. Пролетев при этом порядка  5.5 тыс. км и зарывшись на... гы, на 320 км. Практически это значит, что затормозится аппарат раньше чем застабилизируется. Т.е. он сначала потеряет скорость, и только после этого станет возможной стабилизация полета за счет V-крыла.

Ну слава богу, а то я уже испугался :wink:
 Значит стабилизация за счет V образности все же возможна :lol:
 А все остальное зависит только от формы аппарата и угла входа в атмосферу.  В чем по теории мы никак не ограничены :wink:
 Ежели бы почитали мои посты с самого начала, то увидели что я считаю этот метод теоритически воможным, но практически труднореализуемым ( да и смысла реализовывать его нет).

Мне всё время интересно узнать, чем, с точки зрения, скажем, hcube, отличается полёт осесимметричного волана с осесимметричным распределением масс в потоке в отсутствие гравитации от такового полёта в наличие гравитации.

Ещё вопрос - как будет лететь волан без гравитации, если ЦМ сдвинут от оси? А при наличии гравитации?

И, наконец, насчёт скоростей... Ускорение, создаваемое аэродинамической тормозящей силой, может быть не больше 200 м/с2 . Может быть даже не больше 100 м/с2. Да даже не больше 50 м/с2. Это вполне реальные числа, судя по посадкам Союзов и Шаттлов. А гравитационное ускорение, как известно - 10 м/с2 (примерно). То есть, количественная разница между этими силами - не больше 20 раз, а скорее - не больше 5. То есть, на мой взгляд, влияние гравитации вполне существенно.

ЦитироватьМне всё время интересно узнать, чем, с точки зрения, скажем, hcube, отличается полёт осесимметричного волана с осесимметричным распределением масс в потоке в отсутствие гравитации от такового полёта в наличие гравитации.

Ещё вопрос - как будет лететь волан без гравитации, если ЦМ сдвинут от оси? А при наличии гравитации?

И, наконец, насчёт скоростей... Ускорение, создаваемое аэродинамической тормозящей силой, может быть не больше 200 м/с2 . Может быть даже не больше 100 м/с2. Да даже не больше 50 м/с2. Это вполне реальные числа, судя по посадкам Союзов и Шаттлов. А гравитационное ускорение, как известно - 10 м/с2 (примерно). То есть, количественная разница между этими силами - не больше 20 раз, а скорее - не больше 5. То есть, на мой взгляд, влияние гравитации вполне существенно.

Авмич, скажите Бога ради, что Вы имеете ввиду под "отсутствием гравитации"? Насколько я помню Закон Всемирного Тяготения, гравитация исчезнуть не может (ну, разве что масса тела внезапно обнулится) :shock:

Полет симметричного волана при наличии гравитации склонен к загибу в сторону центра гравитации. Т.е. пока волан не выйдет на прямую, ведущую к оному центру, он будет лететь с небольшим углом атаки, который позволит парировать моментом от разного обтекания хвоста момент от переднего расположения массы. Это естественно, я с этим и не спорю. Волан будет стабилизироваться везде и всегда (с).

Вопрос был в том, может ли V-крыло стабилизироваться не где-то в конце полета, а с самого его начала.

Так вот - стабилизироваться он будет, но величина стабилзирующего момента будет пренебрежимо мала по сравнению с подьемной силой.

В самом деле - вот у нас есть V-крыло в установившемся полете. Даем ему крен без изменения угла атаки. На том крыле которое пошло вниз проекция подьемной силы на вертикаль возрастает, которое пошло вверх - падает. Крыло в целом получает момент и возвращается обратно в сбалансированное положение.
То же самое по скорости - скорость выше - усилие на стабилизаторе больше - угол атаки растет - лобовое сопротивление растет - скорость падает.

Если же мы рассмотрим то же самое V- крыло в падении (а сход с орбиты - это именно что падение), мы получим следующее - вместо G у нас будет разница между G и центробежной силой. Аналогично с подьемной силой - она меньше, чем в нормальном полете, потому что ей нечего компенсировать (иначе аппарат просто улетит в космос). А вот возмущения наоборот выше - поскольку скорость высокая.  Итого мы получаем, что эффект стабилизации линейно растет с падением скорости. А возмущения - линейно же падают. Плюс еще меняется угол атаки - на входе он должен быть очень близко к нолю, а чем ниже, тем он должен быть больше, вплоть до 20-30 градусов на дозвуке.

В общем, сомнения меня берут, что можно в принципе спроектировать хоть сколько-то летучий на дозвуке обьект, который сможет застабилизироваться по вертикали при входе. В теории - да, есть потенциальная ямка. Но меееелкая.

ЦитироватьВ теории - да, есть потенциальная ямка. Но меееелкая.

Ну вот и пришли к консенсусу :wink:

ЦитироватьА при снижении в атмосфере на шарик будут действовать две силы. Одна по потоку, а другая строго вертикально. И общая сила будет результирующие от этих двух. Вертикальной составляющей не будет если только вы приближаетесь к Земле с ускорением свободного падения.

Вы смешиваете две вещи. Если уж применять механику инерциальных систем, то с её точки зрения и в свободном падении на тело тоже действует сила гравитации. Не надо прыгать от модели к модели.

ЦитироватьВы смешиваете две вещи. Если уж применять механику инерциальных систем, то с её точки зрения и в свободном падении на тело тоже действует сила гравитации. Не надо прыгать от модели к модели.

Так я ж не кандидацкую пишу :wink:
 А выясняю теоретическую возможность. Которая и была выяснена. :lol:

ЦитироватьТак я ж не кандидацкую пишу :wink:

xxx: Вапрос одмину! Превет, у меня вапрос.. Пачему вы низделаете так что бы про100ые пасетители сайт, магли дабавлять новасть?
Admin: вот поэтому и не делаю

Средний школа я ленился - плохо грамота учил :wink:

ЦитироватьСредний школа я ленился - плохо грамота учил :wink:

А физику? ;)

Цитировать

ЦитироватьСредний школа я ленился - плохо грамота учил :wink:

А физику? ;)

С физикой дела получше обстояли :wink:

ЦитироватьСамолетик стабилизируется вокруг оси Z - вертикальной. В установившемся режиме полета его ЦМ находится точно ПОД ЦД.

 ... Собственно говоря, при устойчивом невозмущённом движении тела в атмосфере ЦМ находится точно СПЕРЕДИ ЦД. ...
 ... Иначе возникнет вращательный момент относительно ЦМ, это довольно просто. ...
 ... Нда, однако. ...

 Удивительно, как появляется эта тема подобная этой - о стабилизации аппарата при спуске с орбиты, так большинство начинают нести АХИНЕЮ[/size].
  :D  :D  :D  :D

 hcube, для свободного тела сила тяжести не создаёт никаких моментов относительно центра масс тела, ПОТОМУ ЧТО ОНА ПРИЛОЖЕНА В ЦЕНТРЕ МАСС ТЕЛА!!!!
  :D  :D  :D  :D

 (Это, вообще, ещё в школе изучаюТЬ.)

 Не может сила тяжести как-то вращать свободное тело относительно центра масс ну хоть удавись.
  :D  :D  :D  :D

 Летательный аппарат относительно центра масс вращает аэродинамическая сила и только она, сила тяжести может только сообщать ускорение направленное к центру Земли. Это совершенно никак не зависит от скорости аппарата.  :D

 На самом деле, есть ещё парочка сил, которые сообщают телу вращательный момент относительно центра масс таким образом, что его тяжелая часть оказывается внизу.
 Летательные аппараты основанные на действии одной из этих сил широко известны, это Воздушные Шары.  :D

 Другая сила - неравномерномерность гравитационного поля.

 Так что самостабилизирующийся аппарат должен быть или "Воздушным Шаром" или стабилизироваться за счёт неодинаковости гравитационного поля в пределах размеров аппарата.

 Выбирайте на вкус, что реальнее.  :D

Так, еще один наш клиент (с)

У любого аппарата летящего в атмосфере есть ЦД. Если положение ЦД отличается от положения ЦМ (а оно отличается, причем плавает в зависимости от положения аппарата относительно потока), то аппарат стабилизируется так, чтобы ЦД находился над ЦМ (это важно!) по текущему вектору ускорения аппарата. Каковой вектор обусловлен аэродинамикой. Которая зависит от вектора скорости, которая изменяется набором сил, действующих на аппарат.

Таким образом, в установившемся полете у планера ЦД находится ТОЧНО НАД ЦМ, и никак иначе - полет установившийся, подьемная сила равна по вектору и противоположна по направлению силе тяжется. Таким образом, у планера работает стабилизация по двум осям - крена и тангажа. По оси рысканья планер находится в безразличном равновесии, демпфированном рулем направления.

В отличии от планера, СА не находится в установившемся полете. В процессе схода с орбиты на него в основном действует сила сопротивления воздуха - и только во вторую очередь маааленький добавочек, обусловленный искривлением траектории относительно орбитального или суборбитального движения на данной высоте, который проистекает от потери скорости относительно орбитальной. Т.е. аппарат тормозится - траектория искривляется на радиус меньше чем радиус орбиты - ЦД смещается относительно состояния 'горизонтального' полета - возникает подьемная сила - аппарат стабилизируется ее компонентами.
Но это эффект второго порядка малости по сравнению с лобовым сопротивлением. Грубо говоря, при скорости 20М подьемная сила может составлять не более 20% от MG - а сила лобового сопротивления может доходить до 2-3MG, т.е. превышать подьемную силу в 10 и более раз. Для планера характерна обратная ситуация - что подьемная сила превышает лобовое сопротивление в 10-50 раз. Т.е. СА стабилизируется в 100 и более раз хуже планера, это значит, что если планеру достаточно 10 градусного V-крыла чтобы стабилизироваться, то СА нужно крыло с V приближающимся к 80-85 градусам ;-). АКА клиновидный парашут ;-).  Причем, поскольку у нас изначально стояла проблема полета на всем протяжении спуска, то крыло НЕ МОЖЕТ иметь V более 20-30 градусов, иначе никакого полета на конечном участке не будет. Это значит, что крыло, которое может осуществлять спуск на конечном этапе, может стабилизироватьс в полете начиная со скорости не более 5-8 (ИМХО) М. А до того его стабилизирующих качеств недостаточно чтобы парировать возмущения.
Кроме того, стабилизация происходит относительно вектора ускорения аппарата. А не относительно G. Грубо говоря, если аппарат закопался в атмосферу под избыточным углом атаки, то прежде всего V будет его держать в плоскости маневра, которая определяется продольной и вертикальной осями аппарата, а стабилизация относительно вертикали будет меньше настолько же, насколько подьемная сила в данном случае выше чем MG. Т.е. она будет, да. Но работать эта стабилизация будет очень медленно и плохо.

Мало смайлов и выделений - клиент не поймет :cry:
 К стати есть и несколько ошибочек :wink:
 Если стабилизация от V работает плохо, то и наш СА удержать кверху ногами весьма проблематично. Он будет вращаться вокруг продольной оси - а значит будет не зарывание , а некое спиралеобразное движение.  Эту закрутку можно усугубить формой аппарата - так что до момента сброса скорости он протянет :wink:
 Опять ж V 80 градусов можно и не делать. Крыло может быть вообще без v. А его роль будет играть дополнительная вертикальная поверхность - как на планре старикашки Ленгли.  
 То есть - по теории возможно , а дальнейшее счастье в руках инженеров :wink:

ЦитироватьАвмич, скажите Бога ради, что Вы имеете ввиду под "отсутствием гравитации"? Насколько я помню Закон Всемирного Тяготения, гравитация исчезнуть не может (ну, разве что масса тела внезапно обнулится) :shock:

Я пытаюсь упростить задачу, оставив существенные, на мой взгляд, вещи.

hcube, давайте такое упрощение рассмотрим. Гравитационное поле у нас не центральное, а параллельное - то есть, два кирпича, разнесённые на (мега)метр, падают строго параллельно.

Предлагается рассмотреть два варианта. 1) полёт волана с ЦМ, находящимся на оси, считая, что гравитации нет (пренебрежимо мала, выключена, и т.п. - Дмитрий, прошу не пугаться, это gedankenexperiment). 2) тот же полёт волана, но ЦМ смещён от оси. Гравитации также нет.

Затем предлагается рассмотреть ещё два вариата - тех же самых, но гравитация (параллельное поле) включено.

Когда будут наблюдаться различия?

Ну вот картинка, объясняющая разницу между неуправляемым планером и неуправляемым воланом в плоском гравитационном поле

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/4363.gif)

Все дело в относительном расположении прямой "центр масс-центр давления" относительно вертикали. Если эта прямая приближена к вертикали - то планер (или тот же волан) может вертеться вокруг нее как его душе угодно. Что регулярно и происходит, желающие могут произвести эксперимент с бумажным самолетиком.

Если же прямая близка к горизонтали, то при повороте вокруг нее вектор подъемной силы может стать сонаправленным вектору силы тяжести, в результате чего происходит зарывание в атмосферу вместо скольжения

Цитировать...Дмитрий, прошу не пугаться, это gedankenexperiment...

что-то здесь неправильно. мысленный эксперимент будет "gedankliches Experiment". задуманный - gedanktes

В случае паралельного поля, да, стабилизация будет. А вот в случае центрального - фиг, пока скорость не упадет существенно ниже орбитальной.

ЦитироватьЕсли стабилизация от V работает плохо, то и наш СА удержать кверху ногами весьма проблематично.

Она будет работать не плохо, а не туда ;-).

ЦитироватьОна будет работать не плохо, а не туда ;-).

:?:

Цитировать

Цитировать...Дмитрий, прошу не пугаться, это gedankenexperiment...

что-то здесь неправильно. мысленный эксперимент будет "gedankliches Experiment". задуманный - gedanktes

Безусловно, это оффтоп :) , поэтому на эту "подтему" в этой теме это моё последнее замечание:

http://en.wikipedia.org/wiki/Gedanken_experiment

Witt-Hansen established that Hans Christian

ЦитироватьВ случае паралельного поля, да, стабилизация будет. А вот в случае центрального - фиг, пока скорость не упадет существенно ниже орбитальной.

Совсем непонятно. Почему в параллельном поле-то будет? А в других нецентральных полях? В реальности у Земли, конечно, нецентральное поле.

Цитировать

ЦитироватьВ случае паралельного поля, да, стабилизация будет. А вот в случае центрального - фиг, пока скорость не упадет существенно ниже орбитальной.

Совсем непонятно. Почему в параллельном поле-то будет? А в других нецентральных полях? В реальности у Земли, конечно, нецентральное поле.

В параллельном поле тоже не будет, все в порядке :-) Для характерных размеров СА гравитационное поле Земли поле параллельно с огромной точностью :-)

Как правило при движении КА в атмосфере решаем 7 уравнений движения ц.м. и 12 - движения вокруг ц.м.

Если сбросить два одинаковых шара, соединённые тросом, то мне кажется, что трос будет направлен точно по ускорению и неколлинеарен скорости. То есть, будет чувствовать и сопротивление воздуха и гравитацию. Если сюда добавить ещё и хвост от воздушного змея (он очень лёгкий и будет чувствовать только скорость), то по углу между хвостом и тросом можно будет судить, где низ.

Таким образом, в принципе, тело сложной формы, у которого и масса распределена нетривиальна и аэродинамика нетривиальная, в какой-то момент вполне может сориентироваться относительно горизонта нужным образом.

ЦитироватьСовсем непонятно. Почему в параллельном поле-то будет? А в других нецентральных полях? В реальности у Земли, конечно, нецентральное поле.

Потому что антигравитацию пока не изобрели. В паралельном поле летящий с ЛЮБОЙ скоростью обьект падает на гравитирующую плоскость. А в случае с центром притяжения при орбитальной скорости обьект никуда не падает (я потому старика Энштейна и равенство гравитационной и инерциальной масс и упомянул). Стабилизация же всяких планеров по вертикали есть прямое следствие их падения в атмосфере. Нет падения - нет стабилизации. Более того, если планер идет со сверхорбитальной скоростью (скажем, войдя в атмосферу с эллиптической орбиты), для него устойчивым в горизонтальном полете будет положение 'кверху ногами'.

Цитировать

ЦитироватьВ случае паралельного поля, да, стабилизация будет. А вот в случае центрального - фиг, пока скорость не упадет существенно ниже орбитальной.

Совсем непонятно. Почему в параллельном поле-то будет? А в других нецентральных полях? В реальности у Земли, конечно, нецентральное поле.

Разница случаев параллельного поля  и центрального, в том, что при движении вокруг центра появляется центробежная сила. При скорости = орбитальной эта сила полностью компенсирует силу гравитации (в системе отсчета связанной с телом). В плоском случае центробежной силы не возникает. Нецентральностью поля земли, конечно, можно пренебречь.

ЦитироватьНу вот картинка, объясняющая разницу между неуправляемым планером и неуправляемым воланом в плоском гравитационном поле

(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/4363.gif)

Все дело в относительном расположении прямой "центр масс-центр давления" относительно вертикали. Если эта прямая приближена к вертикали - то планер (или тот же волан) может вертеться вокруг нее как его душе угодно. Что регулярно и происходит, желающие могут произвести эксперимент с бумажным самолетиком.

Если же прямая близка к горизонтали, то при повороте вокруг нее вектор подъемной силы может стать сонаправленным вектору силы тяжести, в результате чего происходит зарывание в атмосферу вместо скольжения

 Совершенно верно.  :)

 Если "креном" называть одинаково и для планера и для СА поворот относительно оси проходящей через ЦМ и ЦД при полёте с каким-либо балансировочным углом атаки, то всё выглядит очень просто.

 Как-либо стабилизировать аппарат относительно этого движения с помощью силы тяжести технически невозможно.

ЦитироватьУ любого аппарата летящего в атмосфере есть ЦД. Если положение ЦД отличается от положения ЦМ (а оно отличается, причем плавает в зависимости от положения аппарата относительно потока), то аппарат стабилизируется так, чтобы ЦД находился над ЦМ (это важно!) по текущему вектору ускорения аппарата. Каковой вектор обусловлен аэродинамикой. Которая зависит от вектора скорости, которая изменяется набором сил, действующих на аппарат.

 Потрясающе оригинальная терминология - "ЦД находился над ЦМ (это важно!) по текущему вектору ускорения аппарата".
 Я такой комбинации "над по вектору ускорения" не слыхал ещё.
  :D

ЦитироватьТаким образом, в установившемся полете у планера ЦД находится ТОЧНО НАД ЦМ, и никак иначе - полет установившийся, подьемная сила равна по вектору и противоположна по направлению силе тяжется.

 Вай!  :shock: А что, лобового сопротивления нету ВООБЩЕ????  :shock:

 Классный аппарат, куплю, где есть такой?  :wink:  :D

ЦитироватьТаким образом, у планера работает стабилизация по двум осям - крена и тангажа. По оси рысканья планер находится в безразличном равновесии, демпфированном рулем направления.

  Это смотря что называть "креном и тангажом".  :wink:
  Шаттл, например, при сходе с орбиты безусловно стабилизируется по "крену" - если "креном" называть поворот вокруг его наиболее длинной оси, проходящей от носа к хвосту.
 Только при сходе с орбиты он летит брюхом вперёд и креном логично считать поворот относительно оси соединяющей ЦМ и ЦД на данном балансировочном угле атаки.

ЦитироватьНо это эффект второго порядка малости по сравнению с лобовым сопротивлением. Грубо говоря, при скорости 20М подьемная сила может составлять не более 20% от MG - а сила лобового сопротивления может доходить до 2-3MG, т.е. превышать подьемную силу в 10 и более раз.

 Однако.  :shock:

 "Пришли ходоки к Ленину, стоят в коридоре, ждут, голодные страшно. Мимо идёт Дзержинский с большим караваем под мышкой.

 Ходоки. - "Мил человек дай краюшечку хлебца!"
 Дзержинский. - "А идите вы на ..Й!!!!"

 Дождались ходоки приёма у Ленина и жалуются.

 Ходоки. - "Владимир Ильич, тут мы в коридоре стояли, мимо шел Дзержинский с караваем, мы хлебца попросили, а он нас на ..Й послал!"
 Ленин. - "КАК? ТОЛЬКО НА ..Й ПОСЛАЛ???? ОН И 3,14ЗДЫ ДАТЬ МОГ!!!!
 ДОБРЕЙШЕЙ ДУШИ ЧЕЛОВЕК!!!!"

 hcube - "может доходить до 2-3MG"?  :wink:
 А если, например, это тело типа "пустой топливный бак"?  :wink:

 (Про подъёмную силу я для простоты вообще не говорю, но тоже непонятно, почему она только 20% от массы независимо от формы тела, его плотности и т. п.)

ЦитироватьЕсли сбросить два одинаковых шара, соединённые тросом, то мне кажется, что трос будет направлен точно по ускорению и неколлинеарен скорости. То есть, будет чувствовать и сопротивление воздуха и гравитацию. Если сюда добавить ещё и хвост от воздушного змея (он очень лёгкий и будет чувствовать только скорость), то по углу между хвостом и тросом можно будет судить, где низ.

Таким образом, в принципе, тело сложной формы, у которого и масса распределена нетривиальна и аэродинамика нетривиальная, в какой-то момент вполне может сориентироваться относительно горизонта нужным образом.

 В школьной физике такой опыт описан - берут две книги, между ними кладут лист бумаги.
 Потом кидают и лист вылетает - книги не давят друг на друга в свободном падении.

Подьемная сила и сила лобового сопротивлнения - это два компонента одной и той же силы. ЦД, во всяком случае, AFAIK считается с учетом обоих. Если еще точнее - то трех - еще есть боковое сопротивление.
И в этом случае в установившемся полете по прямой ЦД находится ТОЧНО НАД ЦМ. Если полет установившийся, но НЕ по прямой - тогда ЦД находится опять же над ЦМ, но ЦМ расчитывается исходя из ускорения по траектории плюс сила тяжести.

ЦитироватьПодьемная сила и сила лобового сопротивлнения - это два компонента одной и той же силы. ЦД, во всяком случае, AFAIK считается с учетом обоих. Если еще точнее - то трех - еще есть боковое сопротивление.
И в этом случае в установившемся полете по прямой ЦД находится ТОЧНО НАД ЦМ. Если полет установившийся, но НЕ по прямой - тогда ЦД находится опять же над ЦМ, но ЦМ расчитывается исходя из ускорения по траектории плюс сила тяжести.

 hcube вы или рассматриваете случай когда летательный аппарат снижается - тогда силу лобового сопротивления компенсирует составляющая силы тяжести. В этом случае действительно ЦД находится над ЦМ.
 Назвать такой полёт "установившимся", разумеется, можно.  :wink: До того момента как аппарат в землю врежется или исчезнет восходящий поток воздуха, который ему это не даёт сделать.  :D

 В других случаях установившегося полёта у летательного аппарата есть тяга для компенсации лобового сопротивления.  :wink:  :)

 hcube как это - "ЦМ расчитывается исходя из ускорения по траектории плюс сила тяжести"?  :shock:
 А я-то всегда думал, что ЦМ зависит от формы тела и распределения массы по объёму тела...  :roll:

Слушай, постановку задачи помнишь, да? Тело без управляющих поверхностей и какого-либо другого управления, телу придается тормозной импульс. Задача - пройти траекторию не по баллистике, с малым ускорением.

Где тут написано про двигатель? ;-D

ЦитироватьА я-то всегда думал, что ЦМ зависит от формы тела и распределения массы по объёму тела...

Ой, да, точно. Чтой-то я еще не проснулся...

А, вот что я хотел сказать - ЦМ, да, положения не меняет. Но местная 'вертикаль' будет не вертикалью, а считается с учетом ускорения тела. Например, если планер описывает круги, то его 'вертикаль' будет нормалью к поверхности конуса, по которому он летает. И стабилизироваться он будет именно вокруг нее.

Да все понятно предельно: вектор скорости и вектор ускорения почти совпадают на начальном этапе входа в атмосферу. Стабилизация будет только по одной оси. Планеру все равно будет лететь брюхом вниз или вверх.
И если он полетит брюхом вверх, то зароется в атмосферу и сгорит на следующем этапе.

Ну понаписали!

Помнится, пару лет назад этот вопрос уже поднимался. Мне тогда дали по шапке, сказав что это невозможно. С тех пор я слегка постарел и помудрел :)

ЦитироватьТаким образом, в установившемся полете у планера ЦД находится ТОЧНО НАД ЦМ, и никак иначе - полет установившийся, подьемная сила равна по вектору и противоположна по направлению силе тяжется. Таким образом, у планера работает стабилизация по двум осям - крена и тангажа. По оси рысканья планер находится в безразличном равновесии, демпфированном рулем направления.

На самом деле все не совсем так (или совсем не так), хотя выводы правильные :) Для начала стоит все-таки разобраться как происходит стабилизация по крену обычных крылатых аппаратов (самолетов и планеров).  
Начнем с того что само понятие ЦД хорошо работает для баллистических аппаратов но плохо применимо к "растопырчатым" аппаратам. В общем случае аэродинамические силы могут создавать крутящие моменты которые не получается свести к сумме сил приложенных к ЦД. Пример - пропеллер в авторотации. Крыло тоже кроме подъемной силы создает еще крутящий момент. Кроме того обычно говорят о ЦД простых форм типа крыла или элеватора но не самолета в целом поскольку для самолета положение ЦД определить сложно - он гуляет туда-сюда в зависимости от тысячи причин.

Далее, представление о том что "ЦД над ЦМ, сила тяжести тянет вниз за ЦМ, подъемная сила тянет вверх за ЦД и в результате самолет устойчив" в корне неверно. Вектор подъемной силы всегда направлен вверх в системе координат аппарата. При отклонении по крену вектор подъемной силы также поворачивается вместе с аппаратом и продолжает оставаться в вертикальной плоскости симметрии аппарата. И никакого компенсирующего момента он не создает и создать не может.

И вообще, почему-то когда говорят о ЦД и ЦМ на картинках всегда рисуют Сессну :) А если вместо Сессны нарисовать Пайпер (или любой другой низкоплан) то вдруг оказывается что крылья-то сильно ниже ЦМ - и ничего, летают :)

Механиз тут совсем другой. А именно:

Стабильность по тангажу достигается установкой стабилизатора под меньшим углом атаки (как правило нулевым или отрицательным) по сравнению с крыльями. При возмущении по тангажу углы атаки крыла и стабилизатора меняются на одну и ту же абсолютную величину но в относительном выражении угол атаки (и соответственно подъемная сила) стабилизатора меняется значительно больше. В результате появляется некомпенсированный момент (достаточно большой поскольку плечо стабилизатора относительно ЦМ большое) который и разворачивает самолет обратно. Заметим что это стабильность по углу атаки относительно потока а не относительно горизонта. Относительно горизонта стабильность достигается путем отрицательной обратной связи через скорость: если траектория загибается вниз, появляется компонент силы тяжести в направлении движения, скорость увеличивается, соответственно увеличивается подъемная сила которая и выпрямляет траекторию. И наоборот.

Стабильность по крену достигается также за счет скорости. А именно: при возмущении по крену вектор подъемной силы поворачивается вместе с аппаратом и отклоняется от горизонтали. Возникает некомпенсированный компонент силы направленный вбок (и вниз) и соответственно боковое ускорение. Постепенно аппарат набирает боковую скорость (начинает скользить на крыле вбок). В результате  набегающий поток уже дует не прямо в лоб а немного сбоку. Этот боковой компонент набегающего потока и вызывает момент разворачивающий аппарат обратно по крену. Сей момент возникает не сам по себе а благодаря всяким хитростям: V-образному крылу, стреловидности, хвосту который торчит вверх а не вниз, экранированию одного крыла фюзеляжем и пр.  Эта стабильность по крену действует только в узком диапазоне. При больших углах крена аппарат уйдет в спираль.

Еще раз: крен -> боковой компонент подъемной силы -> боковое ускорение -> боковая скорость -> несимметричнное обтекание -> компенсирующий момент.
Чтобы эффект стал заметен очевидно надо чтобы боковая скорость в результате скольжения была бы хоть как-то сопоставима со скоростью набегающего потока.  На дозвуке это легко, на 20 махах с этим сложнее.

ЦитироватьДа все понятно предельно: вектор скорости и вектор ускорения почти совпадают на начальном этапе входа в атмосферу. Стабилизация будет только по одной оси. Планеру все равно будет лететь брюхом вниз или вверх.
И если он полетит брюхом вверх, то зароется в атмосферу и сгорит на следующем этапе.

Вывод прост - ему должно быть всё равно, летит он брюхом вверх или брюхом вниз. Т.е. он должен лететь брюхом вперёд. Ну или закрутка.
Но тогда он пойдёт по баллистике... Что впрочем не означает, что ускорения будут большими - они обратно пропорциональны продолжительности торможения.

ЦитироватьСтабильность по крену достигается также за счет скорости. А именно: при возмущении по крену вектор подъемной силы поворачивается вместе с аппаратом и отклоняется от горизонтали. Возникает некомпенсированный компонент силы направленный вбок (и вниз) и соответственно боковое ускорение. Постепенно аппарат набирает боковую скорость (начинает скользить на крыле вбок). В результате  набегающий поток уже дует не прямо в лоб а немного сбоку. Этот боковой компонент набегающего потока и вызывает момент разворачивающий аппарат обратно по крену. Сей момент возникает не сам по себе а благодаря всяким хитростям: V-образному крылу, стреловидности, хвосту который торчит вверх а не вниз, экранированию одного крыла фюзеляжем и пр.  Эта стабильность по крену действует только в узком диапазоне. При больших углах крена аппарат уйдет в спираль.

Еще раз: крен -> боковой компонент подъемной силы -> боковое ускорение -> боковая скорость -> несимметричнное обтекание -> компенсирующий момент.
Чтобы эффект стал заметен очевидно надо чтобы боковая скорость в результате скольжения была бы хоть как-то сопоставима со скоростью набегающего потока.  На дозвуке это легко, на 20 махах с этим сложнее.

 Ага, ну вот это другое дело - просто смещается ЦД при боковом ускорении аппарата, что и создаёт компенсирующий момент. :)

 Мне это приходило в голову, в своё время, но я был не уверен, что такое вообще возможно. :)

 Кстати, управляющий момент по крену у СА Союза, например, довольно "дохлый" - А Может Тоже Получится? ;)

ЦитироватьВ школьной физике такой опыт описан - берут две книги, между ними кладут лист бумаги.
 Потом кидают и лист вылетает - книги не давят друг на друга в свободном падении.

Шары не будут в свободном падении, они будут тормозиться об воздух. Рассуждение является продолжением моих рассуждений из предыдущего сообщения.

ЦитироватьВ параллельном поле тоже не будет, все в порядке :-) Для характерных размеров СА гравитационное поле Земли поле параллельно с огромной точностью :-)

Мне-то это понятно. Но я не понимаю хкуба, поэтому на всякий случай не опираюсь на эти предположения...

Я думаю, что в случае отсутствия гравитации аппарат будет лететь с ЦМ вперёд, ЦД назад (грубо говоря), и вокруг оси ЦМ-ЦД все положения одинаковы, то есть, ориентация может быть любая.

[img url=http://img63.imageshack.us/my.php?image=a4mih0.gif][/img]

Добавление гравитации меняет картину - и вопрос в том, как именно. Если ЦМ находится на оси симметрии (допустим, что такая есть), то аппарат по-прежнему может находиться в любом положении поворота относительно этой оси, опять же из соображений симметрии. Другое дело, как он будет находиться относительно потока.

(http://img154.imageshack.us/my.php?image=a91rj0.gif)

Если же центр масс не находится на оси, то симметрии нет. То есть, возможны какие-то устойчивые состояния - при малых возмущениях система возвращается обратно.

(http://img80.imageshack.us/my.php?image=a92hc0.gif)

Возможно ли, что последняя конфигурация окажется устойчивой? Скажем, вращать вокруг оси в последней схеме - повышать ЦМ, а врвщать вокруг ЦМ - становиться в невыгодное вэродинамическое положение?

ЦитироватьДобавление гравитации меняет картину - и вопрос в том, как именно.

Львеь - никак. Поскольку гравитационная и инертная масса в точности равны друг другу

Читали, что писал ДмитрийК.
Не сможет все свестись к влиянию только двух точек... и суммой двух векторов...
Смещение центра давления и куча моментов создаваемых разными элементами конструкции, да на разных скоростях, да под разными углами движения....

Я думаю крылатый аппарат при спуске может быть только с активным управлением.

Цитировать

ЦитироватьДобавление гравитации меняет картину - и вопрос в том, как именно.

Львеь - никак. Поскольку гравитационная и инертная масса в точности равны друг другу

По-моему, меняет, потому что к ЦМ оказывается приложена дополнительная сила, под углом к уже имеющейся. Соответственно, возникает ускорение, соответственно, меняется направление движения - и продолжает меняться, пока силы расположены под углом... А если ещё и распределение масс несимметрично, то возможны, скажем, повороты аппарата вокруг оси симметрии с уменьшением потенциальной энергии. В общем, непонятно, почему добавление гравитации в картину не должно ничего менять.

Кстати, как картинки-то вставляются?.. Серб, напомни :) .

Оно потому ничего не меняет, что моменты от лобового сопротивления на порядок больше моментов от подьемной силы летящего на 20М аппарата. Т.е. любое случайное возмущение - и бац, аппарат делает оверкиль и зарывается.

ЦитироватьОно потому ничего не меняет, что моменты от лобового сопротивления на порядок больше моментов от подьемной силы летящего на 20М аппарата. Т.е. любое случайное возмущение - и бац, аппарат делает оверкиль и зарывается.

Ну, Союз же не зарывается мгновенно... как и Шаттл, или Восток, или, скажем, ВА ТКС. Ничего мгновенно не происходит - не возникают слишком большие моменты мгновенно.

Непонятно, почему от силы, сравнимой по величине - скажем, притяжение составляет 20% от лобового сопротивления - ничего не должно зависеть.

На всякий случай напомню, что моменты можно считать от разных точек. Нецентральное распределение масс Востока, например, иллюстрирует, что хотя лобовое сопротивление при включении гравитации остаётся тем же, возникает момент силы тяжести относительно геометрического центра корабля.

Так почему от гравитации не должно ничего тут зависеть?

ЦитироватьОно потому ничего не меняет, что моменты от лобового сопротивления на порядок больше моментов от подьемной силы летящего на 20М аппарата. Т.е. любое случайное возмущение - и бац, аппарат делает оверкиль и зарывается.

 hcube у того же Союза "подъёмную силу" создаёт "лобовое сопротивление". "Как это?" - очень просто, так координатные оси расположены для Союза. :)
 Кстати, из чего же следует, что подъёмная сила может быть всего около 20% от массы силы лобового сопротивления? ;)

 Далее, "моменты от лобового сопротивления" может и большие, однако управление по крену СА Союза производится предохленьким двигателем. :)

 И ещё, для Союза конкретно это вообще неактуально - в его случае изменением крена управляют дальностью. :)

Ещё кстати, по поводу возмущений движения. :)

 Есть вообще аппарат, который на какой-либо скорости поворачивается "правильно" если его бросить в поток произвольным образом?

ЦитироватьТак почему от гравитации не должно ничего тут зависеть?

 Потому что сама гравитация не создаёт никаких моментов относительно центра масс. Восстанавливающий момент создаёт та же аэродинамическая сила - за счёт изменения направления обтекания аппарата, который начинает падать набок получив крен. ЦД смещается и возникает восстанавливающий момент.

ЦитироватьКстати, из чего же следует, что подъёмная сила может быть всего около 20% от массы силы лобового сопротивления?

Подьемная сила в долгосрочной перспективе не может быть больше чем сила притяжения, иначе аппарат просто обратно в космос улетит. (нет, сама сила-то может, скажем при ходьбе 'галсами'. Но при этом стабилизирующая компонента не увеличится, вот в чем вопрос.) А на 20М сила притяжения равна 0.2 от таковой на 1М.

Цитировать

ЦитироватьКстати, из чего же следует, что подъёмная сила может быть всего около 20% от массы силы лобового сопротивления?

Подьемная сила в долгосрочной перспективе не может быть больше чем сила притяжения, иначе аппарат просто обратно в космос улетит. (нет, сама сила-то может, скажем при ходьбе 'галсами'. Но при этом стабилизирующая компонента не увеличится, вот в чем вопрос.) А на 20М сила притяжения равна 0.2 от таковой на 1М.

 Точнее надо было сказать "горизонтальная составляющая силы притяжения с учётом центробежной силы при скорости 2 М".  :)

 Замечательно, из чего же следует, что мы будем всенепременно иметь при такой подъёмной силе лобовое сопротивление в десять раз больше?  :)

ЦитироватьЯ думаю крылатый аппарат при спуске может быть только с активным управлением.

Поэтому капсула лучше планера. :)
Она может и при отказе активного управления приземлиться, а крылатый сгорит по любому.

Все дело в скорости. Для примера: Сессна летит со скоростью 100 узлов (50 м/с). Пусть скажем возникает возмущение по крену на 5 гр. Возникает боковой компонент подъёмной силы порядка sin(5гр) .. около 1/10 g или 1 м/с^2. Через 1 секунду боковая скорость составит 1 м/с. Набегающий поток теперь будет дуть под углом atan(1/50)... около 1 гр. Этого поворота потока на 1 гр. достаточно чтобы создать компенсирующий момент.
Теперь представим себе Сессну летящую со скоростью 5000м/с :) Проделав те же вычисления и учитывая что требуемая подъёмная сила раза в два меньше получаем что через секунду поток отклонится на atan(0.5/5000) ... аж целых 5e-3 градуса.
Поскольку порядок аэродинамических сил в целом примерно такой же (создаваемое ими ускорение 1g в Сессне против нескольких g при спуске КК), боковые силы получаются на 2-3 порядка меньше.
Ещё не забываем о том что компенсирующий момент (или смещение ЦД если кому больше нравится) возникает не сам по себе а благодаря правильно подобранной аэродинамике торчащих частей (крыльев/хвоста). А поскольку Cy/Cx на гиперзвуке какбы "слегка" поменьше то соответственно падает эффективность торчащих частей и пропорционально ухудшается стабильность.

Это может показаться странным поскольку обычно для самолётов чем больше скорость тем больше стабильность. Дело в том что аэродинамическая сила пропорциональна ро V^2 а ее боковой компонент ро V^2 atan(Vбок/V) т.е. растёт с ростом V. Но если мы зафиксируем динамическое давление ро V^2 (определяется допустимой перегрузкой и прочностью конструкции) то компенсирующий момент будет падать с ростом скорости. Так например один и тот же самолёт планирующий с одной и той же приборной скоростью (иными словами с тем же ро V^2) будет менее устойчив на высоте (где ро меньше а настоящая скорость больще) чем у земли.

Да ещё кроме отрицательной обратной связи по углу крена надо ещё уметь демпфировать колебания (отрицательная обратная связь по угловой скорости крена). Это достигается тем же способом: к скорости потока векторно добавляется линейная скорость торчащих частей в результате вращения вокруг продольной оси. Так крыло которое идет вниз обдувается под бОльшим углом атаки чем то которое идёт вверх и т.д. В результате возникает демпфирующий момент. Этот эффект также обратно пропорционален скорости (при том же динамическом давлении).

А вообще самый хреновый участок это где-то 5000м/с, когда скорость ещё огромная а сила тяжести уже значительная (порядка 1/2g). Чтобы аппарат не зарылся нужно создавать подъёмную силу. При оптимистичном гиперзвуковом L/D = 1 продольное ускорение тоже будет 1/2g. Соответственно на скорости 5000м/с надо будет куда-то девать 25кВт/кг. БОльшая часть конечно улетит с потоком но и останется немало. То есть красиво спланировать с орбиты без особых перегрузок и теплозащиты увы не получается.

Имеется в виду вариант, когда мы идем с оптимальным углом атаки максимально высоко? Ну, можно, конечно, но один фиг качество будет паршивое - не более 3-4 единиц.

ДмитрийК можно сказать проще - при спуске с орбиты СА летит в зоне низкой плотности, компенсирующий момент пропорционален боковому скоростному напору созданному изменением скорости под действием силы тяжести, а этот скоростной напор пропорциорален p*V**2, где p - плотность, а V - боковая скорость сообщенная силой тяжести.
 V - за единицу времени такая же, как и на малой скорости при высокой плотности, а вот p - меньше в тысячи раз.

Цитировать

ЦитироватьЯ думаю крылатый аппарат при спуске может быть только с активным управлением.

Поэтому капсула лучше планера. :)
Она может и при отказе активного управления приземлиться, а крылатый сгорит по любому.

Конус/шар в активном управлении вообще не нуждаются, поэтому и отказать оно не может. А все прочие - при полном отказе управления точно так же могут сгореть.