Cпуск в атмосфере

[Игорь Суслов]

...автора вопроса интересовали параметры спуска реальные, а это в 99% случаях - управляемый спуск, а не БС

Возникает логичный вопрос - зачем ему это? Если его интересуют экстремумы параметров (ну, типа макс. перегрузка или скоростной напор), то такие данные получить легко. Не понятно, зачем посекундные данные? И почему не устраивает баллистический спуск?

Кстати, на Форуме Авиабазы, товарищ Valery B выложил программулину ( http://airbase.ru/forums/index.php?showtopic=23611 ), имитирующую вход ЛЮБОГО объекта в атмосферу некоторых планет, в т.ч. Земли, конечно. Там реализован и управляемый спуск по тангажу и крену, правда управлять надо ручками, но зная экстремальные значения перегрузки, например, можно так управлять, что, имхо, получится траектория, недалекая от реальности.

Аналогичные данные можно получить "полетав" в Орбитере ( http://www.medphys.ucl.ac.uk/~martins/orbit/orbit.html ).

Кстати, Andy_K64, при торможении СА Союза ТМА какую теряет скорость, или (что одно и то же) на какой высоте лежит теоретический перигей такой посадочной орбиты?

[Игорь Суслов]

Бесит меня http://www.geocities.com/. Так и не смог положить туда файл с расчетами баллистического спуска СА Восток. Поэтому пришлось воспользоваться Авиабазовской любезностью
http://airbase.ru/forums/index.php?showtopic=23611&st=0& - здесь в последнем сообщении от меня (у меня там тот же ник), вложен спредшит с посекундной симуляцией входа в атмосферу.

Сразу скажу, результаты полученные с ПЕРВОЙ попытки меня удовлетворили Хотя, "если программа выдала результат с первого раза - предстоит ПОЛНАЯ переделка программы" (с) Есть такой закон

[Valery_B]

Кстати, на Форуме Авиабазы, товарищ Valery B выложил программулину ( http://airbase.ru/forums/index.php?showtopic=23611 ), имитирующую вход ЛЮБОГО объекта в атмосферу некоторых планет, в т.ч. Земли, конечно. Там реализован и управляемый спуск по тангажу и крену...

Немножко нужно пояснить.
В AIRCOS реализован не управляемый спуск по тангажу, а спуск со стабилизируемым углом атаки, поскольку угол атаки считается от направления вектора скорости, то тангаж соответственно будет меняться вместе с наклоном вектора скорости к местному горизонту (углом наклона траектории) и вместе с уговым удалением.

То есть спуск со стабилизируемым углом атаки будет лишь приближением к реальному спуску СА Союза. Но руками здесь управлять вовсе не надо.
При всем этом разница между баллистическим спуском (стабилизированный угол атаки 90 гр) и псевдоуправляемым спуском с постоянным углом 70 гр. - более чем заметна. (Нулевой угол атаки - иллюминаторами вперед.)

Кроме того, насколько я знаю, СА Союза перед входом в атмосферу закручивается не только вокруг вектора момента инерции, но и оси вращения придается прецессионное воздействие, то есть корабль вращается как детская юла раскрученная с отклонением от вертикальной ориентации оси вращения.

Поэтому пресловутый угол атаки СА Союза на участке спуска в 70 градусов - величина очень и очень усредненная. Если угол от оси прецессионного конуса 10 градусов, то угол атаки меняется от 60 до 80 градусов. При этом корабль движется по S-образной траектории - вид сверху - вследствии гармонически изменяющихся боковых ускорений.

[X]

Большое спасибо igor_suslov !
Посмотрел результаты расчета , очень интересно . Буду еще более признателен если опубликуете/объясните сами уравнения движения . На основе их хочу сам порешать задачу при реальной атмосфере , переменных характеристиках СА .

...логичный вопрос - зачем ему это?

вообще идея родилась  из топика "Надувная теплозащита" . хотел посмотреть можно ли с минимальными переделками приспособить сабж к СА типа Союза ., выяснить как это будет летать , каких размеров  НТЗ требуется для успешного спуска.  В перспективе можно было бы рассчитать спасательную шлюпку с НТЗ для МКС (вместо усопшего х-47)

[Valery_B]

В предыдущем своем сообщении немного неудачно выразился, можно понять так, что прецессия оси вращения начинается за пределами атмосферы. Прецессия оси вращения вне постоянно действующей силы невозможна.

На самом деле с кораблем происходит вот что. Ось (свободного) вращения любого тела не может не проходить через центр масс. С другой стороны центр давления осесимметричного тела (вроде СА Союза)не может лежать не на оси симметрии. При баллистическом спуске вектор аэродинамической силы проходит через оба центра, даже в том случае когда центр масс не лежит на оси симметрии.

Но если корабль закручен так что ось вращения не совпадает с прямой задаваемой двумя центрами, то обязательно возникает возмущающий момент силы пропорциональный проекции отрезка Ц.М.- Ц.Д. на плоскость перпендикулярную вектору результирующей аэродинамических сил. Этот то   момент сил и есть причина прецессии оси вращения.

Понимаю, звучит устрашающе, но - такова правда жизни

[Игорь Суслов]

Буду ... признателен если опубликуете/объясните сами уравнения движения

Хорошо. Оставтьте свой почтовый ящик. В понедельник отпишу.

... хочу порешать задачу при реальной атмосфере , переменных характеристиках СА...

Ну, да. Атмосферу я задал грубо, но уже переделал на стандартную до высоты в 300 км. Также, как и аэродинамику шара.

можно ли с минимальными переделками приспособить сабж к СА типа Союза, выяснить как это будет летать , каких размеров  НТЗ требуется для успешного спуска.

Тогда программа должна считать тепловые потоки, в первую очередь...

[Игорь Суслов]

2Valery_B:
1.В чужой программе разбираться сложно , поэтому:

2.Как Вы считаете верхнюю атмосферу (>100 км)?
3.Как Вы считаете тепловые потоки и нагрев оболочки СА?

[X]

Хорошо. Оставтьте свой почтовый ящик. В понедельник отпишу

d3_a ]at[ bk.ru

Тогда программа должна считать тепловые потоки, в первую очередь...

это проблемы не составляет ,  знать бы поток в крит точке , а дальше для сферы-конуса в зависимости от угла есть готовые решения .
 Хотя чего-то у меня началм возникать сомнения . Посмотрел вчера видео с испытаниями НТЗ -  страшно смотреть на что она похожа после обгара .

[Valery_B]

to igor_suslov

2) В семиступенчатой модели для Земли - должно быть все понятно - подпрограмма stt - в исходнике подписано. Для высоты больше 140 км плотность принудительно обнуляется.

Для универсального генератора двухступенчатых атмосфер - корректные значения плотности только до высоты верхей границы второй (верхней) термолинейной зоны - начала термосферы. Это параметр hT2 в таблице планет. Выше этой границы значение плотности не обнуляются (продолжается экстраполяция 2-й зоны), плотность падает значительно быстрее чем в реальных атмосферах планет. Поэтому если вы имеете ввиду расчет торможения в атмосфере низкоорбитальных спутников - то программа не будет давать адекватных результатов - для этой цели не предназначена.

На траекторию схода с орбиты объектов нормальной плотности однократное прохождение участка атмосферы выше нижней границы термосферы практически не влияет. Сравните результаты для учета атмосферы Земли со 140 км и с 80 км для одинаковых параметров схода с орбиты. Для баллистического спуска Союза разница по времени ок. 5 сек и по удалению 42 километра (с выс.300 км, dV=-99, c учетом вращения планеты).

Другое дело если у объекта малое отношение массы к поверхности - например пылинки размером меньше 100 мкм (0.1 мм).

Продолжение на Базе в 611 теме.
http://airbase.ru/forums/index.php?showtopic=23611

[X]

to Valery_B
А что, правда Союз на спуске закручивают  :?:  :!: . Хмм, а зачем и как им в этом случае управлять :?:  Я представлял, что его ставят на балансировочный угол атаки и в процессе спуска управляют только  углом  крена.  :?

[Andy_K64]

to Valery_B
А что, правда Союз на спуске закручивают  :?:  :!: . Хмм, а зачем и как им в этом случае управлять :?:  Я представлял, что его ставят на балансировочный угол атаки и в процессе спуска управляют только  углом  крена.  :?

СА закручивают, если он идет на баллистический спуск.