Вопрос (скорее всего дурацкий) о торможении об атмосферу

[Gadgeteer]

Уважаемые форумчане!
Размышляя о проблемах космонавтики, никак не смог понять, почему при спуске СА в атмосферу для нейтрализации проблемы разогрева при торможении не используется принцип "нырнул-вынырнул-охладился-нырнул" и т.д.
Положим, СА входит в самые верхние слои атмосферы, гасит некоторую часть скорости, разогревается. Тут он выпускает крылышки (или меняет их геометрию), поднимается повыше, остывает, ныряет поглубже, и т.д. Таким образом, его скорость всегда сообразуется с плотностью атмосферы и превращается не в кучу тепловой энергии одним непрерывным процессом, а медленно расходуется на разогрев/подъем аппарата/разогрев снова и т.д. Это ведь решило бы кучу проблем (и спасло бы немало жизней) ?
Извините, если групость, (принцип-то "на поверхности лежит") но очень хочется понять, что здесь не так?

[Agent]

Непосредственно на нагрев ТЗП уходит очень мало накопленной кинетической энергии. Грееться атмосфера (в ударной волне) и переизлучает. Трение играет заметную роль токо на кромках.
Проблема не в нагреве, а во времени этого нагрева. Быстрее тормозить гораздо практичнее. Но допустимые перегрузки накладывают минимальный лимит.

Ну и просто физически нельзя вынырнуть на время (с круговой орбиты), достаточное для остывания.

[X]

Хотя на "Зондах" ныряли в атмосферу дважды  

[Agent]

Хотя на "Зондах" ныряли в атмосферу дважды  

Типа чтоб остыть? неа - эт потому что заходили на посадку через южное полушарие (иначе на территории СССР не сесть)

[X]

А перегрузки?Со второй то космической.

[X]

Непосредственно на нагрев ТЗП уходит очень мало накопленной кинетической энергии. Грееться атмосфера (в ударной волне) и переизлучает. Трение играет заметную роль токо на кромках.
Проблема не в нагреве, а во времени этого нагрева. Быстрее тормозить гораздо практичнее. Но допустимые перегрузки накладывают минимальный лимит.

Ну и просто физически нельзя вынырнуть на время (с круговой орбиты), достаточное для остывания.

Спасибо! То есть, если некий плоский объект входит в атмосферу с огромной скоростью и движется строго по своей продольной оси, то его передняя кромка греется от трения, а верхняя и нижняя грани - от переизлучения атмосферы? Жаль, значит, единственный выход - либо совершенствовать плитки, либо, эх, не будем о запасе дельты скорости...

[ratman]

почему при спуске СА в атмосферу для нейтрализации проблемы разогрева при торможении не используется принцип "нырнул-вынырнул-охладился-нырнул" и т.д....
Извините, если групость, (принцип-то "на поверхности лежит") но очень хочется понять, что здесь не так?

Вопрос совершенно не дурацкий, а наоборот, довольно интересный

В двух словах, дело вот в чем: после каждого нырка в атмосферу, корабль потеряет часть скорости. В результате, при следующем нырке он наберет бОльшую вертикальную скорость и провалится глубже в атмосферу.

Так вот, если все аккуратно посчитать, то получится, что при этом тепловой поток значительно ВЫРОСТЕТ. Низкая скорость входа не менее опасна, чем высокая.

Если хотите убедиться, возмите ReentryModel и поиграйтесь:
http://www.geocities.com/levinkirill/SpaceModel/rus/
(вместо теплового потока можете смотреть на перегрузку - они в первом приближении пропорциональны)

У вас получатся примерно вот такие траектории:
http://www.geocities.com/levinkirill/Misc/trajectory.html

А вот примерная зависимость максимальной перегрузки от начальной скорости входа для аппаратов с различным а/д качеством:
http://www.geocities.com/levinkirill/Misc/accel.html
Например, для Cy=0, при скорости входа, близкой к орбитальной - около 8 g. При скорости 6000 м/с - около 11 g. С тепловым потоком будет примерно то же самое...



P.S. Что интересно, как правило, максимальная перегрузка очень слабо зависит от массы/площади/коэффициента лобового сопротивления аппарата - только от а/д качества

[X]

Странно, а ссылки не работают.
а где эту программу можно скачать ещё?

Или  аналогичные программы.

Удачи!

[Ворон]

почему при спуске СА в атмосферу для нейтрализации проблемы разогрева при торможении не используется принцип "нырнул-вынырнул-охладился-нырнул" и т.д....
Извините, если групость, (принцип-то "на поверхности лежит") но очень хочется понять, что здесь не так?

Вопрос совершенно не дурацкий, а наоборот, довольно интересный

В двух словах, дело вот в чем: после каждого нырка в атмосферу, корабль потеряет часть скорости. В результате, при следующем нырке он наберет бОльшую вертикальную скорость и провалится глубже в атмосферу.

Так вот, если все аккуратно посчитать, то получится, что при этом тепловой поток значительно ВЫРОСТЕТ. Низкая скорость входа не менее опасна, чем высокая.

Если хотите убедиться, возмите ReentryModel и поиграйтесь:
http://www.geocities.com/levinkirill/SpaceModel/rus/
(вместо теплового потока можете смотреть на перегрузку - они в первом приближении пропорциональны)

У вас получатся примерно вот такие траектории:
http://www.geocities.com/levinkirill/Misc/trajectory.html

А вот примерная зависимость максимальной перегрузки от начальной скорости входа для аппаратов с различным а/д качеством:
http://www.geocities.com/levinkirill/Misc/accel.html
Например, для Cy=0, при скорости входа, близкой к орбитальной - около 8 g. При скорости 6000 м/с - около 11 g. С тепловым потоком будет примерно то же самое...



P.S. Что интересно, как правило, максимальная перегрузка очень слабо зависит от массы/площади/коэффициента лобового сопротивления аппарата - только от а/д качества

 ratman выдал Совершенно Гениальную Фигню!!!!  

 ТЕПЛОВОЙ ПОТОК НЕ ЗАВИСИТ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ НИКАК!!!!  

 Представим себе одно и то же тело, но с плотностью различающейся в несколько раз, эдакую "пустую" сферу и сферу металлическую.
 Пустая сфера затормозит на большой высоте - многочисленны случаи падения на землю пустых сферических баков от разгонных блоков.
 Тяжелая сфера пролетит до плотных слоёв атмосферы, разумеется тепловой поток на ней будет больше, потому как площадь меньше.

 "Ныряние" не используют по причине сложности его, не надо забывать о том, что "фара" придумана для возвращения с Луны, когда без неё было не обойтись.

[Ворон]

Непосредственно на нагрев ТЗП уходит очень мало накопленной кинетической энергии. Грееться атмосфера (в ударной волне) и переизлучает. Трение играет заметную роль токо на кромках.
Проблема не в нагреве, а во времени этого нагрева. Быстрее тормозить гораздо практичнее. Но допустимые перегрузки накладывают минимальный лимит.

Ну и просто физически нельзя вынырнуть на время (с круговой орбиты), достаточное для остывания.

Спасибо! То есть, если некий плоский объект входит в атмосферу с огромной скоростью и движется строго по своей продольной оси, то его передняя кромка греется от трения, а верхняя и нижняя грани - от переизлучения атмосферы? Жаль, значит, единственный выход - либо совершенствовать плитки, либо, эх, не будем о запасе дельты скорости...

 Не переживайте, "нырять" можно, но сложно, как я уже сказал.

 До ratman-а не доходит почему перегрузка при 6 км/с выше, чем на орбитальной скорости. Если аппарат войдёт на орбитальной скорости по крутой траектории, то перегрузка будет выше, чем на 6 км/с, но такого, как правило, не бывает в реальных случаях.

[X]

Однако, позвольте все таки выразить непонимание вот каким фактом. Возьмем самолет. Подъемная сила, создаваемая его крылом, с легкостью поднимает его с самого дна атмосферного "океана" при скоростях, когда нагрев от трения еще почти незаметен. Как мне кажется, крылатый СА, попав в самые верхние слои атмосферы, должен скорее "подпрыгнуть", чем учпеть разогреться от трения. Но это на мой дилетантский взгляд. Или на гиперзвуковых скоростях все не так просто?

[Agent]

На 12 махах в плотных слоях температура плазмы достигнет 8тыщ градусов. Долго лететь не получиться
На 8 махах - уже в 2 раза меньше

[X]

Давайте потолкуем еще об одном: то, что метеоры и части КК разогреваются и сгорают от трения, известно всем (это читаешь и слышишь ежедневно). Но еще лет 100 назад Эсно-Пельтри подчеркивал, что нагревание от трения невелико, а основной вклад в тепловой баланс происходит от СЖАТИЯ ВОЗДУХА.
Что на это скажете?

[ratman]

Странно, а ссылки не работают.
а где эту программу можно скачать ещё?

Какой-то временный глюк - все работает, только что проверил... Попробуйте еще раз.

[ratman]

ratman выдал Совершенно Гениальную Фигню!!!!  

Без хамства не можем ? Новый ник жмет ?  :evil:

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК НЕ ЗАВИСИТ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ НИКАК!!!!  

Читать надо внимательнее. Для ОДНОГО И ТОГО ЖЕ ТЕЛА они оба пропорциональны динамическому давлению.

Когда-то давно я уже выкладывал грубые оценки для всего этого безобразия (там все на пальцах для детского сада, так что ногами не пинать):
http://www.geocities.com/levinkirill/Misc/landing.html

[ratman]

До ratman-а не доходит почему перегрузка при 6 км/с выше, чем на орбитальной скорости.

Пока что до меня доходит, что пора опять звать Шина и банить тебя нафиг - на этот раз по IP. Достал ты своими наездами...

[ratman]

Однако, позвольте все таки выразить непонимание вот каким фактом. ..Как мне кажется, крылатый СА, попав в самые верхние слои атмосферы, должен скорее "подпрыгнуть", чем учпеть разогреться от трения.

Агент совершенно прав - дело в температуре. Температура пропорциональна V^2 (мера средней энергии молекул). А динамическое давление (от которого зависят а/д силы) - пропорционально rho*V^2, где rho - плотность воздуха. Если плотность мала, то для достижения той же подъемной силы нужны запредельные скорости и температуры.

Как более близкий пример - SR-71 Blackbird. Как известно, при крейсерском полете на больших высотах он грелся так, что ему пришлось делать два корпуса - внешний и внутренний...

[ARKTUR]

Странно, а ссылки не работают.
а где эту программу можно скачать ещё?

Какой-то временный глюк - все работает, только что проверил... Попробуйте еще раз.

Попробовал - не работает.
Говорят, что у кого-то есть модель в Excel-e.
Пришлите, пожалуйста!!!

[Ворон]

ratman выдал Совершенно Гениальную Фигню!!!!  

Без хамства не можем ? Новый ник жмет ?  :evil:

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК НЕ ЗАВИСИТ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ НИКАК!!!!  

Читать надо внимательнее. Для ОДНОГО И ТОГО ЖЕ ТЕЛА они оба пропорциональны динамическому давлению.

Когда-то давно я уже выкладывал грубые оценки для всего этого безобразия (там все на пальцах для детского сада, так что ногами не пинать):
http://www.geocities.com/levinkirill/Misc/landing.html

 ratman, "для одного и того же тела", а ещё траектория входа должна быть определённая и т. п.
 Представим, например, что тело входит на первой космической Вертикально в атмосферу...

 Фигня остаётся Фигнёй, ratman...  

[Ворон]

До ratman-а не доходит почему перегрузка при 6 км/с выше, чем на орбитальной скорости.

Пока что до меня доходит, что пора опять звать Шина и банить тебя нафиг - на этот раз по IP. Достал ты своими наездами...

 ratman вы себя "крысочеловеком" назвали совершенно верно, я вам ничего не подсказывал...

 Насколько мне известно, ratman, вы обитаете в США а "бывшие русские", насколько я их знаю, обладают повышенной спесью...