В плотные слои атмосферы с меньшей скоростью

[MKOLOM]

Как известно,спускаемый аппарат космического корабля  входит в плотные слои атмосферы с большой скоростью,близкой к 1-й космической.Отсюда и значительные динамические нагрузки во время торможения,перегрев аппарата и т.д.С другой стороны,войдя в эти же плотные слои со значительно меньшей скоростью,исчезла бы необходимость в антитемпературной защите, т.е. в керамических плитках,обмазках и т.д.,что значительно снизило бы прочностные требования и,как следствие, вес всей конструкции КК.Но вес горючего для торможения съел бы весь выигрыш по массе корабля.Следовательно,необходимо плавно затормозить СА не используя реактивную тягу двигателей.Известно,что тело большего объёма,но с малой массой(например,шар) начнёт тормозиться в более разрежённой атмосфере и с большей интенсивностью,чем тело с противоположными параметрами.Шар в несколько сот метров в диаметре(поддутый газом) смог бы сыграть роль хорошего тормоза при посадке КА и тем самым позволил бы войти аппарату в плотные слои атмосферы с приемлемой скоростью

[Бродяга]

Ага, НТУ так и устроено.

[Старый]

Как известно,спускаемый аппарат космического корабля  входит в плотные слои атмосферы с большой скоростью,близкой к 1-й космической.Отсюда и значительные динамические нагрузки...
 Следовательно,необходимо плавно затормозить СА ...
Известно,что тело большего объёма,но с малой массой(например,шар) начнёт тормозиться в более разрежённой атмосфере и с большей интенсивностью

 Фигня вся в том, что тело с большим баллисическим коэффициентом какраз будет тормозиться интенсивнее и это приведёт к росту динамических нагрузок (перегрузки). Не думайте что процесс торможения будет проходить на большой высоте в разреженых слоях. СтОит только аппарату потерять пару сотен метров скорости, как траектория загнётся внмз и он своим широким лбом воткнётся в плотные слои атмосферы. Со всеми вытекающими... Как говорится за что боролись, а получилось как всегда.
 Проблема снижения перегрузок решается путём искуственного удержания траектории в верхних слоях атмосферы за счёт использования аэродинамического качества. Аппарат так блинчиком скользит по верхним слоям не зарываясь вглубь и не испытывая излишних нагрузок. И только окончательно потеряв скорость булькает вниз.

[X]

... СтОит только аппарату потерять пару сотен метров скорости, как траектория загнётся внмз и он своим широким лбом воткнётся в плотные слои атмосферы. Со всеми вытекающими...

npoko/\  B  /\oruke -- npu  oguHakoBou'  noTepu  ckopocTu  o6a  6y/\bkHyT  BHu3  oguHakoBO.

OguH  nonpbIraB  kak  6/\uH4uk ,  a  gpyrou'  nocko/\b3R  kak yTi0r...
 :wink:  :wink:

[Старый]

npoko/\  B  /\oruke...

...восприятия


 Мколом говорит о шаре - форме не имеющей аэродинамического качества.
 Если оба аппарата имеют аэродинамисческое качество, то искуственное увеличение баллистического к-та излишне и ничего не даёт кроме лишнего веса.
 Если оба аппарата не имеют аэродин. качества, то хоть траектория будет и одинакова но более "узкий" уппарат будет иметь меньшую перегрузку т.к его участок тороможения более "растянут" а пространстве и времени - он будет тормозиться до более глубоких слоёв атмосферы. А если баллистический к-т совсем маленький то может не успеть затормозиться до самой земли.

[MKOLOM]

Вообще-то шар в предлагаемой схеме будет играть роль своеобразного парашюта т.к.обычный в сильно разрежённой атмосфере просто не раскроется.На определённой высоте он,конечно,разрушится,но дело своё в какой-то степени,сделает

[sas]

Это для случая, когда нам просто надо попасть в Землю, а на континент или в океан не имеет разницы, и когда запас харчей 2 месяца. Обычно надо спуститься сразу и к своим.

[X]

Надувной тормоз уже один раз испытали, правда не удачно. На Камчатке следов до сих пор не нашли и что случилось не известно. Устройство представляло надувной конус из теплостойких (относительно) материалов. Получалось типа волана (для игры) со спускаемым аппаратом на конце. Масса конуса должна быть несколько меньше парашюта.

[Старый]

Вообще-то шар в предлагаемой схеме будет играть роль своеобразного парашюта т.к.обычный в сильно разрежённой атмосфере просто не раскроется.На определённой высоте он,конечно,разрушится,но дело своё в какой-то степени,сделает

В люблм случае увеличение аэродинамического сопротивления приведёт только к возрастанию перегрузок, то есть даст эффект обратный тому, котрый вы хотели получить.

[sas]

Давайте рассмотрим другой вариант.
Отстыковываем корабль и вместо 300 кило топлива за четверть витка (условно и например) выбрасываем надувной шарик в 30 кило веса, который тормозит нас  витков пять. Затем отстреливаем шарик и в нужный момент сжигаем остаток топлива в 50 кило. Дальше как обычно. Может ли такой девайс дать экономию массы выведения/спуска? То, что он не сильно надежен, это я понимаю. С другой стороны, сколько летало ЭХО?

[Бродяга]

Фигня вся в том, что тело с большим баллисическим коэффициентом какраз будет тормозиться интенсивнее и это приведёт к росту динамических нагрузок (перегрузки). Не думайте что процесс торможения будет проходить на большой высоте в разреженых слоях. СтОит только аппарату потерять пару сотен метров скорости, как траектория загнётся внмз и он своим широким лбом воткнётся в плотные слои атмосферы. Со всеми вытекающими... Как говорится за что боролись, а получилось как всегда.

  Да, "воткнётся", но только с меньшей скоростью, если тело c очень низкой плотностью, оно может вообще долететь до поверхности Земли не разрушившись.

[X]

думаю вам ребята будет интересно узнать результаты численного обсчета идеи.
Постановка :  спускаемый аппарат массой 2 тонны  (типо Союз) на высоте 200 км выдает небольшой тормозной импульс (50-60 м/с) и надувает шар радиуса R.
Наша задача - погасить орбитальную скорость до входа в плотные слои атмосферы.  Для определенности условимся что нужно сбросить скорость хотя бы до 1.5-2 км/с к высоте 60-70 км.  
Как выяснилось для сего фокуса более чем достаточно шара 100 м в диаметре. Как и предсказывали умные , резко затормозив в верхних слоях (пик перегрузки 7g на 90 км)  шарик круто нырнет вниз и уже с неспеша  (300 м/с на 70 км) и постепенно замедляясь устремится к земле.  
Замечательно
Теперь прикинем сколько это будет весить. Характерные толщины полимерных пленок - 100 мкм, плотность порядка плотности воды.
Итого : масса оболочки чуть больше 3000 кг. Плюс масса газа наддува килограмм сто.

Уменьшать размер шарика, искать какие-то компромиссные варианты - бессмыслено. Подобные опыты проводились на заре космонавтики . Там правда пытались с чем-то вроде парашутов.  Даже говорят 1 раз до земли долетели таки обгоревшие останки тросов. С теплозащитой не от хорошей жизни летают - это единственный на данный момент вариант. НТУ вот тут вспоминали  (а как же ) . Вещь хорошая конечно , может даже чуть получше обычных , но явно не революция в спуске с орбиты.  Характеристики зело скромные.

[Старый]

Постановка :  спускаемый аппарат массой 2 тонны  (типо Союз)
Как выяснилось для сего фокуса более чем достаточно шара 100 м в диаметре. Как и предсказывали умные , резко затормозив в верхних слоях (пик перегрузки 7g на 90 км) Замечательно
Теперь прикинем сколько это будет весить. Характерные толщины полимерных пленок - 100 мкм, плотность порядка плотности воды.
Итого : масса оболочки чуть больше 3000 кг. Плюс масса газа наддува килограмм сто.

Надо ещё учесть, что стомикронная плёнка должна выдержать кинетический нагрев и сосредоточенную нагрузку в 14 тонн - 2-х тонный СА умноженый на 7g

[MKOLOM]

Постановка :  спускаемый аппарат массой 2 тонны  (типо Союз)
Как выяснилось для сего фокуса более чем достаточно шара 100 м в диаметре. Как и предсказывали умные , резко затормозив в верхних слоях (пик перегрузки 7g на 90 км) Замечательно
Теперь прикинем сколько это будет весить. Характерные толщины полимерных пленок - 100 мкм, плотность порядка плотности воды.
Итого : масса оболочки чуть больше 3000 кг. Плюс масса газа наддува килограмм сто.

Надо ещё учесть, что стомикронная плёнка должна выдержать кинетический нагрев и сосредоточенную нагрузку в 14 тонн - 2-х тонный СА умноженый на 7g

Но принцип в общем-то правильный.Имеются прблемы в осуществлении.Возможно для изготовления шара использовать нанотехнологии

[Marmot]

Но принцип в общем-то правильный.Имеются прблемы в осуществлении.Возможно для изготовления шара использовать нанотехнологии

А я предлагаю спускаться с постоянно включённым двигателем, перегрузки можно довести до 1g... ;-)
Имеются проблемы в осуществлении... :-) Но принцип в общем-то правильный. :-)
Возможно что нанотехнологии не помогут, но можно придумать что-нибудь ещё... :lol:  :lol:  :lol:

[Старый]

Но принцип в общем-то правильный.Имеются прблемы в осуществлении.Возможно для изготовления шара использовать нанотехнологии

 Мааааленький такой наношарик...
 Сам принцип неправильный - стремясь уменьшить перегрузки вы их только увеличите.
 Одна есть отрада - чем больше площадь тормозного устройства, тем меньше нагрузка (в т.ч. тепловая) приходящаяся на единицу площади.

[Бродяга]

Да, только есть один "вариант". - Тот случай когда Здоровенная Оболочка в любом случае тащится на орбиту.
 Например - шаттловский бак или баки другой ракетной ступени.

 И это вы "погорячились" - "сбросить скорость хотя бы до 1.5-2 км/с к высоте 60-70 км".

 Сбросив скорость с 7.8 до 5.5 км/с вы уже рассеяли Половину Энергии, соответственно и теплозащиту можно уменьшить.

[MKOLOM]

Наша задача - погасить орбитальную скорость до входа в плотные слои атмосферы.  Для определенности условимся что нужно сбросить скорость хотя бы до 1.5-2 км/с к высоте 60-70 км.  
Как выяснилось для сего фокуса более чем достаточно шара 100 м в диаметре.

И это вы "погорячились" - "сбросить скорость хотя бы до 1.5-2 км/с к высоте 60-70 км".

Сбросив скорость с 7.8 до 5.5 км/с вы уже рассеяли Половину Энергии, соответственно и теплозащиту можно уменьшить.

Действительно,в этом что-то есть.Гость,подсчитайте,будь ласка

[X]

К сожалению и тут компромисса не достичь.  Я тут выяснил пределы применимости полимерных пленок и окончательно разочаровался.
 Тепловой поток на стенку можно прикинуть по аналогии Рейнольдса
 alfa=ro*U*Cx/2
, где ro-плотность набегающего потока, U-его скорость,   alfa- коэффициент теплопередачи . Cx пускай ~1.
Сам поток q=alfa*(H0-hw) -  где H0- энтальпия набегающего потока (0.5*U^2),  hw-энтальпия стенки (считаем малой).
Итого q~0.25*ro*U^3.  (q в Вт/м2) Вот такая незамысловатая формула.

Теперь пленка. При теплоемкости ~2000 Дж/кг*К и температуре плавления 400 гр и прежней толщине.  потребная энергия "разрушения" - 600 Дж/м2.

плотность земной на атмосферы на высоте 100 км ~ 1е-7 кг/м3.  Значит чтобы не расплавиться в момент, уже к этой высоте скорость должна быть не более 1.5 км/с.

В этом плане ясно что никакие полумеры (типа сбрасывать до 5-6 км/с ) не пройдут.  Все сгорит гораздо раньше, чем даст ощутимый тормозящий эффект.

[Бродяга]

Я, собственно, имел в виду то, что аппарат обычный, вроде существующих, но есть "высотный тормоз" эдакий.

 И шар не оптимум, оптимум - конус с углом 140 градусов (вроде, если не вру...) ...