Спуск с орбиты: крылья без управления

[Андрей Суворов]

Продолжаем 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...

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

ЦТ тоже сместился.

Возникла 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?

Демпфирование - слово то какое интересное :lol:

Нормальное слово

[WkWk]

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?

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:

[Андрей Суворов]

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

[WkWk]

Пока 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:

[WkWk]

При 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?

[blik]

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.

[hcube]

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.

[WkWk]

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.

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.

[WkWk]

Гораздно 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.....

[hcube]

У 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.

[WkWk]

. 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:

[hcube]

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

[WkWk]

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

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

[hcube]

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

[WkWk]

Если 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.

[hcube]

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.

[WkWk]

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:

[hcube]

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.

[WkWk]

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.

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.

[avmich]

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.