Применимость баллистики для ПК.

[RadioactiveRainbow]

Вопрос. До какого уровня можно снизить перегрузки при торможении по баллистической траектории?
Что для этого необходимо сделать?

Первая мысль - увеличить Сх, чтобы бОльшая часть скорости гасилась на большой высоте.
Вторая мысль - но на низких высотах этот же большой Сх приведет к повышению пиковых перегрузок.
Вывод - максимально увеличивать Сх на больших высотах и скоростях и постепенно снижать по мере торможения и увеличения плотности атмосферы.

Где ошибка?

[Игорь Суслов]

Вывод - максимально увеличивать Сх на больших высотах и скоростях и постепенно снижать по мере торможения и увеличения плотности атмосферы.

Т.е. СА должен быть изменяемой геометрии?

А, вообще, для "шарика", на пиковую перегрузку при возвращении НЕ ВЛИЯЕТ НИ Сх, НИ нагрузка на мидель!!!! Для экспоненциальной атмосферы. Для неизменного Сх и нагрузки на мидель.
А влияет только угол и скорость "входа" в атмосферу.

[RadioactiveRainbow]

Т.е. СА должен быть изменяемой геометрии?

Учитывая осесимметричность капсулы - организовать это не проблема. По аналогии с регурируемыми соплами ТРД.

А, вообще, для "шарика", на пиковую перегрузку при возвращении НЕ ВЛИЯЕТ НИ Сх, НИ нагрузка на мидель!!!! Для экспоненциальной атмосферы.
А влияет только угол и скорость "входа" в атмосферу.

Любопытно...
А для не шарика?

[Игорь Суслов]

Т.е. СА должен быть изменяемой геометрии?

Учитывая осесимметричность капсулы - организовать это не проблема. По аналогии с регурируемыми соплами ТРД.

Хех Но это будет уже НЕ баллистический спуск... Ты предлагаешь менять положение ЦМ?

А для не шарика?

А какая разница, если спуск баллистический (т.е. неуправляемый) и аппарат аэродинамически устойчивый и принебрегаем мелкими колебаниями аппарата?

[поверхностный]

ИМХО, здраво.
Особенно для суборбитального спуска, потому, что ему-то никакое качество не уменьшит перегрузку.

[Игорь Суслов]

ИМХО, здраво.
Особенно для суборбитального спуска, потому, что ему-то никакое качество не уменьшит перегрузку.

Именно АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ качество сможет изменить пик перегрузки Но это уже управляемый спуск.

Например, аэродинамическое качество той же "фары" а-ля СА "Союз", всего лишь 0,3, позволяет снизить перегрузку с баллистической 8g до 3-4g при оптимальном управлении.

[RadioactiveRainbow]

Перегрузка зависит от аэродинамических сил, действующих на аппарат. Аэродинамические силы даже для аппарата с нулевым качеством зависят от условий полета (число Маха, давление среды) и от характеристик тела (нагрузка на мидель, Сх). Верно?

Для аппарата с постоянными параметрами перегрузкабудет существенно меняться по ходу торможения, с изменением скорости полета и высоты. Это очевидно.

Если непрерывно менять параметры аппарата таким образом, чтобы на протяжении всего спуска перегрузка была постоянна (я понимаю, что это нереализуемо, но чисто гипотетически предположим такой случай) - тогда перегрузка не превысит 2-3g (грубая оценка в ReentryModel для нулевого качества).


Меня интересует вопрос - можно ли, увеличивая перегрузку при малой расходонапряженности (плотность*скорость) среды и уменьшая при большой (на большой и малой высоте соответственно), существенно (хотя бы до 5-6) снизить перегрузки баллистической капсулы.

[Игорь Суслов]

Аэродинамические силы даже для аппарата с нулевым качеством зависят от условий полета (число Маха, давление среды) и от характеристик тела (нагрузка на мидель, Сх). Верно?

Не вполне Сх=f(число Маха (Э.Мах - австрийский физик, все же!), геометрия тела, угол атаки, кинематическая вязкость и т.д.)

Если непрерывно менять параметры аппарата таким образом, чтобы на протяжении всего спуска перегрузка была постоянна - тогда перегрузка не превысит 2-3g (грубая оценка в ReentryModel для нулевого качества).

Ну-ка, как ты это оценил?

Меня интересует вопрос - можно ли, увеличивая перегрузку при малой расходонапряженности (плотность*скорость) среды и уменьшая при большой (на большой и малой высоте соответственно), существенно (хотя бы до 5-6) снизить перегрузки баллистической капсулы.

Ну, это уже будет далеко НЕ баллистический спуск, кроме того, такого рода "управление" будет на порядок сложнее обычного "штатного" управления при УС СА Союз.
Кроме того, "расходонапряженность (плотность*скорость) среды" называется скоростным напором "ро-вэ-квадрат пополам", имеет размерность давления

[Fakir]

Вопрос. До какого уровня можно снизить перегрузки при торможении по баллистической траектории?
Что для этого необходимо сделать?

Ни до какого. Сколько есть - меньше не будет.

Первая мысль - увеличить Сх, чтобы бОльшая часть скорости гасилась на большой высоте.

Бессмысленно. При спуске без АК пиковые величины перегрузок одни и те же, только достигаются на разных высотах.

Вторая мысль - но на низких высотах этот же большой Сх приведет к повышению пиковых перегрузок.

Именно. И пик будет практически тот же самый.

Вывод - максимально увеличивать Сх на больших высотах и скоростях и постепенно снижать по мере торможения и увеличения плотности атмосферы.

Можно.
Но это вообще-то уже не баллистический спуск всё же.

Где ошибка?

Да нет ошибки. Но технически сложно. Даже довести перегрузки до уровня союзовских при управляемом спуске - и масса при этом увеличится.
Так что смысла нет особого.

А вообще - см. здесь
http://forums.airbase.ru/2007/06/t55982--Spusk-s-orbity-i-teplozaschita-KA.html

Там где-то и картинки подобных концептов были.

[RadioactiveRainbow]

Можно.
Но это вообще-то уже не баллистический спуск всё же.

Cамый что ни на есть баллистический - аэродинамическое качество равно нулю. Вектор силы всегда направлен против вектора скорости. Угол атаки всегда нулевой.

Ну, это уже будет далеко НЕ баллистический спуск, кроме того, такого рода "управление" будет на порядок сложнее обычного "штатного" управления при УС СА Союз.

Насчет баллистического - см. выше.
И почему же система управления будет сложнее? Надо всего лишь менять один параметр (площадь миделя, например, или угол раскрытия "юбки") в зависимости от, например, высоты по заранее намеченой программе. При хорошем соответствии теоретической модели практике - можно вообще по времени. То есть принципиально не нужна привязка к ориентации. Что сложного-то? =/

Да, спасибо насчет напора. Никак не мог вспомнить это словосочетание )
Однако ро*вэ тоже есть. По крайней мере в теории ракетных двигателей применяется  :roll:

Ну-ка, как ты это оценил?

:|
Эм... Хороший вопрос. Как только вспомню - сразу сообщу...
А, блин! Хехе.
В RM прикинул +-лапоть время торможения от 7 км/с до 0, поделил скорость на время и получил минимально возможную перегрузку - которая реализуется в случае равномерного распределения ускорения по времени.

Ни до какого. Сколько есть - меньше не будет.

Почему?
Вы поняли мою основную идею - менять по ходу движения в атмосфере аэродинамические параметры осесимметричной (с нулевым АК) капсулы для сглаживания графика силы по времени?
Чисто гипотетически (если менять геометрические параметры капсулы в бесконечно широких пределах) можно вообще выпрямить график ускорения в прямую линию. Разве не так?

[RadioactiveRainbow]

Потыкал пальчиком в RM.

Для капсулы М=3000 S=3,4м2 макс перегрузка - 8,3
Для капсулы М=3000 S=7,0м2 макс перегрузка - 7,9

Переключение S=7.0->3.4 :
Макс перегрузка - 7,4. И это я совсем не напрягался.
То есть, конечно, перегрузка большая, но она меньше чем у каждого из крайних фиксированных вариантов.


А если поставить себе цель, да напрячься - я уверен, можно без особого труда сбросить до 5-6. Регулированием всего лишь одного параметра по времени (или по значению перегрузки). Без навигации вообще.

[RadioactiveRainbow]

Считал.
Результаты не обнадеживающие (

Макс перегрузку удается снизить не более чем до 7.5.
Чтобы снизить еще больше необходимо менять площадь миделя на порядок, что представляется уже нецелесообразным.

Куда проще посадить в капсулу с ненулевым качеством человечка перед иллюминатором, и дать ему в зубы рукоятку управления по крену.

[Бродяга]

Считал.
Результаты не обнадеживающие (
Макс перегрузку удается снизить не более чем до 7.5.
Чтобы снизить еще больше необходимо менять площадь миделя на порядок, что представляется уже нецелесообразным.
Куда проще посадить в капсулу с ненулевым качеством человечка перед иллюминатором, и дать ему в зубы рукоятку управления по крену.

Почему вы считаете нецелесообразным менять площаль?
 Представьте, что аппарат плоский.

[RadioactiveRainbow]

Почему вы считаете нецелесообразным менять площаль?  
Представьте, что аппарат плоский.

Я считаю нецелесообразным менять площадь аппарата в таких широких пределах.
Я нарисовал капсулу с площадью, меняющейся в 3,5 раза за счет раскрытия "лепестков" - и то конструкция получилась монструозной.
Дальше гемор по созданию системы существенно перевешивает преимущества.

Плоский аппарат делать тоже смысла мало. Массовое совершенство у него будет более чем посредственным, относительная масса ТЗП высокой...
А увеличение Сх будет сравнительно небольшое, и так же не меняющее ситуацию.


Увы, идея оказалась практически мертворожденной

[SpaceR]

Я нарисовал капсулу с площадью, меняющейся в 3,5 раза за счет раскрытия "лепестков" - и то конструкция получилась монструозной.
Дальше гемор по созданию системы существенно перевешивает преимущества.

Плоский аппарат делать тоже смысла мало. Массовое совершенство у него будет более чем посредственным, относительная масса ТЗП высокой...
А увеличение Сх будет сравнительно небольшое, и так же не меняющее ситуацию.

Увы, идея оказалась практически мертворожденной

Бывает...
Плюс хотя бы в том, что Вы достаточно быстро это вычислили

[Дмитрий В.]

Почему вы считаете нецелесообразным менять площаль?  
Представьте, что аппарат плоский.

Я считаю нецелесообразным менять площадь аппарата в таких широких пределах.
Я нарисовал капсулу с площадью, меняющейся в 3,5 раза за счет раскрытия "лепестков" - и то конструкция получилась монструозной.
Дальше гемор по созданию системы существенно перевешивает преимущества.

(

Попробуйте вместо лепестков надувные баллоны :lol:

[Бродяга]

Я нарисовал капсулу с площадью, меняющейся в 3,5 раза за счет раскрытия "лепестков" - и то конструкция получилась монструозной.
Дальше гемор по созданию системы существенно перевешивает преимущества.

Плоский аппарат делать тоже смысла мало. Массовое совершенство у него будет более чем посредственным, относительная масса ТЗП высокой...
А увеличение Сх будет сравнительно небольшое, и так же не меняющее ситуацию.

Увы, идея оказалась практически мертворожденной

Бывает...
Плюс хотя бы в том, что Вы достаточно быстро это вычислили

ЁПРСТ...

 "Плоский аппарат" это, например, шаттл.
 

 RadioactiveRainbow у вас две "ошибки" в вашей идее.
 Первая, надо менять не Cx, а мидель, это, скажем так, проще.
 Второе, вы представили себе трансформер, а можно просто взять, например, цилиндр, сперва лететь боком, а потом переориентировать его основанием вперёд.

[Бродяга]

Попробуйте вместо лепестков надувные баллоны :lol:

Зачем так сложно?
 Конус с аэродинамическими рулями для изменения балансировочного угла атаки.

[SpaceR]

ЁПРСТ...

"Плоский аппарат" это, например, шаттл.  


RadioactiveRainbow у вас две "ошибки" в вашей идее.
Первая, надо менять не Cx, а мидель, это, скажем так, проще.
Второе, вы представили себе трансформер, а можно просто взять, например, цилиндр, сперва лететь боком, а потом переориентировать его основанием вперёд.
 

... Конус с аэродинамическими рулями для изменения балансировочного угла атаки.

Бродяга, а о чём это вы вообще?

Прочтите лучше первое сообщение этой темы ещё раз. Или 2 раза.

[Бродяга]

ЁПРСТ...
"Плоский аппарат" это, например, шаттл.  

RadioactiveRainbow у вас две "ошибки" в вашей идее.
Первая, надо менять не Cx, а мидель, это, скажем так, проще.
Второе, вы представили себе трансформер, а можно просто взять, например, цилиндр, сперва лететь боком, а потом переориентировать его основанием вперёд.
 

... Конус с аэродинамическими рулями для изменения балансировочного угла атаки.

Бродяга, а о чём это вы вообще?
Прочтите лучше первое сообщение этой темы ещё раз. Или 2 раза.

Вопрос. До какого уровня можно снизить перегрузки при торможении по баллистической траектории?
Что для этого необходимо сделать?
Первая мысль - увеличить Сх, чтобы бОльшая часть скорости гасилась на большой высоте.
Вторая мысль - но на низких высотах этот же большой Сх приведет к повышению пиковых перегрузок.
Вывод - максимально увеличивать Сх на больших высотах и скоростях и постепенно снижать по мере торможения и увеличения плотности атмосферы.
Где ошибка?

Вы не поняли о чём?

 При малом скоростном напоре повернуть аппарат к набегающему потоку той стороной, где площадь поперечного сечения больше, при высоком скоростном напоре развернуть его так, чтобы площадь была меньше.
 RadioactiveRainbow предложил менять Cx, но проще развернуть аппарат по-другому.

 Собственно шаттл так и садится, насколько я помню, он уменьшает угол атаки.