Орбит хүрч

Дэлхий ердөө 100 км зайтай, олон хүний ажил руу явах замнаас ч ойр. Тэнд хүрэхэд амархан: сансрын хөлөг хэдэн минут нисээд л буцаж унадаг. Тэнд үлдэх нь хэцүү хэсэг юм. Тэнд байхын тулд 7.8 км/с хурдтай явах хэрэгтэй, энэ нь пуужингийн түлшийг бараг л бүрэн зарцуулдаг.

Дээр нь гарахад хэдэн минут шаардагдана. Хэт хурдан урагшаа явах нь түлшийг бараг л зарцуулдаг.

Хар

A launch has four acts:

1. Зүүн доош хэдэн секундын турш, цамхаг болон хамгийн хатуу агаарыг цэвэрлэх.
2. Гравитацийн эргэлт. Хэдхэн градусын налуу, гравитацийн хүчний нөлөөгөөр зам нь өөрөө эргэх ба хөдөлгүүрүүд түүнийг түлхэж байдаг. Түргэн эргэлт хийхгүй, энэ нь агаарын урсгалд жижигхэн пуужинг гэмтээх болно.
3. Стаж. Хоёр минутын дараа анхны шат хоосон болж унана. Дээд шат нь илүү хөнгөн, үргэлж түлхэж байна.
4. Хамгийн ойролцоо нисч байна, орбитын хурд хүртлээ хажуу тийш хурдтай нисч байна. Дизелийн хөдөлгүүрийг унтраана. Энэ сансрын хөлөг дэлхийг 88 минут тутамд тойрон эргэдэг.

Өмнөд зүгт хөөргөх нь тусалдаг: Дэлхийн өөрийн эргэлт нь экватор дээр 0.465 км/с-ийн чөлөөт хурд өгдөг. Энэ нь олон пуужингийн хөөргөх цэгүүдийн хойд зүгт далайн зүг хардаг шалтгаан юм.

ойлгох

Дээрх загварт, тээврийн хэрэгсэл нь 9.3 км/с “дельта-v” (машины хурдны нийт өөрчлөлт) 7.8 км/ с 200 км-т Энэ ялгаа нь гравитаци алдагдах: пуужингийн зарим хэсэг нь дээшээ чиглэсэн байхад, түүний түлхэх хүчний хэсэг нь хурдасгах биш харин гравитацын эсрэг л барьж байдаг.

Real rockets also fight air drag and lose some efficiency to steering. Жишээ нь, 9.3-10 км/с хурдтай газар дээрх орбитод буулгах зардлын хэмжээг тооцохдоо энэ үзүүлэлтийг ашигладаг.

Тоглоомын мөч	Цаг	Алтан	Хурд
Эхний шатны хөдөлгүүрийг таслах	2 мин 24 сек	90 км	3.0 км/ с
Хоёрдугаар шатны таслалт, орбитт	7 мин 37 сек	200 км	7.8 км/ с

Эхний шат нь 3 км/с хурдтай хөдөлж, орбитод хүрэх боломжгүй болж буцаж унадаг (Falcon9бустерууд дараа нь газарт эргэж ирдэг).

Багш

Энэ загварын дээд шат нь энгийн хаалттай эргэлттэй удирдлагын хуулиар ажилладаг. Бүх үед уртраг хурдасгуур өндөр болон дээшлэх хурдыг засаж өгөхийн тулд θ өнцгийн өнцгийг сонгоно:

a_T sin θ = μ/r² − v_h²/r + k₁(r_target − r) − k₂·v_r

Эхний хоёр нэр томъёо нь гравитациас хассан горизонтал хурдны “цэвэршүүлэх” хөнгөлөлт юм. V_h нь тойргийн хурд √(μ/r)-д ойртох тусам, энэ хоёрыг хасч, шатны цэгүүдийг тэгшлэн харуулна. Үнэн хэрэгтээ, бодит тээврийн хэрэгслийн хувьд илүү боловсронгуй схемүүдийг ашигладаг (жишээ нь Аполлоны үеийн iterative guidance mode буюу сансрын хөлгийн хүчтэй explicit guidance) бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн түлшийг багасгадаг боловч үндсэн зарчим нь ижил байдаг.

Inserting into orbit is ending with zero vertical speed exactly at the target height, and horizontal speed equal to √(μ/r). Хэрэв аль нэгийг нь алдавал орбит нь эллипсийн хэлбэртэй болж, хамгийн доод цэг нь агаар мандалд байх болно.