हा उपदेश Local Solar System फाउंडेशनच्या टीम सदस्यांनी लिहिला होता आणि योग्य समीक्षकाने सुधारला होता. तुम्ही या विषयात पात्र आहात का? संपादन सुचवा
हे शहर जवळपास 100 किमी अंतरावर आहे व तेथे अनेक विमानतळ आहेत. या विमानाचा वापर खालील प्रकारे केला जातो:- हे विमान एकाचवेळी अनेक ठिकाणी उतरते व उतरते. थांबवत आहे वरती हा कठीण भाग आहे. To stay you need about 7.8 km/s of sideways speed, and almost all of a rocket’s fuel is spent on that.
याचे वाटप मिनिटांत होते. यामुळे जवळपास सर्वच प्रकारचे इंधन वापरता येते.
बघ
प्रक्षेपणाच्या चार टप्प्या असतात :
- उंच वर काही सेकंदांसाठी, टॉवर साफ करण्यासाठी आणि सर्वात घट्ट हवा.
- गुरुत्वाकर्षण वळणे. एक छोटी झुक, दोन-तीन अंशांपर्यंत आणि गुरुत्वाकर्षण बाकीचे काम करते: इंजिन चालत असताना मार्ग स्वतःच उलट फिरतो. यामुळे विमानात कोणताही अडथळा निर्माण होत नाही व विमानाच्या इंजिनमध्ये काहीही बिघाड होत नाही.
- स्टेडियम. दोन-तीन दिवसांनी याचे खोड बाहेर येते व ते निघून जाते. याचे मुख्य कारण म्हणजे, जास्त तापमानामुळे, ते अधिक लवकर जळते.
- जवळपास समतल उडत, परिभ्रमणगतीपर्यंत बाजूला वेग निर्माण करत. इंजिन बंद पडले. या उपग्रहाने पृथ्वीभोवती एक प्रदक्षिणा पूर्ण केली असून, त्यासाठी तो 88 मिनिटांचा काळ घेतो.
पृथ्वीच्या स्वतःच्या परिभ्रमणामुळे भूमध्य रेषेवर 0.465 किमी/सेकंद इतका मुक्त वेग मिळतो. यामुळेच बहुतेक प्रक्षेपण स्थळे पूर्वेकडे समुद्राकडे पाहत असतात.
समजले
वरील अनुकरणात, वाहन सुमारे 9.3 किमी / सेकंद “डेल्टा-v” (त्याच्या इंजिनांनी प्रदान केलेल्या वेगाचा एकूण बदल) खर्च करते जेणेकरून 200 किमीवर 7.8 किमी / सेकंद वेग गाठता येईल. फरक असा आहे की गुरुत्वाकर्षण: जेव्हा रॉकेट अजूनही काही प्रमाणात वरकडे निर्देशित करते, तेव्हा त्याच्या धक्क्याचा एक भाग त्याला गुरुत्वाकर्षणाविरुद्ध ठेवतो तर ते वेगाने वाढवतो.
यामुळे विमानाचे इंजिन व इतर भागांना काही प्रमाणात नुकसान होते. The usual budget quoted for low Earth orbit is 9.3 to 10 km/s, which matches.
| सिमुलेशन अंतर्गत क्षण | वेळ | ऊंची | वेग |
|---|---|---|---|
| प्रथम-स्तर इंजिन बंद | सुमारे 2 मिनिट 24 सेकंद | सुमारे 90 किमी | सुमारे 3.0किमी/ सेकंद |
| दुसरे- टप्प्यातील कटऑफ, कक्षात | सुमारे 7 मिनिट 37 सेकंद | सुमारे 200 किमी | 7.8 km/s |
The first stage, cut off at 3 km/s, is far too slow for orbit and falls back (Falcon 9 boosters then steer themselves back to land).
मास्टर
हा नियम वापरून एकच स्थिरांक काढला जातो तो म्हणजे घनफळ. प्रत्येक क्षणी तो एक पिच कोना θ निवडतो जेणेकरून उभे त्वरण उंची आणि चढाईचा दर सुधारेल:
a_T sin θ = μ/r² − v_h²/r + k₁(r_target − r) − k₂·v_r
या दोन शब्दांपैकी पहिला शब्द म्हणजे गुरुत्वाकर्षण कमी करून क्षैतिज वेगाची “केंद्रबिंदू” सुटका. As v_h approaches the circular speed √(μ/r), those two cancel and the stage points flat. वास्तविक वाहने अधिक सुशोभित योजना वापरतात (उदाहरणार्थ, अपोलो-काळ पुनरावृत्ती मार्गदर्शन पद्धती किंवा स्पेस शटलवर प्रशिक्षित स्पष्ट मार्गदर्शन) जे प्रक्षेपक कमी करते, परंतु हेच तत्व आहे.
याचे कारण म्हणजे, पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील सर्व वस्तूंचे वेग (अर्थात, वस्तुमान) समान असते. याचे कारण म्हणजे, पृथ्वीच्या वातावरणात असलेली ही एकमेव अशी द्रव्ये आहेत जी अणूंच्या आकाराने लहान असतात.
प्रयत्न करा
3D प्रक्षेपण हळूहळू स्क्रोल करा व वाचन पहा. कोणत्या वेळेस वेग3किमी/से. पार करतो, आणि त्यावेळी रॅकेटला काय होते? मग वेग वाढत असताना उंची वाढणे थांबवणारी वेळ शोधा.
चांगले. आव्हाने म्हणजे शिकण्याची जागा.
जलद प्रश्नोत्तरी
3 जलद प्रश्न. तुम्ही योग्य आहात का हे बघण्यासाठी उत्तर निवडा.
-
हे विमान उतरल्यानंतर लगेचच खाली कोसळले आणि तेथेही कोणीही जीवितहानी झाली नाही.
- A ढगाळ वातावरण टाळण्यासाठी
- B कारण एका कक्षाला मोठ्या बाजूस वेगाची गरज असते; फक्त उंची पुरेशी नाही
- C कारण इंजिन उंचीवर कमकुवत असतात.
- D प्रथम टप्प्यात उतरण्यासाठी
उत्तर दर्शवा
B. कारण एका कक्षाला मोठ्या बाजूस वेगाची गरज असते; फक्त उंची पुरेशी नाही
-
About how fast must a spacecraft move sideways to stay in orbit 200 km up?
- A 1.1 km/s
- B 3 किमी/से
- C 7.8 km/s
- D 30 km/s
उत्तर दर्शवा
C. 7.8 km/s
-
रॉकर्स स्टेज का वापरतात?
- A प्रत्येक टप्प्यावर एक वेगळा चालकदल असू शकतो
- B इंधन संपल्यावर वजनदार रिकामे टॅंक आणि इंजिन चालवणे थांबवावे
- C कारण एक इंजिन पुन्हा सुरू करू शकत नाही
- D रॉकेट उंच करण्यासाठी
उत्तर दर्शवा
B. इंधन संपल्यावर वजनदार रिकामे टॅंक आणि इंजिन चालवणे थांबवावे यातील प्रत्येक टप्प्याला सुमारे 25 किलो इंधन लागते, त्यामुळे हे अवकाशयान कमी वजनाचे आहे.
शेवटची ओळ
- उपदेश वाचा
- आव्हान पार पडले
- प्रश्नपत्रिका सोडविली
या साधनवरील प्रगती करीता संचयीत करण्याकरीता शिकवणी पूर्णत्वास चिन्हांकित करा.
उपक्रम पूर्ण. उत्तम!
पुढील वर रॉकेट समीकरण आणि डेल्टा-व्हीया शिक्षेतील शब्द
स्त्रोत
- SpaceX, Falcon 9 vehicle page (masses, thrust)
- SpaceX, Falcon User's Guide (2021)
- NASA Glenn Research Center, Beginner's Guide to Rockets
- H. D. Curtis, Orbital Mechanics for Engineering Students, 4th ed., ch. 13 (rocket vehicle dynamics)
- Wikipedia, Delta-v budget (typical losses to low Earth orbit)
हा उपक्रम परवानाकृत आहे CC BY-SA 4.0.