rocket equation နှင့် delta-v

1903 မှာ Kaluga မှာ နားမကြားတဲ့ကျောင်းဆရာ, Konstantin Tsiolkovsky, သေးငယ်တဲ့တိုင်းတာမှုအားလုံးကိုလက်ရှိအရွယ်အစားညီမျှခြင်းကိုရေးသားခဲ့တယ်။ ဒါဟာ Falcon9အကြောင်းကိုဖြစ်ပါတယ်ဘာကြောင့်ရှင်းပြ 89% propellant, ဘာလို့လဲဆိုတော့ payload ကို liftoff မှာအလေးချိန်၏တစ်ချို့ရာခိုင်နှုန်းသာဖြစ်ပါသည်, နှင့်ရဟတ်ယာဉ်များလမ်းပေါ်တွင်သူတို့ရဲ့ကိုယ်ပိုင်အစိတ်အပိုင်းများကို Drop ဘာကြောင့်.

ရုက္ခဗေဒပညာရှင်များ အနေဖြင့် ၎င်းတို့ ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သော အသေးစားကြယ်တစ်လုံး၏ တည်နေရာကို ရှာဖွေနေစဉ်တွင် ၎င်းတို့သည် ဤအမှုန်ကြီးကို တွေ့ရှိခဲ့ကြသည်။

ကြည့်ပါ

ရိုကက်တစ်သည် အလေးချိန်ကို နောက်သို့လှည့်၍ လှုပ်ရှားသည်။ မြန်မြန်ပစ်လိုက်၊ ဒါမှမဟုတ် ပိုပြီး ပစ်လိုက်၊ တစ်ခုဖမ်းမိ: သင်မလောင်ကျွမ်းသေးသောလောင်စာလည်းသယ်ဆောင်နှင့်အရှိန်မြှင့်ရမည်. ဤသည်ရလဒ်ကို logarithmic ဖြစ်စေ: အမြန်နှုန်း၏ထပ်တူအရေအတွက်ကိုထည့်သွင်းရန်, သင်လောင်စာပေါင်းစပ်ရပါမည်, ဒါမှမဟုတ်မထည့်သွင်းပါ.

ဒယ်တာ-ဗီ (Δv, “အမြန်နှုန်းပြောင်းလဲမှု”) သည် အာကာသပျံသန်းမှု၏ငွေကြေးဖြစ်သည်။ တစ်ခုချင်းစီကို manoeuvre km / s မှာစျေးနှုန်းရှိပါတယ်:

• ကမ္ဘာမြေမျက်နှာပြင်မှအနိမျ့ orbit: အကြောင်းကို 9.4 km / s, အပါအဝင်ဆုံးရှုံးမှု။
• မြေပြင်တည်ငြိမ်မှု orbit ကိုအနည်းငယ် orbit: အကြောင်းကို 3.9 km / s.
• အင်္ဂါဂြိုဟ်အတွက်ကမ္ဘာမြေကိုစွန့်ခွာရန်အနိမျ့ orbit: အကြောင်းကို 3.6 km/s.

ရုရှားနိုင်ငံ၏ငွေကြေးထောက်ပံ့မှုသည် ၎င်း၏အင်ဂျင်များ၊ လောင်စာနှင့်ထုထည်ကို မည်မျှပေးပို့နိုင်သည်ကို ဖော်ပြသည်။

နားလည်ပါ

Δv = I_sp · g₀ · ln(m₀ / m_f)

• I_sp: တိကျတဲ့လှုံ့ဆော်မှု, စက္ကန့်အတွင်းအင်ဂျင်စွမ်းဆောင်ရည်၏တစ်ဦးအကဲဖြတ် (g₀ အားဖြင့်ခွဲဝေ exhaust အမြန်နှုန်း) ။
• g₀ = 9.80665 m/s², စံချိန်တင်ဆွဲငင်အား။
• m₀: လောင်ကျွမ်းမှု၏အစတွင်ထုထည်၊ m_f: အဆုံးတွင်ထုထည်။

ဆင်တူရဟတ်ယာဉ်၏ဒုတိယအဆင့်နှင့်အတူဥပမာ (Isp 348 s): အပြည့်အဝ, ဒါဟာအကြောင်းကိုဝိတ် 112 တစ် 15-တန် payload ကိုအပါအဝင်တန်; propeller ရဲ့ပယ်, အကြောင်းကို 19 တန်. Δv = 348 × 9.81 × ln(112 / 19) ≈ 6.0 km/s. ပထမအဆင့်မှာ ကျန်တဲ့အရာတွေကို ပေါင်းထည့်ပါတယ်။

၏အထုအချိုးနှင့်အတူတစ်ဦးတည်းသောအဆင့် 10 နှင့် Isp 350 s ကိုပေးသည်သာ 7.9 km / s, တစ်ကြိမ်ဆုံးရှုံးမှုစာရင်းပြုစုကြပြီ orbit အတွက်လုံလောက်တဲ့မဟုတ်ပါဘူး, နှင့်တစ်ခုတည်းသောဖြစ်ပါတယ်သောဖွဲ့စည်းပုံ 10% စုစုပေါင်း၏ယခုပင်အလွန်အလင်းဖြစ်ပါသည်. ဒါကြောင့် ပတ်လမ်းတစ်လျှောက်ရှိ ရဟတ်ယာဉ်တိုင်းဟာ နှစ်ဆင့်ထက်ပိုပြီး သုံးစွဲကြတာပါ။

အဓိက

Staging ထုထည်အချိုးအစားကို multiplies ။ နှစ်ဆင့်ကားများအတွက်,

Δv_total = I₁ g₀ ln(m₁/m_f₁) + I₂ g₀ ln(m₁₂/m_f₂)

ပထမအဆင့်ရဲ့စတင်မှု အားလုံးကိုပယ်ချတဲ့နေရာမှာ ဒုတိယအဆင့်ရဲ့ စတင်မှု အဆင့်များအကြားခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း (တူညီသော Isp အတွက်, အဆင့်တိုင်း Δv ၏အနည်းငယ်တူညီ) ရိုးရာပြဿနာတစ်ခုဖြစ်ပါသည်: the payload fraction လိုအပ်သော Δv နှင့်အတူ exponentially ကျဆင်းသွားသည်, ဒါကြောင့်တစ်ဦးနှစ်ဆယ် m / s (မြောက်ဘက်စတင်, ဧရိယာဝှမ်းအနီး) က orbit ကိုΔv လျော့ချဖို့အကြောင်းရင်းဖြစ်ပါတယ်။

ဤသဟဇာတလည်း reusable ပထမဦးဆုံးအဆင့်များ၏ယုတ္တိဗေဒကိုရှင်းပြ: သူတို့ကအခြားနည်းလမ်းဖြင့် payload စွမ်းဆောင်ရည်ဖြစ်လိမ့်မည်ဟုလောင်စာသုံးပြီးပြန်ပျံသန်း, ရဟတ်ယာဉ်၏စျေးအကြီးဆုံးအစိတ်အပိုင်းကိုစွန့်ပစ်ဖို့မဟုတ်တဲ့ payload အချို့သောရာခိုင်နှုန်းကုန်သွယ်.