ਰੇਕਟਰ ਸਮੀਕਰਨ ਅਤੇ delta- v

1903 ਵਿੱਚ ਕਾਲੂਗਾ ਦੇ ਇੱਕ ਬੁੱਢੇ ਸਕੂਲ ਅਧਿਆਪਕ, ਕੰਸਟੇਨਟਿਨ ਸਿਓਲਕੋਵਸਕਯ ਨੇ ਉਹ ਸਮੀਕਰਨ ਲਿਖਿਆ ਜੋ ਅੱਜ ਵੀ ਹਰ ਰੈਕੇਟ ਦਾ ਆਕਾਰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਫਾਲਕਨ9ਕੀ 89% ਪ੍ਰੈਸ਼ਰ ਗੈਸ ਨਾਲ ਚਲਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਦਾ ਪੈਲੋਡ ਉਡਾਣ ਦੇ ਸਮੇਂ ਸਿਰਫ ਕੁਝ ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ ਹੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਰੈਕੇਟ ਉੱਪਰ ਜਾਣ ਵੇਲੇ ਆਪਣੇ ਆਪ ਦੇ ਹਿੱਸੇ ਕਿਉਂ ਛੱਡ ਦਿੰਦੇ ਹਨ।

ਹਰ ਰੇਕਟਰ ਤੁਹਾਡੀ ਲੋੜੀਂਦੀ ਗਤੀ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਤੁਹਾਨੂੰ ਚੁੱਕਣ ਦੀ ਲੋੜ ਵਾਲੀ ਮਾਤਰਾ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਦੌੜ ਹੈ।

ਵੇਖੋ

ਰੈਕੇਟ ਪਿੱਛੇ ਵੱਲ ਗੋਲੇ ਮਾਰ ਕੇ ਚੱਲਦਾ ਹੈ । ਇਸ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਸੁੱਟੋ, ਜਾਂ ਇਸ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵੀ ਸੁੱਟੋ ਅਤੇ ਤੁਸੀਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਜਾਓਗੇ। ਇੱਕ ਮੁੱਦਾ ਹੈ ਕਿ ਜੋ ਈਂਧਣ ਤੁਸੀਂ ਹੁਣ ਤੱਕ ਨਹੀਂ ਜਲਾਏ, ਉਸ ਨੂੰ ਵੀ ਚੁੱਕਿਆ ਅਤੇ ਤੇਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਜੋ ਕਿ ਲਾਭਦਾਇਕ ਹੈ ਲਾਗਰਿਥਮਿਕ: ਇਸੇ ਰਫਤਾਰ ਨੂੰ ਵਾਪਸ ਜੋੜਨ ਲਈ, ਤੁਹਾਨੂੰ ਈਂਧਣ ਗੁਣਾ ਕਰਨਾ ਪਵੇਗਾ, ਨਾ ਕਿ ਜੋੜਨਾ ।

Delta-v (Δv, “ਵੇਗ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ”) ਪੁਲਾੜ ਯਾਤਰਾ ਦਾ ਮੁਦਰਾ ਹੈ। ਹਰੇਕ ਕਾਰਵਾਈ ਦੀ ਕੀਮਤ ਕਿਲੋਮੀਟਰ/ਸਕਿੰਟ ਵਿੱਚ ਹੈ:

• ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤਹ ਤੋਂ ਘੱਟ ਓਰਬੀਟ: ਲਗਭਗ 9.4 ਕਿਲੋਮੀਟਰ/ਸਕਿੰਟ, ਨੁਕਸਾਨ ਸਮੇਤ ।
• ਘੱਟ ਓਬਿਟ ਤੋਂ ਜੀਓਸਟੇਸ਼ਨਰੀ ਓਬਿਟ: ਲਗਭਗ 3.9km/ s ।
• ਧਰਤੀ ਨੂੰ ਛੱਡ ਕੇ ਮੰਗੂ ਲਈ ਘੱਟ ਓਰਬੀਟ: ਲਗਭਗ 3.6km/ s ਹੈ ।

ਇੱਕ ਰੇਡੀਓ ਐਕਟਿਵ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਭਾਰ, ਇਸਦੇ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਰਸਾਇਣਕ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਸਮਝੋ

Δv = I_ sp · g₀ · ln( m₀ / m_ f)

• I_ sp: ਖਾਸ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ, ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦਾ ਮਾਪ ਸੈਕਿੰਡ ਵਿੱਚ (g₀ ਦੁਆਰਾ ਵੰਡੀ ਨਿਕਾਸੀ ਗਤੀ)।
• g₀ = 9.80665 m/s², ਸਟੈਂਡਰਡ ਗਰੁਵਟੀ।
• m₀: ਲਿਖਣ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ ਭਾਰ; m_f: ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਭਾਰ।

ਸਿਮੂਲੇਟਿਡ ਰੈਕੇਟ ਦੇ ਦੂਜੇ ਸਟੇਜ ਨਾਲ ਉਦਾਹਰਨ (Isp 348 s): ਪੂਰਾ, ਇਸ ਦਾ ਭਾਰ 112 ਟਨ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ 15-ਟਨ ਪੈਲੋਡ ਵੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ; 19 ਟਨ ਦੇ ਕਰੀਬ Δv = 348 × 9.81 × ln(112 / 19) ≈ 6.0 km/s. ਪਹਿਲਾ ਪੜਾਅ ਬਾਕੀ ਨੂੰ ਜੋੜਦਾ ਹੈ।

10 ਦੀ ਮਾਸ ਅਨੁਪਾਤ ਅਤੇ 350 ਸਕਿੰਟ ਦੀ ਆਈਐੱਸਪੀ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸਟੇਜ ਸਿਰਫ 7.9 ਕਿਲੋਮੀਟਰ ਪ੍ਰਤੀ ਸੈਕੰਡ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਓਬਿਟ ਲਈ ਕਾਫੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ ਜਦੋਂ ਨੁਕਸਾਨ ਗਿਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇੱਕ ਅਜਿਹਾ structureਾਂਚਾ ਜੋ ਕੇਵਲ ਕੁੱਲ ਦਾ 10% ਹੀ ਹੈ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਬਹੁਤ ਹਲਕਾ ਹੈ। ਇਸੇ ਲਈ ਲਗਭਗ ਹਰ ਓਬਿਟਲ ਰੇਕਟਰ ਦੋ ਜਾਂ ਵਧੇਰੇ ਸਟੇਜਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਮਾਸਟਰ

ਸਟੇਜਿੰਗ ਮਾਸ ਅਨੁਪਾਤ ਗੁਣਾ ਕਰਦੀ ਹੈ । ਦੋ ਪੜਾਵਾਂ ਵਾਲੇ ਵਾਹਨ ਲਈ,

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

ਜਿੱਥੇ ਕਿ ਦੂਜੇ ਪੜਾਅ ਦਾ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਭਾਰ ਪਹਿਲੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਸੁੱਟਿਆ ਗਿਆ ਸਭ ਕੁਝ ਛੱਡਦਾ ਹੈ । ਸਟੇਜਾਂ ਦਰਮਿਆਨ ਵੰਡ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣਾ (ਸਮਾਨ Isp ਲਈ, ਲਗਭਗ ਸਮਾਨ Δv ਪ੍ਰਤੀ ਸਟੇਜ) ਇੱਕ ਕਲਾਸਿਕ ਸਮੱਸਿਆ ਹੈ: ਪੇਲੋਡ ਭਿੰਨਤਾ ਲੋੜੀਂਦੇ Δv ਨਾਲ ਗਣਨਾਤਮਕ ਤੌਰ ਤੇ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਇਸੇ ਕਰਕੇ ਓਬਿਟ ਵਿੱਚ Δv ਨੂੰ ਕੁਝ ਸੌ m/s (ਪੂਰਬ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ, ਭੂਮੱਧ ਖੇਤਰ ਦੇ ਨੇੜੇ) ਦੁਆਰਾ ਘੱਟ ਕਰਨਾ ਇੰਨਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।

ਇਹ ਸਮੀਕਰਨ ਦੁਬਾਰਾ ਵਰਤੋਂਯੋਗ ਪਹਿਲੇ ਪੜਾਅ ਦੇ ਤਰਕ ਨੂੰ ਵੀ ਸਮਝਾਉਂਦਾ ਹੈ: ਉਹ ਈਂਧਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਵਾਪਸ ਉਡਦੇ ਹਨ ਜੋ ਕਿ ਹੋਰ ਪੈਲੋਡ ਸਮਰੱਥਾ ਹੁੰਦੀ, ਰੈਕੇਟ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਮਹਿੰਗੇ ਹਿੱਸੇ ਨੂੰ ਨਾ ਸੁੱਟਣ ਲਈ ਪੈਲੋਡ ਦਾ ਕੁਝ ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ ਵਪਾਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ।