هي سبق Local Solar System فاؤنڊيشن ٽيم جي هڪ ميمبر طرفان تيار ڪيو ويو ۽ ان کي ڪنهن قابل جائزو وٺندڙ طرفان بهتر ڪيو وڃي ٿو. توھان ھن موضوع ۾ ماهر آھيو ڇا؟
فضا صرف 100 ڪلوميٽر پري آهي، جيڪا ڪيترن ماڻهن جي سفر کان به ويجهي آهي. اُتان مٿي پهچڻ آسان آهي: آواز واريون راڪيٽون ڪجهه منٽن جي اڏام سان ان کي ڪري سگهن ٿيون ۽ سڌو سنئون پوئتي پون. اُن تي رهڻ ڏکيو حصو آھي. باقي رهڻ لاءِ توهان کي تقريبن 7.8 ڪلوميٽر / سيڪنڊ جي پاسي واري رفتار جي ضرورت آهي، ۽ تقريبن سڀني راڪيٽ جو ايندھن ان تي خرچ ڪيو ويندو آهي.
مٿي وڃڻ ۾ منٽ لڳندا. پاسي تيز وڃڻ تمام گهڻو تقريبن سڀ انرجي وٺي.
ڏسو
هڪ شروع ۾ چار عمل آھن:
- سڌو مٿي ڪجھه سيڪنڊن لاء، ٽاور ۽ ٿلهو هوا صاف ڪرڻ.
- گروويٽي جي گردش. ٿورو جھڪيو، ٻه درجا ۽ گريوٽي ٻيا ڪم ڪندو: واٽ پاڻ ۾ ڦري ويندي جڏهن ته انجن ان کي ڌڪ ڏيندا آهن. نه تڪڙا موڙ، جيڪو هوا جي وهڪري ۾ هڪ ننڍي راڪيٽ کي ٽوڙيندو.
- Staging. تقريبن ٻه ۽ اڌ منٽن کانپوءِ پهريون مرحلو خالي ٿي ويندو آهي ۽ ڦاٽندو وڃي ٿو. مٿيون مرحلو، گهڻو هلڪو، ڌڪڻ جاري رکي ٿو.
- تقريبن پٽيءَ تي ھلندڙ, پاسي واري رفتار کي وڌايو جيستائين مداري رفتار کي پهچي. انجن بند ٿئي ٿو. فضائي جهاز مدار ۾ آهي، زمين جي چوڌاري هر 88 منٽن يا ان کان وڌيڪ.
مشرق طرف هلڻ ۾ مدد ملندي: زمين جو پاڻيءَ جو گردش وارو عمل 0.465 ڪلوميٽر/سيڪنڊ جي آزادي سان استوا تي ٿئي ٿو. ان ڪري ئي ڪيتريون ئي پروازون شروع ڪرڻ واريون جڳهون اولهه طرف سمنڊ ڏانهن ڏسن ٿيون.
سمجھو
مٿين سيمو ۾، گاڏي بابت خرچ ڪري ٿي 9.3 ڪلوميٽر/س جي “delta-v” (جي رفتار جي مجموعي تبديلي جي ان جي انجن مهيا ڪري سگهي ٿو) جي رفتار کي پهچڻ 7.8 ڪلوميٽر/س 200 ڪلوميٽرن تي. فرق اهو آهي ته گروويٽي نقصان: جڏهن ته راڪيٽ اڃا تائين حصي طور مٿي اشارو ڪري ٿي، ان جي ڌڪ جو حصو صرف ان کي زمين جي ڇڪي خلاف رکڻ لاءِ استعمال ٿئي ٿو.
حقيقي راڪيٽز هوا جي ڦير گهير سان به مقابلو ڪندا آهن ۽ ڪنٽرول لاءِ ڪجهه ڪارڪردگي وڃائيندا آهن. زمين جي اووربي لاءِ عام طور تي ڏنل بجيٽ هي آهي 9.3 کان 10 ڪلوميٽر/س, جيڪو ٺھندو آھي.
| سيمو ۾ لمحو | وقت | اوچائي | رفتار |
|---|---|---|---|
| پهرين مرحلي جي انجن بند | 2 منٽ 24 سيڪنڊ | 90 ڪلوميٽر | 3.0 ڪلوميٽر/س |
| ٻيو مرحلو بند، مدار ۾ | 7 منٽ 37 سيڪنڊ | 200 ڪلوميٽر | 7.8 ڪلوميٽر/س |
پهريون مرحلو، 3 ڪلوميٽر / سيڪنڊ تي قطع ڪيو ويو آهي، مدار لاءِ تمام سست آهي ۽ پوئتي ڪري ٿو (فالڪن 9 بوٽرز پوءِ پاڻ کي زمين ڏانهن موٽائي).
ماسٽر
ان ماڊل ۾ مٿين مرحلو هڪ سادو بند-لوپ گائيڊنگ قانون استعمال ڪندو آهي. هر وقت ۾ اهو هڪ پيچ زاويه θ چونڊيندو آهي ته جيئن عمودی تيزيءَ سان بلندي ۽ چڙهڻ جي شرح کي درست ڪري:
a_T sin θ = μ/r² − v_h²/r + k₁(r_target − r) − k₂·v_r
پهرين ٻه اصطلاح آهن گرانش منجهان “سنٽرفيوڪل” ريليشن جي افقي رفتار. جيئن ته v_h دائري جي رفتار √(μ/r) کي ويجهو اچي ٿو، اهي ٻه ختم ٿي ويندا ۽ اسٽيج پٽڻ لڳندو. حقيقي گاڏين وڌيڪ پرڪشش منصوبن کي استعمال ڪيو آهي (مثال طور اپولو دور جي ٻيهر هدايت واري موڊ، يا اسپيس شاٽ تي طاقتور واضح هدايت) جيڪي ڊرائيولنگ کي گهٽائي ٿو، پر اصول هڪڙو ئي آهي.
مدار ۾ داخل ٿيڻ صفر واري عمودی رفتار سان ختم ٿئي ٿو، ۽ افقي رفتار برابر آهي √ (μ / r). ڪو به نه وڃايو ۽ مدار بيضو ٿيندو، ان جي تمام ننڍي نقطي سان شايد ماحول ۾.
ڪوشش ڪريو
3D جي اڏام کي آهستي آهستي هلاءِ ۽ پڙهڻ ڏس. ڪھڙي وقت تي رفتار 3 ڪلوميٽر/سڪنڊ کان وڌي ٿي، ۽ ان وقت راڪيٽ سان ڇا ٿيندو؟ پوءِ اھو وقت ڳوله جنھن ۾ بلندي وڌڻ بند ٿئي ٿي پر رفتار وڌندي رھي ٿي.
وڏي. چئلينج آهن جتي سکيا سٽون.
جلدي سوال
3 جلدي سوال. جيڪڏهن توھان صحيح آھيو ته ڏسڻ لاءِ جواب چونڊيو.
-
رڪاوٽ ڇو اڏامڻ کان پوءِ سڌو مٿي هلڻ جي بدران جلدي تيزيءَ سان ٽڙي ٿي؟
- A ڪڪرن کان پاسو ڪرڻ لاءِ
- B ڇاڪاڻ ته مدار کي وڏي پاسي واري رفتار جي ضرورت آھي، صرف اوچائي ڪافي نه آھي
- C ڇو ته انجن جي بلندي تي وڌيڪ ضعيف آهن
- D پهريون مرحلو لينڊ ڪرڻ لاءِ
جواب ڏيکار
B. ڇاڪاڻ ته مدار کي وڏي پاسي واري رفتار جي ضرورت آھي، صرف اوچائي ڪافي نه آھي
-
فضائي جهاز کي 200 ڪلوميٽر مٿي جي مدار ۾ رهڻ لاءِ ڪهڙي رفتار سان پاسي ڏانهن هلڻو پوندو؟
- A 1.1 ڪلوميٽر/س
- B 3 ڪلوميٽر/س
- C 7.8 ڪلوميٽر/س
- D 30 ڪلوميٽر/س
جواب ڏيکار
C. 7.8 ڪلوميٽر/س
-
راڪيٽون ڇو مرحلا استعمال ڪن ٿيون؟
- A پوءِ هر مرحلي مختلف ٽوليون کڻي سگهي ٿو
- B انھن جو گئس ختم ٿي ته بار بار خالي ٽانڪن ۽ انجنن کي کڻي رکڻ بند ڪرڻ
- C ڇاڪاڻ ته هڪ انجن وري شروع نه ٿي سگهيو
- D راڪيٽ کي ويڪرو ڪرڻ لاءِ
جواب ڏيکار
B. انھن جو گئس ختم ٿي ته بار بار خالي ٽانڪن ۽ انجنن کي کڻي رکڻ بند ڪرڻ خالي پهريون مرحلو 25 ٽن جي لڳ ڀڳ وزن رکي ٿو. ان کي هٽائڻ جو مطلب آهي ته هر ڪلوگرام بجلي جو بچيل هڪ وڌيڪ هلڪو کڻڻ تيز ڪري ٿو.
لائين ختم ڪريو
- درس پڙھو
- چيلنج پورو ڪيو
- ڪوشس پاس ڪيو
ھن اوزار تي پنھنجي ترقي کي بچائڻ لاءِ سکيا مڪمل طور نشان لڳاءِ.
سکيو پورو. ڀلو ڪيو!
اڳيون راڪيٽ جي معادلي ۽ delta-vھن سکيا ۾ لفظ
سرچشما
- 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)
هي سکيو CC BY-SA 4.0 لائسنس ٿيل آھي.