Bu ders Local Solar System Foundation toparyň bir agzasy tarapyndan ýazyldy we bir hünärli synçy tarapyndan gowylaşdyrylmak mümkin. Sen bu meselä degişlimiň?
Aýat diňe 100 km uzaklykda, köp adamlaryň ýolagçy gatnawyndan has ýakyn. Oňa çykmak aňsat: sesli raketalar birnäçe minut uçup soňra dogry gaýdyp düşýärler. Ona çykmak gaty kyn. Durmak üçin 7.8 km/s tizlik gerek, we raketanyň az-kem ähli ýangyjy şuňa sarp edilýär.
Ýokary gitmek minutlary alýar. Göni gitmek ýeterlik tiz we azrak ýangyjy alýar.
Görkez
Bir başlatma dört hereketden ybarat:
- Düz Aşak birnäçe sekunt üçin, minarany we iň köp howany arassalamak üçin
- Grawitasyon gyry. Kiçijik bir çöküş, birnäçe derejä we grawitasyon galanyny eder: ýol öz-özünden öwrüler wagty motorlar ony süýşürýär. Ýok, üýtgän gyrmalar, bu howa akymynda inçe raketany böler.
- Staging. Iki yarym minutdan soň birinji tapgyr boş bolup gidýär. Üstki tapgyr, has agyr, basmakda dowam edýär.
- Flying almost flat, building sideways speed till it reaches orbital speed. Maşyn ýakyldy. Kosmik gämi orbitdedir, her 88 minutda ýa-da şonça bir gezek dünýäni dolap geçýär.
Günorta tarapa başlamak kömek edýär: Yeriň öz spini ekvatorda 0.465 km/s azatlyk berýär. Bu sebäpden köpçülikleýin uçuşlar üçin ýerler gündogara tarap okeana tarap öwrülýär.
Anla
Üstdäki täsirlemekde, ulag takmynan 9.3 km/s of “delta-v” (ýükseklik) 7.8 km/s 200 km Bu aralyk gravity loss: raketa hala bir bölegiň üste tarap görkezýän bolsa, onuň ýykylyşynyň bir bölegi ony tizleşdirmekden başga diňe gravitasiýa garşy saklaýar.
Akyly raketler hem howa çekijiligi bilen göreşýär we bir az ätiýaçlylygyny ýitirir. Aşak ýer orbiti üçin bellenen adaty býujet 9.3 to 10 km/s, bu deňdir.
| Simultan | Zaman | Alt | Tizlik |
|---|---|---|---|
| Ilki-derejeli enjam kesmek | takmynan 2 min 24 sek | takmynan 90 km | takmynan 3.0 km/s |
| Ikinji tapgyr kesmek, orbitde | takmynan 7 min 37 sek | takmynan 200 km | 7.8 km/s |
Birinci tapgyr, 3 km/s-de kesilýär, orbita üçin gaty agyr we yza gaýdyp düşýär (Falcon 9 büstürjileri soňra özlerini ýere dolandyrýar).
_Ýönetmek
Bu modeliň üstki tapgyry bir aňsat ýapylýan-dalyşa ýol görkezme kanuny ulanýar. Her bir pursatda ol bir tizleme burçy saýlaýar, şonuň üçin dik tizlemeliň bejermesi beýiklik we galyňlyk derejesi:
a_T sin θ = μ/r² − v_h²/r + k₁(r_target − r) − k₂·v_r
Ilki iki sözlem gravitasiýa we “sentrifikasiýa” tizliginiň çuňlukdan aýrylmalary. v_h daşarky tizlik √(μ/r)e yaklaşanda, bu ikisi ýitirilýär we sahnanyň nokatlary düz bolýar. Hakykatda ulaglar has gowy sxemleri ulanýar (meselem Apollo-era iterative guidance mode, ýa-da Space Shuttle’de powered explicit guidance) bular ätiýaçlylygy azaltýar, emma prinsip birdir.
Orbite girizmek süňňür dik tizlik bilen tamamlanýar, we göni tizlik √(μ/r) deňdir. Eýsem-de, orbit bir ellipsdir, onuň iň aşak noktasy atmosferanyň içinde bolup biler.
Syna
3D başlamagy yavaşlap aýla we okamaklary synla. Näçe wagtda tizlik 3 km/s geçýär, we raketa nädip bu wagta ýetýär? Ondan soňra tizlik artýan wagtyň içinde beýiklik ýokarlanmagy bes eden wagty tap.
Täzelik
Gysga sorag
3 tiz soraglar. Siziň dogrymyza göz ýetirmek üçin bir jogap saýlaň.
-
Näme üçin bir raketa uçup başlaandan soňra düz uçan ýerine öwrüp gidýär?
- A To avoid clouds
- B Sebäbi bir orbitiň uly tarap tizligine mätäç; diňe beýiklik ýeterlik däl
- C Sebäbi motorlar beýiklikde azrak işleýär
- D To land the first stage
Jawaby görkez
B. Sebäbi bir orbitiň uly tarap tizligine mätäç; diňe beýiklik ýeterlik däl
-
200 km beýiklikde orbita saklamak üçin kosmos gämisi näçe tiz hereket etmeli?
- A 1.1 km/s
- B 3 km/s
- C 7.8 km/s
- D 30 km/s
Jawaby görkez
C. 7.8 km/s
-
Näme üçin raketler tapgyrlary ulanýar?
- A Her bir tapgyr başga ekipažy alyp biler
- B Boş tanklary we motorlary daşlamakdan saklaň, olar ýangyjyny ýitirensoň
- C Bir enjam ýene başlap bilmedi
- D Roketi beýik etmek üçin
Jawaby görkez
B. Boş tanklary we motorlary daşlamakdan saklaň, olar ýangyjyny ýitirensoň Boş bir birinji tapgyr 25 tonna çenli agyrlyk edýär. Onu düşürmek her kilogram galyňlykly ýangyjyň has az bir ulagy tizleşdirýändigini aňladýar.
Hat
- Dersi oka
- Çagaňy öwür
- Sorag
Bu enjamda öz ilerleýşine gaýd etmek üçin leksiýanyň tamamlanandygyny nyşana goý
Ders tamamlandy.
_Ikinji Raketa deňlemesi we delta-vBu dersdäki sözler
Mendiler
- 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)
Bu ders CC BY-SA 4.0 lisenziýaly.