|
Страници по тази тема: 1 | 2 | (покажи всички)
Тема
|
Летящо тяло / капсула: някои сравнения
|
|
Автор |
Cв. Ckpoмни (старо куче) |
Публикувано | 05.07.05 22:02 |
|
Тези дни сравняваме през-атмосферни входящи тела, от една страна летящи тела, като совалката, от друга страна балистични капсули, като Нортроп - Боинг замисъл на Пилотирано Изследователско Возило (ПИВ).
Оказва се, че летящото тяло е много прощаващо по отношение на траектория, маса качества, и атмосферна входна точка. Отклонения в траекторията биват поправяни чрез летене; отклонения в маса качествата биват поправяни чрез аеро-контрол, който може да работи дълго и икономично; отклонения в атмосферната входна точка, спрямо кацане пистата, също биват поправяни чрез летене. Летящото тяло е сложно и скъпо - но е много просто за навигация и контрол.
Капсулата на пръв поглед има минимални изисквания. Да, обаче траекторията трябва да е много точна! (Траектория включва параметри входен ъгъл в атмосферата, физическа пътека, енергийна прогресия.) Балистичната капсула има много ограничена възможност за контрол на тези параметри: както влезеш, така оставаш. Това повишава изискванията върху ракетния модул който насочва капсулата към влизане. Капсулата не може да компенсира за отклонения в атмосфера качество (движения на газови слоеве, гъстота, и прочие). Това повишава изискванията върху планирането на траекторията преди влизане. Капсулата не може да компенсира отклонения в маса качествата (маса, ротационни моменти); едно е да насочваш балистичен ядрен заряд, друго е да насочваш "живо" тяло, със стотици маса съставки, чието място може да е тук, или там, или някъде, плюс-минус! Това повишава изискването върху маса отчетност за капсулата, и насилва пред-влизане пауза за маса качества затягане. (А ако остане нужда от траекторна компесация?) Капсулата е вързана за атмосферната входна точка; където ще падне - там; не може да кривне - или да правне - че да достигне прицелената приземяване точка.
Лесно можем да си представим горните примери в траектория и атмосферна входна точка. Малцина са се замисляли за маса качествата. А те са много важен параметър. Совалката, примерно, в задното тяло има специални кутий за баласт: оловни плочи, нанизвани на специални болтове и загайквани в кутийте. Колко баласт? Може да поеме до над 1 тон. Отделно баластирането чрез превишено количество ракетно гориво, което може да добави още над 1 тон. А какво ще стане, ако совалката е била баластирана с гориво - което е било изразходвано поради извънредна нужда? Стига маса качествата да са в дадени граници (които са доста либерални), ракетният контрол ще устиска да компенсира от Мак 24 до към Мак 20 (около 800 сек), и от Мак 20 на долу аеродинамичният контрол постепенно поема, първо в тангаж, до към Мак 16, и после изцяло. (Впрочем, в тангаж аеро контролът присъства още от Мак 24, но става самостоятелно ефективен от Мак 20.) Отклонения на маса центъра в (y,z), към които капсула е особено неподатлива, лесно биват компенсирани; при совалката 2.5 мм отклонение в (у) изисква към 0.1° елерон; 12 - 15 мм отклонение бива компенсирано без проблеми, и границите са към ±50 мм номинално (извънредно са по-широки); това за 100 тона машина е доста хлабаво ограничение.
НАСА поизтрезняха в изискванията за ПИВ. Повдигнаха доста масата му, което позволява замисли на летящи тела. (Капсулите са много леки, и призив за разработка с ниска маса се превежда "капсула"; вдигане на масата се превежда "може и летящо тяло".) Ако капсула замисъл спечели за ПИВ, интересно как оперативните процеси ще изглеждат спрямо тези на совалката.
Редактирано от Cв. Ckpoмни на 05.07.05 22:05.
| |
Тема
|
Re: Летящо тяло / капсула: някои сравнения
[re: Cв. Ckpoмни]
|
|
Автор | FULCRUM (Нерегистриран) |
Публикувано | 06.07.05 18:14 |
|
Благодарим за новините! А лично аз научих нещо ново и интересно - совалката си разкарвала нагоре-надолу оловен баласт! Предполагам, че това е най-скъпото олово във вселената!
Една идея - ако нагоре изкарва нещо полезно наместо баласта, а надолу сваля от боклуците, които се въртят в орбита и скоро ще започнат да ви пречат няма ли да е по-полезно?!?
| |
Тема
|
Нуждата от баласт е просто прозрачна.
[re: FULCRUM]
|
|
Автор |
Cв. Ckpoмни (старо куче) |
Публикувано | 07.07.05 05:44 |
|
Летящо тяло се нуждае от контрол. Щом имаш контрол, имаш нужда да знаеш моментите (рискание, тангаж, крен) на летящото тяло, и удряш ограничения в контрола. Това значи, че трябва да знаеш номиналния маса център и неговите отклонения, в рамките на които контролът работи. Контролният отзив пък принуждава знания за маса инерция моменти. Следва че летящото тяло се нуждае от контролирани маса качества.
Идеалното, както казваш, е да няма нужда от баласт. Светът не е идеален. Всички космически спътници, вкл. космически кораби, за които съм добивал по-близки познания, са имали баласт. Спътниците типично са баластирани с неръждаема стомана, защото не отгазва; совалката може да е баластирана с олово, защото баластът е много далече от електроника и оптика (и отгазването от оловото, особено мръсен метал, не вреди).
Както разбрах от нашите хора по Совалка Маса Качества (това е цяла инжинерна група!), максимумът оловен баласт носен до сега е между 400 и 600 кг (зависи кого питам). Отделно баласт във вид на ракетно гориво.
Идеята ти Совалката да вдига нещо полезно вместо баласт - и да сваля орбитиращи отпадъци - точно лепва във философията на НАСА от преди катастрофата с ОВ-102, щото нали совалките били като пикапи, и както човек може да си натовари пикапа и да отпраши, без нужда Форд или Всеобщи Мотори да правят маса качества мисия анализ, защо совалката да не може да бъде натоварена и изстрелвана по същия начин, без Боинг (едно време Рокуел) да оскъпяват процеса с разни анализи и бъзикни...
Ако баластирането можеше да стане чрез полезен товар - щеше да бъде правено. Едно време совалката носеше в задното тяло редица газ-анализ бутилки и подобна апаратура; количеството променяно според баласт нуждите. Нещата се оказаха прекалено сложни - и вече баластът е само с олово. Слагането на нещо в багажника не е както да го сложиш в пикап; товарът трябва да бъде скачен към структурата, и следват анализи за газова безопасност, вибрационни качества, натоварвания. А ако в космоса този товар трябва да бъде обслужван? Космическа разходка, което значи харчене на пари... За сега оловният баласт изглежда излиза най-практичен и евтин, следователно най-ефикасен и ефективен. Прибирането на орбитиращи отпадъци излиза от въпрос, щом предварително нагласян товар не може да бъде използван за баласт.
Критичната мисъл по въпроса би трябвало да сравнява баласта на совалката с този в другите космически спътници и кораби, като процент от полезния товар. Ако усредним совалка баласта на 0.5 тона, и полезния товар на 10 тона (играем си с величини!), това прави максимум 5% баласт, сиреч баластът се мери с единични проценти спрямо полезен товар. Интересно какъв е баласт процентът на руския Союз, като представител на действаща капсула. Ако намеря някой възрастен колега да знае какъв е бил баластът на Аполо капсулите, ще го напиша.
| |
Тема
|
Re: Нуждата от баласт е просто прозрачна.
[re: Cв. Ckpoмни]
|
|
Автор |
bsb_2 () |
Публикувано | 23.07.05 09:35 |
|
Нещо ми се мотае из главата за неколкостотин килограма баласт на "Союз" от по-старите. За съжаление нямам конкретни данни - например между 200 и 900 килограма има огромна разлика. Може би Елемаг ще знае повече.
Боян
--
Кой, ако не ние? Кога, ако не сега?
| |
Тема
|
Re: Нуждата от баласт е просто прозрачна.
[re: bsb_2]
|
|
Автор | FULCRUM (Нерегистриран) |
Публикувано | 23.07.05 15:22 |
|
Да, ама той вече не наминава насам!
| |
Тема
|
Re: Нуждата от баласт е просто прозрачна.
[re: FULCRUM]
|
|
Автор | eлeмar (Нерегистриран) |
Публикувано | 27.07.05 15:24 |
|
Наминавам ама доста рядко. Доколкото успях да намеря информация баласта в СА на "Союз" е между 100 и 200 кг в зависимост от балансировката.
| |
|
Слуховете са, че ПИВ ще е капсула, но с телесни флапи за аеро контрол. Това е една възможна конфигурация, от кой знае колко други.
Един интересен фактор, който аз отбелязах днес пред колеги, е в носещите качества на ПИВ, по отношение на човешките мръвки.
Когато Совалката е била замисляна, тя е щяла да носи летци, значи група хора с доста стегнати телесни измерения. Евентуално, за повишаване на рекламната стойност в обществения си облик, от Совалката се изисква да носи 95% от американското население, в телесни измерения. А американското население е МНОГО разнородно! И олеле мале! Смяна на седалки, структурно подсилване, и какво ли не още!
Днес когато обсъждахме приликите между ПИВ и Аполо капсули, аз посочих че Аполо са били замислени пак за стегната телесни измерения група от летци. Замисъл за 95% от американското население няма начин да не води до към 50% (по моя интуиция) покачване в носеща способност за човешкия фактор само; отделно другите скачени параметри. Практически, модерна замисъл на Аполо капсули ще бъде от раз с удвоени общи параметри. Което води до маса качествата на модерната капсула, по-точно трудността в тяхния контрол.
Та от моята забележка дойде отзивът, че някои от въвлечените в ПИВ споделят моите възгледи - и ето го слухът за флапите на капсулата.
Ще видим какво ще бъде ПИВ предложението от Нортроп-Боинг. Локхийд-Мартин отдавна имат чуствено, ако не експертизно, вложение към летящи тела, и всички очакваме Локхийд да излязат с ПИВ като малка совалка.
| |
|
Капсулата, все пак, е практически доказано по-евтина и по-сигурна. Не знам какво повече може да се желае. А относно коригирането на траекторията в хиперзвуковата, най-критична фаза на навлизането, не мисля, че совалката може да въздейства по някакъв начин. А пък вече след това, къде точно ще паднеш, май не е от чак такова голямо значение.
Редактирано от Pekoнcтpykтop на 08.08.05 17:33.
| |
|
Гледам днес при влизането на КПС-114, от личен интерес следя аеро плоскостите за да предценя къде горе-долу става преход от слоесто към завихрено обтичане, и забелязвам флапата измаксена на вътре, около обичайния Мак 1.7, но за доста време. Какви са тези маса качества, с преден маса център, кво е тва чудо!
Говоря след това с нашия човек по маса качества. Че совалката свалила 10 тона твърдяш от космоса! Твърдяшът багаж плюс контейнери, но как иначе? И се насъбрахме доста наблюдатели от полет-оценка центъра да обсъждаме тези 10 тона. И? Къде капсула да свали такава маса от космоса? Не се е получавало, вероятно няма и да се получи. Щом стъркваш толкова кинетична енергия, и се нуждаеш от толкова обтекаема площ - криле трябват. А ако не стъркваш енергията, какво? Вдигаш ракетно гориво за контра вместо полезен товар?
Капсулниците днес се насраха, меко казано.
| |
|
Еднократно де, без да може да се ползва повече. Ама за боклукосъбирач става.
people willing to trade their freedom for temporary security deserve neither and will lose both
| |
|
Страници по тази тема: 1 | 2 | (покажи всички)
|
|
|