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.

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?!?

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.

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?

Да, ама той вече не наминава насам!

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.

Съдържаниет е скрито
Влезте за да го видите

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