Спуск в атмосфере

Наименьшая из них заключается в том, что спуск ракеты тормозится системой последовательно раскрывающихся парашютов— сначала вспомогательных, служащих для раскрытия основного парашюта, а затем и куполом раскрывшегося основного парашюта. Поэтапный расчет влияния этих парашютов не вызвал бы особо больших затруднений, если бы не было значительно большей трудности — необходимости учета влияния переменной плотности воздуха, существенно зависящей от высоты над поверхностью Земли, причем по законам, значительно различающимся между собой на разных этапах спуска в атмосфере. Так, в нижнем слое атмосферы — тропосфере (Н < С 11-10 м) крайние значения плотности отличаются втрое, а эмпирический закон относительного изменения плотности воздуха [c.44]

Летательный аппарат, имеющий форму тонкой пластины с хордой Ь = = 10 м, спускается в атмосфере Земли с постоянной скоростью = 5000 м/с. Определите предельную высоту спуска, для которой режим обтекания пластины соответствует свободномолекулярному течению воздуха. [c.711]

Системы радиационного охлаждения ограничены по максимальному удельному тепловому потоку, но практически могут работать при произвольном суммарном теплоподводе Qe. Вся область справа и вверх от предельных кривых может быть реализована лишь при пористом и разрушающемся принципах тепловой зашиты. Что касается весовой эффективности теплозащитной системы, под которой мы понимаем величину, обратно пропорциональную ее массе, необходимой для поддержания нормальных условий работы под единичной площадью поверхности тела, то ее можно проиллюстрировать рис. 1-6,6. Для всех космических аппаратов, время спуска которых менее 500 с, разрушающиеся теплозащитные материалы обладают абсолютными преимуществами перед другими возможными методами. Так, масса тепловой защиты головной части баллистической ракеты дальнего действия из меди оказывается в 50 раз больше, чем из стеклопластика. Для очень продолжительных, а следовательно, и менее теплонапряженных спусков в атмосфере на первое место выходят последовательно массообменная, а затем радиационная система тепловой защиты. [c.26]

Это связано с тем, что увеличение времени спуска в атмосфере, без снижения суммарного количества тепла Qs, пропорционально уменьшает тепловой поток <7о. Поэтому равновесная температура поверхности понижается настолько, что радиационная система охлаждения может быть построена без сложных мер по защите от окисления и мощной теплоизоляции. [c.26]

Труды Ф. А. Цандера явились] существенным теоретическим вкладом в механику реактивного движения. В работе 1924 г. Цандер описал проект крылатой космической ракеты, приспособленной для планирующего спуска в атмосфере. В наше время эта идея Цандера разрабатывается и реализуется. Одной из оригинальных плодотворных идей Цандера было предложение использовать отслужившие металлические части ракеты в качестве топлива. Цандер пришел к выводу, что для достижения первой космической скорости одиночной ракетой нужно большое отношение ее начальной массы к конечной это реализовать трудно. Одним из первых Цандер приходит к идее использования многоступенчатых ракет. [c.234]

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА ПРИ СПУСКЕ В АТМОСФЕРЕ [c.1]

Монография посвящена исследованию свободного (неуправляемого) пространственного движения твёрдого тела при спуске в атмосфере планеты. [c.5]

При разработке неуправляемых спускаемых аппаратов, как правило, стремятся обеспечить динамическую симметрию и придать им внешнюю осесимметричную форму. Обычно возникает малая асимметрия, которая приводит к тому, что колебательное движение оси симметрии тела относительно набегаюш его потока и вращательное движение тела вокруг оси симметрии становятся взаимозависимыми. Если частоты указанных движений относятся как целые простые числа, то возникает резонанс. Резонансы, сохраняющиеся в течение достаточно большого промежутка времени, могут привести к значительным возмущениям параметров траектории спуска в атмосфере увеличению амплитуды колебаний угла атаки, росту перегрузки, раскрутки аппарата вокруг его продольной оси и другим нежелательным последствиям. [c.6]

Основные силы и моменты, действующие на тело при спуске в атмосфере [c.10]

Таким образом шесть уравнений движения центра масс (1.20) и шесть уравнений движения относительно центра масс (1.19) и (1.22) составляют полную систему дифференциальных уравнений движения неуправляемого тела при спуске в атмосфере. [c.28]

В этой главе будем рассматривать пространственное движение идеального тела вращения при спуске в атмосфере. Малая инерционно-массовая и аэродинамическая асимметрии отсутствуют, и на тело действуют только медленно меняющиеся во времени восстанавливающий момент, малые демпфирующие моменты, а также малые моменты иной природы, на которые можно наложить лишь одно ограничение независимость от углов собственного вращения и прецессии (например, малый момент, действующий относительно продольной оси симметрии). Скоростной напор, определяющий частотные характеристики движения, в процессе спуска изменяется на несколько порядков. На большей части траектории спускаемый аппарат совершает высокочастотные колебания, а система уравнений, описывающая его движение, представляет собой одночастотную систему с медленно меняющимися параметрами. Будем считать, что критерий применимости асимптотических методов выполняется на всей траектории спуска. [c.90]

Глава посвящена нелинейному анализу движения асимметричных тел в окрестности резонанса. Ограничения на компоненты угловой скорости и величину пространственного угла атаки не накладываются. Исследование резонансных режимов движения тела при спуске в атмосфере сводится, во-первых, к приведению исходных нелинейных уравнений движения к стандартной двухчастотной форме для общего случая собственного вращения во-вторых, к анализу возможных видов резонансов в-третьих, к изучению условий прохода и захвата в резонанс, в-четвёртых, к исследованию устойчивости резонансных режимов. [c.109]

Анализ влияния нелинейных резонансов на параметры движения тела при спуске в атмосфере [c.139]

Рассмотрим неуправляемое движение осесимметричного тела относительно центра масс при спуске в атмосфере. Будем полагать, что параметры, определяющие поступательное движение тела, известны. Движение тела относительно центра масс при спуске в атмосфере описывается системой уравнений (3.1), которую представим в следующем виде [c.150]

Особенностью возмущённого движения тела относительно центра масс является изменение собственной частоты колебания в процессе спуска в атмосфере. Частота колебания тела, а следовательно и частоты колебаний измеряемых угловых скоростей и перегрузок (5.15), изменяется пропорционально корню квадратному от скоростного напора. И если в начале траектории частоты колебаний невелики, то на участке траектории в окрестности точки, соответствующей максимальному скоростному напору, частоты колебаний могут достигать весьма больших величин. Чем круче траектория спуска, меньше баллистический коэффициент и больше запас статической устойчивости, тем больше частоты изменения измеряемых функций. В таких случаях получить оценку вектора состояния по МНК (5.25) весьма трудно, поскольку частота измерений должна на порядок превышать частоту колебаний самого тела. Такого ограничения не существует для интегрального метода, однако его точность ниже, чем точность метода наименьших квадратов, так как число независимых медленно меняющихся функций (5.21) в два раза меньше количества измерений в каждой точке = 1,2,...,Ж) — три против шести. [c.153]

С целью подтверждения преимуш,еств интегрального метода для задач идентификации враш,ательного движения тела при спуске в атмосфере рассмотрим два примера первый — в детерминированной постановке при идеальных измерениях, второй — в стохастической постановке при измерениях с шумами . Пример 1. Пусть тело сферической формы имеет следую- [c.154]

Советскому Союзу здесь принадлежат основополагающие достижения запуск первого искусственного спутника Земли, первый космический полет человека, первый выход космонавта из корабля в открытое космическое пространство, первая экспериментальная орбитальная станция первое достижение лунной поверхности, первый облет Луны с фотографированием ее обратной стороны, первая посадка на Луну автоматической станции, запуск первого искусственного спутника Луны, первые доставки на Землю образцов лунных пород автоматическими аппаратами, первые операции самоходных автоматических станций на Луне первый запуск искусственной планеты, первый полет к планете Солнечной системы, первые спуски в атмосфере Венеры и первые посадки на поверхности Венеры и Марса. [c.10]

Инерциальная система управления применяется также в случае управляемого планирующего спуска в атмосфере (с подъемной силой), о котором подробнее будет говориться в 4 гл. 5 и 2 гл. 11. Акселерометры при этом измеряют негравитационные ускорения, происходящие от аэродинамических сил, или, что то же самое, измеряют коэффициенты перегрузки. Бортовое счетно-решающее устройство спускаемого аппарата сравнивает показания акселерометров с программными и автоматически выдает соответствующие указания органам управления. Последние поворачивают спускаемый аппарат таким образом, чтобы аэродинамическая сила приняла нужное направление, в результате чего выправляется траектория спуска [c.84]

Для Марса при его крайне разреженной атмосфере это сомнительно, если спуск в атмосфере происходит после параболического перелета (скорость входа — около 21 км/с ). [c.323]

Несмотря на то, что атмосфера Марса разрежена, аппарат, входящий в нее со скоростью около 6 км/с, сильно разогревается. Благодаря применению легких и надежных теплозащитных покрытий аппарат выдержал это испытание. Спуск в атмосфере Марса до ее поверхности [c.33]

Однако при высоких радиационных тепловых потоках влияние температуры поверхности быстро убывает. Действительно, максимальное значение температуры разрушения существующих материалов можно оценить по температуре графита в тройной точке, равной 4200 К. При этом or JiilSOOO кВт/м . Учитывая, что у реальных материалов при высоких температурах г Ка.ю, получаем, что при <7д>100 000 кВт/м (уровень тепловых потоков, соответствующий спуску в атмосфере Юпитера) различия в температуре разрушающейся поверхности отдельных классов теплозащитных материалов уже не играют принципиального значения. [c.303]

При разболчивании фланцевых соединений необходимо соблюдать осторожность, с тем чтобы случайно оставшиеся внутри трубопроводов пар или вода не могли вызвать ожога рабочих дренажи на ремонтируемых участках должны быть открыты на прямой спуск в атмосферу. [c.206]

В гл. 1 описываются аэродинамические силы и моменты, действующие на тела при спуске в атмосфере. Приводятся различные виды уравнений движения тела с малой асимметрией, удобные для анализа движения и получения приближённых решений. [c.6]

В этой главе рассматриваются аэродинамические силы и моменты, действующие на тела при спуске в атмосфере, показана зависимость коэффициентов этих сил и моментов от положения тела относительно набегающего потока. Приведены различные типы уравнений движения тела относительно центра масс при спуске в атмосфере. Анализируется влияние начальных условий на границе атмосферы на характер движения тела на атмосферном участке и получено условие, при выполнении которого можно считать поступательное движение (движение центра масс) медленным по сравнению с вращательным (движение тела относительно центра масс), что позволяет воспользоваться методами теории возмущений при поиске приближённых решений. [c.10]

Аэродинамическая асимметрия обусловлена отклонением внешней поверхности тела от идеальной осесимметричной формы, которое возникает из-за конструктивных особенностей тела, технологических погрешностей изготовления, а также из-за несимметричного обгара теплозащитной поверхности тела в процессе спуска в атмосфере. Будем задавать аэродинамическую асимметрию в связанной системе координат OXYZ в виде малых отклонений коэффициентов аэродинамических сил и моментов [c.16]

В ряде случаев имеет смысл упростить полные уравнения движения тела, для этого введём некоторые несущественные, с точки зрения анализа вращательного движения, допущения. В задачах о спуске в атмосферу Земли неуправляемых летательных аппаратов баллистического или полубаллистического типа можно полагать, что дальность и продолжительность атмосферного участка невелики по сравнению с орбитальным участком, в связи с чем Землю можно рассматривать как невращающийся шар с центральным полем притяжения. Если не ставится специальной задачи, то, как правило, ветровые возмущения также не учитываются. При указанных допущениях для описания поступательного движения тела целесообразно воспользоваться траекторной OXkYkZk и нормальной OXgYgZg системами координат (рис. 1.5), связь между которыми осуществляется с помощью двух углов угла наклона траектории -д и угла курса фа- Уравнения движения центра масс тела можно представить в виде [1 [c.26]

Уравнения движения тела в атмосфере (1.19)-(1.22) являются достаточно сложными для проведения каких-либо аналитических исследований и поиска решений, поэтому для частного в некотором смысле случая целесообразно построить новую систему уравнений. Тела, предназначенные для спуска в атмосферу с орбиты искусственного спутника планеты, как правило, являются осесимметричными. Из-за конструктивных особенностей, технологических погрешностей при изготовлении и неравномерного обгара теплозаш,итного покрытия возникает малая асимметрия, поэтому есть смысл использовать это обстоятельство для упрош,ения уравнений движения. Будем пренебрегать влиянием подъёмной силы на изменение угла наклона траектории , поскольку на достаточно большом промежутке времени, равном периоду полного оборота продольной оси аппарата по конусу [c.28]

Описание вращательного и поступательного движений тела при спуске в атмосфере требует совместного рассмотрения системы с шестью степенями свободы, что обусловлено их взаимовлиянием друг на друга. Так, величины аэродинамических моментов зависят от параметров поступательного движения — скоростного напора и чисел аэродинамического подобия (М, Re и другие), а величины аэродинамических сил, определяющих поступательное движение тела, зависят от расположения тела относительно воздушного потока, то есть от углов атаки а и скольжения /3, или от пространственного угла атаки а-п и угла аэродинамического крена (угла собственного вращения) (рп- Найти точное аналитическое решение полной системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих движение тела при спуске в атмосфере, не представляется возможным, поэтому возникает потребность в поиске приближённых решений. В данном случае используются, как правило, методы теории возмущений, для непосредственного использования которых требуется выделить малые параметры в уравнениях движения, характеризующие возмущения. [c.49]

Рассмотренные три резонанса главный вращательный, удвоенный вращательный и резонанс крена не исчерпывают все возможные типы резонансных движений, обусловленных видом системы с двумя вращающимися фазами (4.8), которая описывает возмущённое движение асимметричных тел при спуске в атмосфере. Влияние того или иного резонанса из многообразия резонансов (4.6) на возмущённое движение зависит от характеристик тела, от вида и величины малой асимметрии, от начальных условий движения и соотношения фаз быстрых движений в околорезонансной области. Поэтому для каждого конкретного класса тел и типа начальных условий движения следует исследовать резонансы различных порядков из совокупности (4.6), отдавая предпочтение резонансам низких порядков. [c.121]

Одним из наиболее интересных явлений механики является известный эффект синхронизации колебаний нелинейной системы [7]. В частности, он ярко проявляется в небесной механике, нанример, угловое движение Луны около центра масс синхронизировано с движением ее центра масс относительно Земли. Этот же эффект возникает в ряде случаев при спуске в атмосферу неуправляемого тела, близкого к осесимметричному осевая угловая скорость оох в течение более или менее длительного промежутка времени отслеживает резонансную угловую скорость UJxr t). [c.379]

Иоддерживание такого режима резонансного вращения иногда становится возможным даже при очень малых нарушениях аэродинамической и весовой симметрии. Поэтому при проектировании космических аппаратов или искусственных спутников, рассчитанных на неуправляемый спуск в атмосфере Земли или других планет, приходится считаться с возможностью возникновения резонансного режима и изучать основные закономерности, связанные с ним. [c.379]

Бобылев A.B., Ярошевский В.А. Оценка условий захвата в режим резонансного врагцения неуправляемого тела при спуске в атмосфере// Космические исследования. [c.384]

В работе И. С. Уколова, Е. А. Тюлина и Э. И. Митрошина (1967) рассмотрена схема управлени]я[ продольной дальностью точки посадки аппарата при спуске в атмосферу, основанная на анализе безразмерного уравнения движения. Найдены законы переключения подъемной силы, обеспечивающие качество управления, близкое к оптимальному. [c.287]

Чуть было не закончился трагически полет корабля Аполлон-13 . 14 апреля 1970 г. в 3 часа по Гринвичу на пути к Луне при расстоянии от Земли 330 ООО км вследствие неисправности электропроводки в служебном отсеке произошел взрыв кислородного бака, который питал родородно-кислородные топливные элементы и систему жизнеобеспечения. Вышли из строя все три топливных элемента, расположенных в служебном отсеке и служивших источником электроэнергии для основного блока и питьевой воды для космонавтов, а следовательно, и все двигатели служебного отсека отказала система жизнеобеспечения командного отсека. В запасе оставались лишь батареи командного отсека и запас кислорода в нем, предназначенные для этапа спуска в атмосфере. Лунный отсек стал играть роль спасательной шлюпки. В режиме крайней экономии использовались его ресурсы электроэнергии, воды и кислорода. Ориентация и коррекция траектории осуществлялись с помощью двигателей системы ориентации лунного отсека и посадочного двигателя. Ориентация часто нарушалась истечением газов из служебного отсека. Корабль был окружен в полете роем осколков. [c.289]

Возможен и иной вариант, когда аппарат-носитель выходит на орбиту спутника вместе с посадочными отсеками, которые лишь после этого отделяются от него и совершают спуск в атмосфере. Этот вариант связан с дополнительными энергетическими потерями, так как тормозной импульс должен сообщаться болыией массе. Положение дел здесь коренным образом отличается от того, с которым мы встречались при спуске на Луну. Наличие у Марса атмосферы дает преимущество, существенное в случае ограниченности энергетических ресурсов космического аппарата. Однако при спуске с орбиты делается возможным выбор места посадки. [c.372]

В советской работе 1979 г. [4.83] указывается, что по существующим условиям навигационный коридор входа в атмосферу 10питера имеет ширину 1100-4-1300 км. Это значит, что точность попадания по высоте составляет 550-4-650 км. Как показал опыт спусков в атмосфере Венеры, научная аппаратура способна выдержать перегрузки 2004-300 единиц. Баллистический спуск в атмосфере Юпитера трудно осуществим, так как неточность знания нами атмосферы и ошибки навигации могут привести к перегрузке 450-4-500. Слишком узок баллистический коридор входа. Использование же аппарата скользящего типа с аэродинамическим качеством 0,3 расширяет коридор входа до 1300 км (предполагается допустимая перегрузка 250), причем имеется в виду возможность управления подъемной силой путем изменения ее знака (см. 2 гл. 11). Масса теплозащиты должна составлять 35-4- 55% массы зонда. [c.418]

И еш>е одна сенсация. Внутри орбиты Амальтеи находится кольцо Юпитера толш иной примерно 0,5 км, внешний край которого находится на расстоянии 55000 км от границы облаков и которое простирается почти до слоя облаков, хотя наиболее плотная часть кольца имеет ширину 6400 км. В отличие от кольца Сатурна кольцо Юпитера состоит не из ледяных тел, а из очень мелких темных частиц. Кольцо было сфотографировано Вояджером-1 с ребра, но с обеих сторон Вояджером-2 . Столкновение частиц кольца с заряженными частицами вблизи Юпитера должно было бы привести к их спуску в атмосферу Юпитера поэтому само суш ествование этого образования нуждается в объяснении. [c.427]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...