Ракета в свободном пространстве

Пример 4. Рассмотрим движение тела переменной массы, в именно поступательное прямолинейное движение ракеты в свободном пространстве под действием только реактивной силы. Мае- [c.181]

Развитие теории полета многоступенчатых ракет в свободном пространстве и в однородном поле тяготения, а также исследования, проведенные в последние 15—20 лет по теории стационарных движений самолетов с воздушно-реактивными двигателями, привели к интересным задачам динамики полета, тесно связанным с изучением экстремумов функций многих переменных. Можно констатировать, что экстремальные задачи, опирающиеся на исследование экстремумов функций и функционалов, уже вторглись в проблематику современной классической механики. [c.39]

Модели точки переменной массы используются при изучении реактивного движения, в том числе в теории полёта ракет. Из решения первой задачи К.Э. Циолковского следует возможность сообщения ракете в свободном пространстве неограниченно большой скорости за конечное время естественно возникает вопрос может ли ракета достичь скорости света В научной литературе обсуждаются вопросы создания с помощью реактивного принципа объектов, обладающих большой энергией при полном расходе массы (ситуация, для классической механики парадоксальная). Актуальными становятся проблемы полётов со скоростями, при которых нельзя пренебречь релятивистскими эффектами (см. [104]). [c.202]

Кинетическая энергия и работа реактивных сил в системе ТПМ — изменяющая масса . Рассмотрим решение задачи Циолковского о поступательном прямолинейном движении ракеты в свободном пространстве при действии только реактивной силы [c.203]

Пример 1. Рассмотрим точку переменной массы в задаче о прямолинейном движении ракеты в свободном пространстве при постоянной относительной скорости с отделяющихся частиц (первой задаче К.Э. Циолковского см. заметку 30). Пусть начальная скорость ракеты равна нулю, начальная масса — то, текущая масса ракеты — т. Для удобства возьмём предельный случай полного расхода массы (тп 0) тогда имеем следующие соотношения (см. формулы (30.19), (30.20), (30.16)) [c.243]

Ракета в свободном пространстве [c.167]

Поместим мысленно нашу ракету в свободное пространство и включим ее двигатель. Двигатель создал тягу, ракета получила какое-то ускорение и начала набирать скорость, двигаясь по прямой линии (если сила тяги не меняет своего направления). Какую скорость приобретет ракета к моменту, когда ее масса уменьшится от начальной то до конечной величины /тг Если допустить, что скорость истечения w вещества из ракеты неизменна (это довольно [c.25]

Для случая движения ракеты в свободном пространстве будем иметь [c.66]

Следует заметить, что при = оо и при данном Ки конечная скорость будет иметь то же значение, что и при движении ракеты в свободном пространстве, так как в этом случае вследствие мгновенного сгорания топлива характер изменения тяги не играет никакой роли. [c.138]

Вопрос о реальном осуществлении межпланетных путешествий интересовал Циолковского с самого начала его самостоятельных научных изысканий. Наивные юношеские мечты, систематический анализ процессов простейших механических явлений в пространстве без действия сил (в свободном пространстве — по терминологии Циолковского), затем тш.ательная математическая разработка теории реактивного движения с подробным количественным анализом прямолинейных движений и, наконец, строгая теория полета многоступенчатой ракеты, ракеты грандиозной и приспособленной для перемеш,ения людей в космическом пространстве,— вот последовательные этапы творческих исканий Константина Эдуардовича, подготовившие научную почву для возникновения новой научной дисциплины — космонавтики, или, как иногда говорил Циолковский, звездоплавания. [c.94]

Предположим, что ракета движется далеко от силовых полей или, как формулировал К.Э. Циолковский, в свободном пространстве . В этом случае = 0. Этот случай можно использовать для приближенного описания движения центра масс раке- [c.167]

На первый взгляд может показаться, что энергетические ресурсы обеих ракет должны быть одинаковы, но это неверно. Если бы разгон ракеты происходил в свободном пространстве, то приобретенная начальная скорость просто равнялась бы идеальной скорости ракеты. Но действие сил притяжения Земли, а также сопротивления атмосферы приводит к так называемым гравитационным и аэродинамическим потерям [1.36]. Ракета должна компенсировать эти потери дополнительной затратой топлива, и в результате фактическая приобретенная скорость всегда оказывается меньше идеальной. [c.73]

Часть гравитационных потерь составляют потери сразу после включения двигателей первой ступени, когда ракета еще удерживается на Земле своей тяжестью, так как сила тяги еще не превысила ее веса, а ведь в свободном пространстве она бы уже мчалась вперед Пусковое устройство советской ракеты Союз , поддерживающее ее в вертикальном положении, отпускает ее в точности в тот момент, когда тяга сравняется с весом ракеты. Остроумное конструктивное решение заключается в том, что ракета висит на четырех уравновешенных рычагах, которые отклоняются в сторону (и потому перестают удерживать ракету), как только ракета перестает давить на них своей тяжестью [1.2]. Но и в первые мгновения после начала движения потери за каждую секунду очень велики, пока не будет достигнута расчетная тяга. [c.75]

Отношение приращения скорости Аг за некоторый промежуток времени при взлете под углом р к приращению скорости Аг св, которую имела бы ракета за тот же промежуток при взлете в свободном пространстве, выразится равенством [c.135]

Составная ракета. При вертикальном подъеме ракеты в поле тяготения мы можем применить к ней все законы, выведенные для случая движения в свободном пространстве, если будем относить ее движение к координатной системе, свободно падающей по направлению к центру притяжения. При этом очевидно, что фактор времени оказывает влияние на величину скорости и на мгновенное положение ракеты относительно центра притяжения. [c.140]

Если, далее, у двух сравниваемых ракет, движущихся одна в свободном пространстве, а другая в поле тяготения, закон изменения ускорения один и тот же, то все ранее выведенные формулы для составных ракет (см. гл. VI, 6) сохраняют силу при условии, что г к рассматривается как идеальная скорость. Для этого случая можно также вычислить, какая истинная скорость соответствует идеальной скорости, и наоборот. Таким же способом можно сравнить и величины пройденных путей. [c.141]

Будем обозначать значком прим ( ) величины, относящиеся к ракете, движущейся в свободном пространстве с положительным ускорением, значком бис (".) — величины, характеризующие ракету с отрицательным ускоре-рением, и, наконец, буквами без значков — суммарные величины. [c.149]

Заметим, что, поскольку ракету мы предполагаем движущейся в свободном пространстве, величина коэффициента наполнения не зависит от коэффициента перегрузки. [c.185]

Твердое тело называется свободным, если оно может перемещаться в пространстве в любом направлении. В качестве примера свободного тела приведем летящий воздушный шар или ракету в космосе. Твердое тело называется несвободным, если его перемещение в пространстве ограничено какими-либо другими телами. [c.12]

Пусть точка переменной массы или ракета движется прямолинейно в так называемом, по терминологии Циолковского, свободном пространстве под действием только одной реактивной силы Считаем, что относительная скорость щ отделения частиц постоянна и направлена в сторону, противоположную скорости и движения точки переменной массы (рис. 166). Тогда, проецируя (4") на ось Ох, направленную по скорости движения точки, дифференциальное уравнение прямолинейного движения точки переменной массы принимает вид [c.538]

Изучая движение материальных тел под действием сил, можно выделить весьма важный класс задач динамики, характерных тем, что некоторые из действующих на объект сил могут быть запрограммированы и реализованы в процессе движения человеком-пилотом (или автопилотом). Часть сил, приложенных к движущемуся объекту, конечно, определена (детерминирована) природой, а часть может изменяться в широких пределах по некоторым законам, заложенным в конструкцию летательного аппарата. Так, при изучении движения ракеты в поле тяготения Земли гравитационная сила вполне детерминирована (она, в первом приближении, подчиняется закону тяготения Ньютона), а реактивная сила может изменяться и регулироваться как по величине, так и по направлению. Каждому закону регулирования реактивной силы будет соответствовать некоторый закон движения ракеты. В современной ракетодинамике и динамике самолета такие задачи часто на> зывают задачами с управляющими (или свободными) функциями. Если управляющие функции все заданы и, следовательно, сделаны определенными все действующие силы, тогда мы будем иметь дело с обычной задачей теоретической механики найти закон движения объекта, если действующие на него силы неизвестны. Но выбор (задание) свободных функций можно подчинить некоторым, достаточно общим и широким, условиям оптимальности (экстремальности) и производить определение динамических характеристик для этих классов оптимальных движений. Метод проб или сравнений, лежащий в основе классических вариационных принципов, применим и здесь, но варьируется выбор управляющих функций, а не траекторий в пространстве конфигураций. Задачи такого рода имеют большое практическое значение в динамике полета ракет и самолетов, а также в теории автоматического регулирования- [c.14]

Реактивное ускорение (в частности, начальное реактивное ускорение) представляет собой то ускорение, которым обладала бы ракета, если бы на нее не действовали никакие иные силы кроме силы тяги, т. е. если бы она, по выражению К- Э. Циолковского, находилась в воображаемом свободном пространстве. Реально такие условия, конечно, нигде в Солнечной системе не осуществляются, однако представление о пространстве, свободном от действия всяких сил, полезно. [c.25]

На этих иллюстрациях мы видим этапы будущего полета пассажирской ракеты на Луну. Вот старт ракеты с Земли, со специально подготовленного трамплина. Затем показан момент отделения от ракеты первой ступени-самолета, который, как следует из пояснительного текста, поднял ее на высоту около 6 километров сама же ракета после этого продолжает двигаться под действием собственного двигателя. На следующем рисунке изображен ее полет между Землей и Луной под влиянием инерции и сил тяготения. Показан момент, когда еще идет нарастание скорости и пассажиры испытывают перегрузку (согласно тексту - 4,5 g). Далее мы видим свободный полет людей внутри гондолы в условиях невесомости. На другой картинке видно, что при свободном полете ракеты пассажиры могут выходить в скафандрах в безвоздушное пространство и лететь рядом с ракетой. И, наконец, на следующем рисунке показан обратный спуск ракеты на Землю сначала при помощи парашюта, а потом с использованием тормозящей реакции выхлопных газов. [c.122]

В 1883 году в рукописной работе Свободное пространство он пришел к вьшоду, что единственно возможным способом перемещения в пространстве, где практически не действуют ни силы тяготения, ни силы сопротивления среды, является способ, основанный на действии реакции отбрасываемых от данного тела частиц вещества. Однако начало его серьезных теоретических изысканий в этой области относится к 1896 году. Главная заслуга Циолковского заключается в том, что он объединил техническую идею ракеты с темой межпланетных полетов, создав теорию движения космических ракет. [c.210]

На фиг. 132,а показана самая распространенная схема выполнения баков, так называемая схема раздельного расположения баков для горючего и окислителя. Такие баки наибо- iee просты в изготовлении. Но так как по условиям прочности баки имеют донья сферической формы, между ними остается свободное пространство (заштриховано). Обычно для уменьшения размеров ракеты это пространство заполняют разного рода приборами и агрегатами. [c.337]

Однако приближение сплошной среды не всегда годится и не всегда может дать удовлетворительные результаты. Такие ситуации возникают, например, при движении разреженных газов по трубкам, диаметр которых сравним с длиной свободного пробега молекул, или при изучении движения ракет земных размеров в высоких слоях атмосферы и, тем более, в условиях космического пространства. Во всех таких и подобных случаях сильное неравенство (0.1) нарушается и необходимо учитывать дискретную структуру вещества. [c.18]

Свободно испаряющийся жидкий кислород в газообразном и холодном состоянии обтекает промежуточное пространство между двумя оболочками ракеты и тем препятствует нагреванию внутренности ракеты при быстром движении ее в воздухе. [c.213]

В тех случаях, когда сила земнога тяготения не оказывает влияния на закон движения ракеты (например, при движении по горизонтальной опоре, при движении в свободном пространстве), скорость последней будет тем больше, чем больше запас топлива, и в пределе будет равна [c.157]

Теория составной ракеты (стр. 68— 74). Движение составной ракеты в воздухе (стр. 166—173). Метод подъема потолка ракеты путем предварительного снижения уровня старта (стр. 158—160). Метод определения расхода топлива при пересечении атмосферы ракетой, взлетающей вертикально (стр. 143—147). Максимум высоты подъема ракеты в функции начального запаса топлива (стр. 156— 157). Оптимальное давление в камере сгорания (стр. 157—158). Парадоксы 1) давления в камере сгорания 2) мертвого веса 3) массы топлива 4) повторных пусков двигателя (стр. 161—166). Формула мгновенного к.п.д. ракеты, движущейся в сопротивляющейся среде (стр. 65). Формула полного динамического к.п.д. для полезного груза ракеты (формула 84, стр. 66). Максимальная кинетическая энергия ракеты (стр. 67). Отношения между достигнутыми скоростями и пройденными путями в поле тяготения и в свободном пространстве для ракет с постоянным ускорением реактивной силы (формулы 272 и 273 на стр. 141). Метод проектирования стратосферной ракеты (стр. 154—156). Максимум количества движения истекающей из сопла газовой струи (стр. 78). Применение контурных коек для экипажа космического летательного аппарата с целью увеличения сопротивляемости организма перегрузке (стр. 42). Указатель пути (одограф), который в отличие от ранее предложенных для этой цели приборов (например, Обертом, Эно-Пельтри и др.), дает возможность отличить ускорение свободного падения от реактивного ускорения (стр. 97). Расчеты гелиоцентрических орбит, аналогичных орбитам искусственных планет Луна-1 , Пионер-4 , Пионер-5 , Ве-нера-1 , Рейнджер-3 , Марс-1 [c.210]

Корпус жидкостной баллистической ракеты (не только этой) делится по длине на несколько отсеков топливный отсек (Т. О), включающий в себя баки горючего 1 и окислителя 2 хвостовой отсек (X. О) с двигателем и приборный отсек (П. О), к которому пристыкована боевая часть (Б. Ч). Само понятие отсек связано не только с функциональным назначением какой-то части ракеты, но, в первую очередь, с наличием поперечных разъемов, допускающих раздельную поагрегатную сборку и последующую стыковку. В некоторых типах ракет приборный отсек как самостоятельная часть корпуса отсутствует, а приборы управления поблочно размещаются в свободном пространстве с учетом удобства подходов и обслуживания на старте и минимальной протяженности кабельной сети. [c.48]

Как отразится на величине приращения скорости ракеты, движущейся U свободном пространстве (гравитациониое поле отсутствует) 1) увеличение D два раза скорости истечения, 2) увеличение в два раза отношения масс [c.379]

Опора сама по себе может быть как неподвижной, так и подвижной. Примером последней может служить ракета, поддерживаюш,ая то или иное тело на некоторой высоте, или, в обш,ем случае, ракета, сообш аюш ая телу ускорение в пространстве. При этом только это ускорение будет ош,уш,аться что касается ускорения тяжести, то оно не будет вызывать напряжений между молекулами, так как ни одна из них не будет испытывать препятствия в свободном падении к центру притяжения. [c.39]

В качестве определенного недостатка метода требуеыыхускорений, сужающим область его применения, отметим то обстоятельство, что терминальные условия наведения в данном методе должны задаваться в виде точки в фазовом пространстве. При управлении движением БР концевые условия наведения задаются в виде многообразий (3.41) - (3.44). Выделение какой-то одной точки на этих многообразиях с целью безусловно точной реализации выоранны. концевых условий при наведении нерационально, так как предъявляет неоправданно жесткие гребования к допустимым траекториям движения БР иа АУТ. Дополнительные трудности применения метода требуемых ускорений связаны с неполной управляемостью твердотопливных ракет и тем, что время полета БР на АУТ является свободным параметром. В этих условиях метод требуемой скорости обладает безусловными преимуществами перед методом требуемых ускорениП, так как обеспечивает высокоточное решение задачи наведения БР с учетом всех особенностей объекта управления. [c.421]

Фенолоформальдегидные смолы, армированные полиамидными волокнами, были первыми материалами, использованными в качестве абляционной теплозащиты головных частей ракет и возвращаемых космических аппаратов. В американском патенте [7] описан абляционный материал на основе эпоксидно-кремнийоргани-чеокого связующего и кварцевых волокон, предназначенный для теплозащиты головных частей ракет, не образующей в процессе абляции ионов, нарушающих системы управления. Британский патент [8] содержит описание пожарнобезопасных топливных баков самолетов, заполненных пенопластом с открытыми порами таким образом, что только 10—15% пространства баков остается свободным. Топливо, в котором набухает пенопласт, не вытекает из бака при его повреждении. Полиэфирные стеклопластики и пено-полиуританы были использованы для изготовления макета в натуральную величину англо-французского тренировочного истребителя Ягуар для показа на открытом воздухе. Реальный истребитель стоит около 1,5 млн. фунтов стерлингов. [c.418]

Конечно, этот вывод верен лишь для воображаемого свободного от сил пространства. В реальных же условиях вмешательство посторонних сил приводит к тому, что приобретенная ракетой скорость отличается от идеальной. ЭЬго отличие особенно велико, когда сила тяги мала. Когда же сила тяги и секундный расход велики, то за короткое время, пока расходуется рабочее тело, действие посго-ронних сил (не слишком значительных по сравнению с силой тяги) скажется слабо на движении и приобретенная ракетой скорость будет сравнительно мало отличаться от идеальной- [c.26]

Выразим силу притяжения в виде пропзнедеиия массы ракеты на ускорение свободного палення, величина которого в данной точке пространства опрелеляется гравитационным потенциалом [c.532]

Другими видами баллистических полетов, для которых может потребоваться управление, являются вход в атмосферу и посадка космических снарядов, нолет в пространстве с очень малыми ускорениями, посадка на Луну или планеты без атмосферы. Может понадобиться аппаратура управления и для того, чтобы измерять и регулировать корректирующие импульсы тяги двигателей ракеты при космических полетах. Свободное падение в пространстве является таким случаем полета, в котором акселерометры не дают выходной величины, а положение и скорость снаряда могут быть вычислены только по начальным условиям и известным характеристикам гравитационного поля. [c.669]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...