Межпланетные полеты с большой тягой

МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПОЛЕТЫ С БОЛЬШОЙ ТЯГОЙ [c.302]

В настоящее время только ракеты с химическими двигателями в состоянии развивать тягу, достаточную для того, чтобы, преодолевая гравитационное поле, подняться с поверхности планеты и выйти на орбиту или совершить посадку. Разрабатываются и другие типы ракетных двигателей, но среди них только двигатель, построенный на основе ядерного реактора, сравним по тяге с химическим. Для других типов двигателей (например, для ионной ракеты) характерны очень низкая тяга и большое время горения , так что энергия, необходимая для перелета из окрестности одной планеты в окрестность другой планеты, должна вырабатываться постепенно (этот процесс может длиться несколько суток). Системы с такими двигателями имеют ряд преимуществ по сравнению с химическими ракетными двигателями, способными развивать большую тягу. Например, при использовании их в межпланетном полете можно понизить отношение масс и заметно сократить время перелета, особенно в случае полетов к внешним планетам Солнечной системы. [c.345]

Первая часть, озаглавленная Динамика полета , является самой большой по объему и наиболее значительной по содержанию частью Книги. Здесь рассматриваются различные вопросы механики траекторного движения космических аппаратов при выходе их на орбиту, при движении в межпланетном пространстве, а также при входе в атмосферу. Несмотря на некоторую неровность изложения и отдельные повторения, охватываемый круг вопросов дает достаточно полное представление о задачах и методах нового раздела механики — астродинамики. Затрагиваются проблемы оптимального программирования тяги ракет, динамики полета космических аппаратов с малой тягой, перехода между орбитами, особенности расчета траекторий полета к Луне и даже дается оценка релятивистских эффектов, имеющих место в космических путешествиях. Несколько выпадает из общего плана I части глава 10, посвященная термодинамике торможения космического аппарата в атмосфере, где изложение имеет, пожалуй, слишком специальный характер. [c.8]

Следует отметить, что хотя тяга ядерных ракетных двигателей невелика по сравнению с тягой химических ракетных двигателей, ядерный двигатель может работать в течение гораздо большего (на много порядков) времени, чем ракетный двигатель с химическим топливом. Поэтому ЯРД является весьма перспективным типом двигателя для управляемых межпланетных космических кораблей. Для старта такого корабля с Земли, по-видимому, должны быть использованы двигатели с химическим топливом, а ЯРД используется для полета за пределами земного притяжения. [c.355]

В книге в доступной форме, без применения сложного математического аппарата, но вместе с тем вполне строго излагаются основы космодинамики — науки о движении космических летательных аппаратов. В первой части рассматриваются общие вопросы, двигательные системы для космических полетов, пассивный и активный полеты > поле тяготения. Следующие части посвящены последовательно околоземным полетам, полетам к Луне, к телам Солнечной системы (к планетам, их спутникам, астероидам, кометам) и за пределы планетной системы. Особо рассматриваются проблемы пилотируемых орбитальных станций и космических кораблей. Дается представление о методах исследования и проектирования космических траекторий и различных операций встречи на орбитах, посадки, маневры в атмосферах, в гравитационных полях планет (многопланетные полеты и т. п.), полеты с малой тягой и солнечным парусом и т. д. Приводятся элементарные формулы, позволяющие читателю самостоятельно оценить начальные массы ракет-носителей и аппаратов, стартующих с околоземной орбиты, определить благоприятные сезоны для межпланетных полетов и др. Книга содержит большой справочный числовой и исторический материал. [c.2]

Двигатели, в которых газы, выходящие из сопла с большой скоростью, создают силу тяги, приводящую в движение летательный аппарат, называются реактивными. Реактивные двигатели делятся на два класса воздушно-реактивные (ВРД) и ракетные (РД). В воздушно-реактивных двигателях в качестве окислителя используется кислород окружающей среды. В безвоздушном пространстве летательный аппарат с таким двигателем может двигаться только по инерции. В ракетных двигателях окислитель находится на борту летательного аппарата и в качестве окислителя могут использоваться различные компоненты (кислород О2, фтор р2, азотная кислота НЫОз, перекись водорода Н2О2 и др.). Работа ракетного двигателя не зависит от окружающей среды, и ракета может совершать полет в безвоздушном (межпланетном) пространстве. [c.174]

ЭЛЕКТРОРЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (движители) — класс реактивных движителей, в к-рых рабочим телом служит ионизованный газ (плазма), ускоряемый н(1еимущественно электромагнитными полями. Э. д. предназначены для использования на спутниках и. межпланетных кораблях. Источниками энергии для Э. д. малой мощности (< 1 кет) могут служить солне-чные батареи, а для Э. д. большой мощности — ядерные реакторы с преобразователями. Э. д. позволяют получать нужную тягу при значительно меныпем расходе массы рабочего вещества, чем это имеет место в обычных химич. (тепловых) реактивных двигателях. Действительно, тяга, развиваемая реактивным движителем, равна F = т.и (т — секундный расход массы, v — скорость истечения вещества из движителя). Если в химич. реактивных двигателях скорость истечения не превосходит иеск. км сек, то в Э. д. опа может достигать 100 км/сек и более. Однако с возрастанием скорости истечения растет и мощность струи Р, приходящаяся на ед. силы тяги, поскольку 7V = Pv/2, а с нею и вес энергосистемы. Оптимальна скорость истечения, при к-рой суммарный вес энергосистемы и рабочего вещества минимален. Оптимальные скорости возрастают при увеличении длительности полета и уменьшении уд. веса энергосистемы на ед. мощности. Эти скорости оцениваются в наст, время величинами 20 —100 км/сек. [c.513]

Даже в том случае, когда рассматриваются многоступенчатые корабли, а не одноступенчатый, описанный в приведенном выше примере, сохраняется заметное преимущество при использовании метода встречи на орбите, поскольку сбережение топлива должно сказываться тогда, когда массе, остающейся на промежуточной станции, не требуется придавать ускорение при последующих включениях двигателей. Тем не менее методу встреч присущи определенные трудности например, может оказаться невозможным хранение топлива в баках в космическом пространстве в течеиие достаточно длительного времени или обеспечение его перелива из баков-хранилищ без дополнительного массивного оборудования. Возможное решение проблемы состоит в том, что топливо для конечного этапа (Я - Рх) не выводится на орбиту вместе с космическим кораблем, но запускается на нужную околоземную орбиту при помощи специального грузового корабля, как только межпланетный космический корабль возвратится на околоземную орбиту. Если к тому же космический корабль снабжен двигателем малой тяги с высокой скоростью истечения, то он скорее всего будет снаряжаться на околоземной орбите, поскольку подобный корабль нельзя вывести на орбиту непосредственно с поверхности Земли. Поэтому заключительный этап полета будет обеспечиваться при помощи мощных грузовых кораблей. На другом конце траектории межпланетного перелета космический корабль остается на орбите вокруг Марса, в то время как другой грузовой корабль, перенесенный через межпланетное пространство космическим кораблем и выведенный последним иа орбиту ожидания вокруг Л арса, будет использован для осуществления этапов полета (О - Р ) и (Рг - ) Большее число грузовых кораблей создаст дополнительные преимущества в тех случаях, когда уделяется особое вии.маиие фактору безопасности. При некоторых исследованиях здравый смысл требует, чтобы какое-то количество подобных кораблей оставлялось экипажем в конце фазы (Я -> Е) вместе с грузовыми кораблями, исполь.зованными на планете назначения, прежде чем оставшийся межпланетный корабль й дст выведен на гелиоцентрическую орбиту обратного полета. [c.413]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...