Скорости в космическом пространстве

Скорости в космическом пространстве [c.104]

Получение столь значительных скоростей отброса трудно осуществить. Поэтому в настоящее время увеличение скорости ракеты достигается применением составной (многоступенчатой) ракеты. Части (ступени) такой ракеты после израсходования содержащегося в них топлива автоматически отделяются от ракеты. При каждом таком отделении ракета получает дополнительную скорость. Таким образом, последняя ступень ракеты получает скорость, обеспечивающую ее движение в виде спутника Земли или ее полет в космическое пространство (см. 77). [c.144]

Рассмотрим такой пример. Пусть от Земли со скоростью и в космическом пространстве движется космический корабль. С какой скоростью относительно кос- [c.280]

Принципиальное отличие рассмотренного типа реактивного движения от всех других движений состоит в том, что ракета несет с собой то другое тело, в результате взаимодействия с которым она может изменять величину и направление своей скорости. Это другое тело — запас топлива, которым снабжена ракета. Благодаря этому, в отличие от других самодвижущихся экипажей, наиример самолета, возможен не только выход ракеты за пределы земной атмосферы, но и управляемый полет ракеты в космическом пространстве. При движении ракеты в отсутствие других тел общий импульс ракеты и выброшенных ею газов всегда равен нулю. Поэтому для того, чтобы ракета даже в отсутствие других тел приобрела скорость, сравнимую со скоростью вылета газов с, масса всего запаса топлива должна быть сравнима с массой самой ракеты. Потребное количество топлива резко возрастает, когда ракета должна уйти в космическое пространство, преодолев силу притяжения Земли и сопротивление атмосферы. [c.534]

За 15 лет, прошедших со времени выхода в свет предыдущего издания, приобрели большое значение летательные аппараты с реактивными двигателями новых типов, обеспечивающими полет с большой сверхзвуковой (гиперзвуковой) скоростью, выход в космическое пространство и возвращение в плотные слои атмосферы. Это привело к быстрому развитию разделов газовой динамики, в которых изучаются течения разреженного газа, гиперзвуковые течения и движения жидкости и газа в электромагнитных полях в настоящем третьем издании книги изложены основы также и этих разделов современной газодинамики. [c.9]

Основоположник космонавтики, великий русский ученый К. Э. Циолковский вывел формулу движения ракеты в космическом пространстве. Из нее следует, что скорость движения ракеты зависит, во-первых, от скорости, с кото- [c.185]

Классификация реактивных двигателей в виде схемы показана на рис. 1. Двигатели подразделяются на два больших класса—ракетные (РД) и воздушно-реактивные (ВРД). В РД в отличие от ВРД вся масса рабочего тела, необходимого для работы двигателей, транспортируется самим летательным аппаратом. Поэтому рабочий процесс РД практически мало зависит от атмосферных условий и они могут применяться на любых высотах и скоростях полета, в том числе в космическом пространстве. [c.9]

Все основные рабочие процессы осуществляются машинами или с применением средств механизации. Современные машины многократно повышают производительность труда человека и решают задачи, порой непосильные человеку. Мощность энергетических машин достигает миллионов киловатт, скорости самолетов достигают и превышают скорость звука, мощные вычислительные машины делают миллионы и сотни миллионов операций в секунду, достигнута возможность перемещения в космическом пространстве. [c.6]

Вследствие высокой стоимости спускаемого аппарата конструкции из композитов, обеспечивающие снижение массы, требуют наибольших вложений и ранее испытывались при больших скоростях, чем в случае обычных летательных аппаратов. Космические капсулы и ракеты начального периода имели носовые обтекатели, кожухи и теплозащитные экраны, изготовленные из абляционных материалов,х стойких к воздействию высокой температуры. Для многих ракетных сопл также используют абляционные конструкции. В оригинальной разработке командного модуля ракеты Аполлон и прибора для контроля космической среды многие виды композитов были использованы внутри и вне кабины. После трагического пожара на корабле Аполлон использование композитов внутри кабины резко сократилось и были приняты меры по замене их на негорючие материалы. Для долговременной эксплуатации в космическом пространстве оказались необходимыми также стойкость к дегазации и влиянию сильного [c.557]

Оригинальной, с точки зрения технической реализации, является система стабилизации углового положения и управления скоростью вращения искусственного спутника Земли SAS-A — Небольшой астрономический спутник . Спутник был запущен 12 декабря 1970 г. и вышел на орбиту высотой перигея 532 км и апогея 572 км. Он имел форму корпуса близкую к цилиндру и стабилизировался вращением относительно продольной оси (рис. 3.15). Назначение спутника заключалось в изучении местонахождения, интенсивности и вариаций во времени источников рентгеновского излучения в космическом пространстве с помощью рентгеновского телескопа [119]. [c.120]

Целесообразность создания искусственной силы тяжести на космических пилотируемых аппаратах, предназначенных для длительных орбитальных и межпланетных полетов, отмечалась рядом отечественных и зарубежных исследователей в области космической техники. Однако идея создания искусственной силы тяжести во время космического полета принадлежит К. Э. Циолковскому. В работе Исследование мировых пространств в 1911 г. им была предсказана возможность создания искусственной гравитации в космическом пространстве путем сообщения аппарату принудительного вращательного движения. В соответствии с этим наиболее вероятным техническим решением проблемы создания искусственной гравитации считается конструирование КА, на которых предусматривается возможность вращения либо отдельных герметичных обитаемых отсеков, либо всей конструкции относительно центра масс с определенной угловой скоростью, что обеспечит получение центробежной силы, воздействующей на членов экипажа взамен утраченной весомости. [c.261]

В космическом пространстве нейтроны в реакторе до его запуска образуются в результате взаимодействия протонов высоких энергий с бериллиевым отражателем. Предварительные оценки показывали, что мощность этого источника находится в пределах 10 — 10 вт. Знание указанной величины важно для определения скорости роста реактивности реактора в период увеличения мощности от уровня этого источника до 100 вт, когда изменения мощности реактора начинают ограничиваться эффектом обратной тепловой связи. Экспериментальные измерения показали, что мощность такого нейтронного источника составляет 10 вт. [c.237]

В космическом пространстве реактивный двигатель является единственным, который может обеспечить управляемое движение. Применение реактивных двигателей на самолетах и в некоторых наземных видах транспорта (судах на подводных крыльях и др.) обусловлено тем, что именно реактивные двигатели способны обеспечить максимальную скорость движения. [c.128]

Водород должен подаваться в реактор под высоким давлением. При выходе из реактивного сопла он будет очень сильно расширяться,- благодаря чему струя газов и приобретет громадную скорость, необходимую для вылета ракеты в космическое пространство. [c.269]

Механика тел переменной массы начала интенсивно развиваться под влиянием фантастических проектов о межпланетных путешествиях, но, только получив реальные применения на Земле, она становится сейчас научной базой триумфальных полетов в космосе. В последние 15 лет XX в. (1950—1965) были созданы межконтинентальные и глобальные ракеты, зенитные управляемые ракеты, реактивные сверхзвуковые самолеты. 4 октября 1957 г. в Советском Союзе был выведен на эллиптическую орбиту первый в мире искусственный спутник Земли, получена первая космическая скорость и реально сделан первый великий шаг человечества в овладении тайнами космического пространства. Ракетостроители нашей страны первыми получили вторую космическую скорость и осуществили 2 января 1959 г. успешный пуск космической ракеты в сторону Луны. Советский гражданин летчик-космонавт Ю. А. Гагарин первым в мире совершил полет в космическом пространстве. К настоящему времени (июнь 1966 года) уже одиннадцать советских летчиков-космонавтов выполнили успешные полеты в космосе. [c.13]

Атомная секунда, родившаяся в последнее тридцатилетие, вполне удовлетворяет требованиям того большинства потребителей, которое крепко привязано" к Земле, не интересуется положением небесных светил, не зависит от скорости движения Земли в космическом пространстве, не нуждается в привязке к какому-то четкому начальному моменту времени. А для астрономов, геофизиков, геодезистов, навигаторов осталась в употреблении не утратившая своего значения старая" астрономическая секунда, определение которой основано на движении Земли вокруг Солнца. Она называется эфемеридной секундой, ей соответствует эфемеридная астрономическая шкала времени. Локальная атомная шкала лишь уточняет глобальную астрономическую шкалу времени. [c.40]

Важной особенностью рассматриваемой задачи является необходимость видоизменить определение коэффициента теплоотдачи а. Это связано с тем обстоятельством, что всякий предмет, лишенный источника или стока тепла и имеющий большую скорость относительно окружающей среды, разогревается. Если условия омывания поддерживаются неизменными, то температура предмета достигает некоторого стационарного уровня, когда аккумуляция тепла предметом прекращается и плотность теплового потока на его поверхности обращается в нуль. Сколь значительным может быть превышение температуры в указанных условиях, видно на примере метеоритной пыли, залетающей в нашу атмосферу ( падающие звезды ). Двигаясь в космическом пространстве, эта пыль имеет температуру, близкую к абсолютному нулю. Как только она попадает в верхние слои атмосферы, начинается мощное разогревание, приводящее к расплавлению и сгоранию метеоритного вещества. Только наиболее крупные метеориты достигают поверхности земли, не успевая сами сгореть, но зато вызывая окрестные пожары. Аналогичный, но, конечно, более слабый эффект, имеется в виду, когда одной из важнейших проблем современной реактивной авиации называют задачу преодоления теплового барьера . [c.132]

В заключение заметим, что в принципе слои воздуха, ускоренные ударной волной до больших скоростей, превышающих вторую космическую, должны были бы вырваться из поля тяготения Земли и выплеснуться в космическое пространство. Однако благодаря ионизации воздуха, высоко нагретого сильной ударной волной, разлет вверх ограничивается тормозящим действием земного магнитного поля. Некоторые вопросы, касающиеся расширения очень разреженной плазмы в пустом пространстве, в котором имеется магнитное поле, рассмотрены в работе [32]. [c.671]

Относительно скоростей, с которыми перемещаются небесные тела в космическом пространстве, в настоящее время известно следующее [c.104]

Из формулы (167) вытекает также, что если два космических аппарата летят с Земли на какую-нибудь планету по отрезкам эллипсов, имеющих одинаковые полуоси, но разные эксцентриситеты, то их скорости в межпланетном пространстве на равных расстояниях от Солнца будут равны на всем протяжении пути. [c.223]

Минимальная начальная скорость, при которой тело, преодолев земное тяготение, удаляется в межпланетное пространство, называется второй космической скоростью. Это имеет место при незамкнутой траектории тела — параболе и гиперболе, т. е. при [c.207]

Мы все время говорили о состоянии и движении тел, находящихся внутри космического корабля. Но все сказанное можно распространить на тела, находящиеся вне космического корабля, но только при том условии, что эти тела до того, как попали в окружающее корабль космическое пространство, находились внутри корабля или были к нему прикреплены и при удалении от корабля практически пе приобрели никакой скорости относительно корабля. Если эти условия соблюдены, то тело, покинувшее корабль, обладает практически той же скоростью относительно земной системы отсчета, какой обладает корабль, и находится на орбите корабля. Следовательно, это тела превращается в искусственный спутник Земли, движущийся по орбите, очень близкой к той орбите, по которой движется космический корабль. Это тело вне корабля будет находиться в состоянии невесомости, так же как и тела внутри корабля. [c.359]

В ракетных двигателях в отличие от предыдущих видов двигателей оба компонента топлива — горючее и окислитель — транспортируются вместе с двигателем. Сила тяги ракетного двигателя поэтому не зависит ни от скорости движения двигателя, ни от свойств окружающей среды и всегда равна рУо, это же значение она сохраняет и в безвоздушном пространстве. Таким образом, ракетный двигатель— единственный двигатель, пригодный для космических и межпланетных полетов. Ракетные двигатели работают как на твердом, так и на жидком топливе. В качестве твердого топлива часто используют, например, особые сорта пороха. Ракеты с двигателем на твердом топливе обладают тем преимуществом, что они могут заправляться задолго до запуска и длительное время находиться на стартовых площадках, готовые взлететь в любой момент. В космических исследованиях основная роль принадлежит пока ракетам с двигателем на жидком топливе. [c.115]

Эту скорость называют третьей космической скоростью. Вычислив ее значение, получим Икз= 16,7 км/с. При такой скорости ракета может преодолеть притяжение не только Земли, но и Солнца и улететь за пределы солнечной системы в межзвездное пространство. [c.121]

Решение. Обозначим искомую скорость V. Вторая космическая скорость — это минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно вырвалось за пределы зe шoгo тяготения. Следовательно, при запуске со второй космической скоростью в космическом пространстве ракета будет иметь скорость, равную нулю, так как весь запас к1шетической энергии будет израсходован на работу против сил тяготения. Обозначим ее А, тогда [c.216]

Сколь значительным может стать превышение температуры предмета при больших скоростях относительного движения видно на примере метеоритной пыли, залетающей в нашу атмосферу. Двигаясь в космическом пространстве, эта пыль имеет температуру, близкую к абсолютному нулю. Попадая в верхние слои атмосферы, она начинает интенсивно разогреваться, расплавляется и сгорает, производя впечатление падающих звезд. Только наиболее крупные метеориты достигают поверхности земли, не успевая сами сгореть, но зато вызывая окрестные пожары. Удержание эффекта саморазо-грева на приемлемом уровне является одной из важнейших и ответственнейших задач космонавтики. [c.138]

Вес тела на разных широтах различен, так как Земля имеет сплюснутую у полюсов форму, кроме того, центробежная сила инерции, возникающая вследствие вращения Земли, изменяется. Ускорение свободного падения на экваторе равно 9,7805 м1сек , на полюсе 9,8322 м1сек . В то же время масса тела, находящегося в покое или движущегося со скоростью, значительно меньшей скорости света (равной приблизительно 300000 км/сек), остается неизменной при любом местонахождении тела, в том числе и в космическом пространстве. [c.44]

Однако условия захвата спутника гравитационным полем впол не определены. Поэтому, чтобы не направить аппаратуру, предназ-наченную для слежения за Землей, в космическое пространство, необходимо ограничить начальные углы и угловые скорости спутника, сообщаемые ему в момент отделения от ракеты-носителя Тем не менее всегда возможен ложный захват. Для ликвидации ложного захвата и переориентации спутника целесообразно на его борту иметь активную или полупассивную систему угловой стабилизации. [c.33]

Наиболее глубоко физика проникла в различные разделы газовой динамики, которая встретилась в последние десятилетия с новыми условиями, порожденными развитием главным образом ракетной техники и космических исследований. Реальными практическими задачами стали расчеты движения тел с большими сверхзвуковыми (гинерзвуковыми) скоростями, пограничного слоя при высоких температурах, появляющихся при входе тел в атмосферу, движения тел при больших разрежениях в космическом пространстве и т. п. Появилось даже новое понятие — аэротермохимия это — раздел газовой динамики, имеющий дело с газом, когда в процессе движения его состав уже нельзя считать неизменным. [c.307]

К середине 30-х годов был накоплен достаточный материал, чтобы газодинамические исследования выделились в самостоятельную область механики сплошной среды — газовую динамику, в которой были четко представлены два направления аэродинамика до- и сверхзвуковая. Тогда же первые шагя делала околозвуковая аэродинамика. С середины 40-х годов стали развиваться работы но аэродинамике гиперзвуковых скоростей. В каждом из направлений изучаются течения газа, которые отличаются друг от друга но величине параметра М — одной из основных характеристик течения газа. При этом рассматривается однородная сплошная среда (совершенный газ с постоянным отношением удельных теплоемкостей). Такие представления господствовали в газовой динамике до конца 40-х — начала 50-х годов, т. е. до того, когда были расширены рамки классической газовой динамики — включены в нее явления, в которых решающими и определяющими были физико-химические эффекты явления диссоциации, ионизации, излучения. Подобное расширение газодинамических представлений, наметившееся еще в конце XIX — начале XX в., явилось результатом бурного развития ракетной, а затем и космической техники. Рабочими скоростями стали скорости 3—5 а а — скорость звука) и более, значительно возросла температура обтекаемых тел. Наряду с новыми проблемами для сверх- и гиперзвуковых скоростей, связанными с учетом физико-химических превращений газа, появились новые дисциплины на стыке газовой динамики с физикой и химией — магнитная газодинамика, динамика плазмы. В связи с полетами в высоких слоях атмосферы, а затем и в космическом пространстве исследователи стали заниматься аэродинамикой разреженных газов, [c.308]

На это свойство ракетных двигателей впервые обратил внимание выдающ,ийся русский ученый К. Э. Циолковский. Он первый указал на то, что возможность-сообщать ракете ускорения с помощью только реактивных сил без участия других тел и независимость этих сил от скорости корабля открывают для человека единственную возможность выйти в космическое пространство. К. Э. Циолковский по праву стал родоначальником всей современной космонавтики. [c.208]

Задача 149. Вторая космическая скорость 2 = км1сек. Какой скоростью будет обладать ракета в космическом пространстве, если ей сообщить на Земле скорость Уо = 13,2 км/сек Влиянием других небесных тел пренебречь. [c.216]

Совершенно иначе обстоит дело, если в космическом пространстве действует двигатель малой тяги. В этом случае силы тяготения сравнимы по величине с тягой, гравитационными потерями скорости пренебрегать нельзя и конечная скорость, достигаемая космическим аппаратом, не имеет ничего общего с характеристической. Расчет необходимых энергетических ресурсов теперь уже не может быть произведен по формуле Циолковского даже прИ ближенно и требует совершенно иных математических методов. [c.79]

Сама межпланетная граната должна была иметь ракетный двигатель для изменения направления и скорости движения в космическом пространстве. Высота гранаты составляла 11 метров, диаметр — 4,2 метра. Внутреннюю полость Граффиньи разделил на пять этажей, на которых должны были размещаться кладовая с запасами провианта, воды и жидкого воздуха, химическая лаборатория, столовая, каюты для пассажиров и обсерватория. Граната могла взять на борт трех пассажиров запасы же провианта и воздуха обеспечивали космическое турне продолжительностью в два месяца. [c.41]

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]

Развитие самолетов с ЖРД в Советском Союзе прошло сложный и длительный путь от первых попыток установить ЖРД на легком планере с целью доказать принципиальную возможность полета такого летательного аппарата (РП-1 и РП-2) к разработке проекта ракетоплана для исследования больших скоростей и высот (РП-218), созданию в годы войны боевых ракетных истребителей-перехватчиков и экспериментальных самолетов — летающих лабораторий в послевоенные годы. Атмосферные самолеты с ЖРД в качестве основного двигателя не получили дальнейшего развития, но накопленный при их создании огромный опыт был положен в основу нового aпpaвлeния развития советской техники, связанного с разработкой летательных аппаратов, предназначенных для полета человека на больших высотах и в космическом пространстве. Работа над ними началась в СССР уже в середине 1945 г., когда под руководством М. К. Тихонравова, конструк- [c.423]

Изучение корпускулярного излучения Корпускулярное излучение состоит из заряженных и нейтральных частиц, скорость которых обусловлена процессом их генерирования Движение заряженных частиц может ускоряться электрическими полями. Корнускуляр7юе из1учение возникает на Солнце и в космическом пространстве (космические лучи). [c.398]

Величина управляющего импульса, прикладываемого к аппарату в космическом пространстве, равна хара<теристической СКОРОСТИ, требуемой на создание тяги Р при выполнении маневра. Действительно, уравнение движения КА на малом временном участке полета с работающим двигателем имеет вид [c.268]

Проведенный в предыдущих параграфах анализ позволяет произвести оценку возможностей одноступенчатой ракеты в отношении подъема полезного груза в космическое пространство. Правда, при выводе груза на орбиту спутника Земли или на траекторию полета к Луне участок активного полета не будет прямолинейным, однако при соответствующем усреднении величины os 0 для приближенного определения конструктивных параметров ракеты, позволяющих достигнуть требуемой скорости, все же можно воспользоваться уравнением (1.14). Оценим сначала требуемое значение х корости ракеты в конце активного участка. Согласно работе [18] Для вывода искусственного спутника Земли на круговую орбиту высотой 200 миль (322 км) — минимальная высота, на которой еще возможно достаточно длительное существование спутника без чрезмерных потерь энергии от трения о воэдух,— необходима конечная скорость 25 400 фут сек ( 7,8 км/сек). При запуске ракеты с экватора в восточ- ном направлении за счет вращения Земли можно получить даром скорость около 1 500 фут/сек (- 460 jtt/сек), так что сама ракета должна будег развить скорость лишь около 24 000 фут/сек (7,35 км/сек). Для полета к Луне минимальная потребная скорость ракеты при использовании скорости вращения Земли составит около 34 ООО фут/сек (10,4 км/сек). [c.30]

При полете в космическом пространстве приращение характеристической скорости равно приращению измеряемой скорости, так как предполагается, что ускорение при старте поддерншвается достаточно высоким (> 0,25 ), и поэтому гравитационными потерями скорости можно пренебречь. [c.212]

Благодаря изменению коэффициента, преломления с высотой радиосигналы, идуш,ие с поверхности Земли в космическое пространство, будут преломляться, и их скорость распространения будет несколько меньше скорости света. [c.642]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...