Угадайте, что это за график скорости и почему он именно такой.
На самом деле модель очень грубая, но наглядная. И изломы сделаны преднамеренно, именно для большей наглядности. Для более детальной модели в этих местах должны быть скругления длительностью (по оси абсцисс на графике время) около одной секунды.
Долго интриговать явно не выйдет. Из названия статьи понятно, что скорость относится к старту ракеты Сатурн-5.
Первый излом, это высота 250 метров. После её прохождения наземных ориентиров для оценки скорости подъёма ни на одной из видеозаписей не видно. А как мы выяснили ранее, высоту башни ракета прошла с должным ускорением.
А дальше она по мнению некоторых исследователей должны была за 105 секунд от старта подняться на высоту 8 км. После чего к моменту отделения первой ступени разогнаться до скорости 900 - 1000 м/с.
Второй излом, это высота 8 км.
Тяга получается такая: После запуска 100%, проходим башню и отрываемся от наземных ориентиров. На высоте 250 м (по грубой модели) сбрасываем тягу до 70,5%, какое-то время скорость падает, потом опять начинает расти. На высоте 8 км запускаем движки на полную и разгоняемся до 900+ м/с к моменту отделения 1-й ступени.
Скорее всего можно сделать модель без потери скорости, но для первого приближения сгодится и такая.
Правда, вылезает одна тонкость.
После усреднения результатов 10 измерений получено, что за 1с тень смещается на 40,5мм, то есть на величину 1,04 от своей длины (39мм). Следовательно, за 1с и ракета смещается на 1,04 от длины своего корпуса, а это (без учёта иглы) - 104м. В итоге получено следующее значение для реальной скорости «Аполлона - 11»:
Vизм = 104 м/с на 108-й секунде полёта
А модель даёт порядка 200 м/с на том-же самом месте. Непорядок.
Но тут в работе исследователя высоты и скорости ракеты по видеозаписям вылезает коллизия.
Для того, чтобы разогнаться до 104 м/с за 107 секунд требуется среднее (мы же помним, что топливо в ракете вырабатывается и при постоянной тяге ускорение растёт) ускорение 0,98 м/с^2, а с таким средним ускорением 8000 метров за 105 секунд ну ни как не достичь, максимум 5000. Каким образом ракета ухитряется одновременно лететь на разной высоте мне непонятно. Может быть кто-то сможет дать объяснение?
С учётом того, что ракета на этом участке летит вертикально, списывать разницу на горизонтальные манёвры не получается.
А ещё в модели не получается набрать 900 м/с за время от прохождения отметки 8000 м. до сброса первой ступени. Для этого тяга должна быть больше 100%. Можно допустить, что старт происходит с неполной тягой, но у меня нет каких либо объективных данных по этому поводу.
Расчёты велись для заявленного соотношения массы, тяги и расхода топлива.
P.S. В расчёте скорости по тени есть одно малозаметное упущение. Я не понимаю почему исследователь не обратил внимание на один существенный факт. Но об этом в другой раз.