7 подписчиков
Всем привет! Сегодня поговорим о торможении тел в атмосфере, а точнее разберём их тепловой аспект и в чём состоит сложность.
Есть атмосферные и безатмосферные планеты и хронологически спускаемые аппараты для планет с атмосферой появились раньше чем для других. Первая посадка на Землю была произведена в мае 1960 году в ходе отработки тестов для полёта человека в космос (на безатмосферную посадка была совершена в 1966 году Луна-9).
Ещё до покорения космоса примеры прохождения слоёв атмосферы были человеку известны-метеориты. Но как они не сгорали (некоторые) в атмосфере если летели с скоростью от 11.2 (1-ая космическая) до 22 км/с; были и больше скорости, но при таких наблюдения показывают, что тело сгорало. А дело состоит в том, что при создании тепла за счёт лобового сопротивления (кинетическая переходит в тепловую), огромная часть тепла уходила в саму атмосферу (как по аналогии с огнём, что весь жар вокруг него, но не внутри него).
Теплота поступает в атмосферу двумя способами: конвективная теплопередача и излучение фронта ударной волны. Конвективная теплопередача происходит за счёт отхода тепла от аппарата; может осложняться ионизацией газа, неравновесностью пограничного слоя и ухода массы с обшивки. А вот для понимания излучения фронта ударной волны, нужно понять какая там создаётся ударная волна.
Разберём на аналогии с самолётом. Когда самолёт летит он создаёт колебания вокруг себя и впереди (по направлению куда летит) тоже. Эти колебания возбуждают частицы воздуха и их ряд можно представить в виде слоя. Но самолёт может догнать эти слои и они будут накладываться друг на друга, а они как раз создадут ударную волну.
И эта волна сопротивляется атмосфере от чего она нагревается и начинает тепловое излучение во все стороны в том числе и на спускаемый аппарат. И от этого излучения устанавливают защитный экран.
Огромная сложность заключается при проектировании аппарата, ведь нужно рассчитать все встречаемые лобовые сопротивления, также нужно знать состав атмосферы, длины пробега молекул тоже влияют на нагревание (а при больших скоростях и на ионизацию), давление, температуру, скорость распространения возмущения (влияет на излучение от ударного фронта).
Это был пост о сложностях торможения спускаемого аппарата в атмосфере. Пишите понравился данный формат (более научный для обычных наших постов) или нет.
#авиация #космос #интересно #наука #новыйформат #факты
1 минута
29 января 2024