космические полеты - теория

В издательствах "Наш круг" и "Перо-Принт" вышла в свет (июнь-сентябрь 2022 г) книга, название которой показано в заголовке страницы. Это книга автора сайта. Краткое содержание книги дано в ее аннотации: Более детально содержание рассмотренных задач можно узнать, посмотрев ее оглавление: Книга будет полезна специалистам и научным работникам предприятий ракетно-космической отрасли, а также молодым специалистам этих организаций. По себе знаю, как сложно определиться в начале пути с чего начать...

Здравствуй, уважаемый читатель! Материалы сайта практически сформированы. Это не детектив и не мелодрама. Это научные публикации о космических полетах и средствах их осуществления, которые можно разделить на несколько тематических разделов. Первый раздел - вводный. Это элементарное изложение теории космических полетов...

Как продемонстрировали нам луноходы, они передвигаются по поверхности на гусеницах или колесах с помощью электрического привода. Но очень медленно и на крохотные расстояния в несколько сот метров за месяцы. А если необходимо передвигаться на дальние расстояния, например, на угловую дальность 180 град? Тогда необходим перелет. Возникают вопросы: каковы должны быть параметры траекторий перелета? Начальная скорость Vo, наклон скорости к горизонту при старте Teto ( как известно, при плоской планете...

Есть такое высказывание, что технически совершенное творение – прекрасно и эстетически. Это в полной мере относится к бомбардировщику «Белый лебедь». Это самолет с уникальными характеристиками. Он лучший в мире в своем классе. Его грузоподъемность 45 т, скорость полета 0.619 км/с, высота полета 16000 м. С такими летными характеристиками ему по плечу любые задачи. Нас интересует космическая задача: какую массу полезного груза можно вывести с помощью этого самолета на стандартную НОО - околоземную орбиту высотой 200 км...

Как было показано ранее условием захвата КА Луной является значение скорости полета КА относительно Луны меньшее чем местная параболическая скорость. Возможны два класса таких траекторий - во внешней полусфере по отношению к орбите Луны и во внутренней полусфере, как показано на рисунке. Давайте рассмотрим какие должны быть значения радиусов апсид для каждого класса траекторий, чтобы выполнялись условия захвата. Для траекторий из внутренней полусферы, имеем Здесь dV - скорость КА относительно Луны на границе ее сферы действия...

Рассмотрим размеры и расположение орбит МКС и КС Тяньгун. Орбита МКС характеризуется следующими данными: Перигей 409 км Апогей 418 км Наклонение 51,63° Средняя высота орбиты 407,3 км Китайская КС Тяньгун имеет следующие орбитальные параметры Перигей 381,8 км Апогей 394,0 км Наклонение 41,5° Как видим, орбиты отличаются как по геометрическим параметрам, так и по наклонению. Поэтому при перелете от МКС к КС Тяньгун необходимо решить две задачи – перейти на орбиту с геометрическими параметрами Китайской КС, а также совершить поворот исходной плоскости орбиты...

Обозначим две группы массивов констант: R[1:5] и PL[1:5], а также переменные К1 и m и используем их чтобы формализовать выражения для определения траекторных параметров КСВ С учетом введенных обозначений формулы для определения скорости полета принимают вид: Таким образом, получены универсальные зависимости, которые можно использовать в зависимости от параметров К1 и m, а также для определенных наборов значений массивов R и PL. На рисунках ниже показан вид кривых, обозначающих скорость и ее потери ...

Переход к уравнениям в безразмерных переменных создал предпосылки к универсализации получаемых решений. Появились безразмерные коэффициенты подобия: А1 – А6, появились интегралы потерь скорости, появились аналитические решения для траекторий выведения КСВ на орбиты спутников планет. Планеты этой безразмерной системе отличаются друг от друга лишь значениями коэффициентов подобия. Давайте рассмотрим все эти свойства решений более подробно. Принцип обезразмеривания кинематических параметров траектории...

Для анализа полученных аналитических решений рассмотрим численный пример. Пусть РН имеет следующие проектно-баллистические параметры: первая ступень - безразмерные проектные параметры и коэффициенты подобия имеют следующие значения: планета Земля no=1.65; c=3.2; mko=0.99; mk1=0.303; Коэффициенты подобия A1x=6.0; A2=600; A3=0.173; A4= 1.65; A6=0.09. Параметр K1 , являющийся свободным, примем равным 21.0. Значение этого параметра оказывает существенное влияние на точность полученных решений. Его следует определять в процессе оптимизации траектории...

Уравнения движения РН решаются с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ). Как правило, это сложный итерационный процесс. В то же время у проектантов и разработчиков средств выведения всегда существует потребность в быстром, оценочном ответе на вопрос о возможностях РН по выведению полезной нагрузки на заданную орбиту. Ряд авторов разрабатывали методы приближенного аналитического решения уравнений движения РН при различных допущениях. Наиболее типичные из этих допущений следующие: ускорение...

Гравитационные потери скорости –наиболее существенный фактор, на что расходуется скорость, вырабатываемая КСВ при выведении КА на орбиту. Это происходит прежде всего за счет перепада высот между высотой старта и высотой целевой орбиты, а также в следствие не нулевого наклона траектории. Формула гравитационных потерь скорости в общем виде выглядит следующим образом: где θ – угол наклона траектории, r – текущее значение радиуса орбиты, µк – относительная масса ракеты. Из этой формулы видим, что если угол наклона траектории мал, то можно ожидать, что значение интеграла будет не велико...

Наличие атмосферы у планеты приводит к возникновению потерь скорости КСВ при выведении КА на орбиту. Это проявляется в виде двух факторов: аэродинамическое сопротивление движению, которое приводит к потере скорости КСВ и снижение величины тяги и удельного импульса двигателя в связи с противодавлением атмосферы. Интеграл скорости V(µk1) при полете КСВ в пределах атмосферы и интегралы гравитационных I1 и аэродинамических потерь I2 и I3 определяются следующими выражениями: где интегралы гравитационных...