No artigo anterior, foi possível mostrar que entrar na atmosfera com elevador permite reduzir sobrecargas e efeitos térmicos na travagem na atmosfera. Mas que outras vantagens oferece o desempenho aerodinâmico de uma espaçonave? E como a perfeição aerodinâmica do navio pode ser aumentada?
A aparência de um navio com um casco de suporte de carga
A versão mais simples de um navio com casco resistente é um cone com ponta romba. O embotamento nasal cria um choque destacado a uma distância segura (para proteção térmica do corpo), e o excesso de pressão da frenagem a ar gera elevação no corpo. Para calcular tal layout, existem dependências analíticas bastante simples que permitem, com a ajuda da paciência e de qualquer ferramenta de cálculo disponível, obter um conjunto de características aerodinâmicas (N.S. Arzhanikov, G.S. Sadekova, "Aerodinâmica de aeronaves", Capítulo 11)
A principal limitação na aparência de nossa espaçonave de reentrada será o volume utilizável (que não deve ser pior do que 10,4 m 3 da cabine da Apollo).
Comprimento, m |
9,6 |
Peso, kg |
5460 |
Área a meia nau, m 2 |
7.065 * |
Qualidade máxima, - |
1,3 |
* com um diâmetro de meia nau de 3 metros, tal navio pode ser acomodado no Falcon-9 (diâmetro de meia nau - 3,7 m) |
|
Aparência do veículo de descida
Desempenho aerodinâmico
O análogo mais próximo é o módulo de carga do programa "Constellation"
Em tais módulos, deveria entregar componentes de uma expedição tripulada a Marte. Qualidade aerodinâmica esperada ~ 0,5
Cenário 1. Descida simples da órbita
No artigo anterior, consideramos a desaceleração na atmosfera após o retorno da Lua a uma velocidade próxima à da 2ª cósmica. Vamos considerar uma tarefa mais urgente - o retorno de uma espaçonave de uma órbita baixa próxima à Terra a uma velocidade um pouco menor que a 1ª velocidade espacial. Parâmetros de entrada na atmosfera V = 7650 m / s, H = 120 km, Th = -1,5 graus.
Trajetória de descida sem manobra lateral
- ( 1g) 206 69,5 . 225 (~0,17-0,18), 654 , 2560 .
, ~ 0,5g. 271 , , 57,5 72,8 ( Silbervogel . ). 759 (~ 61,7 ), 2150 21,6 (310 /).
, (~ 65 ). 2342 , 11400 . 1,37g, - 0,94g.
-2.
. 250 350 60 , .
Apollo 0,23 - 25,6 . , , - 2340 .
"-"
- - Apollo; - "" , Apollo; - "" , .
4,25 - 472,5 . 9852 . 1050 , 1579 , - 6646 . ( )
- " : ". "" - <100 , 1000 - 1500 . , - "" , .
(~ 1 ) "" . (~ 6000 / ) ( ) (~ 1800 - 2000 ) .
- , ( ).
""
- , - 100 , - 800
(. ) , ( ) "" .
1 - 1,5 , . - , / .
.
"" .
, ""
( , )
O repo com o programa modelo e os dados iniciais residem no meu github . Você pode cutucar com um pedaço de pau, você pode garfo - de repente, alguém quer jogar