Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 52

Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.

Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном изложении — М.: Наука, 1980. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikakosmicheskogopoleta1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 221 >> Следующая


Аэродинамическое торможение уменьшает скорость спускаемого аппарата от первой космической до 150—250 м/с. Дальнейшее торможение вплоть до мягкой посадки (скорость приземления не более нескольких метров в секунду) может осуществляться с помощью тормозной системы парашюта, свободно вращающегося ротора, небольшого ракетного двигателя. Своеобразным методом торможения служит захват спускаемого аппарата самолетом с § 4 СПУСК с ОРБИТЫ

121

помощью сети (применялся в США в 1960—1962 гг. при спусках с орбиты контейнеров спутников серии «Дискаверер»).

При полетах кораблей серии «Восток» спускаемый аппарат имел сферическую форму. Космонавт катапультировался из него на высоте 7 км и приземлялся на специальном парашюте. На высоте 4 км срабатывала парашютная система, обеспечивавшая приземление спускаемого аппарата. Была предусмотрена возможность спуска путем естественного торможения корабля в верхней атмосфере в случае невозможности схода с орбиты в результате отказа тормозной двигательной установки. Экипажи кораблей «Восход» приземлялись вместе со спускаемым аппаратом.

Рис 37 Схема спуска с орбиты корабля спутника «Восток» 1 — начало ориентации (поиск Солнца), 2 — ориентированный полет, 3 — включение тормозной двигательной установки, 4 —разделение спускаемого аппарата и приборного отсека, 5 —вход в плотные слои атмосферы

На рис. 37 показана схема спуска корабля «Восток».

Описанный вариант спуска с орбиты называется баллистическим и характеризуется тем, что аэродинамическая сила состоит из одной лишь силы лобового сопротивления, а подъемная сила полностью отсутствует.

В баллистическом режиме спускались на воду американские корабли «Меркурий», имевшие форму конусов с большим лобовым сопротивлением

Гораздо более перспективным является иной вариант спуска, при котором существует подъемная сила и, следовательно, имеется аэродинамическое качество. Аэродинамическим качеством называется отношение величины подъемной силы к величине силы лобового сопротивления (или, короче, просто силы сопротивления). Обе эти величины пропорциональны плотности воздуха р, квадрату скорости v движения и размерам спускаемого аппарата. 122 ГЛ. 5. АКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ОКОЛОЗЕМНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Так же, как в § 4 гл. 4, мы можем записать:

F -с F -с <?Н!

л сопр tiXtj 2 ' П°Д — У 2 '

где 5 — некоторая характерная для спускаемого аппарата площадь, сх и Cy — так называемые коэффициенты сопротивления и подъемной силы. Таким образом, аэродинамическое качество равно CyJCx.

Спуск, при котором действует подъемная сила, называется планирующим или спуском с аэродинамическим качеством. В случае баллистического спуска су=0 и, следовательно, аэродинамическое качество равно нулю.

Планирующий спуск облегчает приземление космонавтов, так как медленное торможение, происходящее к тому же на большей высоте, приводит к уменьшению коэффициента перегрузки до величины порядка 3—4 (для баллистического спуска он составляет 8—10). Кроме того, при планирующем спуске существует возможность маневрирования по дальности, а также некоторого бокового маневрирования, что позволяет более точно осуществлять посадку. Планирующий спуск может включать в себя в принципе и моменты подъема вверх благодаря рикошетированию от атмосферы.

Спускаемые аппараты советских транспортных кораблей серии «Союз» осуществляют спуск с аэродинамическим качеством. На высоте 9,5 км раскрывается тормозной парашют, а затем основной купол парашютной системы. Непосредственно перед приземлением на высоте около 1 м срабатывает РДТТ системы мягкой посадки, вследствие чего скорость приземления составляет 3—4 м/с. Американские корабли-спутники «Джеминай» также спускались на Землю (на водную поверхность) с аэродинамическим качеством. С большим аэродинамическим качеством происходит спуск орбитального самолета (например, американского «Шатла»), причем его посадка на Землю не отличается от приземления обычного самолета»

Спуск на Землю с очень высоких орбит, если он когда-нибудь понадобится, будет связан с проблемами входа в атмосферу, характерными для возврата из района Луны, который будет рассмотрен в главе 11.

Здесь же мы отметим лишь одну теоретическую возможность, которая имеет практическое значение скорее для межпланетных (см. § 5 гл. 15), чем для околоземных полетов. Обратимся к рис. 36 (§ 2 гл. 5) и переменим на нем направления всех стрелок на траекториях на обратные, но сохраним направления стрелок — импульсов скорости. Тем самым мы обратим движение и вместо вывода спутника на орбиту 1 будем иметь его спуск с орбиты J по «обходной» траектории, заканчивающийся ракетным торможением в точке А • Очевидно, такой маневр дает выигрыш в сумме импуль- § 5. ОТНОСИТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ В ОКРЕСТНОСТИ СПУТНЙКА 123

сов по сравнению со спуском с орбиты 3 по траектории 4, если радиус орбиты 3 превышает 11,9R (R — радиус Земли, см. § 2 гл. 5). Благодаря же тому, что атмосфера Земли освобождает нас от ракетного торможения в точке А, энергетический выигрыш сопровождает предварительный подъем с орбиты 3 уже тогда, когда ее радиус составляет 4,8R [2.91. Выигрыш будет наибольшим, если осуществить «переход через бесконечность». При этом неизбежен вход в атмосферу со второй космической скоростью (см. § 2 гл. 11).
Предыдущая << 1 .. 46 47 48 49 50 51 < 52 > 53 54 55 56 57 58 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed