En el artículo anterior se pudo demostrar que entrar a la atmósfera con ascensor permite reducir las sobrecargas y los efectos térmicos al frenar en la atmósfera. Pero, ¿qué otras ventajas ofrece el rendimiento aerodinámico de una nave espacial? ¿Y cómo se puede incrementar la perfección aerodinámica del barco?
La apariencia de un barco con casco de carga.
La versión más simple de un barco con casco de carga es un cono con una punta roma. El embotamiento nasal crea un choque desprendido a una distancia segura (para la protección térmica del cuerpo), y el exceso de presión del freno de aire genera elevación en el cuerpo. Para calcular dicho diseño, existen dependencias analíticas bastante simples que permiten, con la ayuda de la paciencia y cualquier herramienta de cálculo disponible, obtener un conjunto de características aerodinámicas (N.S. Arzhanikov, G.S. Sadekova, "Aerodinámica de aeronaves", Capítulo 11)
La principal limitación en la apariencia de nuestra nave espacial de reentrada será el volumen utilizable (que no debe ser peor que los 10,4 m 3 de la cabina del Apolo).
Longitud, m |
9,6 |
Peso, kilogramo |
5460 |
Área en medio del barco, m 2 |
7.065 * |
Máxima calidad, - |
1.3 |
* con un diámetro medio del barco de 3 metros, dicho barco se puede acomodar en el Falcon-9 (diámetro medio del barco - 3,7 m) |
|
Aparición del vehículo de descenso
Rendimiento aerodinámico
El análogo más cercano es el módulo de carga del programa "Constellation".
En tales módulos, se suponía que debía entregar componentes de una expedición tripulada a Marte. Calidad aerodinámica esperada ~ 0.5
Escenario 1. Descenso simple desde la órbita
En el artículo anterior, consideramos la desaceleración de la atmósfera después de regresar de la Luna a una velocidad cercana a la 2da cósmica. Consideremos una tarea más urgente: el regreso de una nave espacial desde una órbita baja cercana a la Tierra a una velocidad ligeramente menor que la primera velocidad espacial. Parámetros de entrada a la atmósfera V = 7650 m / s, H = 120 km, Th = -1,5 grados.
Trayectoria de descenso sin maniobra 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 , . - , / .
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El repositorio con el programa modelo y los datos iniciales vive en mi github . Puedes empujar con un palo, puedes bifurcar; de repente, alguien más quiere jugar.