К списку форумов К списку тем
Регистрация    Правила    Главная форума    Поиск   
Имя: Пароль:
Рекомендовать в новости

Вопрос по старту ракеты с космодрома Канаверал

0 - 02.03.2015 - 10:20
Такой вот вопрос заинтересовал. Погуглить не могу - потому что не знаю, как правильно задавать вопрос. В немецком варианте будет Roll und nick manoever :-), но на него такая фигня вываливается из поисковиков... Так вот, я сейчас плотно читаю и слушаю книжку Энди Вейра Марсианин на немецком (контролирую усвоенное английским вариантом). Он детально описывает старт зонда Iris. Практически немедленно после старта ракеты (еще первая ступень не отработала - по книжке сразу после завершения нижеописанного маневра был доклад "13 секунд до завершения отработки первой ступени") начинает нечто, что по-немецки звучит как roll und nick маневр (т.е. ракета слегка поворачивается вокруг своей оси и наклоняется). Насколько знаю, у американцев самое обычное дело - на стартах Шаттла такое было всегда. А вот на советских стартах такое не припоминаю. Так вот, что это такое и зачем? Связанный вопрос: более-менее могу предположить, зачем такой маневр при старте Шаттла - таки там сам корабль сидит практически верхом на носителе. Но зачем такое обычной ракете-носителю, у которой полезная нагрузка размещена симметрично?


Гость
1 - 02.03.2015 - 14:54
Как выйти на орбиту вокруг Земли, поднимаясь строго вертикально? Остановиться на нужной высоте и быстренько повернуть в нужную сторону? Конечно, все подворачивают после набора определённой высоты.
Вот, например, взлёт отечественного КА:

Видно, что летит уже далеко не вертикально.
2 - 02.03.2015 - 16:56
Цитата:
Сообщение от Colder Посмотреть сообщение
такой маневр при старте Шаттла - таки там сам корабль сидит практически верхом на носителе
как раз в отличие от Бурана Шаттл работает своими двигателями + твердотопливные ускорители по бокам от большого топливного бака.
Гость
3 - 02.03.2015 - 21:17
Цитата:
Сообщение от Colder Посмотреть сообщение
Но зачем такое
Какое такое? ПМСМ вращение вокруг оси это не для чего, а вследствие чего.
Цитата:
Сообщение от drdrdr Посмотреть сообщение
Остановиться на нужной высоте и
Просто постепенно наклоняют ракету. Где-то у Балансера в длинной теме о воздушном старте есть даже простое правило для почти оптимального наклонения тяги.
Гость
4 - 02.03.2015 - 23:43
Кроме того, начальная траектория американской ракеты с пороховыми двигателями хорошо видна днём, т.к. за ней тянется густой дымный шлейф. Наши не дают такого дыма, возможно, из-за этого её трудней визуально рассмотреть.
А вообще, интересно судить о технических вопросах по художественной книжке. Там что угодно можно вычитать.
Гость
5 - 03.03.2015 - 21:46
Художество художеству - рознь. Вон ненцы изъяли копии какого-то фантастического фильма, где как оказалось трудолюбивые киношники показали идеальную траекторию баллистической ракеты. Ну в том смысле что Фау только-только стали летать.
Гость
6 - 03.03.2015 - 23:15
Не поверите, наверное, но идеальная баллистическая траектория, это всего-навсего парабола, которую проходят в школе в 9-м, кажется, классе. Даже в ненецкой национальной. И киношники там тоже учились в своё время.
Гость
7 - 04.03.2015 - 08:05
правда, а я и не знал, у меня всего 9 лет службы в РВСН номером боевого расчета подготовки и пуска РК "Тополь", мы сидим, жрем печенье с кофе и абсолютно не знаем как и что летает.
8 - 04.03.2015 - 09:04
Скорее всего система ориентации РН привязана к положению блока. Ну вроде как у системы существует "верх" и "низ". Поворотом вокруг оси блок ориентируют "правильно".
9 - 04.03.2015 - 09:39
Ракетой управляют по каналам тангажа, рыскания и крена. После наклона носителя в зависимости от выбранного наклонения орбиты требуется устранить крен. Вращением вокруг продольной оси.
Гость
10 - 04.03.2015 - 21:51
Цитата:
Сообщение от rb25det Посмотреть сообщение
правда, а я и не знал, у меня всего 9 лет службы в РВСН номером боевого расчета подготовки и пуска РК "Тополь", мы сидим, жрем печенье с кофе и абсолютно не знаем как и что летает.
Зачем тогда байки травить?
Гость
11 - 05.03.2015 - 21:12
Цитата:
Сообщение от rb25det Посмотреть сообщение
где как оказалось трудолюбивые киношники показали идеальную траекторию баллистической ракеты.
Ну и что? Именно немецкие ученые создали аэродинамику. И первые реактивные самолёты.
Цитата:
Сообщение от drdrdr Посмотреть сообщение
Не поверите, наверное, но идеальная баллистическая траектория, это всего-навсего парабола, которую проходят в школе в 9-м, кажется, классе.
Это вопрос не веры, а знания. Сударь, не говорите чепуху. Вед еще раньше детки узнают, что земля круглая. В безвоздушном пространстве после двигателей всё летит обычно по эллипсу. Уход от Земли на гиперболических скоростях делают после нескольких витков.
Гость
12 - 06.03.2015 - 00:43
Вот и расскажите деткам, как ракеты Фау по эллипсу летали.
13 - 17.03.2015 - 12:53
Хм. Получил ответ на другом форуме. Вкратце: как раз nick-часть маневра не удивляет, это понятно. Во-первых, для выбора нужного направления, во-вторых, для набора горизонтальной скорости. Меня интересовала roll-часть: для чего ракета делает поворот вокруг своей оси. Мне объяснили, что для навигационных системы ракеты есть понятие "верха" и "низа", поэтому roll необходим.
Гость
14 - 31.03.2015 - 19:51
13-Colder > у ракеты есть все шесть сторон света ;-) И верх с низом, и вперёд - назад, и право - лево.
Ракета при старте "наклоняется" буквально в метрах от стартового стола, что бы уменьшить потери "на гравитацию".
ЗЫ вместо "Марсианина" лучше "Прикладное терраформирование" Эдуарда Катласа почитайте. Оно на Самлибе полностью.
Гость
15 - 31.03.2015 - 21:55
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
что бы уменьшить потери "на гравитацию".
Наоборот. Для уменьшения гравитационных потерь надо увеличить вертикальную составляющую компоненту тяги. Для уменьшения аэродинамических не набирать слишком резко скорость в плотных слоях атмосферы. Компромисс этих требований + требования не очень больших масс корпуса и двигательной установки дают медленный старт и постепенное наклонение ракеты.
Цитата:
Сообщение от Colder Посмотреть сообщение
nick-часть
крен тангаж рыскание.
16 - 01.04.2015 - 08:05
Lomm, наклоняют не для уменьшения потерь на гравитацию. Это маневр увода носителя и газовой струи от сооружений стартового стола. Они не одноразовые.
Гость
17 - 01.04.2015 - 16:33
Цитата:
Сообщение от KohaVasin Посмотреть сообщение
Они не одноразовые
Газы уходят вниз по шахте и далее распределяются широким веером. Там бетон с яшмовым щебнем. Сами газы в сопле адиабатически расширяются и соответственно охлаждаются. Уводят в сторону, дабы при аварии ракета не свалилась на пусковой комплекс.
Гость
18 - 05.04.2015 - 13:02
17-xo57722 > абляцию ни кто не отменял.
16-KohaVasin > что бы набирать горизонтальную составляющую с первых секунд полёта. Примерно так.
Гость
19 - 12.04.2015 - 22:25
Цитата:
Сообщение от Lomm Посмотреть сообщение
что бы набирать горизонтальную составляющую с первых секунд полёта. Примерно так.
Именно так. Постепенное наклонение ракеты задаётся программой угла тангажа. На Р-7 это реализовывалось очень медленным вращением эксцентрика, отводившего кулачок всё дальше от оси - угол тангажа увеличивался согласно этому механическому задатчику. Это я привожу как пример что "не только у Шаттла".

Зачем? Первая космическая скорость, которую должна получить полезная нагрузка в процессе выведения - горизонтальна. Ну, плюс-минус, конечно, орбита обычно эллиптическая, а не строго круговая. Тем не менее, скорость космической полезной нагрузки в момент выключения последней разгонной ступени можно принять грубо горизонтальной. Поэтому уже через несколько секунд после выведения двигателей первой ступени на режим полной тяги ( а это происходит на 8-10 секунде после отрыва от стартового стола ) начинается заваливание ракеты в плоскости пуска - вначале очень небольшое, но постепенно нарастающее. Оно происходит весь процесс выведения. В этом легко убедиться, посмотрев текущие параметры полёта любого носителя по любому пуску на сайте Хруничева, например. Делается это для накопления горизонтальной скорости, которая только одна и остаётся ( грубо, повторюсь - примерно, почти ) при завершении выведения космической полезной нагрузки на опорную орбиту.
Гость
20 - 12.04.2015 - 22:42
Это же видно и на любых видеозаписях - со старта ракета за горизонт уходит всегда "вниз головой", то есть наблюдатель видит её сбоку - с нижнего боку. Это возможно только при наклонении ракеты - иначе ракурс наблюдения был бы снизу, и видны были бы только сопла первой ступени, и всё.

Ещё один момент - чем быстрее ракета движется горизонтально, тем меньше тратится тяги на противодействие её весу. На старте, в момент полностью вертикального движения, весь вес ракеты компенсируется тягой, и ещё и остаётся избыток тяги, ускоряющий ракету вверх. Например, ракета Союз при весе порядка трёхсот тонн силы имеет суммарную тягу первой ступени чуть более четырёхсот тонн. Соответственно, из этих четырёхсот тонн тяги триста уходят на компенсацию веса, и только сто тонн - собственно на ускорение ракеты. При нарастающем горизонтальном разгоне ( из-за постепенного программного завала ракеты по тангажу ) текущий вес ракеты постепенно уменьшается ( помимо выработки топлива и других компонентов, сброса обтекателя и иного уменьшения массы ), чем быстрее горизонтальная скорость - тем меньше текущий вес ( для данной текущей массы ) ракеты. Соответственно, всё меньшая часть тяги должна уходить на компенсацию её текущего веса, и всё большая часть тяги идёт на собственно разгон ракеты. То есть вертикальная составляющая силы тяги, компенсирующая текущий вес ракеты, должна быть всё меньшей и меньшей - что позволяет ещё сильнее заваливать ракету и использовать тягу для горизонтального разгона во всё большей степени. Последний участок выведения - участок точного установления конечной скорости - третья ступень проводит уже практически полностью "на боку", вертикальная составляющая тяги нулевая, потому что вес полезной нагрузки уже нулевой: она уже находится в орбитальном движении, и вопрос лишь в точности придания ей скорости до заданной. На этом этапе скорость растёт обычно очень медленно для калиброванного выставления конечных значений скорости. После чего происходит выключение двигателя третьей ступени.
Гость
21 - 12.04.2015 - 22:47
Таким образом, начало наклонения ракеты стразу после старта оптимизирует расходование топлива двигателями - не в плане текущего режима расхода, он практически постоянен, а в плане необходимого для выведения общего количества топлива.
Гость
22 - 12.04.2015 - 23:18
Прочитал ещё раз и понял - ТС спрашивает про разворот Шаттла по крену сразу после подъема. То есть когда Шаттл оказывается снизу топливного бака и всего пакета.
Дело в том, что три главных двигателя Шаттла ( SSME ) расположены не строго вдоль оси Шаттла, а немного под углом к оси, наклоняясь в сторону киля. Это сделано для того, чтобы линия силы тяги проходила через центр масс не самого Шаттла, а через центр масс системы Шаттл- топливный бак. И, вообще говоря, через центр масс всего взлётного пакета. Но центр масс всего пакета непрерывно меняется - ускорители выгорают, теряя массу, потом отваливаются; топливный бак также непрерывно теряет массу топлива. Поэтому в конструктивном направлении двигателей Шаттла был взят некий осреднённый за весь процесс выведения центр масс - а поскольку с баком Шаттл летит весь практически активный участок, то этот осреднённый центр масс более сопряжён с баком, чем со всем взлётным комплексом, включая ускорители.

Собственно, поэтому вектор тяги двигателей направлен под углом к оси самого шаттла, продольной оси бака, и продольной оси всего взлётного комплекса.

В первые секунды подъёма ( вертикального подъема в эти секунды ) тягу двигателей Шаттла надо расположить также максимально вертикально. Поэтому весь комплекс проворачивается по крену так, чтобы струи двигателей Шаттла заняли наиболее вертикальное положение. Это положение, с учётом отклонения сопел Шаттла к его килю, возникает при позиции Шаттла внизу всего взлётного пакета. Каковую позицию пакет и занимает спустя несколько секунд после взлёта, выполняя вот этот самый манёвр вращения вокруг своей продольной оси - то есть манёвр по крену.
Гость
23 - 12.04.2015 - 23:49
Ну и маленькое пояснение насчёт "космодрома Канаверал". Канаверал - не космодром, а только часть его в виде отделённого мыса, выступающего на востоке острова Меррит. С мыса Канаверал действительно летают ракеты - и только ракеты. Шаттл, например, запускался не с мыса Канаверал, а с площадок севернее, расположенных вместе с "Сатурновой дорогой" на собственно острове Меррит ( по ней в последнее время возили и Шаттлы к обоим площадкам - очень прикольная дорога ). И, кстати, центр управления пусками "Сатурнов" по лунной программе - всё это не на мысе Канаверал. И пара стартовых площадок ракет находится там же, не на мысе, а севернее его. И посадочная полоса для Шаттлов, и здание вертикальной сборки Шаттлов, и пр.

Сам космодром куда обширнее мыса Канаверал и занимает изрядную часть острова Меррит вне мыса. Он называется "Космический Центр имени Кеннеди, Кеннеди Спейс Центр. Вот весь этот Кеннеди Спейс Центр - это и есть космодром.


К списку вопросов
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск




Copyright ©, Все права защищены