О сверхманевренности

bigdrum — 30.07.2019

Две новости. Первая. Вторая. Давайте разбираться.

Первое. Давайте определимся с понятием маневра. Если мы говорим о некоем действии, входным условием для которого является стабильная орбита, и результатом является стабильная орбита - то тогда мы имеем космический маневр. А есть и другой вариант. Входным у нас будет стабильная орбита, результатом - нестабильная орбита либо погружение в атмосферу, окончательное и бесповоротное. Назовем это аэрокосмическим маневром. И третий вариант - это на входе у нас стабильная орбита, а на выходе - приземление в точке, далеко отстоящей от плоскости первоначальной орбиты.

Начнем с третьего. Еще Спейс Шаттл столкнулся с проблемой слишком хорошей аэродинамики. Он слишком летучий был. Чтобы эффективно погасить скорость, ему нужно было иметь чудовищно большой угол атаки. Однако при этом угле атаки экипаж испытывал очень большие перегрузки, опасные для жизни. Потому угол атаки сделали поменьше, но при этом Шаттл начало сильно тянуть вверх, и в зависимости от условий - скорость, угол, масса - конечная точка приземления была о-го-го насколько непредсказуема. Легко было промахнуться на тысячу километров. Некомильфо. Потому Шаттл тормозил, лежа на боку, и несколько раз переворачивался с боку на бок. Получалась эдакая змейка в атмосфере, которая позволяла сохранить предсказуемость точки посадки, и погасить скорость с приемлемыми для экипажа перегрузками.

Что отсюда следует?

Отсюда следует, что при возвращении с орбиты крылатый аппарат с нормальным аэродинамическим качеством обладает такой энергией, которая позволяет ему очень долго лететь в атмосфере. И буде такой полет окажется управляемым - аппарат может отлететь на очень большое расстояние от плоскости орбиты вбок. То есть третий вариант - он осуществим в принципе, и полеты Спейс Шаттл это доказали.

С третьим вариантом у нас одна проблема. А именно - колоссальный разброс конечных точек траектории. Возможно, с этим и можно что-то сделать, но очень сложно. Так что для мягкой посадки в стороне от плоскости орбиты 37-й годится плохо, насколько я понимаю. А вот если он несет на борту бомбу, то есть если нас не интересует скорость, с которой он добирается до конечной точки траектории, и избыток энергии для него в данном смысле скорее плюс, чем минус - то тогда проблем у нас нет от слова вообще.

Теперь первый и второй вариант. Представим себе орбиту с высоким апогеем, и перигеем в атмосфере. На каждом витке аппарат будет погружаться в атмосферу, и сможет осуществлять аэродинамический маневр. В силу того, что потеря скорости в перигее понижает апогей, несколько витков таких он сможет сделать практически не уменьшая высоту перигея. Однако здесь у нас есть сложность, с таким вариантом. Дело с том, что атмосферный маневр - он не точечный, это не точечная коррекция. И потому не только высота перигея, но и вектор большой оси эллипса будет смещаться, и это смещение будет зависеть от атмосферного маневра. То есть теоретически запузырить такую траекторию - как два пальца об асфальт, но вот что с ней такой делать потом - нихрена не понятно. Ибо нужны очень точные оперативные измерения параметров орбиты, и пересчет каждого следующего маневра в атмосфере с нуля.

Поясняю.

Нырнули мы в атмосферу, сманеврировали, выскочили. Измерили траекторию. И увидели, что по причине чего-то эдакого отклонились на пол-градуса. И еще у нас большая ось эллипса сместилась немного не туда. И перигей по понятной причине - тоже. Что мы можем сделать? Вариант первый - используя ракетные двигатели, попытаться вернуть траекторию к расчетной. Это - топливо, которого всегда мало. Вариант второй - пересчитать второй нырок в атмосферу так, чтобы примерно попасть куда надо. Это - вычислительная мощность, причем прямо на борту аппарата. Или - интенсивный радиообмен с Землей, каковой радиообмен не всегда уместен. Потому что.

То есть можно. Но пока что с этой математикой никто не игрался - там все слишком запутано, и слишком расходящиеся получаются результаты.

В данном варианте у нас теоретически остается запас высоты в апогее. А мы знаем, что небольшая дельта-Ве в апогее дает большую дельта-Аш в перигее. То есть первый вариант у нас на этом и заканчивается. Тормознули в апогее, сманеврировали в атмосфере (в перигее), поднялись в новый апогей, который крайне трудно предсказуем, но точно ниже и в стороне от старого апогея - дали разгонный импульс, и типа довольные, на новой стабильной орбите, смотрим, куда нас ветром занесло. Второй вариант заключается в повторении банкета до полного тетануса.

Что из этого следует? Третий вариант происходит в атмосфере при спуске, мы имеем абсолютно атмосферную цель, возможно, заходящую с неожиданного угла. Ну, пока мы об этом не знали - угол и был неожиданный... Тем более, что зная плоскость орбиты, а она задается местом старта, можно приблизительно определить диапазон углов, с которых возможен заход.

Думаю, с ума никто не сойдет - нет причин. Просто немного больше геморроя.

Первый и второй вариант требуют эллиптических орбит с большим эксцентриситетом. Ибо чем больше высота апогея, тем меньше нужно топлива для оперирования высотой перигея. Орбиты с большим эксцентриситетом гораздо "дольше" круговых, соответственно, и времени для обнаружения аппарата внешним наблюдателем - валом. В силу того, что маневр происходит в атмосфере, мы имеем "трек" в атмосфере, на высоте порядка сотни километров. А в отличие от размеров самого аппарата, трек этот - он протяженный. Его легко обнаружить с низкоорбитальных спутников.

Более того, параметры трека говорят нам о параметрах результирующей орбиты.

Резюме.

Использование атмосферы для изменения параметров орбитального движения, безусловно, интересно. Однако это требует существенных затрат на теоретические исследования и НИОКР. С точки зрения гражданского применения я не представляю, зачем такой геморрой нужен. А с точки зрения военного - ответ на это не представляет сложности, ибо системы противоракетной обороны могут прекрасно отработать (я имею в виду наблюдение) и по ракетоносителю аппарата, определив первоначальную орбиту. Собственные энергетические возможности, вне всякого сомнения, у аппарата не настолько высокие, чтобы сделать орбиту непредсказуемой. А атмосферные маневры теоретически засекаемы, плюс требуют (в силу высокой эллиптической орбиты) значительного времени.

Короче.

Херня это полная, господа из Госдепа и Пентагона, эти атмосферные маневры ваши...

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив