Prototype this по-русски - выпуск 170. Новая жизнь оглобли

bigdrum — 12.02.2022

Короче, с утра мне кое-что емнуло в голову. И я такой, невыспавшийся (а вчера еще пивка немножко выпил), поиграл в танки, по ходу дела додумывая идею. И из этих вот танковых обдумываний (а я вам говорю - не надо меня от танков отвлекать) родилась, по-моему, шикарная идея...



Не поняли? Нет, не Пикассо... Это - будущее (возможно) космонавтики.

И да - в этом будущем будет оглобля, точнее - дефлектор потока...



На данной картинке представлен дефлектор потока катапультируемого кресла и его эффект. Взято отсель. Фактически, этот дефлектор - это оглобля, выставленная в поток перед креслом. А теперь давайте посмотрим на картинку, которая не Пикасо...

Синее - ударный фронт, образуемый дефлектором (черное - это оголовок оглобли, формирующий ударный фронт), красное - это днище космического аппарата, оранжевый - это тоже днище космического аппарата, но в положении, когда дефлектор частично втянут...



Ну разве я не лапочка?

Смотрим на разницу красного и оранжевого вне отсекаемого синим угла. И видим картину маслом.

Чем больше выдвинут дефлектор, тем меньше аэродинамическое сопротивление космического аппарата, а значит - меньше потеря скорости от торможения и перегрузка.



Не поняли?

Выдвинутый в поток дефлектор позволяет изменять силу торможения КА в атмосфере - а значит, управлять им.

Вспоминаем полеты Аполлонов к Луне. Каждый раз при возвращении они гасили ВТОРУЮ космическую скорость торможением в атмосфере. Перегрузки при этом были весьма серьезные. И нужно понимать, что вся миссия Аполлона к Луне - это две недели от старта до посадки. А если люди на Луне будут работать месяцами? А им такое по возвращении?

При торможении ВТОРОЙ космической скорости в атмосфере у нас стоит проблема точности. Очень узкий коридор, в который надо попасть. Попал выше - медленная смерть, попал ниже - быстрая. Однако задачу научились решать, баллистики и астрономы (или как называют измерителей траектории?) молодцы.

Так вот, применение регулируемого дефлектора способно расширить этот коридор. И хотя с нынешними средствами и технологиями это непринципиально - все равно запас карман не тянет. Это первая выгода.

А вот вторая выгода.

Существует схема торможения с дополнительным витком. То есть аппарат гасит вторую космическую до почти что первой, вылетает назад в космос, делает виток, и поскольку у него перигей в атмосфере - уже после витка совершает посадку. Такая схема хороша тем, что позволяет СУЩЕСТВЕННО снизить перегрузки при посадке, и СУЩЕСТВЕННО снизить тепловую нагрузку на КА. Однако она не применяется. И вот почему.

Параметры дополнительного витка зависят от реального процесса торможения, и там расходящаяся последовательность. А от параметров этого витка зависит угол входа в атмосферу при посадке - и там все еще более грустно. Причина - невозможность контролировать параметры торможения при первом входе в атмосферу и состояние самой атмосферы...

Однако, поскольку дефлектор позволяет управлять сопротивлением КА при торможении - мы можем, основываясь на показаниях ИНС, выводить КА при первом торможении на точный виток с точными параметрами, гарантирующий нормальную посадку с гарантированными кондициями...

Иными словами, используя управление силой торможения с помощью дефлектора, мы можем перейти к использованию схемы торможения с дополнительным витком, существенно снизив перегрузки и термическую нагрузку на аппарат...

Вторая выгода очень интересна, как только мы подумаем о людях, проведших на Луне несколько месяцев, и испытывающих полный букет прелестей в виде декальцинации и детренированности... Им снижение перегрузок при посадке - очень, очень нужно.

Третья выгода. Если дефлектор и находящееся за ним днище спускаемого аппарата не соосны, то в силу неравномерного распределения нагрузки возможен центрирующий эффект. Иными словами, мы можем таким образом управлять углом атаки КА прямо во время спуска. А это означает управляемую точность приземления и управление перегрузками при приземлении аппарата.

Четвертая выгода. Сегодня, при планировании межпланетных и лунных миссий, мы вынуждены соглашаться с тем, что все, кроме спускаемого аппарата - гибнет. Ибо четыре километра в секунду скорости гасить при возвращении с Луны (или Марса) - очень накладно с точки зрения энергетики и экономики. Однако, используя торможение в атмосфере (возможно не за один виток, а за два-три) мы можем увеличить возврат с Луны или Марса, выведя что-то на орбиту Земли. И опять же - пока мы не управляем торможением, мы этого сделать не можем в силу невозможности обеспечить точность необходимых маневров. Но - как только у нас появляется возможность управляемого торможения, так сразу проблема торможения при возвращении с Луны или Марса становится решаемой...

Между прочим, торможение а атмосфере планеты с целью перехода на ее орбиту придумал (или по крайней мере описал) Артур Кларк в "2010: Космическая одиссея - 2".



Так вот. Можно спасать межпланетный корабль, используя управляемое торможение в атмосфере Земли, и тепловой щит, специально для оного маневра предназначенный... То есть четвертая выгода заключается в том, что дефлектор, позволяя управлять процессом торможения, делает возможным и такое использование атмосферы при космических миссиях...

Короче, исходя из этого всего, я думаю, что идея использования дефлектора при торможении космических аппаратов атмосферой может иметь практическое применение в космонавтике. А суть моей идеи заключается в том, что этой оглоблей, пардон, дефлектором - можно шевелить, давая системе новое качество - возможность управления параметрами аэродинамического сопротивления...




.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив