От космоса - на земята
Г. Петров, инженер
Сега целият свят гледа, тъй като учени и инженери да решат проблема, обратен план. Проблемът с връщането на космически кораб на Земята е с право се счита за един от най-трудните. В крайна сметка, ако такъв апарат, летящ с огромна скорост, без спиране влиза в атмосферата, ще изгори много бързо и се срине като метеор. Следователно, обемна скорост на тялото трябва да бъде леко намалена в разредените въздушни слоеве. Допълнително забавяне трябва да се проведе още през плътните слоеве на атмосферата.
За да се отговори на всички фази на сложни задачи, се връщат от космоса на Земята от инженери и дизайнери от цял свят поканени на много интересни техники и методи. На някои от тях искаме да кажа тук.
В околоземна орбита
Нека си представим, че един космически кораб, плаващ по една от планетите на Слънчевата система, се връща на гравитацията зона на Земята. Ако на кораб, плаващ в близост до нашата планета, не взема маневра, за да влезе в орбита изкуствен спътник, то "приплъзване" покрай Земята и отново отстранен в безграничното даде междупланетното пространство. Ето защо, на границата на въздуха космически кораб океана трябва да се промени посоката и големината на скоростта, така че да се движи по затворен път.
Как може да се направи? Има различни начини. Един от тях е да се използва аеродинамичен силата, действаща върху крилата на самолета, рационализирана въздушния поток. Такъв метод е, разбира се, се определят основните характеристики на структурата на космически кораб - тя трябва да бъде крилат.
За да прехвърлите на космическия кораб в орбита около Земята е необходимо, за да го стартирате сила, насочена към центъра на нашата планета. Тази власт е сходна с тази на централната сила, която действа върху камъка, положен в слинг и движение в кръг, когато се отпуснете прашка.
Проблемът възниква, обратната страна на който е решен в самолета. При проектирането на самолети крила тя е настроена така, че въздушният поток, преминаващ около тях се създава подемна сила насочена вертикално нагоре, т.е. от центъра на Земята. космически кораби крила всъщност трябва да се създаде една и съща "повдигане" ефект, но той няма да бъде насочен нагоре, надолу, към планетата. Ето защо, корабът трябва да лети с главата надолу по допирателната към кръгова орбита. Освен това трябва да бъдат ориентирани в пространството, така че предните ръбове на крилата са насочени напред и надолу по отношение на посоката на движение.
Заедно с "повдигане" сила има и друг, който се нарича в аеродинамиката плъзгане. Това ще доведе до намаляване на скоростта на движение на кораба и с "повдигнете" го принуди да отиде по елиптична орбита. Формата и размерът на орбитата и скоростта на движенията й ще се определя от това колко близо до повърхността за първи път корабът ще премине планетата. Вече се движи в елиптична орбита, корабът първо да бъдат отстранени от повърхността на Земята, а след това се върнете обратно към мястото, където първото спиране. След определен брой на елиптична орбита на скоростта се превърне в пай, а след това ще бъде възможно да се разположи на кораба в нормална позиция и да започне по-нататъшно намаляване.
Методът, който е описан тук, се нарича "връщането на метода на спирачните елипси." Този метод дава възможност да се намали скоростта на кораба приближава от междупланетното пространство, равно на 11.2 km / сек, до стойност от около 7.8 км / сек в кръгова орбита. кораба скорост спрямо Земята, може да се намали броят на достъп до елиптична орбита не е срещу въртенето на планетата, както и "след" него.
Друг начин да се премине към затворена орбита се прилага ракетни двигатели с спирачните. Но това изисква големи запаси от гориво. В зависимост от скоростта на кораба по-близо до Земята може да изисква един или дори два спирачни импулси.
Така че, космически кораб, се върна от космоса, влезе в кръгова орбита. Но процесът на кацане на нашата планета все още е далеч от приключване. . Скорост му е около 28 000 км / ч, но все пак да доведе до нормална скорост за кацане - около 280 km / h, което е, да го намали с 100 пъти. Този етап е завръщането към Земята като цяло е една и съща за космическия кораб и за автоматично или "население" кораб-спътник.
Мете планета
... Имаше един сигнал от Земята: "Пригответе се за кацане" е все още няколко десетки минути, за да се намали. Принудително тревожност обгърна екипажа на кораба, но само за миг. Трябва да се провери показанията, прозорци с капаци, прикрепени към седалките.
Докато сте на Земята, сателитна наблюдение станция, ще видим на телевизионния екран, което се случва вътре в превозното средство: две астронавти, облечени в специални костюми, са тясно устройства, намиращи се пред тях мониторинг.
Завръщането на "спирачни елипси"
Така може да изглежда кабина на космически кораб
Слушайте внимателно, можете да хванете едва се чуваше бръмченето на камерата филм, който след известно време да се снима лицето на пилоти и панели с инструменти, заснемане на режима на полет, както и явленията срещащи се в кабината. На дъното на кораба, в предната част на седалките, които ще видим на прозорците с предпазно стъкло, не пести космическите лъчи. Има ли и сменяеми филтри, които предпазват от пряка слънчева светлина, както и механизъм засенчване в случай на прекомерно излагане на въздействието или високи температури. През прозореца на стъкло виждах кадифе-черното небе обсипани с ярки блестящи звезди.
Страната на стола, така че можете да получите ръка, прикрепени термос с устройство за екструдиране на течна храна. Столове могат да заемат всяка позиция, а само преди кацането на Земята, те са фиксирани към случай на извънредна ситуация за спасяване от изоставяне на кораба, точно както това е направено в областта на авиацията. Столове имат друга функция: в случай на ускорение или забавяне на движението на космически кораб, когато стане критична, задръстванията, те автоматично се завърта заедно с пилотите, така че те да заемат най-благоприятно положение, при което претоварването действа в посока на "гърдите - назад", "обратно - в гърдите ".
В допълнение към познатите дръжките на самолетни, ние виждаме в лоста за управление на кораба кормилото на пилотската кабина ракета. Те са фиксирани ракета камера и работи само извън атмосферата, където повърхностите на аеродинамични контрол поради липса на въздух неефективно. Те създават струя тяга превръща самолета около центъра на тежестта. Наличието на множество горивни камери, устройството може да се използва в дадена позиция.
За кабина вътрешна облицовка подложка е с дебелина синтетичен гъба. Тази гъба защитава екипажа от случайни подутини, които могат да възникнат, когато се движат астронавтите вътре в кабината по време на полета, а също така служи като изолация, блок външния шум. Cab вписан в цялостната конструкция на въздухоплавателни средства с огнеупорен обвивка.
За да се разбере това, което трябва да бъде корпуса на кораба, опитайте се да психически достигне външната й повърхност и си представете как сблъсък корпуса с газови атоми. При високи скорости този сблъсък предизвиква механично атомизация на металната повърхност. Освен това, в горната част на атмосферата, има потоци на минута частици - метеор прах, които не могат пробиване обвивка машина и вкара унищожи своите микроскопични парчета материал. Температура на обшивка части ще варират в зависимост от тяхната констатация по отношение на Земята и Слънцето Необходимо е да се вземат под внимание лъчи на слънцето, и топлинното излъчване на планетата, както и бомбардирането на повърхността на микрометеорити и периодична сондата пространство констатация в сянката на Земята.
Но тук на борда на кораба е имало предупредителен сигнал. Машината се включва автоматично, като изравнява оста си с допирателната към орбитата. мускули се напрегнаха астронавт. Започнах спускането.
От една орбитална да
сателитна височина на полета за всяка орбита съответства на определена скорост, която е най-малка, толкова по-висока надморска височина. При скорост земната повърхност по протежение на кръгова орбита е приблизително 8 km / сек, по-точно - 7.9 km / сек. На височина от 500 km, е вече 7.6 km / S, и дори по-висок на разстояние от 1700 км от земята, - 7 км / сек. В последния случай, сателитния орбитален период ще продължи 2 часа. В този диапазон от височини и е твърде възможно да лети научни лаборатории.
Забележителни аеродинамично спиране започва само от височина от около 100 км, като въздушните слоеве са достатъчно плътни. Един от начините за преход от високи орбити на надморската височина за намаляване е да се създаде допълнително съпротивление. Например, за де орбита 500 km до 80 km височина необходимо да се създаде зона на съпротивление от около 150- 200 m и изразходва 1 Mill. Орбити около Земята. Такъв продължителен спад е ясно нежелателно за пилотирани сателити, да не говорим за факта, че създаването на една голяма допълнителна спирачна площ е много трудно да се изпълни.
Най-ефективният начин за намаляване на кораба - сателити - е спиране помощта на тяга струя.
Различни видове траектории, които могат да бъдат намалени.
Възможна преход използват две импулси тягата: а изчезва точка от начална орбита, и при въвеждане на крайния орбита с свободно между импулси. Възможно е да се постигне окончателно орбитална друг начин: няколко импулса приложение с по-малък на тягата на двигателя. В "случая ще отнеме повече време, отколкото предишната, но задръстванията в прехода ще бъде по-малко. Реактивен спирачния прът във всички случаи трябва да се насочи строго допирателна към траекторията на полета.
космически кораб Deorbiting с височина на около 100 км, също може да бъде конфигуриран по различни начини. Но какъвто и начин да изберете, има две основни трудности, които трябва да се бори в този момент да се върне на Земята: отоплителната система и претоварване.
Най-бързият и отнема само няколко минути, ще слезе на балистична траектория. По форма прилича на низходящ клон на траекторията на куршума освобождава от оръжието, но има много по-голям размер. Стойности на претоварването и степента на загряване е значително
Вариант прилагане контролира спирачната област, като същевременно намаляване на балистична траектория.
За борба с претоварването на устройството, потъване на балистична траектория, е възможно да се приложи контролирано спиране област.
Може би спадът при планирането на траекторията. Но след това се върна от космически апарат, който да е крилат. Претоварване тук ще е незначително, но времето и разстоянието на полета ще се увеличи значително в сравнение със спускане по балистична траектория. На плановете си да намали времето, необходимо за един час път. Температурите на нагряване на повърхността на устройството ще бъдат много по-ниски, но поради продължителността на полета общото увеличение на температурата на нагряване. За да летят на крилат корабни кормила изисква контрол и стабилизация, движението вече може да изпрати човек и сам пилот може да избере точната кацане място.
Освен това има и траекторията на трети тип - рикошет. Той има вълнообразна форма. Космическият апарат след влизането в атмосферата, тъй като тя се отразява от него отново скача. Движението продължава разлагащата крива, докато по-голямата част на скоростта ще бъде погасен.
Кацане в зависимост от дизайна на устройството може да бъде различен. Чрез намаляване на балистични разтоварването на екипажа е целесъобразно да се извърши отделно от устройството чрез отделяне на капсулата. Capsule мъж след курс обратно изкупуване може да бъде отделена от основната структура и се спускат с помощта на парашут на земята. Тази капсула се осигурява с устройство за пълнеж,
Засаждане чрез плаващ капсула.
Възможно е плъзгане спускане при ниски скорости, оставяйки на устройството ще се случи с помощта на катапулт и след кацане на парашут. Орбитални и междупланетни кораби с крила, изглежда, за да може да кацне като самолет.
От това, което е описано тук, е ясно, че въпросът за завръщането си от космоса на Земята наистина е много сложно. Но в същото време изпълнението му по силата на модерни технологии. И вие можете да бъдете сигурни, че ще дойде време, когато се лети в космоса и връщане на Земята ще бъде за нас, тъй като обичайно като полета и кацането на съвременните самолети.
Покрийте - Робърт Avotina.