Gravitációs veszteség

A gravitációs veszteség egy keringési manőver végrehajtásához szükséges karakterisztikus sebesség növekedése a sugárhajtómű gravitáció elleni működése következtében. Más szóval, ezek a rakéta gravitációs térben tartásának költségei .

A manőver teljes ideje alatt gravitációs gyorsulás hat a rakétára , amely részben kompenzálja a rakéta által elért saját gyorsulást. Ugyanakkor minél kisebb a motor tolóereje, annál több ideje kell dolgoznia a manőver végrehajtásához, annál több veszteség halmozódik fel ezalatt az idő alatt.

Például, ha egy rakéta tolóereje csak alig haladja meg a súlyát, akkor felszállás közben nagyon lassan emelkedik, és szinte az összes üzemanyagot az űrben való fenntartására fordítják. A gravitációs veszteségeket csökkentheti a motor teljesítményének növelésével, de nehezebb és drágább lesz. A kompromisszum keresése a rakétatudomány egyik problémája.

A veszteségek a rakéta dőlésszögétől is függenek. Földről induláskor ezek a veszteségek nagy része a repülés elején következik be, amikor a pálya közelebb van a függőlegeshez, és a tolóerő függőleges komponense maximális.

A veszteségek összegét az [1] képlet alapján számítjuk ki :

,

hol van a helyi szabadesési gyorsulás [comm. 1] ,  a tolóerővektor szöge a horizont felett.

Amikor egy űreszközt alacsony földi pályára indítanak , el kell érnie az első 7,8 km/s űrsebességet (200 km magas pályára). Azonban a különböző veszteségek miatt (gravitációs, aerodinamikai , szabályozási veszteségek [comm. 2] ) nagyobb karakterisztikus sebesség szükséges a rakétától, ami 9-10 km/s [2] . Ugyanakkor a gyakorlatban az összes veszteség jelentős hányada a gravitációnak köszönhető: például a Saturn-5 hordozórakéta esetében az Apollo-program szerinti kilövések során ezek tették ki az összes veszteség 88%-át [3]. a pálya része.

A rakétákkal ellentétben az emelőerő miatt a repülőgépek gyakorlatilag nem szenvednek gravitációs veszteséget. Ez az egyik oka annak, hogy az orbitális repülőgépek a jövőben gazdaságosabb módszernek bizonyulhatnak a pályára állításra [4] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1-nél nagyobb tolóerő-tömeg arány esetén érvényes . Általános esetben ez legyen , ahol a motor hozzájárulása a gyorsuláshoz.
  2. ↑ Ha a tolóerő iránya nem esik egybe a mozgás irányával, akkor a tolóerő egy része nem gyorsításra, hanem irányváltásra szolgál.

Források

  1. ↑ Sikharulidze, 2013 , p. 104.
  2. ↑ Lobanovszkij Yu. I. A jellemző kilövési sebesség értékének előrejelzése alacsony Föld körüli pályára . - 2008. - S. 17 . Archiválva az eredetiből 2017. október 13-án.
  3. ↑ Shuneiko I. I. Emberi repülések a Holdra, a Saturn V Apollo tervezése és jellemzői. - M. : VINITI, 1973. - S. 24.
  4. ↑ Sobol S. Ne hibázz a választásban // Technika fiataloknak. - 2000. - július. - S. 24 . — ISSN 0320-331X .

Irodalom