ABC на космически маневри

"На Земята сателит беше пуснат в орбита пилотиран космически кораб. "Тези думи ТАСС чути по целия свят. Много от тях, разбира се, попита: "И това, което е - обслужвана? Сайтът се поддържа от пилота? Но това, което мога шофьор, в този случай астронавт, ако корабът се движи в строго предварително определена орбита? "

P Aketi превозно средство приключи своята задача. Тя вдигна на кораба извън плътните слоеве на атмосферата, той каза, че е необходимо скоростта да избяга. След това корабът се движи в предварително изчислена траектория - на орбитата на спътника на Земята, както и за това движение вече не са необходими ракетни двигатели. Но.

Представете си, че вие ​​- един членовете на екипажа пространство - е необходимо да се проучи някои явления в космоса. Така че, трябва да се обърне кораба към илюминатора е било насочено към обекта, който се интересувате. Open, но как? С волан ракетни двигатели. Два такива двигателя подсилен от двете страни на корпуса на диаметрално противоположни точки. Дюзите са насочени по протежение на оста на кораба в различни посоки. Включете двигателя - и космически кораб бавно ще се върти около вертикална ос. Включването на една от двойките на двигатели може да се контролира превозно средство, тя се върти около всяка от трите оси (фиг. 1).

Моторите на волана са компактни и много икономичен разход на гориво се измерва в милиграми на секунда. Основните изисквания към тях - надеждност, способност да работи в продължение на дълъг период от време, с множество и изключване. Ето защо, за силата им не винаги е най-доброто използване на горивото и окислителя. изгодно често вземат на сгъстен газ, като азот. Как работи?

Студено, но силно компресиран азот се подава към дюзата и се движат през нея, разширяване, придобиване на скоростта на няколко стотин метра в секунда. Разбира се, това е четири до шест пъти по-малка изпускателната скорост на продуктите от горенето от дюзата за ракетни двигатели. Поради това е необходимо едновременно увеличаване на потока на азот в сравнение със скорост на потока на течни горива. Но простотата и надеждността на дизайн, понякога се оправдае този недостатък - общото потребление на газ по време на полет, ако тя продължава няколко дни, е малък. Тези мотори понякога са наричани волан кормилото дюзи, тъй като цялото устройство се състои от компресиран газ цилиндър, клапани и дюзи.

В орбита подвиг и откритост

(Вж. Централна спред)

"Изток" достойно изпълни своята историческа мисия: той донесе на необятността на Вселената първи kosmoprohodtsev. Ето защо всеки, ще бъде интересно да се види вътрешната структура на известния кораб изобразен на Centerfold.

Фиг. 1. С помощта на кормилното ракетни двигатели космически кораб може да се подчиняват на същия, удар, например равнината (А - въртяща се около вертикална ос B - около надлъжната V - за напречно).

И може да насочи кораба чрез маховик маси (фиг. 2). Тази идея беше предложена от К. Циолковски. Отвътре на кораба по оста, определена в организма и минаваща през центъра на масата на цялата система, задаване на маховика. Ако се върти с определена ъглова скорост, корабът започва да се върти в обратна посока. Но как една малка маховик (и то трябва да бъде много малък!) За да се справи с огромния масата на космическия кораб? Този въпрос е отговорено чрез проста формула. където # 969; и # 969; m - ъглова скорост на кораба и маховика, а Жк и YM - своите моменти на инерция. Така че, малка маховик се върти с висока скорост, може да бъде бавно се превръща тежки космически кораб около една и съща ос, но в обратна посока.

D vigayas в орбита, кораба не може да запазват желаната ориентация в пространството: той свободно се върти около центъра на тежестта. Как да се поддържа желаната ориентация на едно и също, как да се стабилизира положението на кораба?

За да направите това, използвайте една и съща система, от които говорихме в предишната глава. Разбира се, с "привличане" изключително точно и безпроблемно функциониране на автоматизация. улавяне Апаратура леко отклонение на превозното средство от предварително зададена позиция на програма и изпращане на команди, за да включите двигателите на волана или други механизми.

Стабилизация в космоса - трудна и отговорна задача. Flying съветски космически кораб "Восток" и "Voskhod" показа, че инженерният ни наука, решен успешно проблема. Но достигнато ограничението, а само началото на творчеството на учени, инженери и изобретатели.

Представете си, че построен гигантски космически кораб за пътуване до Марс. Кои стабилизиране на системата, за да изберете за него? Едно нещо е сигурно: това е необходимо да се търси нова, по-ефективна система за стабилизация. Трудно е да се каже какво ще тези търсения. Но нещо, което е повече или по-малко очевиден. Например, можем да си представим система стабилизиране в далечния външната полета използване на плазмени или йонни тласкащи устройства. Такава инсталация представя добре на Съветския космически кораб "Zond-2".

Ion и плазмени двигатели осигуряват лошо сцепление - само няколко грама, но информират работната тялото

Фиг. 2. космически кораб може да се използва ориентация и системата на маховика.

Както е известно, средното разстояние между Земята и Марс - повече от 70 милиона квадратни километра .. С тази дължина на маршрута е най-незначителна грешка в размера или посоката на скоростта на космическите кораби милиони километри "ляво" в посока на Марс. И ако за техните месец-дълго пътуване астронавтите ще летят в близост до някои астероид и силата на неговото привличане, той отхвърля кораба от пътя? Това е така, защото на тази експедиция "пространство бебе" ще бъде обречена на провал? Разбира се, не. Системата за управление трябва да се коригира маршрута на кораба. Как? Отново с помощта на ракетни двигатели. Има и други начини. Например, "слънчево платно". Той трябва да е много голям - защото натиска на светлина е изключително малка. Независимо от това, промяна на позицията на платното може да се променя големината и посоката на силата на светлинните лъчи налягане контрол на полетите.

Представете си, че когато се движат в орбити около Земята на кораба започва да маневрира: издига на по-високо орбита, променя посоката на полета, намалява височината на орбитата. Всички тези проблеми могат да бъдат сведени до едно нещо: това е необходимо да уведоми кораб допълнително скорост.

Да предположим, че корабът се движи около Земята на височина от 180 км при скорост от 7803 m / сек. Нека астронавт реши да се изкачи в орбита на 400 км над вратата. За тази астронавт включва двигателя и увеличава скоростта на 64 m / сек. Корабът започва да се движи, не е в кръгова, а елиптична орбита и ще се повиши в разгара на 400 км. Но тук е по-малка от скоростта на циркуляр: вместо 7675 m / сек общо 7611 m / сек. Така че, корабът няма да бъде в състояние да остане на тази височина и ще падне до 180 км над земната повърхност. За да остане в кръгова орбита на височина от 400 km, апогей астронавт трябва отново да се увеличи скоростта на 64 m / сек. (За, че читателите могат да се броят за космически апарати маневри, даде приблизителна формула: # 916 Н ≈ 3,5. # 916; V. тук # 916; V - увеличаване на скоростта в м / сек, и # 916 Н - орбита увеличение височина в противоположния край на пътя в км).

СИСТЕМА
СПИРАНЕТО
И РАЗТОВАРВАНЕ

Мисията е изпълнена. Можете да се върне на Земята. Как да го направя? Ако нашата планета не е имал атмосфера, на десантен кораб ще трябва да бъде всичко от скоростта си - около 7800 м / сек - за погасяването на силата на далавераджия. Това ще отнеме мощен многоетапно ракета е почти същото като бустер, която елиминира на кораба в орбита. Но на Земята има въздушна възглавница, и да се върне на кораба достатъчно сравнително малка спирачна система.

Да приемем, че на космическия кораб се движи по елиптична орбита близо до тази, която донесе прелетя "Сънрайз". За простота изчисления ще се орбита с апогей надморска височина от 400 km и 170 km на перигей (съответно скоростта на апогей и перигей да бъде 7608 м / сек и 7876 m / сек). Как да промените скоростта на кораба, плаващ в тази орбита, така че тя падна, например, на височина 100 км? На първо място трябва да знаете на какво височина астронавтите решат да започне спускането. Нека вземем две крайни случаи. Апогеят на спирачните двигатели трябва да намали скоростта от само 20 м / сек. А перигей - 88 m / сек. Оказва се, един интересен резултат. Оказва се, космически кораб, летящ по елиптична орбита, е по-добре да започнеш спускането, а не когато е най-близо до повърхността на Земята, но напротив, в момента на най-голямо разстояние от него. Въпреки това, в този случай, превозното средство ще дойде до предварително определена височина с малко по-голяма скорост (в нашия пример - 66 m / сек). Но в плътните слоеве на атмосферата гасят устойчивост на скоростта на въздуха, не за сметка на разхода на гориво.

На космически кораб "Voskhod", за да се гарантира напълно прехода от околоземна орбита на сателита на слизане траекторията на двете системи за задвижване на спирачната ракетни са инсталирани - основен и резервен. Системата на парашут "Сънрайз" уволнен на височина от 5 km при скорост от около 220 м / сек. Но скоростта на парашутизъм е все пак все още голям.

За меко кацане на борда на кораба "Voskhod" ние използвахме една система, състояща се от парашут и кацане на двигателя. Този двигател е включен в близост до земната повърхност. Тя потушен скорост, с която е настъпила спускане парашута, и това доведе до пренебрежимо малка стойност в момента на засаждане.

По този начин, никой от движение на космически кораб не е пълна без работата на ракетни двигатели. Един монтиран на сцената на ракетата, обърна кораба в космоса. С помощта на други астронавти изтича неговия кораб. Други са били използвани за спиране на върха. Четвъртият е работил по време на засаждане.