Как я сунулся со свиным рылом в калашный ряд

[MikeP]

Да, я знаю про цилиндр рассеяния энергии. Только не думал, что маневр столь резок, как это выглядит  из кабины.

Во всяком случае - похоже на него. Радиус цилиндра - 6 км

Это не цилиндр рассеивания энергии , это цилиндры выверки (коррекции) курса. По цилиндру рассеивания энергии Буран при посадке не прошел.
Детали здесь http://www.buran.ru/htm/shemal.htm

[ronatu]

...Кстати, внутренний вид крыла

http://govinfo.library.unt.edu/caib/images/photos/materials_testing/impact_test_20030607/download/RCC6-InsideView-1.JPG - высокое разрешение.

Ec/\u He owu6ai0cb eTo u ecTb nepegHRR kpoMka kpbI/\a oTge/\aHHaR yr/\en/\cTukoBbIMu n/\uTaMu u3orHyTou' fopMbI.

OgHy u3 Hux u npo6u/\o...

KCTATU:

The board will include the following facts in its final report:

The Reinforced Carbon-Carbon (RCC) system (including all RCC, supporting structure and attaching hardware) is an essential component of the Space Shuttle Orbiter Thermal Protection System (TPS) and has a Criticality Rating of 1 (loss of crew - loss of vehicle).

[ronatu]

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20070034702_2007032402.pdf

http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080014232_2008013673.pdf

[Игорь Суслов]

Кстати, а где этот "Орбитер" можно взять?

Взять его можно ТУТ. Беспрецедентная физика полета
Рекомендую, однако, для общего развития полетать и в Lock On. Детализация физической модели - просто фантастическая. Нагрузите Су-25 полным боекомплектом, залейте полные баки топливом, на высоте 10000 отключите движки - лучше симулятора шаттла не придумать
Однако, Lock On не для бедных - по словам самих разработчиков - "железа под комфортную игру на максимальных настройках пока еще нет" Причем, из-за физики, основная нагрузка на подсистему "процессор-шина-память", видеокарты достаточно вполне средней.

Безмоторная ночная посадка в Крыму на F-15 в симуляторе Lock On Flaming Cliffs. Вирпил - я (1,5Мб)

[hcube]

Ммм... народ, кто-нибудь, подтвердите или опровергните утверждение -

'тепловой поток от газа/плазмы на контактирующую с ней поверхность не зависит от давления газа/плазмы, а зависит только от температуры'.

Это первое утверждение. Второе -

'Шаттл при типовых S-маневрах испытывает перегрузку существенно больше 0.5-1 G'.

Если я правильно помню, там что-то типа 2.5 - но хорошо бы найти профиль торможения от времени. В то же время, на скорости 5 км/с, при условно-горизонтальном полете, 2/3 веса корабля компенсируется центробежным ускорением. Т.е. при горизонтальном полете, нагрузка на крыло (и давление плазмы за бортом!) может быть раз в 5 ниже, чем при штатном спуске. 5 раз, народ! Кстати, и нагрузка на конструкцию во столько же раз ниже.

Я не спорю, что с точки зрения общей тепловой нагрузки при неповрежденной теплозащите эффективнее затормозиться быстро, чтобы бОльшая доля тепла ушла в излучение. Но то при НЕПОВРЕЖДЕННОЙ теплозащите. Если у нас есть повреждение, то целевая функция резко меняется - вопрос не в ОБЩЕМ нагреве, а в нагреве конкретно там, где дырка.

[Игорь Суслов]

'Шаттл при типовых S-маневрах испытывает перегрузку существенно больше 0.5-1 G'

Можно и посчитать "на коленке", в первом приближении считая шаттл пластиной в свободно-молекулярном потоке.
Угол атаки будем считать градусов 35? Высоту полета и угол крена укажите нужный.
Или считать, что крен такой, чтобы на 100% компенсировать силу тяжести?

Для крена в 90 градусов, угла атаки 34 градуса и аэродинамичсекого качества 1,3 и следующих данных:
Высота               65000 м
Плотность   1,64E-04 кг/куб.м
Площадь   240 кв.м
Скорость   6500 м/с
масса               90000 кг
Су               1,44   
g               9,81 м/с за с

Получаем ускорение устоявшегося виража 1,7 "же".

[Бродяга]

Ммм... народ, кто-нибудь, подтвердите или опровергните утверждение -

'тепловой поток от газа/плазмы на контактирующую с ней поверхность не зависит от давления газа/плазмы, а зависит только от температуры'.

Я вам приведу бытовую аналогию, которая, возможно поможет вам понять это утверждение.

 Представьте себе алюминиевую сковороду, которую вы поместили в большую кучу горячих углей, например ~1 кубометр.
 Время за которое она расплавится зависит только от процесса теплопередачи в сковороде.
 Если вы поместите сковороду в кучу углей в 10 раз больше, она расплавится точно за такое же время, потому что температура на её поверхности не изменится, углей достаточно.

 Так вот, "тепловой поток", точнее удельная тепловая мощность аэродинамической силы, которую вы и многие другие, в том числе и в специализированной литературе называют "тепловым потоком", аналогичен размеру кучи углей.
 Эта "куча" настолько велика, что в любом случае может передать тормозящему спускаемому аппарату достаточно энергии для его разрушения, вопрос в том успеет это произойти или нет.

Это первое утверждение. Второе -

'Шаттл при типовых S-маневрах испытывает перегрузку существенно больше 0.5-1 G'.

Если я правильно помню, там что-то типа 2.5 - но хорошо бы найти профиль торможения от времени. В то же время, на скорости 5 км/с, при условно-горизонтальном полете, 2/3 веса корабля компенсируется центробежным ускорением. Т.е. при горизонтальном полете, нагрузка на крыло (и давление плазмы за бортом!) может быть раз в 5 ниже, чем при штатном спуске. 5 раз, народ! Кстати, и нагрузка на конструкцию во столько же раз ниже.

Ага, дальше — хуже.
 Превращение в маститого абазника всё более заметно.

 На Шаттл вообще не действует дополнительная перегрузка при S-образном развороте.
 Он просто-напросто поворачивает подъёмную силу в бок и летит с той же перегрузкой.
 "Союз" садится точно так же, это стандартный способ точного захода на место посадки, для шаттлов ничего нового не придумали.

 В своё время я в одной из тем после катастрофы "Колумбии" задавал вопрос, почему шаттлы не маневрируют за счёт изменения угла атаки и мне кто-то ответил, что это не делается из соображений оптимизации теплового режима.

Я не спорю, что с точки зрения общей тепловой нагрузки при неповрежденной теплозащите эффективнее затормозиться быстро, чтобы бОльшая доля тепла ушла в излучение. Но то при НЕПОВРЕЖДЕННОЙ теплозащите. Если у нас есть повреждение, то целевая функция резко меняется - вопрос не в ОБЩЕМ нагреве, а в нагреве конкретно там, где дырка.

Да не "бОльшая доля тепла ушла в излучение", а меньше тепла передалось конструкции.

 Относительно локализации нагрева.
 При посадке "Колумбии" локализации нагрева не наблюдалось, температура поднималась в значительной части крыла.
 Если бы прогорела локальная дыра, то, скорее всего, «Колумбия» не разрушилась бы так, как это случилось, возможно была бы авария при посадке уже после торможения, но не такая.

[Игорь Суслов]

На Шаттл вообще не действует дополнительная перегрузка при S-образном развороте.
 Он просто-напросто поворачивает подъёмную силу в бок и летит с той же перегрузкой.

Угу. Именно из этих соображений я и считал выше.

[kulch]

Взять его можно ТУТ.

Я бы все-таки сказал, что брать его нужно только тут
http://orbit.medphys.ucl.ac.uk/orbit.html
Во всяком случае будет уверенность в том, что взял последнюю версию.
Там и ссылки на все мало-мальски достойные аддоны и прочие мануалы на русском языке...
(можно еще на мой сайт ткнуться, но это уже для фанатов)

[Игорь Суслов]

Я бы все-таки сказал, что брать его нужно только тут
http://orbit.medphys.ucl.ac.uk/orbit.html

Само собой! Мы уважаем Мартина Швайгера!

[Бродяга]

Спасибо.
 А эта программа учитывает конструктивные ограничения? Можно там зафиксировать угол атаки 60-70 градусов и тормозить, не меняя угла?
 Она покажет, если в таком режиме Шаттл развалится?

[Игорь Суслов]

А эта программа учитывает конструктивные ограничения? Можно там зафиксировать угол атаки 60-70 градусов и тормозить, не меняя угла?  Она покажет, если в таком режиме Шаттл развалится?

Нет, не покажет. Там можно хоть с углом атаки в 90 градусов строго вертикально вниз в атмосферу входить Да, сирена оповещения будет орать - "недопустимая перегрузка", но не более... Впрочем, я в последний раз "играл" в орбитер года два назад, о новых изменениях не слышал.
Вот команду Eagle Dynamics (которая создала Lock On) привлечь бы к отработке модели разрушения. Больно уж симпотично у них получилось с Су-25

[hcube]

Народ, вы меня просто не слышите. Шаттл согласно штатному профилю торможения 'зарывается' в атмосферу достаточно интенсивно - у него и угол входа в атмосферу большой, и аэродинамическая сила велика. Чтобы НЕ ВЫПРЫГНУТЬ из атмосферы на тех 2.5G которые развивает на ЭТОЙ ВЫСОТЕ его аэродинамика, он закладывает здоровенный крен и ходит S-зигзагами.

Бродяга, аналогия с кучей углей не прокатывает. На высоте 400 км плазма солнечного ветра имеет температуру в десятки тысяч градусов. Но МКС почему-то пока не испарилась, а?

Так вот - предположим, что мы с той же скоростью летим выше. Настолько выше, что аэродинамическая сила направлена точно вверх и имеет величину в 0.5 MG. Т.е. точно компенсирует недостаток центробежной силы для удержания птички на данной высоте. При этом температура за бортом та же, а вот нагрев - в 5 раз ниже. За счет того, что плотность плазмы ниже, и теплопередача тоже ниже.
Т.е. мы в 5 раз дольше греем обшивку в 5 раз слабее. Вообще говоря, из-за многослойности теплоизоляции, это дает НЕСКОЛЬКО больший нагрев собственно конструкции, чем короткое, но интенсивное торможение. Несколько - это не в разы, максимум на десятки процентов.
Но зато при этом нагрузка на конструкцию резко снижается. Мало того - еще и возмущаюшие моменты падают - т.е. двигателей ориентации (эффективность которых тоже растет) хватит до более позднего времени.

[kulch]

... у него и угол входа в атмосферу большой....

а какой именно?

[kulch]

Так вот - предположим, что мы с той же скоростью летим выше. Настолько выше, что аэродинамическая сила направлена точно вверх и имеет величину в 0.5 MG. Т.е. точно компенсирует недостаток центробежной силы для удержания птички на данной высоте. При этом температура за бортом та же, а вот нагрев - в 5 раз ниже. За счет того, что плотность плазмы ниже, и теплопередача тоже ниже.
Т.е. мы в 5 раз дольше греем обшивку в 5 раз слабее.

Ну допустим, вы летите на большой высоте... Горизонтально или почти горизонтально. Кстати, знаете на какой? А я вам подскажу. Чтобы торможение было хоть как-то эффективным, не выше 75 км. Что произойдет после того, как ваша скорость упадет до ~6500 м/с?

[kulch]

Впрочем, я в последний раз "играл" в орбитер года два назад, о новых изменениях не слышал.

А зря Там много красивостей добавилось... И аддоны вышли весьма-весьма....

[hcube]

Нашел только величину тормозного импульса - 80-85 м/с. При круговой орбите 200 км это дает перигей около 100 км, т.е. не так уж шаттл и зарывается в атмосферу.

[kulch]

Нашел только величину тормозного импульса - 80-85 м/с. При круговой орбите 200 км это дает перигей около 100 км, т.е. не так уж шаттл и зарывается в атмосферу.

То есть угол на самом деле маленький, я вас правильно понял?

[hcube]

До 6.5 - ну, высота несколько уменьшится. До грубо говоря 70 км. Потом до 65. Потом до 60 - по мере падения скорости. Суть в том, что тепловой поток при таком подходе будет в принципе минимально возможным для данного способа торможения. А траекторию выдерживать (чтобы не потерять скорость сразу сильно и 'зарыться' в атмосферу) можно, манипулируя углом атаки в пределах от 15 до 30 градусов.

Собственно, чего я такой интерес к теме проявляю - такое торможение можеть быть ОЧЕНЬ полезно для систем с несущим корпусом на базе топливного бака и с полной многоразовостью.

[kulch]

Суть в том, что тепловой поток при таком подходе будет в принципе минимально возможным...

Суть в том, что плотность атмосферы растет нелинейно (очень не линейно, логарифмически ЕМНИП). Из этого следует, что после того, как скорость упадет, корабль начнет проваливаться вниз по намного более крутой траектории и сгорит в более плотных слоях атмосферы. Там перегрузка будет совсем не 1.5 G и даже не 5. И соответствующие мощности теплового потока.