Пилотируемые космические корабли А. Н. Пономарев

У нас вы можете скачать книгу Пилотируемые космические корабли А. Н. Пономарев в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Маневр сближения космических аппаратов отличается от других маневров малыми относительными скоростями и расстояниями. Начальные условия сближения зависят от точности работы систем навигации и наведения корабля на конечном участке.

Понятно, что если скорость сближения к моменту контакта чрезмерно велика, то возникает опасность повреждения стыкуемых аппаратов в результате удара при контакте. Как показывает практика, двигательная установка, используемая для маневра сближения, должна обеспечивать небольшие ускорения.

Это объясняется исключительными способностями человека объемно видеть и лучше машины оценивать обстановку при не предусмотренных программой условиях полета. Ясное понимание возникшей ситуации в сочетании с приобретенными ранее знаниями и опытом позволяет космонавту Рис.

Однако привлечение космонавта к участию в управлении полетом требует освобождения его от выполнения однообразных операций, снижающих работоспособность и притупляющих правильное восприятие окружающей обстановки и приборной информации. Следовательно, при ручном управлении необходимо использовать такие методы сближения, которые обеспечивают максимальную надежность и могут быть легко осуществлены космонавтом. Применительно к космическим аппаратам это предполагает простоту приборного оборудования, используемого при управлении, и минимизацию топлива, расходуемого на выполнение маневров сближения.

Физическая сущность маневра сближения заключается в том, что изменение относительной дальности осуществляется путем торможения, в результате которого относительная скорость умень- Задача одновременного управления дальностью и относительной скоростью представляет собой задачу управления величиной и направлением ускорения корабля.

Необходимо указать, что стыкуемые аппараты фактически находятся на различных орбитах. На их относительное движение влияет гравитационное ускорение разной величины, которое, однако, является настолько небольшим, что им обычно пренебрегают.

При осуществлении стыковки потребные направления тяги могут быть самыми различными, и в общем случае надо иметь возможность создавать положительную и отрицательную тягу по всем трем связанным осям. Для этого на активном корабле необходимо устанавливать большое количество двигателей и иметь систему ориентации, способную быстро разворачивать его в заданном направлении и осуществлять точные параллельные перемещения активного корабля относительно пассивного.

Управляющие силы и моменты при стыковке можно создавать не только двигателями, но и электромагнитами. Анализ показывает, что электромагниты, обладающие соответствующими характеристиками, установленные на стыкуемых объектах, позволяют получать магнитные поля достаточной интенсивности, способные притягивать аппараты друг к другу и выравнивать их оси.

Если на космическом аппарате используется автоматическая система наведения, то для осуществления стыковки бортовое вычислительное устройство вырабатывает управляющие сигналы, которые поступают в систему управления и ориентации.

Главным в выборе метода наведения является определение возможностей стыковочного механизма. Если механизм допускает изменение скоростей сближения в широком диапазоне и при этом не требует быстро осуществлять сближение, то есть смысл заранее устанавливать начальную относительную скорость сближения и затем осуществлять стыковку.

Если время сближения вообще не ограничено, а конечная скорость должна выдерживаться довольно точно, то целесообразно в самом начале установить требуемую конечную скорость и поддерживать ее постоянной. Особое значение для стыковки кораблей в космосе имеют стыковочные механизмы. Они должны уменьшать разность скоростей космических кораблей до нуля; рассеивать кинетическую энергию; обеспечивать механическую связь между кораблями после контакта; создавать отталкивающие усилия, позволяющие кораблям, если это необходимо, немедленно разъединиться; обеспечивать передачу электрических сигналов, перекачку топлива, передачу грузов и, наконец, переход космонавтов из корабля в корабль.

Рассмотрим один из таких механизмов лунного космического корабля и порядок его действия. Стыковочная система предназначена для соединения командного отсека с лунным кораблем и разъединения их.

Стыковка обеспечивается сближением командного отсека с кораблем на достаточно малое расстояние, позво Основными элементами стыковочной системы рис. На командном отсеке и лунном корабле имеются также герметический люк и лаз, через которые космонавты переходят из одного отсека в другой. Узел выдвижной штанги состоит из собственно штанги, качающихся рычагов, стоек амортизаторов, замка штанги, замка Рис. Основные элементы стыковочной системы: Выдвижная штанга выполнена в виде двух алюминиевых цилиндров внешнего и внутреннего и крепится в трех точках к стыковочному кольцу с помощью поддерживающей конструкции, которая может складываться и изыматься с любой стороны из лунного корабля или из командного отсека.

Узел приемного конуса состоит из конической воронки, обращенной внутренней поверхностью к командному отсеку. Коническая воронка сотовой конструкции, выполнена из алюминия. Стыковочное кольцо изготовлено из алюминия и прикреплено болтами к стенке лаза командного отсека непосредственно перед верхним люком.

В кольцевых выточках заложены герметизирующее уплотнение и пиротехнический заряд. Когда головка штанги вступает в контакт с приемным конусом, она скользит по его поверхности и попадает в гнездо, после чего срабатывают замки предварительного захвата, пренягсгпующие отходу головки из гнезда. Пилот командного отсека включает устройство втягивания штанги, которое стягивает командный отсек с лунным кораблем. При окончательном контакте автоматически срабатывают 12 основных замков, расположенных на стыковочном.

После выхода космического корабля на селеноцентрическую орбиту и по траектории полета к Луне лаз между двумя отсеками открывается, крышка люков и стыковочный механизм удаляются из лаза и два космонавта переходят в лунный корабль. Космонавт, оставшийся в командном отсеке, передает затем в лунный корабль приемный конус, который космонавты лунного корабля устанавливают в лазе. Пилот командного отсека в эго время устанавливает механизм выдвижной штанги, разъединяет разъемы и убирает кабели в свой отсек, вручную открывает и взводит все 12 замков и закрывает крышку своего люка.

Отсеки разъединятся, когда произойдет дистанционное раскрытие замка на механизме выдвижной штанги. После стыковки взлетной ступени, вернувшейся с поверхности Луны, с основным блоком пилот командного отсека выравнивает давление между отсеками с помощью специального клапана и открывает люк командного отсека. После проверки исправности основных замков на стыковочном кольце нилот командного отсека вынимает из лаза весь стыковочный механизм и убирает его вместе с крышкой люка внутрь отсека.

Затем он открывает клапан в крышке стыковочного люка взлетной ступени для окончательного уравнивания давления. Крышка люка взлетной ступени открывается с любой стороны и поворачивается на шарнирах внутрь взлетной ступени.

Космонавты переходят в командный отсек. Крышки обоих люков закрываются пилотом, и происходит подготовка к отделению взлетной ступени. Отделение обеспечивается инициированием детонационной цени, расположенной вокруг стыковочного кольца.

Стыковочное кольцо целиком отделяется от командного отсека, но остается прикрепленным к взлетной ступени. Вход в атмосферу Завершением космического полета по межпланетной траектории или по орбите искусственного спутника является безопасная посадка космического корабля на поверхность планеты.

Для планет, имеющих атмосферу, эта задача сводится к разрешению проблем аэродинамического нагрева, перегрузок, управления временем достижения планеты и поиска места посадки. При отсутствии атмосферы остаются только проблемы перегрузок, управления временем достижения планеты и поиска места посадки. Корабль, приближающийся к атмосфере планеты из космического пространства или сходящий с орбиты искусственного спутника, обладает большим запасом энергии.

Эта энергия состоит из кинетической энергии, обусловленной скоростью корабля, и потенциальной энергии, обусловленной положением его относительно поверхности планеты. Как перед всяким телом, входящим в атмосферу с гиперзвуковыми скоростями, перед космическим кораблем ь его носовой части возникает мощная ударная волна.

Плотность газа и его температура в ударной волне резко возрастают. При этом кинетическая энергия корабля превращается в тепло.

Если бы все тепло, образующееся в данном случае, уходило на нагрев корабля, то его оказалось бы достаточно для полного испарения конструкции корабля. Однако в действительности, например при падении метеоритов на Землю, значительная часть тепла отводится в окружающее пространство ударными волнами. Перенос тепла ударными волнами является результатом взаимодействия молекул газа, Рис. Картина аэродинамического нагрева тел разной формы в зависимости от интенсивности ударной волны черные кривые окружающего летящее тело.

Сжатый до высокого давления и нагретый до высокой температуры слой газа, в котором происходит процесс взаимодействия частиц, ограничен спереди фронтом ударной волны. Ударная волна отходит далеко в атмосферу во все стороны от корабля и оставляет в ней широкий след, образованный нагретым газом. В нем и заключена основная часть тепла, выделяющегося при входе корабля в атмосферу.

Тепловой поток,достигающий поверхности корабля, поступает из слоя сжатого воздуха главным образом в результате трения.

Тепло, уходящее в атмосферу, прямо пропорционально интенсивности ударной волны: Наиболее сильные ударные волны возникают тогда, когда передняя носовая часть тела затуплена. Поэтому кораблям, предназначенным для спуска в атмосферу, придают обычно затупленные обтекаемые формы, а нс вытянутые, являющиеся классическими в аэродинамике дозвуковых и сверхзвуковых скоростей рис.

Для отвода тепла, образующегося в результате аэродинамического нагрева, от конструкции корабля в настоящее время используется несколько методов. Если осуществляется баллистический спуск в атмосферу или вход в атмосферу с большими углами наклона траектории, корабль за небольшой промежуток времени достигает нижних, более плотных, слоев атмосферы. В течение этого времени осуществляется Следовательно, тепловой поток или количество тепла, поступающего к кораблю в единицу времени, будет очень большим.

В данном случае целесообразно использовать корабль с сильно затупленной носовой частью и достаточно толстым теплозащитным покрытием, способным активно поглотать тепло. Толщина защитного слоя, поглощающего тепло, выбирается такой, чтобы температура обшивки была ограничена величиной, допустимой для выбранного материала. При пологом входе в атмосферу с использованием подъемной силы аппарата требуется больше времени.

Торможение аппарата осуществляется в основном на очень больших высотах. Поскольку на таких высотах плотность атмосферы мала, тепловой поток также будет небольшим. Может случиться, что он в конечном счете сравняется с тепловым потоком, излучаемым поверхностью корабля.

В этом случае можно использовать метод рассеяния тепла с помощью радиационного охлаждения поверхности корабля, покрытого тонкой металлической обшивкой. Однако наиболее простым решением проблемы аэродинамического нагрева при входе в атмосферу сейчас является использование защитного покрытия из теплоизолирующих слоев стекловолокна и других подобных ему материалов. В результате интенсивного нагрева наружный слой теплозащитного покрытия плавится и испаряется. Испаряющийся материал поглощает много тепла и этим замедляет теплопередачу от ударной волны к кораблю.

Кроме проблемы аэродинамического нагрева существует также проблема перегрузок, решение которой в некоторых случаях может оказаться более трудной задачей. Для уменьшения перегрузок при торможении до величин, которые может выдержать человек, используют подъемную силу. Это приводит к уменьшению вертикальной скорости спуска и удлинению пути летательного аппарата к планете, а следовательно, к уменьшению перегрузки.

Подъемная сила используется иногда и при высоких допустимых перегрузках для уменьшения тепловых потоков, а также для управления временем достижения планеты и положением места посадки. Основной характеристикой летательного аппарата, обладающего подъемной силой, является его аэродинамическое качество, т. Космические корабли со значением аэродинамического качества, не превышающим 2, могут осуществить посадку в любой точке поверхности, простирающейся на тысячи километров в продольном и боковом направлениях относительно данной траектории и точки входа в атмосферу.

Штриховыми кривыми обозначены возможные районы посадки, соответствующие различным значениям аэродинамического качества числа на кривых. Каждая кривая ограничивает возможный район посадки аппарата с постоянным аэродинамическим качеством. Области между кривыми соответствуют возможным положениям места посадки аппаратов Сплошной кривой показана траектория типичного маневра аппарата со значением аэродинамического качества 1,5. До входа в атмосферу планеты движение космического корабля на пассивном участке траектории подчиняется законам небесной механики.

Это значит, что корабль движется под действием лишь инерционных и гравитационных сил. При входе в атмосферу на Рис. Маневренные возможности аппарата, обладающего аэродинамическим качеством подъемной силой корабль начинают действовать аэродинамические силы. Аэродинамическая сила сопротивления действует противоположно направлению скорости аппарата. Аэродинамическая подъемная сила действует перпендикулярно к движению корабля. Сила притяжения все время направлена к центру планеты рис.

Динамика движения корабля на участке входа в атмосферу определяется его собственной инерцией и результирующей ранее перечисленных сил. Сила сопротивления уменьшает скорость корабля, а центробежная и подъемная силы сообщают ему ускорение в направлении, перпендикулярном к его движению. Аэродинамические силы, так Центробежная сила Гравитационная сила Рис. Силы, действующие па корабль при атмосферном спуске же как и вызываемые ими ускорения, изменяются прямо пропорционально плотности атмосферы и квадрату скорости корабля.

По мере приближения к планете корабль входит в слои атмосферы с очень малой плотностью. Лекция 4 Движение планет законы Кеплера. Применение законов сохранения энергии и момента импульса к движению в центральном гравитационном поле.

Основные достижения науки и техники. Закон сохранения импульса Определения Система материальных точек Внутренние и внешние силы Пусть система состоит из материальных точек Силы, действующие на j-ю точку, подразделяются на внутренние f jk.

Аннотация В данной статье рассмотрен Ньютоновский способ вывода формулы закона Всемирного тяготения и предложен. Назначение проверочной работы Диагностическая работа проводится с целью определения уровня сформированности. Контрольные вопросы Справочные данные: XX Всероссийская олимпиада школьников по астрономии 10 класс X. Чему равна ее высота. Условия и решение задач городской олимпиады по астрономии, астрофизике и физике космоса им. Бориса Васильевича Кукаркина 06 декабря г.

Министерство образования и науки Российской Федерации Нижегородский государственный университет им. Лобачевского Национальный исследовательский университет Учебно-научный и инновационный комплекс.

Небесная механика Геоцентрические системы мира В геоцентрической системе мира центром Вселенной считается неподвижная Земля Древнегреческий математик и астроном Евдокс г. Существует ли выталкивающая сила в космосе? Закон Архимеда формулируется следующим образом, на тело, погружённое в жидкость или газ , действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной. Систему отсчета, связанную с Землей, считать инерциальной.

В этом случае 1 на самолет. Решения заданий Регионального этапа и система оценивания каждого задания. В некоторой точке Земли звезды Дубге и Мерак и Большой Медведицы одновременно появились над горизонтом. Зачет 1 по теме: Что называется механическим движением?

Что называется телом отсчета? Какими способами можно задать положение. П а м я т к а Тур проводится в течение одного урока минут. Участникам не разрешается использовать справочные данные. За каждую задачу выставляется от 0 до 4 баллов, критерии выставления баллов.

Площадь дна сосуда равна см 2,. XX Санкт-Петербургская астрономическая олимпиада теоретический тур, решения 16 февраля 9 класс 1. При каких значениях угла наклона орбиты Венеры к эклиптике мы могли бы любоваться прохождением Венеры.

Памятка Тур проводится в течение одного урока 40 45 минут. За каждую задачу выставляется от 0 до 4 баллов, критерии выставления баллов приведены. Московский государственный технический университет имени Н. Единицей измерения какой физической величины является килограмм?

Кто открыл закон инерции? Презентация по физике Исаак Ньютон Региональный этап Всероссийской олимпиады по астрономии 6 года Условия задач 9 класс 1. Может ли созвездие Южного Креста склонение около 6 наблюдаться в северной части неба? Если да, то в каких районах.

Равномерное движение по окружности. Простейшей моделью криволинейного движения является равномерное движение по окружности. В этом случае точка движется по окружности. Динамика полета в атмосфере Системы координат, применяемые в механике полета. Углы, используемые для определения положения ЛА. Модели движения, фигуры формы гравитационного. Если r радиус-вектор планеты, то справедливым является. Луна естественный спутник Земли.

Определение ускорения свободного падения на поверхности планет с помощью количества гравитации П Законы гравитации поиски физического смысла. Часть Предложен простой вариант решения задачи определения. Земля как планета Солнечной системы Земля одна из восьми планет Солнечной системы Плутон с недавнего времени перестали причислять к планетам. Она находится на расстоянии млн км от Солнца третья.

Возникновение Солнечной системы Меркурий, ближайшая к Солнцу большая планета Солнечной системы, среднее расстояние от Солнца 0, астрономических единиц 58 млн. Решение заданий муниципального тура Всероссийской олимпиады школьников по астрономии уч. Приводимые решения не обязательно являются единственно верными, учащиеся вправе использовать другой. Солнцев 1 1 Московский авиационный институт государственный технический. На каких широтах на Земле это созвездие постоянно находится на горизонте часть созвездия.

Спутник движется вокруг Земли по круговой орбите радиусом R. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. Астроном проводит визуальные наблюдения в телескоп с увеличением 10 крат.

Определите максимально возможную звездную величину самых слабых звезд, которые он может увидеть. Бурдаев Маневр изменения положения ИСЗ на круговой орбите с использованием поддерживающего ускорения Аннотация.

В календаре одного народа новый день начинался с восходом Сириуса, новый месяц когда впервые Луна восходит позже Сириуса, а новый год когда Сириус впервые появляется перед восходом.

Планета размером с Юпитер вращается вокруг похожей на Солнце звезды по круговой орбите с радиусом орбиты, равным большой полуоси орбиты Меркурия. Наблюдатели на Земле видят регулярные падения. Угольников Верхние кульминации двух далеких звезд происходят одновременно, при этом звезды располагаются симметрично относительно зенита. А звезды тем не менее, так близко, но все также далеки История исследования космоса и развитие космонавтики. С чего все начиналось Идея полетов в космос стала очень популярной после публикации двух ярких.

Движение в гравитационных полях Задача 7. Понятие о центре масс. Теорема о постоянстве скорости центра масс замкнутой. Динамика Часть 2 соответствие Страница 1 из 5 1. Искусственный спутник движется по эллиптической орбите вокруг Земли. Огород, сад, растения ". Отдельные тома многотомных изданий ". Отдельные тома многотомных изданий. Политология, геополитика, дипломатия ".

Магия, оккультизм, астрология ". Религиоведение, история религии, атеизм ". Религиоведение, история религии, атеизм. Секс и эротика ". Спорт и физкультура ". Учебники и самоучители иностранных языков. Хобби и увлечения ". Библиотека Приключений и Научной Фантастики. Электроника, электротехника, радио и связь. Немного выцвел и потерт корешок по краям. О советских космических кораблях типа Восток, Восход, Об американских кораблях Меркурий, Джеминай, Аполлон, который предполагается использовать для доставки человека на Луну, о будущих космических кораблях для полета на другие планеты солнечной системы, рассматриваются орбитальные летательные аппараты, предназначенные для изучения космоса, двигатели космических летательных аппаратов.

Освещаются проблемы, возникающие при освоении космического пространства. Возможно, вас также заинтересует. Naval Fighters number seventy-five. Военно-морской номер семьдесят пять. Работы по механике тел переменной массы. Оптимизация диагностики космического разгонного блока Филин В. Определение движения по результатам измерений. До середины XIX века. Выявление скрытых структурных закономерностей в процессах и сигналах: От космических исследований до анализа трендов рынка.

Классическая механика и силы инерции. Теоретические основы устройства ядерного оружия. Управление сроками, стоимостью и результатами наукоемких программ: Астрономия в космонавтике Черный В. Структурный анализ и синтез новых технических систем на базе морфологического подхода Раков Д.

От аэродинамики малых скоростей к астронавтике. Руководство астронавта по жизни на земле. Чему научили меня часов на орбите Хэдфилд К. Наземная отработка космических аппаратов Калошин А.

Приведен целый ряд малоизвестных С предисловием Малинецкого Г. Перед читателем — классическая работа лидера Советского государства И. В настоящем учебном пособии системно рассмотрен комплекс вопросов, составляющих сравнительно молодую и быстро развивающуюся область экономической и управленческой науки управление проектами.

Оно охватывает все составные части процесса управления проектами разработка, планирование, бюджетирование, В данном учебном пособии нашли отражение достижения физики конденсированного состояния вещества за последние полвека.

Термины сопровождаются переводами на английский язык и сопоставлениями из французского, немецкого и