題:
為什麼飛行任務中止通常以彈道高射程再入為結束?
kkm
2018-10-16 07:30:33 UTC
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我看到很多關於乘員返回車輛在動力上升階段中止的“彈道再入”模式的參考。在一次聚會中,斯科特·曼利(Scott Manley)在他的視頻中說,最近有人乘船的Soyuz MS-10 流產經歷了一次彈道再入。維基百科上的太空事故表還表明,任務中止與彈道再入有關: Soyuz 33 和上述 Soyuz MS-10 被列為由於軌道前任務中止而進入彈道。 2並不是一個大樣本,但是我懷疑這是有關係的。

我對這種異常下降模式的確切含義僅是膚淺的了解。 Wikipedia文章中有關折返過程的部分解釋說,正常的折返模式使用某種空氣動力升力來降低下降時的加速度(升力=空氣動力的向上分量=加速度小於 $ 1 g $ span>)。我不明白的是,在這種“彈道”中,最大減速度如何轉化為超過車輛所經歷的 $ 10 g $ span> ”模式。也許是在下一個下降階段?。

我大概是膚淺的理解,彈道是在沒有大氣的情況下跟隨人體的彈道,或者至少經歷了最小的阻力(因為不可能經歷真正的彈道下降,即僅在重力的作用下(真空除外)這僅與飛行器的初始姿態有關,還是有其他因素在運動中,例如較低的初始下降高度和非常低的軌道速度?

我是物理學家,儘管是學者,但我不僅可以輕鬆承擔數學負擔,而且還能甚至更喜歡它!


更新:S. Manley在2018-10-23上發布了一段視頻,其中對彈道和幾種空氣動力學折返模式進行了明智的解釋和喀爾巴特模擬,讓人聯想到 MS-10 助推器的早期切斷和中止。儘管不能以任何方式將喀布爾仿真視為精確,但它們在下降持續時間和峰值減速度上仍表現出顯著差異。

此更新是在已發布@GdD接受的答案之前很長時間的。 ,因此不能反映提供該答案的環境。 sub>

再入是將高軌道速度轉化為熱量的過程。以超音速進入大氣層會產生很大的阻力,並且這種力會導致很高的減速度。僅在沒有大氣層的行星上,才可以使用純彈道模式。
彈道在這裡只是意味著下降是不受控制的,也就是說,太空艙的表現就像是一個啞彈。它與不考慮空氣阻力沒有任何關係(如果您忽略這一點,火砲就不會很準確)。通常,您希望在大氣的上部區域停留更長的時間,因為較低的密度會導致更緩慢的減速。
@Almoturg,,您是對的,我肯定是在以一種過於抽象的方式來考慮彈道學。畢竟,大砲是這個詞的起源!
一般來說,彈道再入是聯盟號的“安全模式”-滑行需要特定的初始條件和主動穩定。彈道再入是一種被動模式-太空艙由於其形狀而不是主動控製而穩定。這對船員來說比較困難,但是幾乎沒有什麼可以失敗的-通常,任何再入場中的任何非災難性不穩定都會將其降低為彈道。
二 答案:
GdD
2018-10-16 19:29:21 UTC
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When you're in orbit you have velocity roughly parallel to the atmosphere, a flat-ish shape angled properly can "fly" across it in a lifting entry where you can dissipate energy in the thinner upper atmosphere before you hit thicker atmosphere.

The first stage of a rocket uses most of its energy to gain altitude, getting above the thickest part of the atmosphere where the upper stages won't have to fight air friction to get the payload to orbital velocity. When the Soyuz aborted the second stage hadn't fired yet, most of its velocity was upwards, so it traveled an arc, coming down at high speed with a mostly downward component. It was going up like a cannonball and then came down like a cannonball, essentially, with limited opportunity to bleed off speed before hitting thicker air.

謝謝,我只想說明一下這種效果有多神奇。快速回溯到包絡線計算(對於軌道高度$ \ ll $地球半徑,即常數$ g $),表明您的動能比200 km軌道上的勢能大15倍(除非我完全錯了我的數學,但看不到哪裡)。這種滑行動作不僅可以幫助您消散潛在能量,而且還可以比您摔倒時更漸進地消耗15倍。哇。哇!
GdD,我剛剛發布了Q的頁腳更新,其中引用了S. Manley的新視頻,其中對不同的折返模式進行了定性(Kerbal)模擬。雖然我的理解是它與您的答案非常吻合,但是我相信您必須向您發出警告,因為您是在沒有此更新的情況下將您的A寫到我的原始Q上的,因此,您的答案上下文的完整性不會受到任何損害。如果發現不適當,我將刪除該更新;無需說明任何原因-請讓我知道!
PearsonArtPhoto
2018-10-24 23:05:56 UTC
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以空氣動力重新進入時,減速時間會增加。這將意味著最大的重力會降低。當完全進入彈道時,它的控制較少,實際上通常會更快,這意味著峰值加速度會增加。



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