С орбиты на надувном парашюте?

Ну как же, допустим, у нас есть груз на орбите ИСЗ. На орбите - значит, скорость у всех одинаковая, примерно 8 км/с, т.е. энергия (кинетическая) зависит линейно от массы, и только. Для приземления надо от этой энергии избавиться. С помощью атмосферы. Кинетическая энергия преобразуется в тепловую. Теперь, поверхностная плотность энергии - это то, что, как я понимаю, обуславливает нагрев, и создаёт проблемы теплозащиты. Эта плотность энергии обратно пропорциональна площади аэротормоза. Если тормоз надувной - то масса его мала, площадь велика, и нагрев мал, потому что рассеиваемая энергия распределяется по сравнительно большой площади.

Я всё удивляюсь, почему не обсуждают этот результат - кажется, год назад, в феврале, в Оренбургскую область вернулся с надувным аэротормозом РБ Фрегат, с испытаний (с орбиты). Тормоз вроде так и не нашли в снегах, а вот Фрегат подтвердил работоспособность идеи (поправьте, если бессовестно вру факты и цифры ). Недавно проскочило объявление о немецко-российском предприятии по возврату произвольных - почти - грузов с орбиты, этим же способом. И снова никому не интересно. А это, между прочим, ключевая функциональная возможность Шаттла, которой вроде как ни у кого больше нет - возвращать крупные грузы с орбиты. Надувной тормоз на сколько порядков дешевле это позволяет сделать? То же самое касается недавно обуждавшегося интервью с Магомедом Толбоевым.

Или это у меня с чувством юмора не в порядке?

Тормоз позволяет иметь большой аэродинамический коэффициент. Спуск может быть поэтому долгим и постепенным - так как аппарату легко держать высоту, по сравнению с Союзом и даже Шаттлом.

Нет-нет, не так надо считать. Конечно, большая площадь - это большее сопротивление. Но, значит, и большая сила, т.е. более быстрое торможение - или большая подъёмная сила, если правильно использовать. На пальцах, нужно тормозить медленно и постепенно, оставаясь в разреженных слоях, пока скорость не уменьшится так, что можно нырнуть поглубже. Поэтому и спуск существенно дольше, и управляемость (вбок по траектории) выше. А не на пальцах, надо баланс писать. Как бы это попроще прикинуть...

Да, держать высоту можно только в среде. Но - чем выше аэродинамический коэффициент, тем реже может быть среда для данной скорости потери высоты. Вот, пожалуй, первое соотношение, которое здесь полезно.

А Толбоев вроде не предлагал только в скафандре прыгать. Это всё на тему "широко обсуждаемых" скайдайвов с орбиты. С парашютом, конечно, да ещё и в коконе - кажется, ещё в Советском Союзе такое индивидуальное средство спасения разрабатывали, надувной кокон. Надо поискать.

Тепла не может выделиться больше, чем исходная кинетическая энергия. А поскольку спуск более медленный - за счёт высокого аэродинамического коэффициента - то скорость потери энергии меньше. То есть, за единицу времени на корабль приходит меньше тепловой энергии, чем если бы корабь был более компактным. То есть, меньше энергии надо рассеять в единицу времени методом лучеиспускания-теплопередачи.

Короче, нагрев корабля меньше, потому что энергия теряется медленнее. Зато быстро спуститься нельзя сгоришь.

Теоретически, если даже атмосфера имеет постоянную плотность, но можно управлять положением аэротормоза, который большой, то и то можно не обжечься. Сначала тормоз - почти вдоль потока, скорость торможения минимальная, скорость максимальная, подъёмная сила - за щёт поступательной скорости - достаточная для поддержания высоты. По мере падения скорости поднимаем угол атаки, сохраняя подъёмную силу, скажем, постоянной - чтобы вообшце, для простоты, не падать. Для каждой скорости при некоторой площади паруса - ну, тормоза - найдётся такой угол, что подьёмной силы будет хватать, если эта скорость не слишком мала. Чем больше площадь тормоза, тем на меньшей скорости можно не терять высоту.

Вот, постинги из fido7.su.pilot

---

С российской АПЛ запущен уникальный космический аппарат


С российской атомной подводной лодки "Рязань" запущен не имеющий аналогов
космический аппарат. Как сообщил РИА "Новости" помощник Главкома ВМФ Игорь
Дыгало, запуск спускаемого аппарата "Демонстратор-2" осуществлен в 04.58 мск
из акватории Баренцева моря из подводного положения.

Этот аппарат оснащен надувным тормозным устройством и предназначен для
доставки на землю грузов с космической орбиты, а также для посадки на другие
планеты, пояснил Дыгало.

---

---

Российские военные испытали космический аппарат «Демонстратор-2». В будущем
он поможет высаживаться на другие планеты и, возможно, даже позволит
человеку прыгнуть из космоса на Землю.

В пятницу с российской атомной подлодки «Рязань» (проект 667 БДР) был
произведен пуск ракеты-носителя «Волна». Она вывела на баллистическую
траекторию экспериментальный космический аппарат «Демонстратор-2»,
снабженный надувным тормозным устройством. После 30-минутного полета
«Демонстратор-2» должен был приземлиться на Камчатке.

При пуске «Рязань» находилась в погруженном состоянии в акватории Баренцева
моря. Собственно, для подводников это был обычный учебно-боевой пуск ракеты
РСМ-50 (SS-N-18 по классификации НАТО). Ее конверсионная модель, созданная
для различных экспериментальных пусков, а также для вывода сверхмалых
спутников на низкую околоземную орбиту, получила название «Волна».

На сей раз на РСМ-50 вместо макета боеголовки, как в большинстве случаев,
стоял аппарат «Демонстратор-2». Он создан в Научно-исследовательском центре
(НИЦ) имени Бабакина при участии европейской аэрокосмической компании
Astrium. Эта же фирма в основном и профинансировала проект. Именно поэтому
он имеет и второе, зарубежное название - IRDT (Inflatable Reentry Descent
Technology).
Цель проекта состоит в том, чтобы создать дешевое приспособление для
возвращения грузов с околоземной орбиты и для обеспечения посадки научной
аппаратуры на другие планеты, имеющие атмосферу.

В полете устройство имеет весьма компактные размеры. Однако перед входом в
атмосферу надувается тормозной экран диаметром до 14 м из специального
термостойкого материала. Экран за счет аэродинамического торможения
позволяет снизить скорость с 8-11 тыс. м/с до 13-14 м/с. Тот же надувной
экран обеспечивает и мягкую посадку.

Это был уже третий запуск «Демонстратора»/IRDT. Первый состоялся 9 февраля
2000 года при пуске нового разгонного блока «Фрегат» на ракете-носителе
«Союз-У». Тогда «Демонстратор» должен был вернуть на Землю сам разгонный
блок и экспериментальную аппаратуру. Однако экран до конца не раскрыся.
Покореженный блок научной аппаратуры еще удалось найти, а разгонный блок с
«Демонстратором» так и затерялся где-то в заснеженной казахстанской степи.
Сначала его поискам помешал сильнейший буран. Создатели аппарата надеялись,
что когда весной растает снег, то «Демонстратор» найдется, но, видимо,
первыми его нашли торговцы цветными металлами.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]

Второй раз «Демонстратор» отправился в полет 20 июля прошлого года с
подлодки «Борисоглебск» на борту ракеты РСМ-50 - «Волна». Вместе с ним
стартовал экспериментальный аппарат «Космос-1» с солнечным парусом. Однако
из-за нештатного отделения от ракеты аппаратура спутника не включилась,
из-за чего не развернулся сначала солнечный парус, а затем и надувной экран
IRDT. Обломки аппарата упали где-то в районе Камчатки,
На сей раз на «Демонстраторе-2» была установлена только специализированная
российская и германская телеметрическая аппаратура массой около 20 кг,
предназначенная для контроля за спуском в атмосфере.

Насколько удачно прошел полет «Демонстратора» в этот раз, пока неизвестно.
Согласно телеметрическим полетным данным, эксперимент с выведением на орбиту
и вхождением в атмосферу спускаемого аппарата «Демонстратор-2» прошел
успешно. Однако с Камчатки, где должен был приземлиться аппарат, пока
поступили лишь сообщения, что ведется его поиск. Сообщений о находке IRDT
пока не было. Сейчас же на Дальнем Востоке уже ночь. Видимо, поиск
продолжится утром следующего дня. Тем временем находятся уже новые
применения для «Демонстратора»/IRDT.
Недавно бывший летчик-испытатель и секретарь Совета безопасности Дагестана
Герой России Магомед Толбоев предложил проект прыжка человека из космоса без
парашюта, а с одним IRDT. По словам 50-летнего Толбоева, такой прыжок он
готов совершить сам.

«Однако, - сказал Толбоев, - до прыжка необходимо будет провести ряд
предварительных исследований с использованием макета человека. В частности,
на первом этапе макет с датчиками нужно будет сбросить с аэростата на высоте
в 1 км. Затем со стратостата - с высоты 40-50 км».

Прыжки станут мировыми достижениями, отметил Толбоев. Лишь после таких
предварительных прыжков без парашюта он готов совершить аналогичный прыжок с
космического корабля или с космической станции. «Это главная цель
проекта», - сказал он.

По данным Магомеда Толбоева, проект прыжка человека из космоса обойдется в
$2 млн, прыжки с аэростата и стратостата - в $50-100 тыс. Летчик-испытатель
верит в реальность проекта, хотя, по его признанию, человеку придется в
скафандре с «устройством за спиной» влететь в верхние слои атмосферы со
скоростью более 8 км/с.
12 ИЮЛЯ 13:14

---

// Vlad Lagoda

>>Тепла не может выделиться больше, чем исходная кинетическая энергия.

Да нет, чем исходная - может - за счет потенциальной энергии - аппарат теряет высоту ведь - идет перекачка потенциальной энергии в кинетическую - далее в тепло.

gals> Да нет, чем исходная - может - за счет потенциальной энергии - аппарат теряет высоту ведь - идет перекачка потенциальной энергии в кинетическую - далее в тепло.

Ek/Ep = V²/gh = 8000²/(9,81*400000) = ~16/1. Так что потенциальной в прикидках можно пренебречь

>>Ek/V2 = V2/gh = 80002/(9,81*400000) = ~16/1.

Ну, вообще-то Ек=mV**2/2, для потенциальной энергии можно дествительно принять Ep=mgh
Насколько понял, высоту вы взяли 400км - получаем, грубо говоря,

Ek/Ep= (64 x 10**6)/(2 x 10 x 4 x 10**5)= ~8, то бишь 12,5процентов. Учитывать - не учитываь - дело вкуса и точности.

>>С другой стороны скорость под 7 км/с

Для баллистической траектории скорость значительно меньше!
Вообще-то, для точных расчетов нужно пользовать интеграл энергии:

V**2/2 - (gamma x M)/r = const
gamma - универс. грав. постоянная,
M - масса основного гравитирующего тела, в данном случае, Земли
r - текущее значение расстояния от центра осн. гравит. тела.

Знатоки, объясните, пожалуйста, что происходит?

Экспериментальный пуск. Прежде всего, нужно обеспечить обнаружение аппарата на земле. Поставь элементарный маячок, как на 1 спутнике, пусть лишь пищит. Есть сигнал – аппарат цел, иди и бери, нет – аппарату кирдык! Ничего иного пока не нужно – убедись, что идея работает! Ведь аппаратуру ставили даже в артиллерийские снаряды, так что любые перегрузки маячок должен выдержать. И пищать, пищать,…

Что же это за история, когда до сих пор не ясно, что с посадочным аппаратом? Уже второй пуск с неопределенным результатом! Или тут та самая анекдотическая ситуация, когда все службы достигли своего уровня некомпетентности?

Конечно там есть маячек, и с большой долей вероятности можно утверждать, что IDRT в очередной раз прошелестел оборванным надувным тормозом и врезался в землю на скорости несколько сот м/с. Это уже в 3-тий раз будет.

Кстати охлаждение "корпуса" IDRT традиционное - за счет абляции. Там совершенно не простая "РЕЗИНА" из которой он сделан. Вот она-то и подводит, походу.

AV>Знатоки, объясните, пожалуйста, что происходит?
Уже второй пуск с неопределенным результатом! Или тут та самая анекдотическая ситуация, когда все службы достигли своего уровня некомпетентности?

Вообще-то еще Каманин ругался на бездарность службы спасения (читайте его дневникаи). Уж Каманина нет, а воз и ныне там?

Пардон а как найти этот ИДРТ, если он сигналов не подает? Элис рассеивания-то десятки на десятки км!

...Ищут пожарные
Ищет милиция
И т.п.,
но не могут найти...

Что-то совс ем непонятно - там что, даже радиомаяков что-ли нет?

Галс, что-то совсем не понятно - вы что, даже придыдущие постинги не читаете что-ли?

"Конечно там есть маячек, и с большой долей вероятности можно утверждать, что IDRT в очередной раз прошелестел оборванным надувным тормозом и врезался в землю на скорости несколько сот м/с. Это уже в 3-тий раз будет."

gals>парашютист имеет установившуюся скорость свободного падения 40-70м/с, в зависимости от положения: меньшую скорость при положении плашмя, большую - на кола.

Вроде, как я слышал, 55-90м/с.

Ну, скорость своего падения я, конечно не мерял - нечем. Но во всех лекциях фигурировал упомянутый мной диапазон. Ежели какой-нибудь очень тяжелый парашютист, да очень высоко - при рекордных прыжках. Но вблизи земли скорости около 40-70м/с для общего веса парашютиста 90-100кг.
Шкала времени задержек при введении в действии парашюта на высоте 800м:
10с - 1100м
15с - 1350м
20с - 1600м
30с - 2200м.
т.е. средняя скорость падения где-то 50м/с.

Во всяком случае такое у нас было в 76-82гг.

avmich>Ну как же, допустим, у нас есть груз на орбите ИСЗ. На орбите - значит, скорость у всех одинаковая, примерно 8 км/с, т.е. энергия (кинетическая) зависит линейно от массы, и только. Для приземления надо от этой энергии избавиться. С помощью атмосферы. Кинетическая энергия преобразуется в тепловую. Теперь, поверхностная плотность энергии - это то, что, как я понимаю, обуславливает нагрев, и создаёт проблемы теплозащиты. Эта плотность энергии обратно пропорциональна площади аэротормоза. Если тормоз надувной - то масса его мала, площадь велика, и нагрев мал, потому что рассеиваемая энергия распределяется по сравнительно большой площади.

Полностью согласен.