Serg Ivanov: Все сообщения за 6 Ноября 2002 года

 
ПнВтСрЧтПтСбВс
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30

Serg Ivanov

аксакал
★☆

Система амортизации, как видно из приведенных рисунков и описаний например проекта Марсианского «Ориона» с диаметром тяговой плиты в 10м, состояла из двух модулей:
1. основного состоящего из трех тороидальных пневматических камер (работа пневматических камер уже обсуждалась на форуме) высотой примерно в 1м каждая и диаметром около 10м, размещенных непосредственно впереди тяговой плиты
2. вторичного модуля из шести алюминиевых поршней высотой по 6м поднимающихся от второй, гораздо более массивной плиты-поглотителя импульса. Видно что эти поршни входят в металлический баллон длиной 8м и диаметром 9м. Диаметр поршней порядка 0,9 метров. В качестве рабочего тела амортизаторов могли бы применяться водород, гелий или их смесь.

Попробуем проанализировать, как могла работать эта система.
Объем баллона составляет 8*3,14*92/4=509м3. Когда шесть поршней входят в него, этот объем уменьшается на 6*6*3,14*0,92/4=23м3 или на 4,5%. На столько же (4,5%) увеличивается давление газа в баллоне, следовательно и сила тяги приложенная к остальному (выше амортизаторов) кораблю. Т.е. за системой амортизации сила тяги практически постоянная с пульсациями не более 4,5%. Для простоты расчетов примем ее постоянной.
Для Марсианского варианта «Ориона», при стартовой массе на орбите 220т, примем массу поршней, плиты-поглотителя импульса и модуля пневмокамер с тяговой плитой равной 44000кг (1/5 общей массы). Тогда масса остальной части корабля составит 176000кг. При среднем ускорении этой части корабля в 50м/с2 (5g вполне переносимо тренированным экипажем, расчетная перегрузка при спуске «Востока» =9-10g) тяга должна быть равна 880 тонн. Тогда давление на один поршень составит 880/6=146,7т или при диаметре поршня 90см давление газа в баллоне23кг/см2.
Предположим, что вначале система сжата – поршни утоплены в баллон. При запуске двигателя замки отпускают поршни и давление газа в баллоне начинает расталкивать поршни и баллон в противоположные стороны с силой 880 тонн. Ускорение поршней и баллона можно найти по известной формуле F=ma (считаем силу постоянной). Поршни при этом двигаются назад с ускорением 250м/с2, а баллон с остальным кораблем вперед с ускорением 50м/с2, как и требовалось. Через 0,2 сек (полупериод работы двигателя) скорость поршней 50м/сек, а корабля10м/сек. Баллон при этом продвинется вперед на 1м, а поршни отойдут назад на 5м в соответствии с формулой S=(at2)/2. Т.е. ход поршней будет равен 6м – как показано на рисунке.
В этот момент происходит подрыв ядерного заряда (как сказали бы артиллеристы, на выкате подвижных частей). Рабочее тело, воздействует на тяговую плиту и отбрасывает ее вперед с высоким ускорением, та через систему тороидальных пневматических камер передает импульс плите-поглотителю и поршням. Останавливает их и отбрасывает вперед со скоростью 60м/сек. Относительно баллона и остального корабля, уже движущегося вперед со скоростью 10м/сек, скорость поршней опять равна 50м/сек, но теперь направлена вперед. Давление газа теперь тормозит поршни с ускорением 250м/с2 и по-прежнему разгоняет баллон и корабль с ускорением 50м/с2. Через 0,2сек поршни достигают крайнего верхнего положения и начинают двигаться назад – цикл повторяется с частотой 2,5Гц. Приращение скорости корабля за один период =20м/сек в начале полета. По мере уменьшения массы корабля приращение скорости на импульс будет увеличиваться. При выключении двигателя амортизаторы фиксируются замками в верхнем (сжатом) положении.
Частота цикла зависит от допустимой перегрузки и длины хода амортизаторов и может варьироваться изменением давления газа в баллоне – выше давление - выше перегрузка – короче ход амортизатора. При приращении скорости на один импульс 30м/сек и максимальной перегрузке 3g (частота взрывов 1Гц), длина хода амортизаторов получается 22,5м - их можно сделать телескопическими.
Как видим ничего технически запредельного в системе амортизации «Ориона» нет.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru