Зависит ли Delta V от массы ракеты-носителя и массы полезной нагрузки?
Я читал во многих ссылках, что дельта V является фиксированной или постоянной, например (дельта V до LEO = 10 км / с). Они не упомянули массу полезного груза или массу пороха, а также не упомянули, что это результаты аппроксимации. Исходя из моего чтения, я полагаю, что Дельта не зависит также от расстояния до Миссии. У кого-нибудь есть для меня внятный ответ? !!
Ответы
Другой способ обозначить дельту V на НОО = 10 км / с:
- Чтобы оказаться на орбите, вещь должна двигаться по горизонтали со скоростью не менее 7,8 км / с.
- Чтобы выйти на орбиту, ракете, доставляющей объект, нужно будет набрать такую скорость и выбраться из атмосферы.
- При этом сопротивление гравитации и сопротивления воздуха заставляет его прилагать столько силы, как если бы он разгонялся до 10 км / с, а не 7,8 км / с.
Какую бы ракету вы ни использовали, какую бы полезную нагрузку вы ни использовали, вы должны рассчитать, будет ли тяга двигателя достаточно сильной, достаточно продолжительной, чтобы довести полезную нагрузку до этой конечной скорости и в состоянии оставаться на орбите.
Для этого вы используете уравнение ракеты Циолковского .
Думать о расстоянии миссии лучше с точки зрения размышлений о том, сколько гравитации вам нужно преодолеть, чтобы добраться туда, куда вы хотите. Когда вы находитесь в космосе, нет никакого трения *, которое могло бы замедлить вас, поэтому вы будете продолжать двигаться со скоростью, которая была у вас при прибытии в космос, и на ваш курс будет влиять только сила тяжести.
Но давайте возьмем пример с LEO. После того, как вещь попала на орбиту, обычно она все еще не находится на той орбите, которую она хочет. Таким образом, его двигатель должен снова включиться на некоторое время, чтобы вывести его на правильную орбиту. Возможно, это потребуется сделать дважды. И что ему действительно нужно сделать, так это изменить свою скорость на нужную величину в нужное время, чтобы оказаться на нужной орбите. Чтобы рассчитать, что нужно делать, это первое, что вам нужно знать, и исходя из этого вы выясняете, сколько топлива требуется используемому двигателю для этого.
* Хорошо, на самом деле в LEO все еще есть крохотная слабость, и со временем это замедляет работу. Так, например, МКС нужно время от времени увеличивать, чтобы поддерживать ее на нужной высоте.
Простая теоретическая дельта V для достижения определенной орбиты является постоянной, но на практике (или при более детальном анализе) дельта V не является постоянной по ряду причин.
Для запусков с поверхности Луны или планеты дельта V будет больше теоретического значения, потому что:
Ракета не сможет выйти на орбиту мгновенно, ей нужно будет разогнаться в течение нескольких минут, и за это время она будет терять энергию из-за силы тяжести, увеличивая дельту V.
Если присутствует атмосфера, как на Земле, это также обеспечит сопротивление, замедляющее ракету и увеличивающее требуемую дельту V в зависимости от аэродинамики ракеты.
Если запуск осуществляется вращающимся телом, дельта V также будет зависеть от места запуска и направления запуска. Для экваториальных стартовых позиций потребуется меньшая дельта V при запуске в направлении вращения (прямой) и гораздо больше при запуске в противоположном направлении (ретроградный). Для полярных стартовых площадок потребуется промежуточная дельта V.
Расчеты Delta V для перемещения с одной планеты или орбиты Луны на другую также имеют сложности:
Это зависит от планетарного положения во время вылета. Для некоторых дат отъезда требуется больше дельты V, чем для других, и это также может меняться из года в год. Это еще больше усложняется, если сама планета или луна не вращаются в той же плоскости, что и ракета.