Цікаво та інформативно: контрольована посадка на ПТС НПП

р.


Наступна фаза - це велика і цілеспрямована цікава серія навчальних листів Orbiter. Після успішного стикування з ІСС в попередньому пості, очевидне наступне завдання полягає в поверненні до Землі, зробивши точну посадку з прийнятними перевантаженнями.
Мета цього повідомлення:

• Покажіть мені про корабель PTK NP.
• Подаруйте ідею фізики гальмівних і посадкових маневрів.
• Подаруйте простий посібник для точної посадки в Орбіте.

Попередній запис
Ця серія повідомлень про Orbiter походить від ідеї послідовно зростаючої складності. Перед тим як літати за цією інструкцією, рекомендуємо читати попередні повідомлення:
Історія астрономії. Перегляд рейсів без активної участі.
Breeze-M. Основні маневри, ГЕО.
Політ на МІС. Маневери для рапсументу і докінгу.

Історія та теорія
Велике «бабах» метеориту у Челябінську дуже чітко показує, що відбувається непередбаченим космічним тілом, що надходить в атмосферу на високій швидкості. Рух в атмосфері викликає тертя, що в свою чергу призводить до нагріву. Якщо пристрій, що входить в атмосферу, не захищений спеціальними інженерними рішеннями, він згорнеться.
Історично, повернення космічних апаратів з орбіти асоціюється з ручними рейсами і фото супутниками розвідки (повернення фільму). Перший об'єкт, який повернувся з орбіти, був порожньою плівковою капсулою (оброблена технологія) Discoverer-13, яка приземлялася 10 серпня 1960 року. 18 серпня капсула з відтвореним Discoverer-14 повертається:


19 серпня Скрипка та Стрелька висаджували:


Ласка в космосі
Перше завдання, яке вирішується, полягає у визначенні термінів гальмування імпульсу. Земля обертається навколо осі, а посадковий майданчик обертається з ним. Супутник обертається на орбіті, площина якої зазвичай нахиляється відносно осі обертання Землі:


Якщо ви малюєте лінію руху супутника над землею на карті, ви отримуєте сині хвилі, які в кінцевому підсумку переходять наліво на карті через обертання Землі:


Таким чином, якщо ми хочемо висаджувати в зоні посадки, це не можна робити на кожному кроці. Але знаючи орбіту корабля, можна прогнозувати, коли місце посадки буде в площині орбіти.
Друге завдання полягає в тому, щоб надати необхідний гальмівний імпульс. Кожен справжній космічних апаратів має допустимий діапазон кутів входу в атмосферу. Якщо кут занадто великий, щільність атмосфери збільшиться занадто швидко, і це призведе до неприпустимого перевантаження або неприпустимого теплового навантаження на захист тепла. Якщо кут занадто невеликий, атмосфера не зможе «захопити» пристрій, і вона буде літати в космос.


Випічка в атмосферу
Третя задача – вижити гальмівку в атмосферу. Для цього пристрої оснащені спеціальним захистом тепла. Охоронний захист тепла виготовлений з багатьох шарів астетотекстоліту, просочених фенолформальдидними смолами. Вона повільно горить, як книга, в шарах, втратити температуру, привезену ззовні з опіковим шаром. Такий захист тепла одноразово використовується з моменту початку астронавтики, а зараз широко використовується. Другий варіант - композитні матеріали і кераміка, з яких виготовляються багаторазові плитки, що охоплюють пристрій. Цей варіант використовується космічний Shuttle і Buran.
Четверте завдання - контролювати спуск. Спочатку спуск був незахищений. радянські транспортні засоби були круглими, вони автоматично навігуються в потоці як ванка-стійка і спускалися на балістичну траєкторію. Ця схема дуже надійна, її використовують зараз в науково-біологічних супутниках «Фотон» і «Біон». Американські пристрої використовуються шунтування двигунів і скручування для підтримки режиму польоту теплозахисника вперед. Балістичний спуск має серйозні недоліки - перевантаження досягає 9 г при поверненні з кругової орбіти, 12 г при поверненні з місяця, а площа посадки вимірюється в сотні або навіть тисячі квадратних кілометрів. Тому розробники космічної техніки почали розробляти пристрої з керованою посадкою - "Аполло" і "Союз". Ідея, яка реалізована в них, є однаковою. Розміщення центру маси поза віссю симетрії призводить до того, що пристрій летить під стійким кутом атаки, створюючи ліфт:


Ця сила підйому витрачається на наступні дії:

• Повільнившись від апарату, яка простягається гальмуванням, зменшуючи перевантаження.
• Контрольний спуск, що дозволяє швидко висаджувати.

З контрольованим спуском, Союз і Аполлон перевантаження досягає 3-4 г, а відхилення від точки зору зазвичай становить кілька кілометрів.

Посадка.
П'яте завдання - м'яка посадка. У Сполучених Штатах, всі кораблі, крім маршрутів, висаджені. Вода – це «м'якше», ніж земля при посадці на низькій швидкості, а великий флот США дозволив швидко і ефективно підніматися на борту літака. У СРСР, на Востокських кораблях, космонавт вводив на висоту декількох кілометрів для амортизації ударів замість удару землі в апараті. «Універси» і «Унії» використовуються парашутно-jet-система: парашут надає стабільну низьку швидкість відхилення, а також перед тим, як торкнутися землю, реактивні двигуни знижують його, ідеально, до нуля.

ПТС НПП
Проспективна керована транспортна система (ППТС), ака Нова генерація керованого транспортного судна (PTC NP), є судном з досить довгою і цікавою історією. І необхідно розповісти, чому це необхідно і чому він використовує вибрані технічні рішення.

Що потрібно?
Це не питання. Справа в тому, що корабель Soyuz був створений для рейсів в місяць і, теоретично, може впоратися з завданнями, які ставлять перед PTC NP. Уже скоро п'ятдесят років роботи «Союз» отримала репутацію своєрідного простору «Газель» - не дуже комфортний, міцний, але міцний і надійний корабель. Чому змінити його на щось нове? Але є причини. Незважаючи на всі свої переваги, Об'єднання має недоліки, які не можна виправити шляхом модернізації:

1. Економіка. Одноразові і повністю багаторазові кораблі були не дуже успішними Частково багаторазовий корабель, який замінює тільки витратні агрегати, такі як тепловий щит, повинні бути дешевше і простіше працювати. "Союз" не може бути здійснений частково багаторазовим - удар на землю під час посадки порушує гарантію на міцність корпусу. Можна (і так це зроблено) зняти вузли з літаючого корабля і покласти на новий, але так як це не передбачено дизайном, він виходить не дуже ефективно.
2. Великий розмір зони посадки. Суюз зони посадки вже сприймаються як великі. Можливості маневрування під час спуску обмежуються дизайном землеробства - високим «головним світлом» не можуть досягати великих кутів атаки. Прискорена посадка не сумісна з відкриттям парашутів на висоті 10 км - за кілька хвилин спуску, вітер може перевозити судно на відстані.
3. Балістичний спуск. Балістичний режим спуску вимагає бронювання окремої зони посадки: перша площа для контрольованої посадки, друга в разі невиконання балістичного спуску. Перевантаження 9 г не буде радувати туристів, а при поверненні з місяця перевантаження 12 г вже небезпечно для здоров'я. Помилки, спуск у балістичний спуск при поверненні з місяця на Союзі означає надзвичайне зіткнення в Індійському океані, що більше не добре.
4. Туга. Об'єднання є досить тісним судном. Звичайно, астрономи не використовуються для подолання труднощів і складнощів космічного польоту, але чому не видаляти їх, якщо це можливо? І якщо ми збираємось перевозити туристів, то краще їх завантажити і забезпечити їх прийнятними умовами.
5. Невелика вага повернутого вантажу. Суюз землевласник може повернути тільки 50 кг вантажу разом з екіпажем, що викликає незручність.
6. Невеликий запас характерної швидкості. Якщо ми йдемо на місяць, ми хочемо мати більший запас характерної швидкості (delta-V). Радянська місячна програма була надзвичайно, на рівні ризику безпеки польоту, обмежена запасами палива через недостатню вантажопідйомність ракети Н-1, а також просте збільшення приладу і агрегатного відсіку Союзь неможливе без, по суті, створення нового корабля.
7. Обмеження перевізника. Суюз корабель міцно прив'язується до ракети-носіїв Союз, який зараз вибирає його без резерву для збільшення його вантажопідйомності. Теоретично можна перенести корабель до Протона, так як це було зроблено в 60-х роках для місячної програми, але це надзвичайно ірраціонально, тому що Протон поступово зникає з етапу через його недоліки.

Товари, крила.
Одним з нездатних технічних рішень, які були взяті на ПК НПП, було відторгнення крил (у порівнянні з Кліппером і МАКС). PTC NP - капсула трохи схожа на американський Аполлон. Вої несумісні з універсальністю. Вони допомагають зробити точну посадку, але ця перевага не порівняна з втратами, які будуть виникати, якщо ви диспергуєте без використання в космічній масі крил і аеродинамічних поверхнях до місяця, підставу в точці ланчу, астероїдів або Марса.

Спеціальна посадка
Другим нездатним технічним рішенням стала система висадки PTC NP. Спочатку було задумано бути повністю реактивним, оскільки ця схема дає найбільшу точність посадки. Проте, в повному струменевому приземленні піднімає занепокоєння безпеки, тому повернулися парашути. У своїй поточній формі система посадки складається з наступних етапів:

1. На висоті декількох кілометрів знизився тепловий щит (як в Союзі).
2. Три парашути відкривають на висоті 1,5 км. З трьох купівель використовуються, не потрібно запасний парашут (збій одного купола дає можливість збільшити швидкість відхилення).
   
   
   
3. Відкриті опори гасіння приземлення.
   
   
   
4. Відразу доторкнувшись до землі, запускається комплексна реактивна система посадки. Відключається бічна демонтаж вітру (за наявності) до вертикально нижче капсули і зменшує швидкість спуску до м'якого дотику.
5. Енергетика доторкнувшись землі, оцінюється посадковими полями і подушкою посадкових посадок (як прекавекція).

Така схема посадки передбачається забезпечення площі 5х5 км при нормальній посадці.

Історія розвитку
Все почалося, мабуть, з ідеєю ACTS - спільним з ESA космічних апаратів для рейсів в місяць, про в середині нуля. Спочатку планується, очевидно, модифікований Soyuz з Fregat верхнього етапу та спільним російсько-європейським обладнанням:
43260 р.

По закінченню нулів, ідея спільного корабля з ESA загинула, корабель почав розвиватися як тільки з російської, так і замість зміни Союзу, вона почала створюватися з нуля. Характеристика для кінця нуля була землевласником з припливом шунтування двигунів з боку:


З початку десятого років інфлюкс зникнув:
156280

Це модель, реалізована в Орбітері. Не дуже реалістично (Чому 8 двигунів?).
Найсвіжіший зовнішній вигляд корабля в публічному режимі - МАКС 2013:

У роботі є дуже активні, вони регулярно продаються телеканалом Roscosmos. Найсвіжіші відео – програма Cosmonautics, показаний в останній суботу:


Новини
Ви можете відслідковувати прогрес PTC NP за допомогою:

• Тема профілю на форумі "Космічні новини"
• Розкосмос ТБ Канали
• Блог тест-космонавта Марка Серова, який працює на RCC Energia на тему PTC NP.

Підготовка до польоту
Для цього рейсу нам необхідно:

• Якщо ви не завантажили його
• Додаток PTC NP
• Аддон Аеробрак МФД

План польоту.
Цей рейс можна розділити на наступні етапи:

1. Комбінація орбітальної площини з посадковим майданчиком.
2. Випічка на де-орбіт.
3. Контрольне гальмування в атмосферу.
4. Посадка.

Етап 1. Комбінація площини орбіти з майданчиком посадки
Завантажити скрипт. Я вибрав рейс, який збережений в останній пост, тому я думав, що це було цікавіше, ви можете використовувати ваші заощадження або завантажити скрипт. PTK NP - Занурення до ISS:


Так ми звернулися до МІС.


Ми хочемо, щоб повернутися до Востокного космодрому, тому ми вибираємо його в якості цілі в MFD-картах.Электронная пошта: sales@cn.comй Космічні порти - Востокни). Також ми переведемо лівий MFD в режим Аеробра.лівий Shift - F1й лівий Shift - Етикетивибір цілі ліворучДіал Востокний у вікні, що з'являється. Прискорюємо час, ми чекаємо до наступного повороту, ми літаємо над «Східним». Розблокування МІС Ctrl-D І давайте вам трохи імпульсу для дивергенції:


Доброго дня!

Етап 2. Бракінг для деортування
Після дивергенції з ІКС ми чекаємо на 18,000 км до Восточного, орієнтуючись на судно, щоб гальмувати свербіж вперед і дати імпульс деорбіту в той час, коли 17000 км залишаються на Восточний.


Гальм до Аеробрака МФД показує дефіцит 1000 км:


Для аеродинамічної переробки потрібно.

Етап 3. Контрольні гальмування в атмосфері
Перед входом в атмосферу необхідно відокремити відсіки. Орієнтовний корабель проти орбітальної швидкості вектор (попередній) і з нульовим валом. Є хороший автоматичний режим підтримки спрямованості "на рівні горизонту". Р.:


Ми чекаємо на висоту 150 км і знімаємо кабельно-мастовий прес. КК, падіння приладо-агрегованого відсіку шляхом пресування Жй На жаль, після поділу відсіків, параметри МФД будуть скидати. Виберіть східний ще раз, як ціль на Аероббрелок MFD. Зверніть увагу на зміну підсвітки - IDF, на жаль, розглянемо тільки реальні дані, без прогнозу. Натисніть кнопку ПАРДЖ і ПГ Поставте його в режим карти. Перенесення правого MFD до атмосферного режиму польоту (Электронная пошта: sales@hxxx.comй Электронная пошта: sales@cn.com). Результат зображений:


Наші два способи управління будуть тримачами і рулонами. Тример встановлюється кнопками Вс. і Дель Дел. блокувати над курсорами і імітує позицію центру маси:
-Б

В реальності цей кут фіксується, але тут, непомітно, ми можемо змінити його, що додає гнучкість.
При зміні кута рулону ми можемо створити бічну складову ліфта для переміщення на північ або південь. Якщо машина була більш маневреною, то можна відкинути зайву енергію, перемістивши змійку, але не вдалося.
На висоті 130 км з'являються перші сліди атмосфери, встановлюють кут нахилу 10 градусів і встановлюють триммер до максимуму.
Р

У 100 км час по черзі на музику.
У процесі зменшення з настанням впливу атмосфери капсул буде встановлена під кутом нахилу близько 12 градусів. Можливі коливання, але не допускають сильного гойдалки, принесуть його з режимом KILLROT.Нам 5).
Висота 65 км, звертайте увагу на зменшення підсвітки на лівому МФД і показання помітного підйому на правому МФД:
р.

Висота 61 км. Капсула вже втратила один кілометр на секунду і переходить в сходження через підйом:


Висота 50 км. На лівому MFD з'являється трек нашого рейсу:


Ми збираємо трохи далі на південь. Для переходу на північ, потрібно нахилити судно праворуч. У цьому випадку ліфт отримає бічну складову, відхиляючи нас на північ. Необхідно підтримувати баланс між підтриманням підйому і переміщенням бічних шляхів, щоб не сидіти з підсвічуванням.


На висоті нижче 40 км, ми повертаємо судно на більш вертикальну позицію - швидкісні краплі, підйомники. Звертаємо увагу на застібку - 3,3 Г - досить комфортний, і вже розщеплення. Таке перевантаження може бути досвідченим у громадському транспорті.


На відстані 15 км нульовий тример не допоможе нам. Це була помилка 12 км, більше, ніж я хотів би.


Посадка.
На висоті не менше 5 км, скидати небесне світло парашутного відсіку, натискаючи Жй На висоті не менше 3 км ми запустили процедуру відкриття парашутів за допомогою пресування ККй На висоті 1 км, скидати тепловий щит шляхом пресування Ж І ми відкриваємо посадкові стовпи, натиснувши. Рй Нехай земля.


На висоті 30 м перевертаємо на гальмівні двигуни (звичайно - прес).Мапа і зафіксуйте кнопку активації. Ктрл?й
499 р.

На дотик землі (якщо ви встигли) відключати двигуни. Поставлення парашутів в.лівий Shift - Нум 1) і відкрити люки (лівий Shift - Нам 2). Завітайте!


Висновок
Специфіка контрольованої посадки полягає в тому, що ви повинні діяти швидко, і немає способу виправити помилку. Хороші результати прийдуть до практики. Мій особистий запис становить 550 метрів від точки зору. Удачі з керованою посадкою!
Просто в разі - російська інструкція. Для PTC NP та інших додатків зазвичай є документація, вона розташована в папках Doc або Add-on Docs.

Для КDPV завдяки сайту з картинами Леонова та Соколова.
Джерело PTC NP зображень є RussianSpaceWeb.

Джерело: habrahabr.ru/post/217503/