A A A A Автор Тема: Межпланетные перелеты невозможны? Или ошибка расчета?  (Прочитано 1476 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Что-то у меня не сходятся с реальностью расчетные цифры перелета на Марс
Аппарат будет лететь в поле тяготения Солнца
Расчет работы по перемещению в гравитационном поле

Масса Солнца 1.99*1030кг       
Орбитальный радиус Земли 1.50*1011м
Орбитальный радиус Марса 2.05*1011м
Получим значение W=2,37*108 Дж для 1кг массы
Что соответствует скорости 21800м/с

Теперь считаем для примера какую скорость может набрать пустая, без полезной нагрузки ракета Р7
Ее характеристики:
Масса нач.280 т
Масса топлива 253т
Полезная нагрузка 5,5т
Масса сухой первой ступени 15.5т
Масса схой второй ступени 6т
Масса заправленной второй ступени 100т
Удельный импульс: 3100 м/с

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D1%8E%D0%B7_(%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%B0-%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C)

http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/r-7/r-7.shtml

Уравнение реактивного движения (Циолковского):

отсюда
v1=LN(275/(100+15.5))*3100=2689 м/с (1я ступень)
v2=LN((100)/6)*3100 =8721 м/с (2я ступень)
vсумм =11410 м/с
 
Если взять самое эффективное кислород - водородное топливо с импульсом 450с, то будет
v1=LN(275/(100+15.5))*4500=3903
v2=LN((100)/6)*4500 =12660
vсумм =16564 м/с

Итого вывод: ни одна даже пустая ракета-носитель до Марса не долетит!
Она даже близко не наберет нужной скорости
Но еще нужно вывести эту ракету за пределы земного тяготения!
У меня где – то ошибка?
« Последнее редактирование: 01 Июн 2017 [00:10:20] от Sophist »

Оффлайн bob

  • *****
  • Сообщений: 32 130
  • Благодарностей: 659
  • Carthago delenda est
    • Сообщения от bob
У меня где – то ошибка?
Не учли эффект Оберта.

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 136
  • Благодарностей: 20
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Вы взяли изменение потенциальной энергии, а работа- изменение полной механической, т. е. суммы
потенциальной и кинетической. Исходя из орбитальных скоростей( 30 и 24 км/с), изменение кин. энергии
составит 162 МДж/кг, изменение полной соответственно 75 МДж/кг, для чего необходимо приращение
скорости~12000 м/с.

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Не учли эффект Оберта.

А подробнее?

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Вы взяли изменение потенциальной энергии, а работа- изменение полной механической, т. е. суммы
потенциальной и кинетической. Исходя из орбитальных скоростей( 30 и 24 км/с), изменение кин. энергии
составит 162 МДж/кг, изменение полной соответственно 75 МДж/кг, для чего необходимо приращение
скорости~12000 м/с.

Здесь работа потенциального поля, она зависит только от координат, не зависит от пути, времени, скорости и прочего.
Иначе в формуле это было бы учтено
К тому же, даже если вы и правы, это мало повлияет на конечный вывод

Онлайн LV46

  • *****
  • Сообщений: 5 746
  • Благодарностей: 263
    • Сообщения от LV46
Итого вывод: ни одна даже пустая ракета-носитель до Марса не долетит!
Р7 и так никогда не долетит до Марса. Поэтому строят тяжелые носители типа SLS.
Ячейка общества: array[5 345 567 987]

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 136
  • Благодарностей: 20
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Вы взяли изменение потенциальной энергии, а работа- изменение полной механической, т. е. суммы
потенциальной и кинетической. Исходя из орбитальных скоростей( 30 и 24 км/с), изменение кин. энергии
составит 162 МДж/кг, изменение полной соответственно 75 МДж/кг, для чего необходимо приращение
скорости~12000 м/с.
К тому же, даже если вы и правы, это мало повлияет на конечный вывод
Вы имеете ввиду, что нужно еще преодолевать земное притяжение?
В любом случае,  получить вменяемые цифры можно только через полную энергию, а эффект Оберта при полетах
к Марсу или Венере не применяется.

Оффлайн VladTK

  • *****
  • Сообщений: 2 074
  • Благодарностей: 56
  • Через тернии к звездам
    • Сообщения от VladTK
А нафига по орбите Марса летать со скоростью 30 км/с?
Celestron C6-N

electric

  • Гость
Что бы долететь до Марса необходимо набрать 2-ую космическую (~11,2 км/с), перейти с круговой орбиты Земли на эллиптическую Земля-Марс (ещё ~3 км/с) и перейти с эллиптической орбиты Земля-Марс на примерно круговую Марса (ещё ~2,6 км/с). Итого нужно приращение скорости ~16,8 км/с. Гомановская_траектория
Полезная нагрузка 5,5т
...
vсумм =11410 м/с
Следовательно указанная ракеты разгоняет КА массой 5 т. до 2-ой косм.ск., который будет содержать свой двигатель и топливо, разгоняющий непосредственно спутник Марса.

Оффлайн Незван

  • *****
  • Сообщений: 3 015
  • Благодарностей: 63
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Незван
Здесь работа потенциального поля, она зависит только от координат, не зависит от пути, времени, скорости и прочего. Иначе в формуле это было бы учтено
Зато источник энергии зависит. Куда Вы денете 5700 м/с разницы между орбитальными скоростями Земли и Марса?

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Вы имеете ввиду, что нужно еще преодолевать земное притяжение?
Это тоже
Но даже без учета зо приия приращение скорости на обычном топливе будет меньше - 11560 м/с
эффект Оберта при полетах
к Марсу или Венере не применяется.
Поскольку чтобы его применить, надо еще долететь до Марса!

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Что бы долететь до Марса необходимо набрать 2-ую космическую (~11,2 км/с), перейти с круговой орбиты Земли на эллиптическую Земля-Марс (ещё ~3 км/с) и перейти с эллиптической орбиты Земля-Марс на примерно круговую Марса (ещё ~2,6 км/с). Итого нужно приращение скорости ~16,8 км/с.

А солнечную гравитацию уже научились отключать?

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Куда Вы денете 5700 м/с разницы между орбитальными скоростями Земли и Марса?

Во первых, скорость - векторная величина, т.е. помимо величины имеет значение еще и ее направление
Ну и законы Кеплера можете почитать

Оффлайн Незван

  • *****
  • Сообщений: 3 015
  • Благодарностей: 63
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Незван
Ну и законы Кеплера можете почитать
В законах Кеплера есть про энергию?  :o

Оффлайн Geen

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 11 176
  • Благодарностей: 171
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Geen
Ну и законы Кеплера можете почитать
1. Это Вы, кажется, просили помощи.
2. Да, почитайте законы Кеплера и посчитайте сколько надо энергии на увеличение большой полуоси в 1.2 раза. А других сообщений до этого не пишите.
Если у тебя есть фонтан, заткни его, дай отдохнуть и фонтану.

А ещё мы любим обсуждать вкус устриц с теми кто их ел...

Оффлайн Ulmo

  • *****
  • Сообщений: 1 365
  • Благодарностей: 36
    • Сообщения от Ulmo
У меня где – то ошибка?
Да. И не одна.
Тело находящееся на элиптической орбите апоцентр которой на орбите Марса, а перицентр на орбите Земли, уже само по себе, без какого либо реактивного двигателя и разгона долетает от Земли до Марса. А значит все что нам нужно это находять на орбите Земли увеличить скорость для перехода на орбиту перелета, а по прибытии на нее, опять увеличить скорость для перехода на орбиту Марса.
vсумм =11410 м/с
При такой скорости ваша ракета уже успешно вышла за пределы тяготения с земли с полезной нагрузкой в 5,5 тонн, включающей в себя в том числе и двигатель с топливом, для совершения выше написанных маневров, вто время как вы почему-то считаете, что ей еще разгонятся и разгонятся.


И как писали выше - почитайте про законы Кеплера и Гомановские орбиты, допустим тут и тут.

Оффлайн СТРОБОСКОП

  • *****
  • Сообщений: 1 820
  • Благодарностей: 99
    • Сообщения от СТРОБОСКОП
Итого вывод: ни одна даже пустая ракета-носитель до Марса не долетит!
Она даже близко не наберет нужной скорости
Но еще нужно вывести эту ракету за пределы земного тяготения!
У меня где – то ошибка?
Даже не нужно читать ваши расчеты, у вас ошибка, "Вояджер" не только до орбиты Марса долетел, но улетел за  пределы солнечной системы. Так что ищите ошибку.
Дважды прадед!

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
При такой скорости ваша ракета уже успешно вышла за пределы тяготения с земли с полезной нагрузкой в 5,5 тонн, включающей в себя в том числе и двигатель с топливом, для совершения выше написанных маневров, вто время как вы почему-то считаете, что ей еще разгонятся и разгонятся.
Хоть условие задачи прочитайте, прежде чем отвечать

Оффлайн SophistАвтор темы

  • **
  • Сообщений: 80
  • Благодарностей: 0
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Sophist
Даже не нужно читать ваши расчеты, у вас ошибка
Так и не читайте, вас никто и не заставляет
В законах Кеплера есть про энергию?

Там есть кое-что про то, куда девается скорость

Оффлайн СТРОБОСКОП

  • *****
  • Сообщений: 1 820
  • Благодарностей: 99
    • Сообщения от СТРОБОСКОП
Что соответствует скорости 21800м/с
Вас не смущает, что чтобы достичь Марса нужна скорость больше 3-й космической. У вас постановка задачи неверна. Вы решаете задачу " какую скорость надо придать неподвижному телу, на орбите земли, чтобы оно долетело до орбиты Марса?" К межпланетным путешествиям такая задачка отношение не имеет, это задачка про переход кинетической энергии в потенциальную.
Дважды прадед!