Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Сгорит или выпадет?  (Прочитано 783 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Онлайн AluminiumАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 522
  • Рейтинг: +100/-5
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Aluminium
Сгорит или выпадет?
« : 19 Ноя 2018 [18:34:56] »
Не. Метровые, если мне память не изменяет, сгорают всегда без остатка в плотных слоях.
Аполлоны входили в атмосферу Земли на скорости 11 км/с и что-то я сомневаюсь, что у них была защита метровой толщины.

Предела, при котором тело гарантированно сгорит целиком, я не знаю. С точки зрения торможения в атмосфере для железного тела теоретическая граница около 1,5 метра, для каменного - 5 метров, для ледяного - 15 метров. Более крупные могут долететь на высокой скорости до поверхности, если прочности хватит. Более мелкие тела не обязательно разрушатся, но существенно затормозятся перед падением.

Оффлайн bob

  • *****
  • Сообщений: 32 160
  • Рейтинг: +787/-133
  • Carthago delenda est
    • Show only replies by bob
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #1 : 19 Ноя 2018 [18:43:14] »
Аполлоны входили в атмосферу Земли на скорости 11 км/с и что-то я сомневаюсь, что у них была защита метровой толщины.
У КА специальная абляционная защита есть. К примеру, "Союз" тоже спокойно садится, а вот от "Прогресса", собственно и отличающегося от него только отсутствием абляционного экрана, до океана не долетает почти ничего, хоть скорость и восемь с копейками всего. Астероиды абляционной защиты, понятное дело, иметь не могут.

Онлайн AluminiumАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 522
  • Рейтинг: +100/-5
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Aluminium
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #2 : 19 Ноя 2018 [19:05:23] »
Космические аппараты помимо прочего облегчаются настолько, насколько это в принципе возможно. При размере 3x7 метров сухая масса "Прогресса" примерно как у метрового астероида. Но отношение масса/площадь в 20 раз меньше, то есть как у 5-сантиметрового.

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 1 740
  • Рейтинг: +18/-4
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by viesis
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #3 : 19 Ноя 2018 [19:44:53] »
Космические аппараты помимо прочего облегчаются настолько, насколько это в принципе возможно. При размере 3x7 метров сухая масса "Прогресса" примерно как у метрового астероида. Но отношение масса/площадь в 20 раз меньше, то есть как у 5-сантиметрового.
Наверно даже еще меньше, масса собственно корпуса у Прогресса вряд ли больше 2 тонн.

Оффлайн Dem

  • *****
  • Сообщений: 4 996
  • Рейтинг: +62/-3
  • Звёзды зовут...
    • Show only replies by Dem
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #4 : 20 Ноя 2018 [09:33:22] »
У КА специальная абляционная защита есть. К примеру, "Союз" тоже спокойно садится, а вот от "Прогресса", собственно и отличающегося от него только отсутствием абляционного экрана, до океана не долетает почти ничего, хоть скорость и восемь с копейками всего.
Они - из легкоплавкого и легко окисляющегося люминя, совершенно нетипичная ситуация. Кроме того не просто так их над океаном роняют, может и долетает что.

Оффлайн Андрей Курилов

  • *****
  • Сообщений: 7 080
  • Рейтинг: +160/-31
  • homo homini lupus est
    • Show only replies by Андрей Курилов
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #5 : 20 Ноя 2018 [21:21:18] »


Не. Метровые, если мне память не изменяет, сгорают всегда без остатка в плотных слоях.
Аполлоны входили в атмосферу Земли на скорости 11 км/с и что-то я сомневаюсь, что у них была защита метровой толщины.

Предела, при котором тело гарантированно сгорит целиком, я не знаю. С точки зрения торможения в атмосфере для железного тела теоретическая граница около 1,5 метра, для каменного - 5 метров, для ледяного - 15 метров. Более крупные могут долететь на высокой скорости до поверхности, если прочности хватит. Более мелкие тела не обязательно разрушатся, но существенно затормозятся перед падением.

Это у вас от непонимания процессов, происходящих при торможении в атмосфере. На скоростях во многие км/с определяющим механизмом передачи энергии от фронта ударной волны к телу является излучение. Которое является чернотельным. Это как если бы Солнце было в полнеба, а температура его фотосферы была бы в разы выше. Это вызывает очень сильную абляцию, которая, в свою очередь порождает очень большое давление, разрушающее камни. Для эффективной теплозащиты достаточно довольно тонкого слоя вещества, которое бы имело:
1. Очень высокую удельную теплоту испарения.
2. Очень низкую теплопроводность.

Ни металлы, ни камень на эту роль не подходят, они будут быстро разрушены. А вот армированный пористый углерод подходит хорошо.

Онлайн AluminiumАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 522
  • Рейтинг: +100/-5
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Aluminium
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #6 : 20 Ноя 2018 [22:07:43] »
Это у вас от непонимания процессов, происходящих при торможении в атмосфере.
Если у Вас понимание есть, приведите конкретные числа и формулы, а не пространные рассуждения на тему, что происходит на самом деле.

Оффлайн boch

  • *****
  • Сообщений: 9 777
  • Рейтинг: +280/-19
  • Наши предки ели репу! Я видел Большую Медведицу!
    • Show only replies by boch
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #7 : 20 Ноя 2018 [22:09:21] »
Абляцию да, давление сомнительно. Область абляции с боков ничем не ограничена и материал свободно "стекает" в конус ударной волны. Давление не по причине абляции, а в соответствии с лобовым сопротивлением по известной формуле.
И прошу в ближайшие несколько дней не писать в теме даже намеки, где будут подниматься метеориты. Горшечное.

С точки зрения памяти о тебе - реальность и вымысел равноправны.

Послевкусие - грибные жопки да пивные пробки.

Оффлайн vsi

  • *****
  • Сообщений: 1 263
  • Рейтинг: +22/-0
    • Show only replies by vsi
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #8 : 20 Ноя 2018 [22:19:57] »
На самом деле СА КА очень легкий, относительно его размеров. Торможение КА происходит на высотах порядка80 - 100 км, и по скользящей траектории. В качестве обратного примера Вы можете рассмотреть Челябинский мнтеорит, к-й, в силу большой поперечной нагрузки, пробил атмосферу до 30 и ниже км, не снижая скорости, и "разбился в лепешку". Ниже еще хужее. Какие материалы не применяй при такой траектории, всё едино.
don't go around tonight  it's bound to take your life
there's a bad moon on the rise

Оффлайн boch

  • *****
  • Сообщений: 9 777
  • Рейтинг: +280/-19
  • Наши предки ели репу! Я видел Большую Медведицу!
    • Show only replies by boch
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #9 : 20 Ноя 2018 [22:31:51] »
Даже метеороиды поперечником порядка 1 метра (до входа) имеют скорость при крутом входе в атмосферу около 9 км/сек на высоте 20 км, то есть более первой космической. То есть проникновение с космическими скоростями весьма до низких высот происходит.
И прошу в ближайшие несколько дней не писать в теме даже намеки, где будут подниматься метеориты. Горшечное.

С точки зрения памяти о тебе - реальность и вымысел равноправны.

Послевкусие - грибные жопки да пивные пробки.

Оффлайн T^Im

  • ****
  • Сообщений: 424
  • Рейтинг: +24/-0
    • Show only replies by T^Im
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #10 : 21 Ноя 2018 [03:39:42] »
На самом деле СА КА очень легкий, относительно его размеров. Торможение КА происходит на высотах порядка 80 - 100 км
Да, это малая инерционность полого корабля по сравнению с цельным астероидом. Корабль будет очень быстро тормозиться до Стоксовой скорости свободного падения в среде. Это как теннисный мяч и камень.
Абляцию да, давление сомнительно.  ... Давление не по причине абляции, а в соответствии с лобовым сопротивлением по известной формуле.
Если я не ошибся в расчетах, то для метрового астероида давление от силы лобового сопротивления по порядку величины сильно меньше одной атмосферы. И несмотря на радиус тела в знаменателе формулы давления, даже для мелкого песка давление от силы лобового сопротивления не станет разрушительным.
Даже метеороиды поперечником порядка 1 метра (до входа) имеют скорость при крутом входе в атмосферу около 9 км/сек на высоте 20 км
Интересно, это примерно для каких начальных скоростей метеороида вдали от Земли?

Оффлайн boch

  • *****
  • Сообщений: 9 777
  • Рейтинг: +280/-19
  • Наши предки ели репу! Я видел Большую Медведицу!
    • Show only replies by boch
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #11 : 21 Ноя 2018 [09:22:42] »
Интересно, это примерно для каких начальных скоростей метеороида вдали от Земли?
Таких, как Ozerki этого лета. С крутой траекторией входа более 75 градусов и скоростями входа в разреженные слои атмосферы 18-20 км/сек.


И несмотря на радиус тела в знаменателе формулы давления, даже для мелкого песка давление от силы лобового сопротивления не станет разрушительным.

Вынужден согласиться - считал давно, потому не могу точно сказать "о числах", но порядок мал. Надо к этому вопросу присмотреться тщательнее... Порядок примерно такой, то есть не катастрофические величины:
Торможение в потоке через лобовое сопротивление оказалось маленьким - отрицательное ускорение в диапазоне
20 км - 0,36 м/сек*сек
15 км - 0,5  м/сек*сек
10 км - 0,41  м/сек*сек
5 км - 0,18  м/сек*сек

То есть основные перегрузки на высоте 15 км.

Как то коряво у меня записано и не могу гарантировать "из какой оперы" эти числа. Помню, что считал "для падающего тела", но подозрительно малые величины. Надо тоже пристальнее это будет посмотреть. Возможно, просчитать ускорения на высотах выше 20 км, почему там объект катастрофически разрушается.
« Последнее редактирование: 21 Ноя 2018 [09:54:36] от boch »
И прошу в ближайшие несколько дней не писать в теме даже намеки, где будут подниматься метеориты. Горшечное.

С точки зрения памяти о тебе - реальность и вымысел равноправны.

Послевкусие - грибные жопки да пивные пробки.

Оффлайн Андрей Курилов

  • *****
  • Сообщений: 7 080
  • Рейтинг: +160/-31
  • homo homini lupus est
    • Show only replies by Андрей Курилов
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #12 : 21 Ноя 2018 [11:07:49] »
Это у вас от непонимания процессов, происходящих при торможении в атмосфере.
Если у Вас понимание есть, приведите конкретные числа и формулы, а не пространные рассуждения на тему, что происходит на самом деле.
Уже разбиралось в теме про ЧМ в своё время. Там были все ссылки

Оффлайн Андрей Курилов

  • *****
  • Сообщений: 7 080
  • Рейтинг: +160/-31
  • homo homini lupus est
    • Show only replies by Андрей Курилов
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #13 : 21 Ноя 2018 [11:08:56] »


Абляцию да, давление сомнительно.
Как вы себе представляете абляцию без реактивной силы?

Онлайн AluminiumАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 522
  • Рейтинг: +100/-5
  • Мне нравится этот форум!
    • Show only replies by Aluminium
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #14 : 21 Ноя 2018 [11:12:01] »
Уже разбиралось в теме про ЧМ в своё время. Там были все ссылки
Предлагаете просмотреть 5500 ответов и убедиться, что нужной информации в этой теме нет?

Оффлайн Андрей Курилов

  • *****
  • Сообщений: 7 080
  • Рейтинг: +160/-31
  • homo homini lupus est
    • Show only replies by Андрей Курилов
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #15 : 21 Ноя 2018 [17:40:42] »
Уже разбиралось в теме про ЧМ в своё время. Там были все ссылки
Предлагаете просмотреть 5500 ответов и убедиться, что нужной информации в этой теме нет?
Мне тоже, честно говоря, не очень хочется :)

Оффлайн bob

  • *****
  • Сообщений: 32 160
  • Рейтинг: +787/-133
  • Carthago delenda est
    • Show only replies by bob
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #16 : 21 Ноя 2018 [18:10:40] »
Помню, что считал "для падающего тела", но подозрительно малые величины.
Посмотрите:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B7%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%82%D0%B0
При разработке первых космических кораблей конструктора столкнулись с получавшейся в расчётах запредельной необходимой массой тепловой защиты. Метры стали были нужны, чтобы аппарат при входе в атмосферу не сгорел. Тогда и применили абляцию. Во первых, корабль это тонкостенный лёгкий бак с большим лобовым сопротивлением при небольшой массе (парусность большая), а во вторых совсем тонкий слой абляционного материала вполне его защищает. Метеороиду в этом плане как раз хуже от того, что он цельный, тормозится плохо, а абляционной или керамической защиты не имеет. Ну и вспомните, что произошло с "Колумбией" из-за нарушения теплозащиты. То же, что и со средним болидом. Причём, разнесло и сожгло её даже не в тропопаузе, где дохнет большинство мелких астероидов, а ещё в мезопаузе, на 60-70 км выше.
https://youtu.be/ixzfN85-zQU?t=147
« Последнее редактирование: 21 Ноя 2018 [18:18:08] от bob »

Онлайн Андрей Астрофизический

  • *****
  • Сообщений: 2 771
  • Рейтинг: +115/-20
  • Неисправимый мечтатель
    • Show only replies by Андрей Астрофизический
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #17 : 21 Ноя 2018 [18:20:27] »
Во первых, корабль это тонкостенный лёгкий бак с большим лобовым сопротивлением при небольшой массе (парусность большая)
Ну и вспомните, что произошло с "Колумбией" из-за нарушения теплозащиты...
А не потому ли, последствия для шаттла были столь тяжелы, что он из-за своей аэродинамики имел лобовое сопротивление намного меньше, чем при его массе и размерах можно было бы сделать. И на больших скоростях долетал до более плотных слоев, чем если бы был к примеру, шаром той же примерно массы и внутреннего объема. Хотя это был бы не шаттл уже, конечно :)
Просто возникла такая мысль, что излишняя аэродинамичность оказалась одной из проблем шатлов в итоге. Мб один из основных факторов не слишком удачной конструкции.
Поиск экзопланет по свойствам
3D карта галактики
Покажите Исааку Ньютону формулу: E = m*c^2 - и он воскликнет - Что за чушь!
Однако же, восьмерке приказано лежать.

Оффлайн boch

  • *****
  • Сообщений: 9 777
  • Рейтинг: +280/-19
  • Наши предки ели репу! Я видел Большую Медведицу!
    • Show only replies by boch
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #18 : 21 Ноя 2018 [19:58:28] »
Зато наши страдали из-за огромных перегрузок.
И прошу в ближайшие несколько дней не писать в теме даже намеки, где будут подниматься метеориты. Горшечное.

С точки зрения памяти о тебе - реальность и вымысел равноправны.

Послевкусие - грибные жопки да пивные пробки.

Оффлайн T^Im

  • ****
  • Сообщений: 424
  • Рейтинг: +24/-0
    • Show only replies by T^Im
Re: Сгорит или выпадет?
« Ответ #19 : 22 Ноя 2018 [01:30:44] »
А не потому ли, последствия для шаттла были столь тяжелы, что он из-за своей аэродинамики имел лобовое сопротивление намного меньше, чем при его массе и размерах можно было бы сделать.
В Википедии достаточно подробно описан процесс посадки шаттла для ответа на этот вопрос:
Цитировать
Корабль входит в атмосферу с большим углом атаки (порядка 40°). Сохраняя данный угол тангажа, корабль выполняет несколько S-образных манёвров с креном до 70°, эффективно гася скорость в верхних слоях атмосферы (это также позволяет минимизировать подъёмную силу крыла, нежелательную на данном этапе). Температура отдельных участков теплозащиты корабля на этом этапе превышает 1500°. Максимальная перегрузка, испытываемая астронавтами на этапе атмосферного торможения — около 1,5 g.
Т.е. скорее наоборот - для повышения сопротивления шаттл специально задирал нос, ухудшая аэродинамику, чтобы эффективно тормозить брюхом (чтобы выделяющееся из кинетической энергии тепло распределялась по большей площади).
Помню, что считал "для падающего тела", но подозрительно малые величины. Надо тоже пристальнее это будет посмотреть. Возможно, просчитать ускорения на высотах выше 20 км, почему там объект катастрофически разрушается.
Насколько понимаю, прикинуть порядок величин как ускорения, так и давления можно по закону Стокса для силы лобового сопротивления:

далее по второму ЗН считается ускорение, а делением на площадь полусферы - давление, параметрами при этом будут скорость, радиус и плотность тела (плюс надо еще брать коэффициент вязкости воздуха для нужной высоты).