Пыль при посадке на Луну/Марс

[Короб]

Приведите зависимость силы давления и давления на поверхность Луны от высоты над поверхностью Луны.

Правда? Импульс чего? Реактивной струи? А как же закон сохранения импульса? Куда же импульс девается?

Расшифруйте, что за мысль должна скрываться за этим набором слов.

[Короб]

Ну рассчитайте мне, давление на лунную поверхность, реактивной струи АМС, выполняющей маневры ориентации на около-марсианской орбите. Во время маневра один из реактивных импульсов был направлен в сторону Луны.

Да элементарно.
Давление, оказываемое струёй газа на поверхность луны будет равно произведению массы газа достигшего Луны на его конечную скорость (скорость столкновения с Луной), делённому на площадь воздействие струи газа в единицу времени (относится к проекциям всех векторов на ось двигатель-Луна).

[Geen]

По моему, это всё-таки троллинг...

[zam2]

Приведите зависимость силы давления и давления на поверхность Луны от высоты над поверхностью Луны.

Правда? Импульс чего? Реактивной струи? А как же закон сохранения импульса? Куда же импульс девается?

Расшифруйте, что за мысль должна скрываться за этим набором слов.

Укажите, значение каких слов из данного набора вам неизвестно.

[Короб]

Укажите, значение каких слов из данного набора вам неизвестно.

Смысл каждого Вашего слова по отдельности мне понятен.
Мне не понятен смысл набранного Вами из этих слов текста.

[zam2]

Смысл каждого Вашего слова по отдельности мне понятен.

Это замечательно.

Мне не понятен смысл набранного Вами из этих слов текста.

Попробую изложить подробнее.
Непосредственно перед посадкой реактивная струя давит на поверхность Луны с силой \(F_0\) и оказывает на эту поверхность давление \(p_0\). Я вас прошу написать выражения, по которым можно вычислить эти величины в зависимости от расстояния спускаемого аппарата до поверхности Луны. То есть функции \(F\left ( h \right )\) и \(p\left ( h \right )\). Это первое.
А вот второе. Вы утверждаете, что "проекция импульса на нормаль к поверхности Луны у самой поверхности будет выше, чем такая же проекция на срезе сопла". Вот мне и интересно - почему меньше? Куда делась часть импульса?

[Андрей Астрофизический]

По моему, это всё-таки троллинг...

Я тоже пришел к такому выводу...

[konstkir]

Увы, многие темы приходят к этому, пока не находится желающий внятно и подробно  ответить на вопрос. Нужны численные оценки, но те кто не могут, не знают или не хотят, но поговорить не прочь - переходят на частности, терминологию и грамматику вплоть до обсуждения точек и запятых, грамотности и уровня оппонента - это и есть троллизм.
 

[Короб]

Попробую изложить подробнее.Непосредственно перед посадкой реактивная струя давит на поверхность Луны с силой F 0  F_0 и оказывает на эту поверхность давление p 0  p_0. Я вас прошу написать выражения, по которым можно вычислить эти величины в зависимости от расстояния спускаемого аппарата до поверхности Луны. То есть функции F(h) F\left ( h \right ) и p(h) p\left ( h \right ). Это первое.А вот второе. Вы утверждаете, что "проекция импульса на нормаль к поверхности Луны у самой поверхности будет выше, чем такая же проекция на срезе сопла". Вот мне и интересно - почему меньше? Куда делась часть импульса?

Начну со второго. Часть импульса никуда не девается, а наоборот приобретается. Особенность газовой струи из сопла двигателя в вакууме в том, что газ после среза сопла всё ещё продолжает ускоренно расширяться до тех пор, пока не станет "идеальным"(изменение режима течения струи от сплошного до свободномолекулярного). Таким образом скорость газа у поверхности Луны будет выше, чем она была на срезе сопла. Соответственно импульс - больше.

Что касается первого вопроса, то для определения силового и телового воздействия струй на преграды используются модели пространственного распределения плотности газа.
Формулы мне писать лень.
Идею можете подсмотреть в учебниках,  например здесь: http://www.sibran.ru/upload/iblock/651/6513f12a87a6eba98af4fea34d139ec5.pdf

[zam2]

Часть импульса никуда не девается, а наоборот приобретается.

Чтобы изменился импульс, необходимо присутствие внешних сил. https://ru.wikipedia.org/wikiТеорема_об_изменении_количества_движения_системы.

Особенность газовой струи из сопла двигателя в вакууме в том, что газ после среза сопла всё ещё продолжает ускоренно расширяться до тех пор, пока не станет "идеальным"(изменение режима течения струи от сплошного до свободномолекулярного). Таким образом скорость газа у поверхности Луны будет выше, чем она была на срезе сопла. Соответственно импульс - больше.

Скорость увеличивается, плотность уменьшается, импульс остаётся неизменным.

Формулы мне писать лень.

Кто бы сомневался? Зато не лень писать ерунду типа

Для данного примера давление на поверхность луны будет оказываться реактивной струёй с любой высоты (солнечный ветер не учитываем). Более того проекция импульса на нормаль к поверхности Луны у самой поверхности будет выше, чем такая же проекция на срезе сопла.

[Короб]

Скорость увеличивается, плотность уменьшается, импульс остаётся неизменным.

Всё плохо.

Кто бы сомневался? Зато не лень писать ерунду типа Цитата: Короб от 15.02.2019 [22:45:43]Для данного примера давление на поверхность луны будет оказываться реактивной струёй с любой высоты (солнечный ветер не учитываем). Более того проекция импульса на нормаль к поверхности Луны у самой поверхности будет выше, чем такая же проекция на срезе сопла.

И в чём же тут ерунда? Вы ссылку на учебник посмотрели? Там как раз даже текстом прописано, в виде слов (особенно важно, если для кого-то формулы выглядят непонятными и кажутся бессмысленными)

[СТРОБОСКОП]

Цитата: zam2 от Сегодня в 10:45:49
Скорость увеличивается, плотность уменьшается, импульс остаётся неизменным.

Всё плохо.

Уважаемый Короб, ну хотя бы закон сохранения вспомните. Или поясните, почему он не выполняется в этой ситуации.
Вы же сами написали, что:

Таким образом скорость газа у поверхности Луны будет выше, чем она была на срезе сопла. Соответственно импульс - больше.

[sharp]

Особенность газовой струи из сопла двигателя в вакууме в том, что газ после среза сопла всё ещё продолжает ускоренно расширяться до тех пор, пока не станет "идеальным"(изменение режима течения струи от сплошного до свободномолекулярного). Таким образом скорость газа у поверхности Луны будет выше, чем она была на срезе сопла. Соответственно импульс - больше.

Выделил ту часть поста, которая несет в себе разумную мысль. Все дело именно в расширении газа в вакууме. Когда газ стремительно расширяется, его давление столь же стремительно падает.

Проиллюстрирую, как это происходит. Непосредственно под соплом струя газа имеет диаметр около 1 метра, в метре под соплом она уже около 3 метров, а в 50 метрах под соплом уже достигает сотни метров. Таким образом, если корабль например зависает на высоте 50 метров, а тяга двигателя около 1.5 тонн силы, то давление на грунт посчитать очень легко: 1.5 тс (около 15000 Ньютон) поделить на площадь круга диаметром 100 метров (31400 м2). Получаете давление менее 0.5 Н/м2, или 0.5 Па. То есть на кв.метр грунта равномерно действует сила всего в 0.5 Н, понимаете? Это настолько ничтожно мало, что едва может потревожить отдельно взятую песчинку.
Только по мере снижения давление струи на грунт возрастает, и под конец посадки довольно много пыли приходит в движение. Но все равно давление струи на грунт непосредственно перед контактом с поверхностью не превышает 0.1 атмосферы, что явно недостаточно для того, чтобы прокопать какую-то там воронку.

[sharp]

Я о том, что частицы разных размеров разлетаются на разные расстояния с разными скоростями с зависимости от тяги и продолжительности воздействия выхлопа двигателя.
Если "угадать" момент посадки, то можно создать поток пыли, который зацепит, например LRO.

Абсолютно надуманная и несуществующая проблема. Во-первых подавляющее большинство частиц пыли не набирает и одного км/с. Во-вторых, даже то что вылетит, не повысит плотность микрочастиц, естественным образом присутствующих в окололунном пространстве.

[zam2]

Скорость увеличивается, плотность уменьшается, импульс остаётся неизменным.

Всё плохо.

Плохо тут только одно. Вместо корректного термина "поток импульса" используется просто слово "импульс". Всё остальное верно.

Кто бы сомневался? Зато не лень писать ерунду типа Цитата: Короб от 15.02.2019 [22:45:43]Для данного примера давление на поверхность луны будет оказываться реактивной струёй с любой высоты (солнечный ветер не учитываем). Более того проекция импульса на нормаль к поверхности Луны у самой поверхности будет выше, чем такая же проекция на срезе сопла.

И в чём же тут ерунда? Вы ссылку на учебник посмотрели? Там как раз даже текстом прописано, в виде слов (особенно важно, если для кого-то формулы выглядят непонятными и кажутся бессмысленными)

Ерунда тут в том, что это враньё. Ваша ссылка не на учебник, а на статью авторов из института технической (хе-хе) механики. В статье слово "импульс" встречается всего один раз: "основная масса и импульс струи сосредоточены в центральном ядре".
Приведите цитату из статьи, где "даже текстом прописано, в виде слов", то, что могло бы подтвердить ваши измышлизмы.

[Demidrol]

Абсолютно надуманная и несуществующая проблема. Во-первых подавляющее большинство частиц пыли не набирает и одного км/с. Во-вторых, даже то что вылетит, не повысит плотность микрочастиц, естественным образом присутствующих в окололунном пространстве.

Это вам так кажется. При посадке ЛМ камушки 1-10 см улетали на 1,5 км, микрочастицы развивали скорости в сотни метров/сек. Некоторые частицы пыли почти облетали Луну перед столкновением, а мельчайшие превышали 2 км/сек.
При посадке больших аппаратов плотность газов будет выше и если добавить к этому продолжительное время воздействия такой газовой струи, то проблема не такая уж и надуманная.

[Короб]

Проиллюстрирую, как это происходит. Непосредственно под соплом струя газа имеет диаметр около 1 метра, в метре под соплом она уже около 3 метров, а в 50 метрах под соплом уже достигает сотни метров. Таким образом, если корабль например зависает на высоте 50 метров, а тяга двигателя около 1.5 тонн силы, то давление на грунт посчитать очень легко: 1.5 тс (около 15000 Ньютон) поделить на площадь круга диаметром 100 метров (31400 м2). Получаете давление менее 0.5 Н/м2, или 0.5 Па. То есть на кв.метр грунта равномерно действует сила всего в 0.5 Н, понимаете? Это настолько ничтожно мало, что едва может потревожить отдельно взятую песчинку.

Вы совершенно правы.
Просто мои околонаучные оппоненты видят прямую связь между давлением и импульсом и никак не возьмут в толк, что для данного примера передаваемый Луне от газовой струи импульс может расти с удалением от сопла, при этом давление, оказываемое этой же струёй на поверхность будет падать.

[Demidrol]

Это настолько ничтожно мало, что едва может потревожить отдельно взятую песчинку.

Почитайте отчеты о посадке LM Apollo. Особенно Apollo 12.
https://www.hq.nasa.gov/alsj/a12/a12-techdebrief.pdf

As soon as I got the vehicle stopped in horizontal velocity at 300 feet , we picked up a tremendous amount of dust ; much more so than I expected . I could see the boulders through the dust, but the dust went as far as I could see in any direction and completely obliterated craters and anything else.

[zam2]

Просто мои околонаучные оппоненты...

У вас нет и не может быть ни научных, ни околонаучных оппонентов. Просто потому, что вас и рядом с наукой не стояло.

...видят прямую связь между давлением и импульсом...

Видят связь между давлением (а также плотностью и скоростью) и потоком импульса. Не такая уж эта связь и прямая.
Плотность потока импульса в направлении скорости жидкости(газа) равна:\[\prod = p+\rho v^2\]Источник: ЛЛ-6, параграф 7, в самом конце: http://scask.ru/book_t_phis6.php?id=9.
Чёрт возьми!!! Сам бы я написал \(\prod = p+\frac{\rho v^2}{2}\), как в уравнении Бернулли. Разбирающиеся (не Короб, упаси боже), можете разъяснить, в чём тут дело?

для данного примера передаваемый Луне от газовой струи импульс может расти с удалением от сопла

Не может расти. Ну, разве что, за счет того, что выброшенные двигателем газы падают на поверхность Луны с ускорением свободного падения для Луны. Но это такая мизерная добавка, что её и не обнаружить, пожалуй.

[Короб]

Плотность потока импульса в направлении скорости жидкости(газа) равна:

Что вы привязались ко мне с Вашей плотностью потока импульса? Я хоть где-нибудь обмолвился об этом?
Я говорил про импульс. Импульс, Карл!

У вас нет и не может быть ни научных, ни околонаучных оппонентов. Просто потому, что вас и рядом с наукой не стояло.

Это уж точно. Ваш-то уровень знания физики - это о-го-го, а не просто жук лапкой потрогал! Не слишком ли жалкие попытки самоутвердиться?