Вопросы по Марсу

[TabulaRasa]

И мне нужно (по формуле Жуковского) прикинуть минимальную скорость его отрыва от ВПП. Написал пока от фонаря 300 км/ч, но хотелось бы указать точнее.

При такой плотности работает уже не Жуковский, а Ньютон.
К примеру. SR-71 «Blackbird» при статическом потолке 25 929 метров держит скорость 3529,56 км/ч. Надо полагать, что в марсианской атмосфере (примерно 35 км земной) значение необходимой скорости будет гораздо выше.

[библиограф]

 О, нашелся тут доморощенный аэродинамик!
Жуковский посрамлён!
Проектов Марсианских самолетов множество, почтайте сами, прежде чем писать здесь и срамиться!
https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=170505

[TabulaRasa]

Мне Ваш посыл понятен - я тоже Вас рад видеть.  Поясните чем это я вместе с Жуковским посрамился.

[petrovich1964]

это я вместе с Жуковским посрамился.

Есть Ньютон и есть его законы. Чтобы тело получило ускорение вверх, для противодействия ускорению всемирного тяготения, надо некую массу (воздух в данном случае) отбросить вниз. Всё остальное должно соотвествовать законам Ньютона. Говорить что появляется некая сила от того что скорость потока сверху больше чем скорость потока снизу - это уже не по Ньютону. А всё должно соответствовать законам Ньютона.

[TabulaRasa]

Вернемся к началу. Уважаемый г-н Громов просит расчитать скорость отрыва ЛА на Марсе по формуле Жуковского.
Но это невозможно. Сверхзвуковая аэродинамика базируется на других формулах.
http://78.29.20.90/dw/lib/exe/fetch.php/ps:dubovikvm:karman._sverxzvukovaja_aehrodinamika.pdf

А всё должно соответствовать законам Ньютона

Вы не поверите, но это так и работает.

[Gromov]

Сверхзвуковая аэродинамика базируется на других формулах.

Охотно допускаю, что это так, однако и скорость звука в атмосфере Марса совершенно другая.

[Dmitry K]

расчитать скорость отрыва ЛА на Марсе по формуле Жуковского.
Но это невозможно. Сверхзвуковая аэродинамика базируется на других формулах.

С чего вы решили, что на Марсе возможны только сверхзвуковые самолеты? Кстати, сверхзвуковые самолеты все равно  осуществляют взлет на дозвуковых скоростях

[TabulaRasa]

скорость звука в атмосфере Марса совершенно другая.

Да, верно. Не совершенно, но разница есть. Если не ошибаюсь, атмосфера Марса это в основном углекислый газ  (259 м/c),  а для земной атмосферы это 331 м/c. -  Есть зависимость от давления и большая зависимость - от температуры, но я сейчас изложу почему это не существенно. 

[TabulaRasa]

С чего вы решили, что на Марсе возможны только сверхзвуковые самолеты? Кстати, сверхзвуковые самолеты все равно  осуществляют взлет на дозвуковых скоростях

Сверхзвуковое самолетостроение это всегда боль, потому что необходимо  параллельно решать  две взаимоисключающие задачи - обеспечить аэродинамическое качество и в плотной атмосфере, и в разряженной.
Жуковский - это как раз  про плотный воздух, ламинарные потоки,  когда условно (условно!) его можно считать сплошной средой.
Поднимаемся выше - плотность воздуха падает, подъемная сила тоже,  а вес ЛА все тот же. Компенсировать это можно только одним способом - приращением скорости.
Поднимаемся еще выше,  опять прибавляем скорость, чтобы не свалиться, и  она уже равна (или больше) местной скорости звука. Вот тут начинаются неприятности - фронт ударной волны (скачок уплотнения) ложится на крыло, перед скачком уплотнения поток ламинарный, а после него уже турбулентный. Жуковский дает сбой,  подъемная сила падает, снова приходится наращивать скорость. Кроме того вмешивается еще более неприятный фактор - разогрев воздуха в фронте ударной волны. Горячий воздух имеет меньшую плотность, чем холодный - снова падает подъемная сила. Получается отрицательная обратная связь - чем больше скорости, тем больше температура воздуха, чем больше температура - тем больше нужно скорости. Не говоря уже о том, что в турбулентном слое  для работы крыла очень плохие условия - вибрации, флаттер, срывы потока с кромки крыла и проч. Конструктивно это обходят максимально уводя скачок уплотнения от поверхности - снижением толщины крыла, применением стреловидности, что не хорошо для аэродинамического качества и, как следствие, подьемной силы у земли... Но это другая история.
Если продолжать подниматься выше, то наступит такой момент, а в турбореактивной авиации он настанет непременно,  что для обеспечения реактивной тяги ТРД, который обычно прогоняет через себя 200-300 кг воздуха в секунду (!) просто не будет хватать рабочего тела.
Но допустим, у нас есть чем создавать необходимую тягу и материалы конструкции, обеспечивающие полет в раскаленном и разряженном воздухе.
Наступает порог, когда расстояние между молекулами воздуха увеличивается настолько, что обеспечить подъемную силу аэродинамически   становится невозможным.
Вот тут последний рубеж атмосферного полета - кинетическая (ударная) теория Ньютона. Когда в крыло, выдерживающее необходимый угол атаки, ударяют молекулы воздуха. Ну, вестимо, теперь подъемная сила - проекция вектора импульса на вертикальную ось, все по учебнику. Так летают ракетопланы типа Virgin Galactic, так управляют спускаемыми аппаратами Союзы и посадочными ступенями SpaceX (рули-пельменницы) и так будут летать на Марсе. Но я не ручаюсь.
Ах, да. Ну и поднимаясь все выше и выше и наращивая скорость можно подойти к первой космической и атмосфера будет уже не нужна. 

[Dmitry K]

С чего вы решили, что на Марсе возможны только сверхзвуковые самолеты? Кстати, сверхзвуковые самолеты все равно  осуществляют взлет на дозвуковых скоростях

Сверхзвуковое самолетостроение это всегда боль, потому что необходимо  параллельно решать  две взаимоисключающие задачи - обеспечить аэродинамическое качество и в плотной атмосфере, и в разряженной.
Жуковский - это как раз  про плотный воздух, ламинарные потоки,  когда условно (условно!) его можно считать сплошной средой.
Поднимаемся выше - плотность воздуха падает, подъемная сила тоже,  а вес ЛА все тот же. Компенсировать это можно только одним способом - приращением скорости.
Поднимаемся еще выше,  опять прибавляем скорость, чтобы не свалиться, и  она уже равна (или больше) местной скорости звука. Вот тут начинаются неприятности - фронт ударной волны (скачок уплотнения) ложится на крыло, перед скачком уплотнения поток ламинарный, а после него уже турбулентный. Жуковский дает сбой,  подъемная сила падает, снова приходится наращивать скорость. Кроме того вмешивается еще более неприятный фактор - разогрев воздуха в фронте ударной волны. Горячий воздух имеет меньшую плотность, чем холодный - снова падает подъемная сила. Получается отрицательная обратная связь - чем больше скорости, тем больше температура воздуха, чем больше температура - тем больше нужно скорости. Не говоря уже о том, что в турбулентном слое  для работы крыла очень плохие условия - вибрации, флаттер, срывы потока с кромки крыла и проч. Конструктивно это обходят максимально уводя скачок уплотнения от поверхности - снижением толщины крыла, применением стреловидности, что не хорошо для аэродинамического качества и, как следствие, подьемной силы у земли... Но это другая история.
Если продолжать подниматься выше, то наступит такой момент, а в турбореактивной авиации он настанет непременно,  что для обеспечения реактивной тяги ТРД, который обычно прогоняет через себя 200-300 кг воздуха в секунду (!) просто не будет хватать рабочего тела.
Но допустим, у нас есть чем создавать необходимую тягу и материалы конструкции, обеспечивающие полет в раскаленном и разряженном воздухе.
Наступает порог, когда расстояние между молекулами воздуха увеличивается настолько, что обеспечить подъемную силу аэродинамически   становится невозможным.
Вот тут последний рубеж атмосферного полета - кинетическая (ударная) теория Ньютона. Когда в крыло, выдерживающее необходимый угол атаки, ударяют молекулы воздуха. Ну, вестимо, теперь подъемная сила - проекция вектора импульса на вертикальную ось, все по учебнику. Так летают ракетопланы типа Virgin Galactic, так управляют спускаемыми аппаратами Союзы и посадочными ступенями SpaceX (рули-пельменницы) и так будут летать на Марсе. Но я не ручаюсь.
Ах, да. Ну и поднимаясь все выше и выше и наращивая скорость можно подойти к первой космической и атмосфера будет уже не нужна.

Это понятно, в по конкретному вопросу есть что сказать?

[TabulaRasa]

С чего вы решили, что на Марсе возможны только сверхзвуковые самолеты?

Возможно Вы правы. Какие-нибудь сверхлегкие самолеты с большой площадью крыла.
Но надо считать исходя из веса, а это уже сделали специально обученные люди.

[TabulaRasa]

Я совсем забыл, что на Марсе и сила тяжести меньше земной... 

[muhamor]

"В моем тексте один обормот пытается построить самолет для Марса"--------Но почему самолет? У вас же фантастический роман, да ещё и про Марс. Напишите про летательный аппарат похожий на летающую тарелку. Летающие тарелки вовсе не ляп и вас не засмеют: в 1945 или 46г флот(очень много кораблей)  американских ЛА возле Антарктиды(американские любители астрономии там искали немецкие военные базы) разбили как раз несколько летающих тарелок(вернее летательных аппаратов похожих на летающие тарелки). Да так разбили что американские ЛА в Антарктиду больше несуются (и никто несуется)-ограничиваются только мелкими отрядами которые высаживаются на лёд Антарктиды и которые называются экспедиция. Ах да, недавно только экспедиция  ЛА Кусто хотела конкретно обследовать Антарктиду и поэтому еле конкретно смылись оттуда потеряв половину своей экспедиции. Так что Летающие Тарелки уже давно реальность-просто малоизученные. Поэтому и напишите про них в своем романе.

[библиограф]

Проснись, ты серешь!
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%B2_%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B4%D0%B5

[Радист]

ЛА Кусто хотела конкретно обследовать Антарктиду и поэтому еле конкретно смылись оттуда потеряв половину своей экспедиции.

Это, что анекдот из серии про хахлов выкопавших Черное море?

[AL Malino]

{…} Кроме того вмешивается еще более неприятный фактор - разогрев воздуха в фронте ударной волны. Горячий воздух имеет меньшую плотность, чем холодный - снова падает подъемная сила. Получается отрицательная обратная связь - чем больше скорости, тем больше температура воздуха, чем больше температура - тем больше нужно скорости. {…}

Ну Вы уж, как грится, давайте что-либо одно: либо трусы, либо крестик.
Утверждение о том, что горячий газ имеет меньшую плотность, чем холодный, строго говоря, верно для (квази-)равновесных условий, т.е. когда давление (и внешнее, и локальное) в системе б.-м. стабильно. Для агрегата, перемещающегося в атмосфере со сверхзвуковой скоростью, ни о какой равновесности речи быть не может: к тому моменту, когда согретый ударом газ только начинает расширяться, уменьшая свою концентрацию, сам агрегат от места столкновения уже удалился. Со всеми вытекающими…

[Gromov]

В ходе работы над текстом у меня созрел еще один вопрос. Всем, думаю, известна долина Маринер (или долина Маринера, не суть). Меня интересует крутизна склонов самой глубокой ее части, известной как каньон Мелас. Кто-нибудь владеет этой информацией?

[библиограф]

 Можно прикинуть по карте, зная масштаб и перепад высот.

https://pubs.er.usgs.gov/publication/i2010
Можно оценить и по интерактивной карте Марса
https://murray-lab.caltech.edu/CTX/V01/SceneView/MurrayLabCTXmosaic.html

[РВС]

Вид в Гуглоземе и в SpaceEngine.

[Gromov]

Благодарю за помощь!