Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 16 май 2011, 17:26 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Допустим что из большой пушки мы запустили какой-то снаряд/груз в космос, пушка может быть наклонена к Земле с разными углами:
Изображение
Если мы знаем начальную скорость снаряда, допустим 10 км/сек (не важно каким способом пушка сможет передать снаряду такую скорость, допустим что это уже технически решенная проблема) и угол (допустим 45 градусов, правый вариант на рисунке) то сможем ли мы вычислять (хоть бы приближенно) какова будет скорость снаряда на высоте 100 км? То есть какую часть начальной скорости потеряет снаряд из-за атмосферного трения и гравитации, есть для этого таблицы (допустим у баллистиков) или онлайн-калькуляторы? :roll:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 16 май 2011, 21:16 
Не в сети
Полковник
Полковник
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 08 янв 2010, 04:20
Сообщений: 702
Для этого есть школьный (его достаточно) учебник по физике 7 класс, раздел Динамика, ну + Кинематика.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 17 май 2011, 15:10 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
Lucian
Цитата:
Для этого есть школьный (его достаточно) учебник по физике 7 класс, раздел Динамика, ну + Кинематика.

Ну у нас вопрос не касается только кинематике, тут у нас еще и атмосферная трение, его учат в школьной Физике? :roll:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 17 май 2011, 21:29 
Не в сети
Полковник
Полковник
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 08 янв 2010, 04:20
Сообщений: 702
Ну я же сказал Динамика. Правда, задача чуть посложнее (если учитывать все), чем в школе учат. Надо, во-первых принять, что Земля не плоская, а круглая, ну и, зная обьем снаряда, вычислить сопротивление воздуха...и т.д.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 18 май 2011, 01:18 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4277
Откуда: Земля, поверхность.
Для расчета сопротивления воздуха есть в природе несколько эмпирических формул.
Попробуйте обратиться сюда
и еще сюда - тут тоже интересный материал.

На сколько я знаю сопротивление воздуха зависит квадратично от скорости. Поэтому чем быстрее летит снаряд тем сильнее сопротивление.
Я сомневаюсь что возможно выстрелить на орбиту снаряд.
В случае с ракетой, она летит вертикально вверх, чтобы по кратчайшему пути пройти самые плотные ~50 км. Потом она кренится и ложится на орбиту. НО! Ракета первые километры летит медленно порядка 1 км/с, и соответственно трение очень малое.
А после достижения нужной высоты включается двигатель в нужном направлении, чтобы сделать круговую орбиту.

В случае со снарядом - все по другому. Уже при вылете из ствола имеем максимальное сопротивление воздуху (даже при наборе скорости когда снаряд еще в стволе - не считая трения о ствол). Потеря скорости будет огромная. Поэтому скорость в 10 км/с забросит его максимум на другое полушарие. Кроме того, под каким углом не стреляй, снаряд всегда упадет на Землю, если его скорость меньше второй космической - 11.2 км/с. Снаряд никогда не выйдет на орбиту без дополнительного импульса на высоте.

И еще при такой скорости температура поверхности снаряда может превышать тысячи градусов.

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 18 май 2011, 02:29 
Не в сети
Полковник
Полковник
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 08 янв 2010, 04:20
Сообщений: 702
gasx,
Секундочку, мне кажется сила трения от скорости не зависит? Она зависит от характеристик соприкасаемых поверхностей (вязкости и плотности воздуха). Кажушуюся (не знаю как написать) большое сопротивление при ускорении не есть сопротивление воздуха, оно есть всего навсего ИНЕРЦИЯ.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 18 май 2011, 10:20 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4277
Откуда: Земля, поверхность.
читайте ссылки!

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 18 май 2011, 20:47 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
gasx
Цитата:
В случае со снарядом - все по другому. Уже при вылете из ствола имеем максимальное сопротивление воздуху (даже при наборе скорости когда снаряд еще в стволе - не считая трения о ствол). Потеря скорости будет огромная. Поэтому скорость в 10 км/с забросит его максимум на другое полушарие. Кроме того, под каким углом не стреляй, снаряд всегда упадет на Землю, если его скорость меньше второй космической - 11.2 км/с. Снаряд никогда не выйдет на орбиту без дополнительного импульса на высоте.

Снаряд должен иметь свой миниатюрный двигатель чтоб поворачиваться и выйти на орбиту, у Американской компании Quicklaunch есть именно такой проект :) http://www.membrana.ru/particle/3360

Цитата:
И еще при такой скорости температура поверхности снаряда может превышать тысячи градусов

"Траектория подъёма будет довольно пологой, но сильно нагреться от трения о воздух снаряды суперпушки не успеют, так как покинут атмосферу менее чем через 100 секунд" (тот же сайт)

Цитата:
Для расчета сопротивления воздуха есть в природе несколько эмпирических формул.
Попробуйте обратиться сюда

Значит так. Допустим что форма у снаряда такая:
Изображение
Думаю что из этих форм больше всего соответствует первая:
Изображение
И настолько я понял сначала нужно вычислять эти две виды сопротивления (Сопротивление при нулевой подъёмной силе и Индуктивное сопротивление) как там написано:
Суммарное сопротивление
Является суммой всех видов сил сопротивления:

X = X0 + Xi

Все верно? :roll:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 20 май 2011, 12:28 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4277
Откуда: Земля, поверхность.
Ну если снаряд имеет свой двигатель, то мы стреляем не снарядом а ракетой! :mrgreen:
В этом случае ситуация меняется. Пушка дает начальный разгон, который позволит сэкономить значительную массу топлива.
После вылета включается двигатель который доразгоняет аппарат и выводит его на орбиту. В случае пассивного снаряда - груз не вывести на орбиту никогда!

Стрелять лучше всего не из газовой пушки а из электромагнитной, реилгана например. Из электромагнитной можно метать снаряды очередями.

Для уменьшения продольного сопротивления воздуха, на поверхности снаряда должна быть особая насечка, которая генерирует микровихри, которые играют роль шариков в подшипнике и соответсвенно снижают трение, и нагрев. Нечто подобное применяется в мячиках для гольфа.

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 20 май 2011, 14:20 
Не в сети
Старожил
Старожил

Зарегистрирован: 14 июл 2010, 12:28
Сообщений: 39
gasx
Цитата:
Стрелять лучше всего не из газовой пушки а из электромагнитной, реилгана например. Из электромагнитной можно метать снаряды очередями.

Интересно почему до сих пор этого не делают :)

Цитата:
Для уменьшения продольного сопротивления воздуха, на поверхности снаряда должна быть особая насечка, которая генерирует микровихри, которые играют роль шариков в подшипнике и соответсвенно снижают трение, и нагрев. Нечто подобное применяется в мячиках для гольфа.

Да, это понятно, но все-таки хочется узнать как вычислять потерю в атмосфере :) следует мне использовать те формулы которые даны на тот линк в Википедии? :roll:


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 23 май 2011, 02:06 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4277
Откуда: Земля, поверхность.
ЭМ пушки уже делают, но больше пока экспериментальные. Даже в России есть действующие образцы.
Пока разрабатываются пушки для танков (интересно к чему это готовятся? :roll: ) А в США есть образцы корабельной ЭМ артиллерии. Скорость полета снаряда что-то около 6 км/с.

Есть и проекты космические. В Юном технике еще лет 20 назад уже писали.

Формулы наверно те самые.

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 02 мар 2012, 14:13 
Не в сети
Обозреватель
Обозреватель

Зарегистрирован: 29 фев 2012, 13:30
Сообщений: 11
В одном из номеров журнала "техника молодежи" за прошлый век, был описан такой проект, предполагалось забрасывать вредные отходы к солнцу с помощью электромагнитной пушки.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 02 мар 2012, 18:09 
Не в сети
Полковник
Полковник

Зарегистрирован: 29 дек 2011, 22:40
Сообщений: 568
gasx писал(а):
Ну если снаряд имеет свой двигатель, то мы стреляем не снарядом а ракетой! :mrgreen:
В этом случае ситуация меняется. Пушка дает начальный разгон, который позволит сэкономить значительную массу топлива.
Вы забыли такую проблему, как перегрузка. Из пушки теоретически можно доставлять грузы на орбиту, но только такие, которые не боятся перегрузок. Топливо, например, но хрупкие приборы, а уж тем более живой человек не выдержит перегрузок, возникающих при большом ускорении.


Последний раз редактировалось Августина 03 мар 2012, 00:00, всего редактировалось 1 раз.

Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 02 мар 2012, 23:30 
Не в сети
Администратор
Администратор
Аватар пользователя

Зарегистрирован: 24 сен 2006, 01:36
Сообщений: 4277
Откуда: Земля, поверхность.
Августина, для космического лифта есть отдельная тема! Зачем вы оффтопите, тема про "снаряд в космос".

_________________
Чтобы человек из Земли не сделал Марс, он должен из Марса сделать Землю.
Если человеку не станет нужен космос, то космосу не станет нужен человек.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Стреляем снаряд в космос
СообщениеДобавлено: 02 мар 2012, 23:59 
Не в сети
Полковник
Полковник

Зарегистрирован: 29 дек 2011, 22:40
Сообщений: 568
gasx писал(а):
Августина, для космического лифта есть отдельная тема! Зачем вы оффтопите, тема про "снаряд в космос".
Пардон, не видела, удаляю.


Вернуться наверх
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Русская поддержка phpBB

2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru