 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Оптимальный подбор ступеней
Обратная задача – при заданном числе фрагментов (ступеней) и 
определить оптимальное размещение масс сгорания по фрагментам; как уже сказано выше, необходим выбор 
по геометрической прогрессии; для примера для первой ступени масса сгорания должна быть
. (6.2.1)
Примем для межзвездной ракеты 
(пятиступенчатый вариант) (Земля– 
–Центавра). Тогда получим из (6.1.8), считая относительные массы ступеней разными,
. (6.2.2)
Для второй ступени
и далее
,
, (6.2.3)
.
Конечная скорость определится по формуле
, 
, (6.2.4)
где
.
Итак, (6.2.4) эквивалентно выражению
, (6.2.5)
,
. (6.2.6)
Приведем пример подбора ступеней для полета к звезде Центавра. Положим, отношение массы полезной нагрузки к начальной есть 
, а отношения масс ступеней к массе топлива есть 
, 
, 
, 
, 
, 
, поскольку ввиду эрозии масса конструкции будет уменьшаться (первые две ступени обеспечивают разгон и частично торможение, третьи и четвертые – торможение при приближении к звезде, пятая ступень – частичное торможение и частичный разгон ракеты от звезды).
Итак, для первой ступени
, 
, 
,
тогда первая ступень перед сбросом обеспечивает скорость
.
Для второй ступени
,
и с учетом скорости истечения 
за счет воспроизводства He3
.
Далее следует этап крейсерского равномерного движения до момента торможения.
Аналогично для третьей ступени (торможение)
,
для четвертой
,
для пятой
.
Таким образом, для повторного разгона (возвращения) остается 
; если полезный груз массой 
(например, 
~100 т при 
~10000 т) движется пассивно, то время возвращения превосходит примерно на 34% время крейсерского (равномерного) движения к звезде; торможение аппарата возможно с района Земли с помощью пучка лазеров, направленных на парус, раскрываемый в отсеке полезного груза. Таким образом, реальная ракета не достигает идеальной скорости 
, заложенной в предварительных расчетах с целью достижения Проксимы за ~20 лет. Реально, если в крейсерском режиме не будет дополнительного разгона без существенной потери массы, время путешествия составляет порядка 29 лет. Если запуск осуществляется без возврата на Землю (зонд), то продолжительность полета составляет всего 17.7 года, без учета энерговооруженности полезного груза.
При проектных оценках следует придерживаться оптимального подбора ступеней (6.2.1–6.2.6), параметры которого являются критерием для выбора всей схемы межзвездного летательного аппарата.
Поиск по сайту: