Difference between revisions of "Aerobraking/hu"
m (link update) |
m (Reverted edits by Rocketing Rudolph (talk) to last revision by NWM) |
||
| (8 intermediate revisions by 3 users not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
| − | A '''Levegőfékezés [Atmospheric braking] [Aerobraking]''' ~ | + | A '''Levegőfékezés''' avagy '''légköri fékezés [Atmospheric braking] [Aerobraking]''' ~ '''levegőbefogás [aerocapture]''' egy technika, amelynek segítségével az [[craft/hu|eszköz]] egy [[celestial body/hu|égitest]]hez viszonyított sebességét üzemanyag-hatékonyan csökkenteni lehet a [[drag/hu|légellenállás]] [atmospheric drag] [drag] felhasználásával. |
| − | Általában mikor egy űrjármű egy égitest [[sphere of influence/hu| | + | Általában mikor egy űrjármű egy égitest [[sphere of influence/hu|vonzáskörén]] belül kerül, az égitesthez viszonyított sebebessége túl nagy a befogáshoz, és mindenféle beavatkozás nélkül egyszerűen némi pályamódosulással átrepül a célpont mellett, majd valahol a hatásgömbje túloldalán távozva visszatér annak az égitestnek a hatásgömbjébe, ahonnan érkezett. Hogy csökkentsük a sebességet és keringési pályára fogathassuk be az eszközt, az eszköznek retrográd kell égettetnie a hajtóművét, vagy [[Gravity assist/hu#Reverse Gravity assist|gravitációs fékezést]] kell alkalmaznia valamelyik hold segítségével (ha van), vagy ha a célpontnak van [[Atmosphere/hu|légköre]], akkor levegőfékezést is lehet alkalmazni. |
| + | |||
| + | == <span id="Kialakítás">Kialakítás </span> [Design] == | ||
| + | Egy levegőfékezésre jól használható [[craft/hu|jármű]] tervezése esetén a fő kihívást a hőszabályozás, iránytartás és a megfelelő tömeg-légellenállás arány hármasának megfelelés jelenti. | ||
| + | |||
| + | === <span id="Hőszabályozás">Hőszabályozás </span> [Heat management] === | ||
| + | Az agresszívabban végrehajtott levegőfékezésnél a [[atmospheric entry/hu|légköri belépéshez]] hasonlóan [[heat shield/hu|hőpajzsot]] kell használni a hőhatás ellen. Ilyenkor az [[ablator/hu|ablatív anyag]] elszállítja a többlethőt, ami feleslegessé teszi a többi rendszer alkalmazását. A hőpajzs mögötti alkatrészeket egy [[fairing/hu|burkolat]] mögé rejtéssel lehet megvédeni, ha a levegőfékezés közben elfordulást, vagy egyéb manővereket kell végrehajtani - különösen hosszabb járművekkel. Habár, amíg a jármű a hőpajzs takarásában halad, a védőburkolat felesleges. A hőre érzékeny alkatrészek, olyanok mint az [[environmental sensor/hu|érzékelők]] hatékonyan védhetők [[service bay/hu|rekeszekbe]] rejtéssel. | ||
| + | |||
| + | === <span id="Iránytatás">Iránytartás </span> [Stability] === | ||
| + | Ahogy a légijárműveket, a levegőfékezést végző eszközöket is veszélyezteti a stabilitásvesztés és az átfordulás, ami a hőpjazs nélkül a légköri hatásnak kitett alkatrészek megsemmisüléséhez vezethet. A legjobb iránytartáshoz a [[center of mass/hu|tömegközéppontnak]] a tervezett haladási irány szerint előre kell helyezni, míg a többletlégellenállást adó [[A.I.R.B.R.A.K.E.S/hu|féklapokat]] pedig a lehető leghátrébb kell elhelyezni. Az [[Reaction Control System/hu|RCS]] és a [[reaction wheel/hu|reakciókerekek]] szintén segítenek az iránytartásban. | ||
| + | |||
| + | === <span id="Tömeg-légellenállás arány">Tömeg-légellenállás arány </span> [Mass-to-drag ratio] === | ||
| + | Ez határozza meg, hogy az adott jármű milyen gyorsan fékeződik a levegőfékeződés során. Egy azonos méretű, de nagyobb tömegű jármű nehezebben fékeződik le. Egy adott tömeg pedig jobban fékeződik nagyobb légellenállás esetén. | ||
== <span id="Végrehajtás">Végrehajtás </span> [Execution] == | == <span id="Végrehajtás">Végrehajtás </span> [Execution] == | ||
| Line 7: | Line 19: | ||
== <span id="Hátrányok">Hátrányok </span> [Disadvantages] == | == <span id="Hátrányok">Hátrányok </span> [Disadvantages] == | ||
| − | A levegőfékezés veszélyes manőver. A | + | A levegőfékezés veszélyes manőver. A [[atmospheric entry/hu|légkörbe való belépés]]kor a légkörrel való kölcsönhatásként veszélyesnek tűnő vörös lángok jelenek meg a jármű körül , de ezek a lángok majdnem teljesen veszélytelenek. A dinamikus légnyomás viszont mechanikai sérüléseket okozhat, első sorban a nyitva hagyott [[Solar panel/hu|napelem]]ek kerülhetnek veszélybe, ezért ezeket feltétlen be kell vonni a levegőfékezés előtt, de szélsőséges esetben akár az egész eszköz szétszakadása is bekövetkezhet, de még ennél is végzetesebb lehet a [[Overheating/hu|túlhevülés]]. |
| − | Ha egy jármű mélyen merül a légkörbe és így túl sokáig tartózkodik, akkor túl sok sebességet veszíthet és az apoapszis is a légkörbe kerülhet, és ezzel a légkör foglyává válhat. Ha ez történik, és nincs elég tolóerő a meneküléshez, akkor elkerülhetetlen a felszínnel való találkozás, ami küldetés végét jelentheti abban az esetben, ha ez nem volt része az eredeti küldetésnek. A legrosszabb esetben, ha az eszköz nem volt megfelelően felszerelve, nem rendelkezik elég [[Parachute/hu|ejtőernyő]]vel, vagy a [[Thrust-to-weight ratio/hu|TWR]] | + | Ha egy jármű mélyen merül a légkörbe és így túl sokáig tartózkodik, akkor túl sok sebességet veszíthet és az apoapszis is a légkörbe kerülhet, és ezzel a légkör foglyává válhat. Ha ez történik, és nincs elég tolóerő a meneküléshez, akkor elkerülhetetlen a felszínnel való találkozás, ami küldetés végét jelentheti abban az esetben, ha ez nem volt része az eredeti küldetésnek. A legrosszabb esetben, ha az eszköz nem volt megfelelően felszerelve, azaz nem rendelkezik elég [[Parachute/hu|ejtőernyő]]vel, vagy a [[Thrust-to-weight ratio/hu|TWR]] alacsony, vagy éppen szükséges üzemanyag hiányzik, akkor elkerülhetetlen felszínnek összeütközés. |
| − | Az ellentettje némileg kevésbé veszélyes. Ha az eszköz nem merült elég mélyre a légkörben, akkor nem veszít elég sebességet, hogy befogja az égitest. Általánosságban kijelenthető, hogy biztonságosabb levegőfékezést végrehajtani túl magasan, mint túl alacsonyan, mivel az elégtelen lefékeződés esetén viszonylag kevés [[delta-v/hu| | + | Az ellentettje némileg kevésbé veszélyes. Ha az eszköz nem merült elég mélyre a légkörben, akkor nem veszít elég sebességet, hogy befogja az égitest. Általánosságban kijelenthető, hogy biztonságosabb levegőfékezést végrehajtani túl magasan, mint túl alacsonyan, mivel az elégtelen lefékeződés esetén viszonylag kevés [[delta-v/hu|Δv]] árán a hatássugáron belülre hozható a pálya apoapszisa, míg a periapszis a légkörön belül marad, így a további fordulókkal újabb levegőfékezésekkel tovább lehet csökkenteni az apoapszist. Habár némi üzemanyag kárba megy az apoapszis csökkentésével, de még így is jelentős mennyiséget lehet megtakarítani. |
A többfordulós levegőfékezések esetén figyelni kell arra, hogy az apoapszisnál lényegesen kisebb mértékben, de valamelyest csökken a periapszis is. | A többfordulós levegőfékezések esetén figyelni kell arra, hogy az apoapszisnál lényegesen kisebb mértékben, de valamelyest csökken a periapszis is. | ||
Latest revision as of 18:48, 17 March 2017
A Levegőfékezés avagy légköri fékezés [Atmospheric braking] [Aerobraking] ~ levegőbefogás [aerocapture] egy technika, amelynek segítségével az eszköz egy égitesthez viszonyított sebességét üzemanyag-hatékonyan csökkenteni lehet a légellenállás [atmospheric drag] [drag] felhasználásával.
Általában mikor egy űrjármű egy égitest vonzáskörén belül kerül, az égitesthez viszonyított sebebessége túl nagy a befogáshoz, és mindenféle beavatkozás nélkül egyszerűen némi pályamódosulással átrepül a célpont mellett, majd valahol a hatásgömbje túloldalán távozva visszatér annak az égitestnek a hatásgömbjébe, ahonnan érkezett. Hogy csökkentsük a sebességet és keringési pályára fogathassuk be az eszközt, az eszköznek retrográd kell égettetnie a hajtóművét, vagy gravitációs fékezést kell alkalmaznia valamelyik hold segítségével (ha van), vagy ha a célpontnak van légköre, akkor levegőfékezést is lehet alkalmazni.
Contents
Kialakítás [Design]
Egy levegőfékezésre jól használható jármű tervezése esetén a fő kihívást a hőszabályozás, iránytartás és a megfelelő tömeg-légellenállás arány hármasának megfelelés jelenti.
Hőszabályozás [Heat management]
Az agresszívabban végrehajtott levegőfékezésnél a légköri belépéshez hasonlóan hőpajzsot kell használni a hőhatás ellen. Ilyenkor az ablatív anyag elszállítja a többlethőt, ami feleslegessé teszi a többi rendszer alkalmazását. A hőpajzs mögötti alkatrészeket egy burkolat mögé rejtéssel lehet megvédeni, ha a levegőfékezés közben elfordulást, vagy egyéb manővereket kell végrehajtani - különösen hosszabb járművekkel. Habár, amíg a jármű a hőpajzs takarásában halad, a védőburkolat felesleges. A hőre érzékeny alkatrészek, olyanok mint az érzékelők hatékonyan védhetők rekeszekbe rejtéssel.
Iránytartás [Stability]
Ahogy a légijárműveket, a levegőfékezést végző eszközöket is veszélyezteti a stabilitásvesztés és az átfordulás, ami a hőpjazs nélkül a légköri hatásnak kitett alkatrészek megsemmisüléséhez vezethet. A legjobb iránytartáshoz a tömegközéppontnak a tervezett haladási irány szerint előre kell helyezni, míg a többletlégellenállást adó féklapokat pedig a lehető leghátrébb kell elhelyezni. Az RCS és a reakciókerekek szintén segítenek az iránytartásban.
Tömeg-légellenállás arány [Mass-to-drag ratio]
Ez határozza meg, hogy az adott jármű milyen gyorsan fékeződik a levegőfékeződés során. Egy azonos méretű, de nagyobb tömegű jármű nehezebben fékeződik le. Egy adott tömeg pedig jobban fékeződik nagyobb légellenállás esetén.
Végrehajtás [Execution]
A levegőfékezés végrehajtása során a jármű mozgáspályájának kereszteznie kell az égitest felső légkörét. Megfelelő esetben a légellenállás az eszközt annyira le fogja lassítani, hogy a szökési pálya egy excentrikus keringési pályává válik. Miután az apoapszis lecsökkent a kívánt értékre a periapszist a légkör fölé kell növelni, hogy elkerüljük a további sebességcsökkenést, és stabil pályára kerüljünk.
Hátrányok [Disadvantages]
A levegőfékezés veszélyes manőver. A légkörbe való belépéskor a légkörrel való kölcsönhatásként veszélyesnek tűnő vörös lángok jelenek meg a jármű körül , de ezek a lángok majdnem teljesen veszélytelenek. A dinamikus légnyomás viszont mechanikai sérüléseket okozhat, első sorban a nyitva hagyott napelemek kerülhetnek veszélybe, ezért ezeket feltétlen be kell vonni a levegőfékezés előtt, de szélsőséges esetben akár az egész eszköz szétszakadása is bekövetkezhet, de még ennél is végzetesebb lehet a túlhevülés.
Ha egy jármű mélyen merül a légkörbe és így túl sokáig tartózkodik, akkor túl sok sebességet veszíthet és az apoapszis is a légkörbe kerülhet, és ezzel a légkör foglyává válhat. Ha ez történik, és nincs elég tolóerő a meneküléshez, akkor elkerülhetetlen a felszínnel való találkozás, ami küldetés végét jelentheti abban az esetben, ha ez nem volt része az eredeti küldetésnek. A legrosszabb esetben, ha az eszköz nem volt megfelelően felszerelve, azaz nem rendelkezik elég ejtőernyővel, vagy a TWR alacsony, vagy éppen szükséges üzemanyag hiányzik, akkor elkerülhetetlen felszínnek összeütközés.
Az ellentettje némileg kevésbé veszélyes. Ha az eszköz nem merült elég mélyre a légkörben, akkor nem veszít elég sebességet, hogy befogja az égitest. Általánosságban kijelenthető, hogy biztonságosabb levegőfékezést végrehajtani túl magasan, mint túl alacsonyan, mivel az elégtelen lefékeződés esetén viszonylag kevés Δv árán a hatássugáron belülre hozható a pálya apoapszisa, míg a periapszis a légkörön belül marad, így a további fordulókkal újabb levegőfékezésekkel tovább lehet csökkenteni az apoapszist. Habár némi üzemanyag kárba megy az apoapszis csökkentésével, de még így is jelentős mennyiséget lehet megtakarítani.
A többfordulós levegőfékezések esetén figyelni kell arra, hogy az apoapszisnál lényegesen kisebb mértékben, de valamelyest csökken a periapszis is.
Az ideális levegőfékezési magasság felől informálódhatsz az égitest cikkében. A következő bolygók és holdak rendelkeznek olyan légkörrel amelyben lehetséges a levegőfékezés:
Való világ [Real world]
A való világban, az levegőbefogás [aerocapture] egy olyan pályamódosítás amelynek célja a megcélzott égitest körüli pályára állás, míg a levegőfékezés [aerobraking] inkább esetében egy meglévő pálya apoapszisának csökkentése a cél. Ráadásul a levegőfékezést roppant konzervatív megközelítéssel tervezik meg, és az eszköz rendszerint többször is áthalad a ritka légkörön viszonylag csekély lassulással miközben elkerülik a turbulenciák és a súrlódás okozta túlhevülés hatásait.
Lásd még
- Levegőfékezés a Wikipédián
- Aerobraking on Wikipedia
- Aerocapture on Wikipedia
