Rus üst aşaması "breeze-m". İlginç ve eğitici: Breeze-M üst aşaması

Briz-M üst kademesi, Angara A5, Proton-K gibi ağır sınıf fırlatma araçlarının yeteneklerini artırmak için tasarlandı.
"Proton-M", hem geniş bir yörünge aralığında fırlatılan yükün kütlesi hem de sağlanan yük alanı hacmi açısından.

Briz-M hızlandırıcı bloğu kompakt bir düzene sahiptir. Merkezi bir blok ve onu çevreleyen toroidal, atılabilir ilave yakıt tankları bloğundan oluşur.

Şekil 1 - Briz-M RB'yi kullanarak bir uzay aracını fırlatma şeması

14D30 destekleyici sıvı roket motoru, merkezi bloğun yakıt deposunun içindeki bir boşluğa monte edilmiştir ve birden çok kez çalıştırılma özelliğine sahiptir. Ana motorla aynı yakıt bileşenleri üzerinde çalışan düşük itmeli sıvı roket motorları, otonom uçuşun pasif aşamaları sırasında roketin yönlendirilmesini ve stabilizasyonunu ve ayrıca ana motorun tekrar tekrar çalıştırılması sırasında tanklarda yakıt çökelmesini sağlar.

Merkezi bloğun üst kısmında bulunan alet bölmesine monte edilen atalet kontrol sistemi, üst kademenin uçuşunu ve yerleşik sistemlerini kontrol eder. Briz-M üst aşaması ayrıca telemetrik bilgileri ve harici yörünge ölçümlerini toplamak için bir güç kaynağı sistemi ve ekipmanıyla donatılmıştır.

Uzay aracı Briz-M üst kademesi kullanılarak fırlatılıyor. Enerji maliyetlerini optimize etmek için, ana motorun (MD) beş aktivasyonuyla RB'nin hedef yörüngeye uçuş planı

yarış bloğu.

MS RB'nin ilk açılması LV'den ayrıldıktan 93 saniye sonra gerçekleştirilir ve bunun sonucunda yörünge ünitesi (OB) referans yörüngeye girer.

MD'nin ikinci açılması, referans yörünge düğümü alanında gerçekleştirilir ve MD'nin üçüncü ve dördüncü açılmasının yörünge boyunca gerçekleştirildiği perigee'de bir ara yörünge oluşumunu sağlar, bunun sonucunda yörünge bloğu transfer yörüngesine fırlatılır. MD'nin üçüncü ve dördüncü aktivasyonu arasındaki duraklama sırasında üst kademenin ilave yakıt depoları (ATT) boşaltılır. MD'nin dördüncü açılması, MD'nin üçüncü açılmasının bitiminden 125 saniye sonra gerçekleştirilir. Transfer ve ara yörüngelerdeki uçuş, OB'nin boylamasına eksen etrafında dönmesiyle gerçekleştirilir.

Şekil 2 – MIK'deki testler sırasında RB “Briz-M”

RB "Briz-M"'nin ana özellikleri:

Genel boyutlar, m:

Uzunluk, m 2 654

Çap, m4

Kuru ağırlık, m 2 665

Yakıt bileşenleri:

Oksitleyici ajan: Azot tetroksit

Yakıt: UDMH

Doldurulan yakıtın ağırlığı, kg

Oksitleyici madde: 13 26

Yakıt: 6660

Ana motor: 14D30

İtme kuvveti, kN 20

Spesifik itme kuvveti, N*s/kg 3255


MD RB'nin beşinci açılması, OB'yi hedef yörüngede sabitler ve transfer yörüngesinin zirvesi alanında gerçekleştirilir.

Uzay aracını ayırmadan önce yörünge ünitesi, Müşterinin gereksinimlerine göre belirlenen, uzay aracını ayırma pozisyonuna döndürülür. Hedef yörüngede MD kapatıldıktan 700 s sonra uzay aracı ayrılır.

Uzay aracının geçiş sistemi ile birleşim noktasında ayırma işlemi sırasında uzay aracı ile RB arasındaki mekanik bağlantılar kopmaktadır. Gergi bandı koptuktan sonra uzay aracı yaylı iticiler yardımıyla 0,75 m/s bağıl hızla RB'den uzağa itiliyor.

Uzay aracının ayrılmasından ve yörünge parametrelerinin ölçülmesinden sonra, üst aşama uzay aracının çalışma alanından çıkarılır ve güvenli bir duruma aktarılır (tüm tanklardaki basınç boşaltılır).

Fırlatma aracının fırlatıldığı andan uzay aracının ayrılmasına kadar geçen toplam yerleştirme süresi 33020 saniyedir (~ 9 saat 10 dakika).

Tüm yörünge parametreleri arasında, burada üç parametreyle ilgileneceğiz: periapsisin yüksekliği (Dünya için - yerberi), merkez üssünün yüksekliği (Dünya için - apogee) ve eğim:

  • Apocenter'ın yüksekliği, Ha olarak gösterilen yörüngenin en yüksek noktasının yüksekliğidir.
  • Periapsisin yüksekliği, Hn olarak gösterilen yörüngenin en alt noktasının yüksekliğidir.
  • Yörünge eğimi, yörünge düzlemi ile Dünya'nın ekvatorundan geçen düzlem arasındaki (bizim durumumuzda, Dünya etrafındaki yörüngeler) arasındaki açıdır ve şu şekilde gösterilir: Ben.

Sabit bir yörünge, deniz seviyesinden 35.786 km yükseklikte periapsis ve apoapsis yüksekliği ve 0 derece eğime sahip dairesel bir yörüngedir. Buna göre görevimiz şu aşamalara ayrılmıştır: Alçak Dünya yörüngesine girin, merkez üssünü 35.700 km'ye yükseltin, eğimi 0 dereceye değiştirin, periapsisi 35.700 km'ye yükseltin. Apocenter'daki yörüngenin eğimini değiştirmek daha karlı, çünkü uydunun hızı orada daha düşük ve hız ne kadar düşükse, onu değiştirmek için o kadar az delta-V uygulanması gerekiyor. Yörünge mekaniğinin püf noktalarından biri, bazen merkez merkezini istenenden çok daha yükseğe çıkarmak, buradaki eğimi değiştirmek ve daha sonra merkez merkezini istenen noktaya indirmek daha karlı olmasıdır. Eğimdeki istenen + değişimin üzerine merkez merkezini yükseltme ve alçaltma maliyetleri, arzu edilen tepe merkezinin yüksekliğindeki eğim değişikliğinden daha az olabilir.

Uçuş planı

Briz-M senaryosunda, 2007 yılında fırlatılan İsveç iletişim uydusu Sirius-4'ün fırlatılması gerekiyor. Geçtiğimiz yıllarda adı zaten değiştirildi, şimdi “Astra-4A”. Kaldırılmasına ilişkin plan şu şekildeydi:


Yörüngeye manuel olarak girdiğimizde balistik hesaplamaları yapan makinelerin doğruluğunu kaybettiğimiz, dolayısıyla uçuş parametrelerimizde oldukça büyük hatalar olacağı açık ama bu durum korkutucu değil.

Aşama 1. Referans yörüngeye girme

Aşama 1, programın başlatılmasından yaklaşık 170 km yüksekliğe ve 51 derece eğime sahip dairesel bir yörüngeye girişine kadar geçen süreyi alır (Baykonur enleminin acı verici bir mirası, ekvatordan fırlatıldığında hemen 0 derece olacaktır). ).
Senaryo Proton LV / Proton M / Proton M - Esinti M (Sirius 4)

Simülatörün yüklenmesinden üst aşamayı üçüncü aşamadan ayırmaya kadar manzaralara hayran kalabilirsiniz; her şey otomatik olarak yapılır. Yerden görünümden kamera odağını rokete çevirmeniz gerekmediği sürece (tuşuna basın) F2 sol üstteki değerlere mutlak yön veya küresel çerçeve).
Üreme sürecinde “içeriden” görünüme geçmenizi öneririm. F1, bizi bekleyenlere hazırlanın:


Bu arada, Orbiter'da şunu duraklatabilirsiniz: Ctrl-P, bu işinize yarayabilir.
Bizim için önemli olan göstergelerin değerleri hakkında birkaç açıklama:


Üçüncü aşama ayrıldıktan sonra yavaş ya da yanlış hareket edersek Pasifik Okyanusu'na düşme tehdidiyle kendimizi açık bir yörüngede buluyoruz. Böylesine üzücü bir kaderden kaçınmak için referans yörüngesine girmeliyiz ve bunun için şunları yapmalıyız:

  1. Bir düğmeye basarak blok dönüşünü durdurun Sayı 5. T.N. KillRot modu (dönmeyi durdur). Konumu sabitledikten sonra mod otomatik olarak kapanır.
  2. Düğmeyi kullanarak arka görünümü ileri görünüme geçirin C.
  3. Düğmeye basarak ön cam göstergesini yörünge moduna (Yörünge Dünyası üstte) geçirin H.
  4. Anahtarlar Sayı 2(açmak) 8 numara(geri çevir) 1 numara(Sola çevirin), 3 numara(Sağa dönün), 4 numara(sola doğru yuvarlayın), 6 numara(sağa doğru yuvarlayın) ve Sayı 5(dönmeyi durdurun) bloğu yaklaşık 22 derecelik bir eğim açısıyla hareket yönünde döndürün ve konumu sabitleyin.
  5. Motor çalıştırma prosedürünü başlatın (öncelikle Sayı + Sonra bırakmadan, Ctrl).

Her şeyi doğru yaparsanız, resim şöyle görünecektir:


Motoru çalıştırdıktan sonra:

  1. Perde açısını sabitleyecek bir dönüş oluşturun (Num 8'e birkaç kez bastığınızda açı gözle görülür şekilde değişmeyecektir).
  2. Motor çalışırken eğim açısını 25-30 derece aralığında tutun.
  3. Periapsis ve apocenter değerleri 160-170 km civarında olduğunda butonu kullanarak motoru kapatın. Sayı*.

Her şey yolunda giderse şöyle bir şey olacak:


En gergin kısmı bitti, yörüngedeyiz, düşecek yer yok.

Aşama 2. Ara yörüngeye giriş

Düşük itme-ağırlık oranı nedeniyle, merkez üssünün iki aşamada 35.700 km'ye yükseltilmesi gerekiyor. İlk aşama, merkez üssü ~5000 km olan bir ara yörüngeye girmektir. Sorunun özelliği, merkez merkezin ekvatordan uzaklaşmaması için hızlanmanın gerekli olmasıdır. ekvatora göre simetrik olarak hızlanmanız gerekir. Çıktı şemasının Dünya haritasına yansıtılması bize bu konuda yardımcı olacaktır:


Yeni fırlatılan Türksat 4A'ya ait resim ama pek bir önemi yok.
Bir ara yörüngeye girmeye hazırlanıyor:

  1. Soldaki çok işlevli ekranı harita moduna geçirin ( Sola Shift F1, Sola Shift M).
  2. R 10 kez yavaşla T) Güney Amerika üzerinden uçana kadar bekleyin.
  3. Bloğu prograd (burun hareket yönünde) pozisyonda yönlendirin. Düğmeye basabilirsiniz [ , böylece bu otomatik olarak yapılır, ancak burada çok etkili değildir, manuel olarak yapmak daha iyidir.
  4. İlerleme konumunu korumak için bloğa aşağı doğru bir dönüş verin

Şunun gibi görünmeli:


27 derece enlem bölgesinde, motoru açmanız ve ilerleme pozisyonunu koruyarak 5000 km'lik merkez üssüne ulaşana kadar uçmanız gerekir. 10x hızlandırmayı etkinleştirebilirsiniz. 5000 km'lik zirveye ulaştığınızda motoru kapatın.

Bana göre müzik yörüngede hızlanmaya çok uygun

Her şey yolunda giderse şöyle bir sonuç elde edeceğiz:

Aşama 3. Transfer yörüngesine giriş

Aşama 2'ye çok benzer:

  1. Zamanı hızlandırarak (10 kat hızlandırın) R 10 kez yavaşla T 100x’e kadar güvenle hız yapabilirsiniz, 1000x’i önermiyorum) Güney Amerika üzerinden uçuncaya kadar bekleyin.
  2. Bloğu prograd (burun hareket yönünde) pozisyonda yönlendirin.
  3. İlerleme konumunu korumak için bloğa aşağı doğru bir dönüş verin.
  4. 27 derece enlem bölgesinde, motoru açmanız ve ilerleme pozisyonunu koruyarak 35.700 km'lik merkez üssüne ulaşana kadar uçmanız gerekir. 10x hızlandırmayı etkinleştirebilirsiniz.
  5. Harici yakıt deposunun yakıtı bittiğinde tuşuna basarak sıfırlayın. D. Motoru tekrar çalıştırın.


Yakıt deposunun sıfırlanması, biriktirme motorlarının görünür çalışması


Sonuç. Lütfen motoru kapatmak için acele ettiğimi unutmayın, merkez üssü 34,7 bin km. Bu korkutucu değil, deneyin saflığı için onu bu şekilde bırakacağız.


Güzel manzara

Aşama 4. Yörünge eğiminin değiştirilmesi

Her şeyi küçük hatalarla yaptıysanız, merkez noktası ekvatora yakın olacaktır. Prosedür:

  1. Zaman 1000x'e kadar hızlanıyor, ekvatora yaklaşmayı bekleyin.
  2. Yörüngenin dışından bakıldığında bloğu uçuşa dik olarak yukarı doğru yönlendirin. Bir düğmeye basılarak etkinleştirilen Nml+ otomatik modu bunun için uygundur. ; (diğer adıyla Ve)
  3. Motoru açın.
  4. Eğim sıfırlama manevrasından sonra yakıt kalırsa, bunu periapsisi yükseltmek için harcayabilirsiniz.
  5. Yakıt bittikten sonra düğmeyi kullanın J uyduyu ayırın, güneş panellerini ve antenlerini açığa çıkarın Alt-A, Alt-S


Manevra öncesi başlangıç ​​pozisyonu


Manevranın ardından

Aşama 5. Uydunun GEO'ya bağımsız fırlatılması

Uydunun periapsisi yükseltmek için kullanılabilecek bir motoru var. Bunu yapmak için periapsis bölgesinde uyduyu kademeli olarak yönlendirip motoru açıyoruz. Motor zayıf, birkaç kez tekrarlanması gerekiyor. Her şeyi doğru yaparsanız uydunun yörünge bozukluklarını düzeltmek için yakıtının yaklaşık %20'si kalmış olacaktır. Gerçekte, Ay'ın ve diğer faktörlerin etkisi, uyduların yörüngesinin bozulmasına ve gerekli parametreleri korumak için yakıtın boşa harcanması gerekmesine yol açmaktadır.
Sizin için her şey yolunda giderse, resim şöyle görünecektir:

GEO uydusunun Dünya üzerinde bir yerin üzerinde yer aldığının küçük bir örneği:

Karşılaştırma için Türksat 4A fırlatma şeması



Üst aşamadaki Briz ailesi - Briz-M, Briz-KM - SSCB'nin çöküşünden sonra geliştirilen bir cihazın örneğidir. Bu gelişmenin birkaç nedeni vardı:

  • UR-100 ICBM'ye dayanarak, bir üst aşamanın (UR) faydalı olacağı bir dönüşüm fırlatma aracı "Rokot" geliştirildi.
  • Proton'da, sabit yörüngeye fırlatma için, Proton için "yerli olmayan" "oksijen-gazyağı" çiftini kullanan, yalnızca 7 saatlik otonom uçuş süresine sahip olan DM RB kullanıldı ve yük kapasitesi artırılacak.

Breeze ailesinin üst aşamalarının geliştiricisi, Federal Devlet Üniter Teşebbüsü “M.V. Khrunichev'in adını taşıyan Devlet Uzay Araştırma ve Üretim Merkezi” dir. 1990-1994'te test lansmanları yapıldı ve Mayıs-Haziran 2000'de Briz'in her iki modifikasyonunun da uçuşları gerçekleşti - Rokot için Briz-KM ve Proton için Briz-M. Aralarındaki temel fark, Brize-M'de daha büyük bir karakteristik hız marjı (delta-V) sağlayan ve daha ağır uyduların fırlatılmasına olanak tanıyan ilave fırlatılabilir yakıt tanklarının bulunmasıdır.



Breeze ailesinin blokları çok yoğun bir düzen ile öne çıkıyor:





Teknik çözümlerin özellikleri:

  • Motor, tanktaki “camın” içinde bulunur
  • Tankların içinde basınçlandırma için helyum silindirleri de bulunmaktadır.
  • Yakıt ve oksitleyici tankları ortak bir duvara sahiptir (UDMH/AT çiftinin kullanımı sayesinde bu teknik bir zorluk teşkil etmez), tanklar arası bölme nedeniyle blok uzunluğunda bir artış yoktur
  • Tanklar yük taşıyor; ilave ağırlık gerektirecek ve uzunluğu artıracak güç kafesleri yok
  • Fırlatılabilir tanklar aslında aşamanın yarısı kadardır, bu da bir yandan duvarlarda ekstra ağırlık gerektirir, diğer yandan boş tankları fırlatarak karakteristik hız marjını arttırmayı mümkün kılar.

Yoğun düzen geometrik boyutlardan ve ağırlıktan tasarruf sağlar ancak aynı zamanda dezavantajları da vardır. Çalışırken ısı yayan motor, tanklara ve borulara çok yakın konumlandırılmıştır.

Daha yüksek (spesifikasyon dahilinde 1-2 derece) yakıt sıcaklığının çalışma sırasında (ayrıca spesifikasyon dahilinde) motorun daha yüksek termal yoğunluğu ile kombinasyonu, oksitleyicinin kaynamasına, turboşarj türbininin soğutmasının bozulmasına yol açtı. Aralık 2012'de Yamal-402 uydusunun fırlatılması sırasında RB kazasına neden olan sıvı oksitleyici ve işleyişinin bozulması.


RB motorları üç tip motorun bir kombinasyonunu kullanır: 2 tonluk itme gücüne sahip ana S5.98 (14D30), ana motoru çalıştırmadan önce açılan dört düzeltme motoru (aslında bunlar biriktirme motorları, ullage motorlardır). yakıtı tankların tabanına boşaltmak için ve 1,3 kg itme gücüne sahip on iki yönlendirme motoru. Açık tasarıma rağmen ana motor çok yüksek parametrelere sahiptir (yanma odasındaki basınç ~100 atm, özgül darbe 328,6 s). "Babaları" Mars'ın "Phobos" istasyonlarında, "büyükbabaları" ise "Luna-16" gibi Ay'a iniş istasyonlarında duruyordu. Tahrik motoru sekiz defaya kadar güvenilir bir şekilde çalıştırılabilir ve ünitenin aktif ömrü bir günden az değildir.


Tam şarjlı bir ünitenin kütlesi 22,5 tona kadar, taşıma kapasitesi ise 6 tona ulaşıyor. Ancak fırlatma aracının üçüncü aşamasından ayrıldıktan sonra bloğun toplam kütlesi 26 tondan biraz daha az. Bir coğrafi transfer yörüngesine yerleştirildiğinde, RB'nin yakıtı yetersizdir ve sabit yörüngeye doğrudan yerleştirme için tamamen doldurulmuş bir tank, maksimum 3,7 tonluk yük sağlar. Ünitenin itme-ağırlık oranı ~0,76'ya eşittir. Bu Breeze RB'nin bir dezavantajıdır, ancak küçüktür. Gerçek şu ki, RB+PN ayrıldıktan sonra açık bir yörüngededir, bu da ek yerleştirme için bir itme gerektirir ve motorun küçük itme kuvveti yerçekimsel kayıplara yol açar. Yerçekimsel kayıplar yaklaşık %1-2 civarındadır ve bu oldukça küçüktür. Ayrıca motorun uzun süre çalıştırılması güvenilirlik gereksinimlerini artırır. Öte yandan, ana motorun 3200 saniyeye kadar (neredeyse bir saat!) garantili çalışma ömrü vardır.


Briz-KM üst aşamasının performans özellikleri

  • Kompozisyon - Konik tank bölmeli ve “G” tank nişinde bulunan bir tahrik motorlu monoblok.
  • Uygulama - III aşaması olarak Rokot fırlatma aracının bir parçası olarak
  • Ana özellikler - Uçuş sırasında manevra imkanı.
  • Başlangıç ​​kütlesi, t - 6.475
  • Yakıt rezervi (AT+UDMH), t - 5,055'e kadar
  • Motorların tipi, sayısı ve vakum itme kuvveti:
    • Sıvı roket motoru 14D30 (1 adet), 2,0 tf (bakım),
    • Sıvı roket motoru 11D458 (4 adet) her biri 40 kgf (düzeltme motorları),
    • 17D58E (12 adet) her biri 1,36 kgf (durum ve stabilizasyon motorları)
  • Maksimum otonom uçuş süresi, saat. - 7
  • İlk uçuş yılı - Mayıs 2000

Briz-M üst aşamasının taktik ve teknik özellikleri

  • Kompozisyon - Briz-KM RB'yi temel alan merkezi bir bloktan ve onu çevreleyen toroidal şekilli atılabilir ek yakıt deposundan oluşan üst aşama.
  • Uygulama - Proton-M fırlatma aracı, Angara-A3 ve Angara-A5 fırlatma araçlarının bir parçası olarak
  • Ana Özellikler
    • son derece küçük boyutlar;
    • ağır ve büyük uzay aracını fırlatma yeteneği;
    • uçuşta uzun süreli operasyon imkanı
  • Başlangıç ​​ağırlığı, t - 22,5'e kadar
  • Yakıt rezervi (AT+UDMH), t - 20'ye kadar
  • Ana motor aktivasyonlarının sayısı - 8'e kadar
  • Maksimum otonom uçuş süresi, saat. - en az 24 (TTZ'ye göre)

Orbiter uzay simülatörüne gösterilen olumlu tepkiler ve en az iki yüz kişinin ilgi duyması ve eklentiler indirmesi beni bir dizi eğitici ve oyun makalesine devam etme fikrine yöneltti. Ayrıca, her şeyin sizin eylemlerinize gerek kalmadan otomatik olarak yapıldığı ilk makaleden bağımsız deneylere geçişi kolaylaştırmak istiyorum, böylece baykuş çizmeyle ilgili bir şakayla karşılaşmazsınız. Bu makale aşağıdaki hedeflere sahiptir:

  • Bize üst aşamadaki Breeze ailesinden bahsedin
  • Yörünge hareketinin ana parametreleri hakkında bir fikir verin: apocenter, periapsis, yörünge eğimi
  • Yörünge mekaniğinin temellerinin anlaşılmasını sağlamak ve sabit yörüngeye (GEO) fırlatmak
  • Simülatörde GSO'ya manuel çıkış konusunda uzmanlaşmak için basit bir kılavuz sağlayın

giriiş

Bu konuda çok az düşünülüyor, ancak üst aşamadaki Briz ailesi - Briz-M, Briz-KM - SSCB'nin çöküşünden sonra geliştirilen bir cihazın örneğidir. Bu gelişmenin birkaç nedeni vardı:

  • UR-100 ICBM'ye dayanarak, bir üst aşamanın (UR) faydalı olacağı bir dönüşüm fırlatma aracı "Rokot" geliştirildi.
  • Proton'da, sabit yörüngeye fırlatma için, Proton için "yerli olmayan" "oksijen-gazyağı" çiftini kullanan, yalnızca 7 saatlik otonom uçuş süresine sahip olan DM RB kullanıldı ve yük kapasitesi artırılacak.

1990-1994'te test lansmanları yapıldı ve Mayıs-Haziran 2000'de Briz'in her iki modifikasyonunun da uçuşları gerçekleşti - Rokot için Briz-KM ve Proton için Briz-M. Aralarındaki temel fark, Brize-M'de daha büyük bir karakteristik hız marjı (delta-V) sağlayan ve daha ağır uyduların fırlatılmasına olanak tanıyan ilave fırlatılabilir yakıt tanklarının bulunmasıdır. İşte farkı çok iyi gösteren bir fotoğraf:

Tasarım

Breeze ailesinin blokları çok yoğun bir düzen ile öne çıkıyor:



Daha detaylı çizim


Teknik çözümlere dikkat edin:

  • Motor, tanktaki “camın” içinde bulunur
  • Tankların içinde basınçlandırma için helyum silindirleri de bulunmaktadır.
  • Yakıt ve oksitleyici tankları ortak bir duvara sahiptir (UDMH/AT çiftinin kullanımı sayesinde bu teknik bir zorluk teşkil etmez), tanklar arası bölme nedeniyle blok uzunluğunda bir artış yoktur
  • Tanklar yük taşıyor; ilave ağırlık gerektirecek ve uzunluğu artıracak güç kafesleri yok
  • Fırlatılabilir tanklar aslında aşamanın yarısı kadardır, bu da bir yandan duvarlarda ekstra ağırlık gerektirir, diğer yandan boş tankları fırlatarak karakteristik hız marjını arttırmayı mümkün kılar.

Yoğun düzen geometrik boyutlardan ve ağırlıktan tasarruf sağlar ancak aynı zamanda dezavantajları da vardır. Örneğin çalışırken ısı yayan bir motor, tanklara ve borulara çok yakın konumlandırılır. Ve yakıtın daha yüksek (şartname dahilinde 1-2 derece) sıcaklığı ile çalışma sırasında motorun daha yüksek termal yoğunluğu (aynı zamanda spesifikasyon dahilinde) kombinasyonu, oksitleyicinin kaynamasına, soğutmanın bozulmasına yol açtı. Aralık 2012'de Yamal-402 uydusunun fırlatılması sırasında RB kazasına neden olan sıvı oksitleyici tarafından turboşarj türbini ve çalışmasının kesintiye uğraması.
RB motorları üç tip motorun bir kombinasyonunu kullanır: 2 tonluk itme gücüne sahip ana S5.98 (14D30), ana motoru çalıştırmadan önce açılan dört düzeltme motoru (aslında bunlar biriktirme motorları, ullage motorlardır). yakıtı tankların tabanına boşaltmak için ve 1,3 kg itme gücüne sahip on iki yönlendirme motoru. Açık tasarıma rağmen ana motor çok yüksek parametrelere sahiptir (yanma odasındaki basınç ~100 atm, özgül darbe 328,6 s). Onun “babaları” Mars'ın “Phobos” istasyonlarında, “büyükbabaları” ise “Luna-16” gibi Ay iniş istasyonlarında duruyordu. Tahrik motoru sekiz defaya kadar güvenilir bir şekilde çalıştırılabilir ve ünitenin aktif ömrü bir günden az değildir.
Tamamen yakıtla doldurulmuş bir bloğun kütlesi 22,5 tona kadardır; taşıma kapasitesi ~6 tondur, fırlatma aracının üçüncü aşamasından ayrıldıktan sonra bloğun kütlesi ~28-29 ton olacaktır. Onlar. Bloğun itme-ağırlık oranı ~0,07'ye eşittir. Bu, Breeze RB'nin bir dezavantajıdır, ancak çok büyük bir dezavantaj değildir. Gerçek şu ki, ayrıldıktan sonra RB+ PN açık bir yörüngededir, bu da ek yerleştirme için bir itme gerektirir ve motorun düşük itme kuvveti yerçekimsel kayıplara yol açar. Ayrıca motorun uzun süre çalıştırılması güvenilirlik gereksinimlerini artırır. Öte yandan, ana motorun 3200 saniyeye kadar (neredeyse bir saat!) garantili çalışma ömrü vardır.

Güvenilirlik hakkında biraz

Breeze RB ailesi oldukça aktif bir şekilde kullanılıyor:

  • "Proton-K" üzerinde 4 "Breeze-M" uçuşu
  • "Breeze-M"nin "Proton-M" ile 72. uçuşu
  • Briz-KM'nin Rokot'ta 16 uçuşu

16 Şubat 2014 itibarıyla toplam 92 uçuş. Bunlardan 5 kaza (Yamal-402 ile kısmi bir başarıyı kaza olarak belirledim) Briz-M ünitesinin arızası nedeniyle ve 2'si Briz-KM ünitesinin arızası nedeniyle meydana geldi, bu da bize 92 güvenilirliği veriyor. %. Kazaların nedenlerine daha detaylı bakalım:

  1. 28 Şubat 2006, ArabSat 4A - hidrolik türbin nozuluna (,) giren yabancı parçacık nedeniyle motorun erken kapanması, tek bir üretim hatası.
  2. 15 Mart 2008, AMC-14 - motorun erken kapatılması, yüksek sıcaklıktaki gaz boru hattının () tahrip edilmesi, değişiklik gerektirdi.
  3. 18 Ağustos 2011, Ekspres-AM4. Jiroskopla stabilize edilmiş platformu döndürmek için zaman aralığı makul olmayan bir şekilde "daraldı", yanlış yönlendirme (), programcı hatası.
  4. 6 Ağustos 2012, Telkom 3, Ekspres MD2. Bir üretim hatası olan takviye hattının () tıkanması nedeniyle motorun kapatılması.
  5. 9 Aralık 2012, Yamal-402. Olumsuz sıcaklık faktörlerinin bir kombinasyonu olan pompa arızası nedeniyle motorun kapanması ()
  6. 8 Ekim 2005, “Briz-KM”, Cryosat, ikinci aşama ile üst aşamanın ayrılmaması, yazılımın anormal çalışması (), programcı hatası.
  7. 1 Şubat 2011, "Briz-KM", Geo-IK2, muhtemelen telemetri eksikliğinden dolayı kontrol sistemindeki bir arızadan kaynaklanan anormal motor darbesi; kesin nedeni belirlenemiyor.

Kazaların nedenlerini analiz edersek, tasarım sorunları ve tasarım hatalarıyla yalnızca iki tanesi ilişkilidir - gaz boru hattının yanması ve ısıtma pompasının soğutulmasındaki arıza. Sebebi kesin olarak bilinen diğer tüm kazalar, üretim kalitesi ve lansmana hazırlık sorunlarıyla ilişkilidir. Bu şaşırtıcı değil - uzay endüstrisi çok yüksek kalitede iş gerektiriyor ve sıradan bir çalışanın bile yaptığı bir hata kazaya yol açabilir. Breeze'in kendisi başarısız bir tasarım değil, ancak RB malzemelerinin maksimum performansı sağlamak için fiziksel güçlerinin sınırına yakın çalışmaları nedeniyle güvenlik marjının bulunmadığını belirtmekte fayda var.

Haydi uçalım

Uygulamaya geçmenin zamanı geldi - Orbiter'de manuel olarak sabit yörüngeye gidin. Bunun için şunlara ihtiyacımız olacak:
Orbiter sürümünü ilk makaleyi okuduktan sonra henüz indirmediyseniz bağlantı burada.
Eklenti “Proton LV”yi buradan indirin

Küçük bir teori

Tüm yörünge parametreleri arasında, burada üç parametreyle ilgileneceğiz: periapsisin yüksekliği (Dünya için - yerberi), merkez üssünün yüksekliği (Dünya için - apogee) ve eğim:

  • Apocenter'ın yüksekliği, Ha olarak gösterilen yörüngenin en yüksek noktasının yüksekliğidir.
  • Periapsisin yüksekliği, Hn olarak gösterilen yörüngenin en alt noktasının yüksekliğidir.
  • Yörünge eğimi, yörünge düzlemi ile Dünya'nın ekvatorundan geçen düzlem arasındaki (bizim durumumuzda, Dünya etrafındaki yörüngeler) arasındaki açıdır ve şu şekilde gösterilir: Ben.

Sabit bir yörünge, deniz seviyesinden 35.786 km yükseklikte periapsis ve apoapsis yüksekliği ve 0 derece eğime sahip dairesel bir yörüngedir. Buna göre görevimiz şu aşamalara ayrılmıştır: Alçak Dünya yörüngesine girin, merkez üssünü 35.700 km'ye yükseltin, eğimi 0 dereceye değiştirin, periapsisi 35.700 km'ye yükseltin. Apocenter'daki yörüngenin eğimini değiştirmek daha karlı, çünkü uydunun hızı orada daha düşük ve hız ne kadar düşükse, onu değiştirmek için o kadar az delta-V uygulanması gerekiyor. Yörünge mekaniğinin püf noktalarından biri, bazen merkez merkezini istenenden çok daha yükseğe çıkarmak, buradaki eğimi değiştirmek ve daha sonra merkez merkezini istenen noktaya indirmek daha karlı olmasıdır. Eğimdeki istenen + değişimin üzerine merkez merkezini yükseltme ve alçaltma maliyetleri, arzu edilen tepe merkezinin yüksekliğindeki eğim değişikliğinden daha az olabilir.

Uçuş planı

Briz-M senaryosunda, 2007 yılında fırlatılan İsveç iletişim uydusu Sirius-4'ün fırlatılması gerekiyor. Geçtiğimiz yıllarda adı zaten değiştirildi, şimdi “Astra-4A”. Kaldırılmasına ilişkin plan şu şekildeydi:


Yörüngeye manuel olarak girdiğimizde balistik hesaplamaları yapan makinelerin doğruluğunu kaybettiğimiz, dolayısıyla uçuş parametrelerimizde oldukça büyük hatalar olacağı açık ama bu durum korkutucu değil.

Aşama 1. Referans yörüngeye girme

Aşama 1, programın başlatılmasından yaklaşık 170 km yüksekliğe ve 51 derece eğime sahip dairesel bir yörüngeye girişine kadar geçen süreyi alır (Baykonur enleminin acı verici bir mirası, ekvatordan fırlatıldığında hemen 0 derece olacaktır). ).
Senaryo Proton LV / Proton M / Proton M - Esinti M (Sirius 4)

Simülatörün yüklenmesinden üst aşamayı üçüncü aşamadan ayırmaya kadar manzaralara hayran kalabilirsiniz; her şey otomatik olarak yapılır. Yerden görünümden kamera odağını rokete çevirmeniz gerekmediği sürece (tuşuna basın) F2 sol üstteki değerlere mutlak yön veya küresel çerçeve).
Üreme sürecinde “içeriden” görünüme geçmenizi öneririm. F1, bizi bekleyenlere hazırlanın:


Bu arada, Orbiter'da şunu duraklatabilirsiniz: Ctrl-P, bu işinize yarayabilir.
Bizim için önemli olan göstergelerin değerleri hakkında birkaç açıklama:


Üçüncü aşama ayrıldıktan sonra yavaş ya da yanlış hareket edersek Pasifik Okyanusu'na düşme tehdidiyle kendimizi açık bir yörüngede buluyoruz. Böyle üzücü bir kaderden kaçınmak için referans yörüngesine girmeliyiz ve bunun için şunları yapmalıyız:

  1. Bir düğmeye basarak blok dönüşünü durdurun Sayı 5. T.N. KillRot modu (dönmeyi durdur). Konumu sabitledikten sonra mod otomatik olarak kapanır.
  2. Düğmeyi kullanarak arka görünümü ileri görünüme geçirin C.
  3. Düğmeye basarak ön cam göstergesini yörünge moduna (Yörünge Dünyası üstte) geçirin H.
  4. Anahtarlar Sayı 2(açmak) 8 numara(geri çevir) 1 numara(Sola çevirin), 3 numara(Sağa dönün), 4 numara(sola doğru yuvarlayın), 6 numara(sağa doğru yuvarlayın) ve Sayı 5(dönmeyi durdurun) bloğu yaklaşık 22 derecelik bir eğim açısıyla hareket yönünde döndürün ve konumu sabitleyin.
  5. Motor çalıştırma prosedürünü başlatın (öncelikle Sayı + Sonra bırakmadan, Ctrl).

Her şeyi doğru yaparsanız, resim şöyle görünecektir:


Motoru çalıştırdıktan sonra:

  1. Perde açısını sabitleyecek bir dönüş oluşturun (Num 8'e birkaç kez bastığınızda açı gözle görülür şekilde değişmeyecektir).
  2. Motor çalışırken eğim açısını 25-30 derece aralığında tutun.
  3. Periapsis ve apocenter değerleri 160-170 km civarında olduğunda butonu kullanarak motoru kapatın. Sayı*.

Her şey yolunda giderse şöyle bir şey olacak:


En gergin kısmı bitti, yörüngedeyiz, düşecek yer yok.

Aşama 2. Ara yörüngeye giriş

Düşük itme-ağırlık oranı nedeniyle, merkez üssünün iki aşamada 35.700 km'ye yükseltilmesi gerekiyor. İlk aşama, merkez üssü ~5000 km olan bir ara yörüngeye girmektir. Sorunun özelliği, merkez merkezin ekvatordan uzaklaşmaması için hızlanmanın gerekli olmasıdır. ekvatora göre simetrik olarak hızlanmanız gerekir. Çıktı şemasının Dünya haritasına yansıtılması bize bu konuda yardımcı olacaktır:


Yeni fırlatılan Türksat 4A'ya ait resim ama pek bir önemi yok.
Bir ara yörüngeye girmeye hazırlanıyor:

  1. Soldaki çok işlevli ekranı harita moduna geçirin ( Sola Shift F1, Sola Shift M).
  2. R 10 kez yavaşla T) Güney Amerika üzerinden uçana kadar bekleyin.
  3. Bloğu prograd (burun hareket yönünde) pozisyonda yönlendirin. Düğmeye basabilirsiniz [ , böylece bu otomatik olarak yapılır, ancak burada çok etkili değildir, manuel olarak yapmak daha iyidir.
  4. İlerleme konumunu korumak için bloğa aşağı doğru bir dönüş verin

Şunun gibi görünmeli:


27 derece enlem bölgesinde, motoru açmanız ve ilerleme pozisyonunu koruyarak 5000 km'lik merkez üssüne ulaşana kadar uçmanız gerekir. 10x hızlandırmayı etkinleştirebilirsiniz. 5000 km'lik zirveye ulaştığınızda motoru kapatın.

Bana göre müzik yörüngede hızlanmaya çok uygun

Her şey yolunda giderse şöyle bir sonuç elde edeceğiz:

Aşama 3. Transfer yörüngesine giriş

Aşama 2'ye çok benzer:

  1. Zamanı hızlandırarak (10 kat hızlandırın) R 10 kez yavaşla T 100x’e kadar güvenle hız yapabilirsiniz, 1000x’i önermiyorum) Güney Amerika üzerinden uçuncaya kadar bekleyin.
  2. Bloğu prograd (burun hareket yönünde) pozisyonda yönlendirin.
  3. İlerleme konumunu korumak için bloğa aşağı doğru bir dönüş verin.
  4. 27 derece enlem bölgesinde, motoru açmanız ve ilerleme pozisyonunu koruyarak 35.700 km'lik merkez üssüne ulaşana kadar uçmanız gerekir. 10x hızlandırmayı etkinleştirebilirsiniz.
  5. Harici yakıt deposunun yakıtı bittiğinde tuşuna basarak sıfırlayın. D. Motoru tekrar çalıştırın.



Yakıt deposunun sıfırlanması, biriktirme motorlarının görünür çalışması


Sonuç. Lütfen motoru kapatmak için acele ettiğimi unutmayın, merkez üssü 34,7 bin km. Bu korkutucu değil, deneyin saflığı için onu bu şekilde bırakacağız.


Güzel manzara

Aşama 4. Yörünge eğiminin değiştirilmesi

Her şeyi küçük hatalarla yaptıysanız, merkez noktası ekvatora yakın olacaktır. Prosedür:

  1. Zaman 1000x'e kadar hızlanıyor, ekvatora yaklaşmayı bekleyin.
  2. Yörüngenin dışından bakıldığında bloğu uçuşa dik olarak yukarı doğru yönlendirin. Bir düğmeye basılarak etkinleştirilen Nml+ otomatik modu bunun için uygundur. ; (diğer adıyla Ve)
  3. Motoru açın.
  4. Eğim sıfırlama manevrasından sonra yakıt kalırsa, bunu periapsisi yükseltmek için harcayabilirsiniz.
  5. Yakıt bittikten sonra düğmeyi kullanın J uyduyu ayırın, güneş panellerini ve antenlerini açığa çıkarın Alt-A, Alt-S



Manevra öncesi başlangıç ​​pozisyonu


Manevranın ardından

Aşama 5. Uydunun GEO'ya bağımsız fırlatılması

Uydunun periapsisi yükseltmek için kullanılabilecek bir motoru var. Bunu yapmak için periapsis bölgesinde uyduyu kademeli olarak yönlendirip motoru açıyoruz. Motor zayıf, birkaç kez tekrarlanması gerekiyor. Her şeyi doğru yaparsanız uydunun yörünge bozukluklarını düzeltmek için yakıtının yaklaşık %20'si kalmış olacaktır. Gerçekte, Ay'ın ve diğer faktörlerin etkisi, uyduların yörüngesinin bozulmasına ve gerekli parametreleri korumak için yakıtın boşa harcanması gerekmesine yol açmaktadır.
Sizin için her şey yolunda giderse, resim şöyle görünecektir:

Uzay simülatörü Orbiter hakkında ve onun için eklentiler indiren ve ilgilenen en az iki yüz kişi beni eğitici ve oyun yazıları serisine devam etme fikrine yöneltti. Ayrıca, her şeyin sizin eylemlerinize gerek kalmadan otomatik olarak yapıldığı ilk gönderiden bağımsız deneylere geçişi kolaylaştırmak istiyorum, böylece baykuş çizme şakasıyla karşılaşmazsınız. Bu yazı aşağıdaki hedeflere sahiptir:

  • Bize üst aşamadaki Breeze ailesinden bahsedin
  • Yörünge hareketinin ana parametreleri hakkında bir fikir verin: apocenter, periapsis, yörünge eğimi
  • Yörünge mekaniğinin temellerinin anlaşılmasını sağlamak ve sabit yörüngeye (GEO) fırlatmak
  • Simülatörde GSO'ya manuel çıkış konusunda uzmanlaşmak için basit bir kılavuz sağlayın

giriiş

Bu konuda çok az düşünülüyor, ancak üst aşamadaki Briz ailesi - Briz-M, Briz-KM - SSCB'nin çöküşünden sonra geliştirilen bir cihazın örneğidir. Bu gelişmenin birkaç nedeni vardı:
  • UR-100 ICBM'ye dayanarak, bir üst aşamanın (UR) faydalı olacağı bir dönüşüm fırlatma aracı "Rokot" geliştirildi.
  • Proton'da, sabit yörüngeye fırlatma için, Proton için "yerli olmayan" "oksijen-gazyağı" çiftini kullanan, yalnızca 7 saatlik otonom uçuş süresine sahip olan DM RB kullanıldı ve yük kapasitesi artırılacak.
1990-1994'te test lansmanları yapıldı ve Mayıs-Haziran 2000'de Briz'in her iki modifikasyonunun da uçuşları gerçekleşti - Rokot için Briz-KM ve Proton için Briz-M. Aralarındaki temel fark, Brize-M'de daha büyük bir karakteristik hız marjı (delta-V) sağlayan ve daha ağır uyduların fırlatılmasına olanak tanıyan ilave fırlatılabilir yakıt tanklarının bulunmasıdır. İşte farkı çok iyi gösteren bir fotoğraf:

Tasarım

Breeze ailesinin blokları çok yoğun bir düzen ile öne çıkıyor:




Daha detaylı çizim


Teknik çözümlere dikkat edin:
  • Motor, tanktaki “camın” içinde bulunur
  • Tankların içinde basınçlandırma için helyum silindirleri de bulunmaktadır.
  • Yakıt ve oksitleyici tankları ortak bir duvara sahiptir (UDMH/AT çiftinin kullanımı sayesinde bu teknik bir zorluk teşkil etmez), tanklar arası bölme nedeniyle blok uzunluğunda bir artış yoktur
  • Tanklar yük taşıyor; ilave ağırlık gerektirecek ve uzunluğu artıracak güç kafesleri yok
  • Fırlatılabilir tanklar aslında aşamanın yarısı kadardır, bu da bir yandan duvarlarda ekstra ağırlık gerektirir, diğer yandan boş tankları fırlatarak karakteristik hız marjını arttırmayı mümkün kılar.
Yoğun düzen geometrik boyutlardan ve ağırlıktan tasarruf sağlar ancak aynı zamanda dezavantajları da vardır. Örneğin çalışırken ısı yayan bir motor, tanklara ve borulara çok yakın konumlandırılır. Ve yakıtın daha yüksek (şartname dahilinde 1-2 derece) sıcaklığı ile çalışma sırasında motorun daha yüksek termal yoğunluğu (aynı zamanda spesifikasyon dahilinde) kombinasyonu, oksitleyicinin kaynamasına, soğutmanın bozulmasına yol açtı. Aralık 2012'de Yamal-402 uydusunun fırlatılması sırasında RB kazasına neden olan sıvı oksitleyici tarafından turboşarj türbini ve çalışmasının kesintiye uğraması.
RB motorları üç tip motorun bir kombinasyonunu kullanır: 2 tonluk itme gücüne sahip ana S5.98 (14D30), ana motoru çalıştırmadan önce açılan dört düzeltme motoru (aslında bunlar biriktirme motorları, ullage motorlardır). yakıtı tankların tabanına boşaltmak için ve 1,3 kg itme gücüne sahip on iki yönlendirme motoru. Açık tasarıma rağmen ana motor çok yüksek parametrelere sahiptir (yanma odasındaki basınç ~100 atm, özgül darbe 328,6 s). Onun “babaları” Mars'ın “Phobos” istasyonlarında, “büyükbabaları” ise “Luna-16” gibi Ay iniş istasyonlarında duruyordu. Tahrik motoru sekiz defaya kadar güvenilir bir şekilde çalıştırılabilir ve ünitenin aktif ömrü bir günden az değildir.
Tam şarjlı bir ünitenin kütlesi 22,5 tona kadar, taşıma kapasitesi ise 6 tona ulaşıyor. Ancak fırlatma aracının üçüncü aşamasından ayrıldıktan sonra bloğun toplam kütlesi 26 tondan biraz daha az. Bir coğrafi transfer yörüngesine yerleştirildiğinde, RB'nin yakıt ikmali yetersizdi ve GEO'ya doğrudan yerleştirme için tamamen doldurulmuş bir tank, maksimum 3,7 ton yük taşıyordu. Bloğun itme-ağırlık oranı ~0,76'ya eşittir. Bu Breeze RB'nin bir dezavantajıdır, ancak küçüktür. Gerçek şu ki, ayrıldıktan sonra RB+ PN açık bir yörüngededir, bu da ek yerleştirme için bir itme gerektirir ve motorun düşük itme kuvveti yerçekimsel kayıplara yol açar. Yerçekimsel kayıplar yaklaşık %1-2 civarındadır ve bu oldukça küçüktür. Ayrıca motorun uzun süre çalıştırılması güvenilirlik gereksinimlerini artırır. Öte yandan, ana motorun 3200 saniyeye kadar (neredeyse bir saat!) garantili çalışma ömrü vardır.
Güvenilirlik hakkında biraz
Breeze RB ailesi oldukça aktif bir şekilde kullanılıyor:
  • "Proton-K" üzerinde 4 "Breeze-M" uçuşu
  • Briz-M'nin Proton-M'de 72 uçuşu
  • Briz-KM'nin Rokot'ta 16 uçuşu
16 Şubat 2014 itibarıyla toplam 92 uçuş. Bunlardan 5 kaza (Yamal-402 ile kısmi bir başarıyı kaza olarak belirledim) Briz-M ünitesinin arızası nedeniyle ve 2'si Briz-KM ünitesinin arızası nedeniyle meydana geldi, bu da bize 92 güvenilirliği veriyor. %. Kazaların nedenlerine daha detaylı bakalım:
  1. 28 Şubat 2006, ArabSat 4A - hidrolik türbin nozuluna (,) giren yabancı parçacık nedeniyle motorun erken kapanması, tek bir üretim hatası.
  2. 15 Mart 2008, AMC-14 - motorun erken kapatılması, yüksek sıcaklıktaki gaz boru hattının () tahrip edilmesi, değişiklik gerektirdi.
  3. 18 Ağustos 2011, Ekspres-AM4. Jiroskopla stabilize edilmiş platformu döndürmek için zaman aralığı makul olmayan bir şekilde "daraldı", yanlış yönlendirme (), programcı hatası.
  4. 6 Ağustos 2012, Telkom 3, Ekspres MD2. Bir üretim hatası olan takviye hattının () tıkanması nedeniyle motorun kapatılması.
  5. 9 Aralık 2012, Yamal-402. Olumsuz sıcaklık faktörlerinin bir kombinasyonu olan pompa arızası nedeniyle motorun kapanması ()
  6. 8 Ekim 2005, “Briz-KM”, Cryosat, ikinci aşama ile üst aşamanın ayrılmaması, yazılımın anormal çalışması (), programcı hatası.
  7. 1 Şubat 2011, "Briz-KM", Geo-IK2, muhtemelen telemetri eksikliğinden dolayı kontrol sistemindeki bir arızadan kaynaklanan anormal motor darbesi; kesin nedeni belirlenemiyor.
Kazaların nedenlerini analiz edersek, tasarım sorunları ve tasarım hatalarıyla yalnızca iki tanesi ilişkilidir - gaz boru hattının yanması ve ısıtma pompasının soğutulmasındaki arıza. Sebebi kesin olarak bilinen diğer tüm kazalar, üretim kalitesi ve lansmana hazırlık sorunlarıyla ilişkilidir. Bu şaşırtıcı değil - uzay endüstrisi çok yüksek kalitede iş gerektiriyor ve sıradan bir çalışanın bile yaptığı bir hata kazaya yol açabilir. Breeze'in kendisi başarısız bir tasarım değil, ancak RB malzemelerinin maksimum performansı sağlamak için fiziksel güçlerinin sınırına yakın çalışmaları nedeniyle güvenlik marjının bulunmadığını belirtmekte fayda var.

Haydi uçalım

Uygulamaya geçmenin zamanı geldi - Orbiter'de manuel olarak sabit yörüngeye gidin. Bunun için şunlara ihtiyacımız olacak:
Orbiter sürümünü, ilk yazıyı okuduktan sonra henüz indirmediyseniz bağlantı burada.
Eklenti “Proton LV”yi buradan indirin
Küçük bir teori
Tüm yörünge parametreleri arasında, burada üç parametreyle ilgileneceğiz: periapsisin yüksekliği (Dünya için - yerberi), merkez üssünün yüksekliği (Dünya için - apogee) ve eğim:

  • Apocenter'ın yüksekliği, Ha olarak gösterilen yörüngenin en yüksek noktasının yüksekliğidir.
  • Periapsisin yüksekliği, Hn olarak gösterilen yörüngenin en alt noktasının yüksekliğidir.
  • Yörünge eğimi, yörünge düzlemi ile Dünya'nın ekvatorundan geçen düzlem arasındaki (bizim durumumuzda, Dünya etrafındaki yörüngeler) arasındaki açıdır ve şu şekilde gösterilir: Ben.
Sabit bir yörünge, deniz seviyesinden 35.786 km yükseklikte periapsis ve apoapsis yüksekliği ve 0 derece eğime sahip dairesel bir yörüngedir. Buna göre görevimiz şu aşamalara ayrılmıştır: Alçak Dünya yörüngesine girin, merkez üssünü 35.700 km'ye yükseltin, eğimi 0 dereceye değiştirin, periapsisi 35.700 km'ye yükseltin. Apocenter'daki yörüngenin eğimini değiştirmek daha karlı, çünkü uydunun hızı orada daha düşük ve hız ne kadar düşükse, onu değiştirmek için o kadar az delta-V uygulanması gerekiyor. Yörünge mekaniğinin püf noktalarından biri, bazen merkez merkezini istenenden çok daha yükseğe çıkarmak, buradaki eğimi değiştirmek ve daha sonra merkez merkezini istenen noktaya indirmek daha karlı olmasıdır. Eğimdeki istenen + değişimin üzerine merkez merkezini yükseltme ve alçaltma maliyetleri, arzu edilen tepe merkezinin yüksekliğindeki eğim değişikliğinden daha az olabilir.
Uçuş planı
Briz-M senaryosunda, 2007 yılında fırlatılan İsveç iletişim uydusu Sirius-4'ün fırlatılması gerekiyor. Geçtiğimiz yıllarda adı zaten değiştirildi, şimdi “Astra-4A”. Kaldırılmasına ilişkin plan şu şekildeydi:


Yörüngeye manuel olarak girdiğimizde balistik hesaplamaları yapan makinelerin doğruluğunu kaybettiğimiz, dolayısıyla uçuş parametrelerimizde oldukça büyük hatalar olacağı açık ama bu durum korkutucu değil.
Aşama 1. Referans yörüngeye girme
Aşama 1, programın başlatılmasından yaklaşık 170 km yüksekliğe ve 51 derece eğime sahip dairesel bir yörüngeye girişine kadar geçen süreyi alır (Baykonur enleminin acı verici bir mirası, ekvatordan fırlatıldığında hemen 0 derece olacaktır). ).
Senaryo Proton LV / Proton M / Proton M - Esinti M (Sirius 4)

Simülatörün yüklenmesinden üst aşamayı üçüncü aşamadan ayırmaya kadar manzaralara hayran kalabilirsiniz; her şey otomatik olarak yapılır. Yerden görünümden kamera odağını rokete çevirmeniz gerekmediği sürece (tuşuna basın) F2 sol üstteki değerlere mutlak yön veya küresel çerçeve).
Üreme sürecinde “içeriden” görünüme geçmenizi öneririm. F1, bizi bekleyenlere hazırlanın:


Bu arada, Orbiter'da şunu duraklatabilirsiniz: Ctrl-P, bu işinize yarayabilir.
Bizim için önemli olan göstergelerin değerleri hakkında birkaç açıklama:


Üçüncü aşama ayrıldıktan sonra yavaş ya da yanlış hareket edersek Pasifik Okyanusu'na düşme tehdidiyle kendimizi açık bir yörüngede buluyoruz. Böyle üzücü bir kaderden kaçınmak için referans yörüngesine girmeliyiz ve bunun için şunları yapmalıyız:
  1. Bir düğmeye basarak blok dönüşünü durdurun Sayı 5. T.N. KillRot modu (dönmeyi durdur). Konumu sabitledikten sonra mod otomatik olarak kapanır.
  2. Düğmeyi kullanarak arka görünümü ileri görünüme geçirin C.
  3. Düğmeye basarak ön cam göstergesini yörünge moduna (Yörünge Dünyası üstte) geçirin H.
  4. Anahtarlar Sayı 2(açmak) 8 numara(geri çevir) 1 numara(Sola çevirin), 3 numara(Sağa dönün), 4 numara(sola doğru yuvarlayın), 6 numara(sağa doğru yuvarlayın) ve Sayı 5(dönmeyi durdurun) bloğu yaklaşık 22 derecelik bir eğim açısıyla hareket yönünde döndürün ve konumu sabitleyin.
  5. Motor çalıştırma prosedürünü başlatın (öncelikle Sayı + Sonra bırakmadan, Ctrl).
Her şeyi doğru yaparsanız, resim şöyle görünecektir:


Motoru çalıştırdıktan sonra:
  1. Perde açısını sabitleyecek bir dönüş oluşturun (Num 8'e birkaç kez bastığınızda açı gözle görülür şekilde değişmeyecektir).
  2. Motor çalışırken eğim açısını 25-30 derece aralığında tutun.
  3. Periapsis ve apocenter değerleri 160-170 km civarında olduğunda butonu kullanarak motoru kapatın. Sayı*.
Her şey yolunda giderse şöyle bir şey olacak:


En gergin kısmı bitti, yörüngedeyiz, düşecek yer yok.
Aşama 2. Ara yörüngeye giriş
Düşük itme-ağırlık oranı nedeniyle, merkez üssünün iki aşamada 35.700 km'ye yükseltilmesi gerekiyor. İlk aşama, merkez üssü ~5000 km olan bir ara yörüngeye girmektir. Sorunun özelliği, merkez merkezin ekvatordan uzaklaşmaması için hızlanmanın gerekli olmasıdır. ekvatora göre simetrik olarak hızlanmanız gerekir. Çıktı şemasının Dünya haritasına yansıtılması bize bu konuda yardımcı olacaktır:


Yeni fırlatılan Türksat 4A'ya ait resim ama pek bir önemi yok.
Bir ara yörüngeye girmeye hazırlanıyor:
  1. Soldaki çok işlevli ekranı harita moduna geçirin ( Sola Shift F1, Sola Shift M).
  2. R 10 kez yavaşla T) Güney Amerika üzerinden uçana kadar bekleyin.
  3. Bloğu yörüngesel hız vektörü boyunca (burnu hareket yönünde olacak şekilde) bir konuma yönlendirin. Düğmeye basabilirsiniz [ , böylece bu otomatik olarak yapılır, ancak burada çok etkili değildir, manuel olarak yapmak daha iyidir.
Şunun gibi görünmeli:


27 derece enlem bölgesinde, motoru açmanız ve yörünge hız vektörü boyunca yönelimi koruyarak 5000 km'lik merkez üssüne ulaşana kadar uçmanız gerekir. 10x hızlandırmayı etkinleştirebilirsiniz. 5000 km'lik zirveye ulaştığınızda motoru kapatın.

Bana göre müzik yörüngede hızlanmaya çok uygun


Her şey yolunda giderse şöyle bir sonuç elde edeceğiz:

Aşama 3. Transfer yörüngesine giriş
Aşama 2'ye çok benzer:
  1. Zamanı hızlandırarak (10 kat hızlandırın) R 10 kez yavaşla T 100x’e kadar güvenle hız yapabilirsiniz, 1000x’i önermiyorum) Güney Amerika üzerinden uçuncaya kadar bekleyin.
  2. Bloğu yörüngesel hız vektörü boyunca (burnu hareket yönünde olacak şekilde) bir konuma yönlendirin.
  3. Yörüngesel hız vektörü boyunca yönelimi korumak için bloğa aşağı doğru dönüş verin.
  4. 27 derece enlem bölgesinde, motoru açmanız ve yörünge hız vektörü boyunca stabilizasyonu koruyarak 35.700 km'lik merkez üssüne ulaşana kadar uçmanız gerekir. 10x hızlandırmayı etkinleştirebilirsiniz.
  5. Harici yakıt deposunun yakıtı bittiğinde tuşuna basarak sıfırlayın. D. Motoru tekrar çalıştırın.


Yakıt deposunun sıfırlanması, biriktirme motorlarının görünür çalışması


Sonuç. Lütfen motoru kapatmak için acele ettiğimi unutmayın, merkez üssü 34,7 bin km. Bu korkutucu değil, deneyin saflığı için onu bu şekilde bırakacağız.


Güzel manzara
Aşama 4. Yörünge eğiminin değiştirilmesi
Her şeyi küçük hatalarla yaptıysanız, merkez noktası ekvatora yakın olacaktır. Prosedür:
  1. Zaman 1000x'e kadar hızlanıyor, ekvatora yaklaşmayı bekleyin.
  2. Yörüngenin dışından bakıldığında bloğu uçuşa dik olarak yukarı doğru yönlendirin. Bir düğmeye basılarak etkinleştirilen Nml+ otomatik modu bunun için uygundur. ; (diğer adıyla Ve)
  3. Motoru açın.
  4. Eğim sıfırlama manevrasından sonra yakıt kalırsa, bunu periapsisi yükseltmek için harcayabilirsiniz.
  5. Yakıt bittikten sonra düğmeyi kullanın J uyduyu ayırın, güneş panellerini ve antenlerini açığa çıkarın Alt-A, Alt-S


Manevra öncesi başlangıç ​​pozisyonu


Manevranın ardından
Aşama 5. Uydunun GEO'ya bağımsız fırlatılması
Uydunun periapsisi yükseltmek için kullanılabilecek bir motoru var. Bunu yapmak için merkez üssü bölgesinde uyduyu yörünge hız vektörü boyunca yönlendirip motoru açıyoruz. Motor zayıf, birkaç kez tekrarlanması gerekiyor. Her şeyi doğru yaparsanız uydunun yörünge bozukluklarını düzeltmek için yakıtının yaklaşık %20'si kalmış olacaktır. Gerçekte, Ay'ın ve diğer faktörlerin etkisi, uyduların yörüngesinin bozulmasına ve gerekli parametreleri korumak için yakıtın boşa harcanması gerekmesine yol açmaktadır.
Sizin için her şey yolunda giderse, resim şöyle görünecektir:

GEO uydusunun Dünya üzerinde bir yerin üzerinde yer aldığının küçük bir örneği:

Karşılaştırma için Türksat 4A fırlatma şeması




GÜNCELLEME: ile görüştükten sonra, Orbiter'in Prograde/Retrograde adlı çirkin ev yapımı aydınger kağıdını gerçek hayattaki "yörüngesel hız vektörüne karşı/lehinde" terimiyle değiştirdim.
GÜNCELLEME2: Devlet Araştırma ve Üretim Uzay Merkezi'nin Briza-M'ye yönelik yüklerin uyarlanması konusunda bir uzman benimle iletişime geçti. Khrunichev, makaleye birkaç yorum ekledi:

  1. Gerçekte, yörünge altı yörüngeye (1. aşamanın başlangıcı) 28 ton değil, üst aşamaya tam olarak yakıt ikmali yapılmadığından 26 tondan biraz daha az fırlatılıyor.
  2. Yerçekimi kayıpları yalnızca %1-2'dir

Etiketler:

  • uzay bilimi
  • Yörünge aracı
  • esinti
Etiket ekle

Makaleyi beğendin mi? Arkadaşlarınızla paylaşın!