Страницы: 1

Автор	Сообщение
Brother Старожил Группа: E.S.S.A Сообщений: 1877	Добавлено: 01-11-2005 11:14
	Управление космическим челноком Если хотите выжить, внимательно прочтите этот раздел, прежде чем пытаться посадить космический челнок! Как вы думаете, какое основное правило полета на планере? Подумайте хорошенько. Первое правило полета на планере гласит: "Не бойтесь пролететь дальше, чем нужно!" Если вы совершаете посадку на самолете с двигателем, и вам кажется, что вам чего-то не хватает, чтобы долететь до ВПП, ничего страшного не происходит... вы просто немного увеличиваете тягу, чтобы пролететь дополнительную дистанцию! Может, не хватает скорости? Опять же, не проблема: снова добавьте тяги. Планеры летают по другим принципам: у них нет двигателей для создания тяги, поэтому при заходе на посадку они всегда должны иметь достаточные показатели высоты и скорости, чтобы быть в состоянии долететь до аэропорта, потому что, если вы будете ниже хотя бы на фут, вы свалитесь на землю, не долетев до ВПП, и разобъетесь. Вы НИКОГДА не должны терять высоту или скорость, поскольку, если вы СЛУЧАЙНО их потеряете, у вас НЕТ НИ ЕДИНОГО шанса вернуть их: крушение будет неизбежным. (Исключение составляют восходящие воздушные потоки, которые помогут хорошему планеру справиться с посадкой, но восходящие воздушные потоки обычно обеспечивают менее 150 метров в минуту вертикальной скорости... недостаточно для того, чтобы удержать в воздухе даже легкий самолет, такой как Cessna) Что касается космического челнока, ни у кого не возникнет сомнений относительно того, что у него есть двигатели. Если быть точным, КАЖДЫЙ из трех ракетных двигателей, работающих на жидком топливе, обеспечивает 150 000 кг тяги. (Для сравнения, полностью загруженный Boeing 737 весит около 50 тонн, так что КАЖДЫЙ ДВИГАТЕЛЬ космического челнока обеспечит ему подъем с тройным ускорением силы тяжести... это еще без учета твердотопливных ракетных ускорителей, закрепленных на топливном баке челнока, которые дают МИЛЛИОНЫ фунтов тяги!) Думаю, после этого все согласятся, что у космического челнока ЕСТЬ двигатели. Проблема в другом - ТОПЛИВО. Космический челнок использует все, что у него есть, по пути НА орбиту, а для спуска ничего не остается: таким образом, по пути с орбиты на Землю корабль представляет собой ничто иное, как планер. Остатки топлива расходуются для того, чтобы запустить небольшие двигатели, предназначенные специально для спуска с орбиты и тормозящие корабль до скорости, немного превышающей 24 000 км/час (какая приятная фраза... ТОРМОЗЯЩИЕ ДО СКОРОСТИ, НЕМНОГО ПРЕВЫШАЮЩЕЙ 24 000 КМ/ЧАС), и начинающие спуск корабля в атмосферу. А теперь вспомним основное правило полета на планере: НЕ БОЙТЕСЬ ПРОЛЕТЕТЬ ДАЛЬШЕ, ЧЕМ НУЖНО (рассчитывайте пролететь ДАЛЬШЕ места посадки), ПОТОМУ ЧТО, ЕСЛИ ВЫ НЕ СМОЖЕТЕ ДО НЕГО ДОЛЕТЕТЬ, ВАМ КРЫШКА, ПОСКОЛЬКУ У ВАС НЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ, КОТОРЫЕ МОГЛИ БЫ КОМПЕНСИРОВАТЬ НЕДОСТАТОК ВЫСОТЫ ИЛИ СКОРОСТИ. Рассчитывайте пролететь ДАЛЬШЕ, потому что вы всегда можете сбросить лишнюю скорость и высоту с помощью разворотов или торможения, если окажетесь слишком ВЫСОКО, но вы ПОКОЙНИК, если окажетесь слишком НИЗКО. Следуя этому принципу, космический челнок начинает свой спуск с орбиты С ОЧЕНЬ БОЛЬШИМ ЗАПАСОМ ВЫСОТЫ - НА ВСЯКИЙ СЛУЧАЙ. Возникает резонный вопрос: если челнок начинает заходить на посадку еще на орбите, не проскочит ли он мимо авиабазы Эдвардс? Нет. И вот почему: практически на всем протяжении входа в атмосферу челнок идет с поднятым носом, чтобы обеспечить ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ лобовое сопротивление, и совершает крутые развороты, чтобы сознательно потратить лишнюю энергию. В результате гасится скорость и обеспечивается более крутой спуск на землю... и если оказывается, что челнок может не дотянуть до места посадки, нос опускается и убирается крен, чтобы уменьшить лобовое сопротивление... после этого челнок может пролететь большее расстояние и уж наверняка дотянет до Эдвардса. Дополнительная высота и скорость - это козырный туз в рукаве, недостаток которого только в одном - приходится гасить энергию с помощью крутых разворотов (угол крена до 70 градусов!) и поднятого носа (тангаж до 40 градусов!), чтобы челнок не проскочил мимо места посадки!!! Сейчас я опишу процесс входа челнока в атмосферу с самого начала, как это происходит на самом деле, а затем перейду к описанию посадки челнока в X-Plane, к которому вы можете приступить после прочтения этого раздела. После того, как челнок сходит с орбиты, он входит в атмосферу на высоте 120 километров, на скорости 27 200 км/час в 8500 километрах от Эдвардса. (Да, вы приземлитесь в пустыне Мохава, а начнете заход на посадку к востоку от Гавайев.) Неплохо, да? В действительности, в течение всего 30-минутного периода входа в атмосферу челнок управляется автопилотом, и космонавты управляют челноком только последние 2 минуты захода на посадку. Космонавты МОГЛИ БЫ управлять челноком на протяжении всего спуска, но НАСА подобный вариант не одобрила. Наверное, все дело в ужасной перспективе сгореть дотла в верхних слоях атмосферы при 20 М, если бы один из пилотов что-нибудь напортачил. За всю историю полетов многоразовых кораблей (на момент написания этого файла только что завершилась 100-я миссия) пилот сам управлял кораблем на протяжении всего входа в атмосферу ТОЛЬКО ОДИН РАЗ - бывший летчик морской авиации, насколько я понимаю, готовый к любому риску. Кстати, я уже говорил, что в X-Plane вам придется пилотировать корабль на протяжении всей миссии? У меня пока еще не было времени, чтобы написать программу автопилота для космического челнока в X-Plane... когда-нибудь непременно, обещаю... может, буквально на днях... Во всяком случае, в X-Plane вы стартуете на высоте приблизительно 120 километров, в космосе, и несетесь к атмосфере, как мешок с кирпичами, со скоростью 20 М. В космосе вы не сможете полноценно управлять кораблем (к вашим услугам небольшие реактивные двигатели, проходящие в конструкторе самолетов под кодовым названием "Сопла"), но как только корабль войдет в атмосферу, и системы управления полетом глотнут свежего воздуха, вы сможете начать управлять кораблем. Вы попадаете в атмосферу на высоте около 120 километров, однако, на этой высоте она будет настолько разреженной, что вы этого практически не заметите. Указатель воздушной скорости будет показывать НОЛЬ. Немного странно, если учесть, что вы несетесь со скоростью, превышающей 24 000 км/час? На самом деле, ничего странного. Указатель воздушной скорости действует так же, как крылья вашего корабля: в зависимости от КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА, КОТОРЫЙ НА НЕГО ДЕЙСТВУЕТ! А в космосе воздуха не хватает! Постепенно по мере спуска все станет на свои места. Скорее, странно то, что, несмотря на ТОРМОЖЕНИЕ, ваша приборная скорость будет РАСТИ по мере того, как вы будете спускаться в более плотные слои атмосферы, где давление воздуха на указатель воздушной скорости будет увеличиваться! Тем не менее, это странное явление будет ПОЛЕЗНЫМ для вас, потому что одновременно воздух будет оказывать большее давление и на ваши КРЫЛЬЯ, так что указатель воздушной скорости будет на самом деле показывать, сколько подъемной силы создают ваши крылья, в чем вы более чем заинтересованы! Подведем итоги: УКАЗАТЕЛЬ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ ПОКАЗЫВАЕТ ИСТИННУЮ СКОРОСТЬ, УМНОЖЕННУЮ НА КВАДРАТНЫЙ КОРЕНЬ ИЗ ПЛОТНОСТИ ВОЗДУХА, ПОЭТОМУ В РАЗРЕЖЕННОЙ АТМОСФЕРЕ ЕГО ПОКАЗАНИЯ НЕ БУДУТ СООТВЕТСТВОВАТЬ РЕАЛЬНОЙ СКОРОСТИ, НО В РАЗРЕЖЕННОЙ АТМОСФЕРЕ КРЫЛЬЯ ОБЕСПЕЧИВАЮТ МЕНЬШУЮ ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ, ТАК ЧТО УКАЗАТЕЛЬ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ МОЖНО ОТЛИЧНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ОЦЕНИТЬ ПОДЪЕМНУЮ СИЛУ КРЫЛЬЕВ. (Специально для чайников: если указатель воздушной скорости отображает хотя бы немногим более 250 узлов, крылья создают достаточную подъемную силу, чтобы удержать корабль... если указатель воздушной скорости отображает МЕНЕЕ 250 узлов, вы все еще неуправляемо несетесь в верхних слоях атмосферы, где воздух еще слишком разрежен, чтобы чем-нибудь вам помочь.) Таким образом, когда значение на указателе воздушной скорости постепенно начнет расти, это означает, что вы начинаете входить в более плотные слои со скоростью 24 000 км/час, и спускаться вы должны, как обгоревший на солнце турист в горячую ванну - ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО И АККУРАТНО. Запомните, если вы доберетесь до поверхности земли на скорости 24 000 км/час, вас разнесет на миллион мелких кусочков за микросекунду... единственная причина, по которой вам удалось пережить скорость 24 000 км/час - это тот факт, что атмосфера настолько разрежена здесь, наверху, что практически не оказывает никакого воздействия на корабль. (Опять же, указатель воздушной скорости показывает, какое воздействие на корабль оказывает воздух... 250 - это довольно "комфортный" показатель). Секрет в том, чтобы к тому моменту, когда вы достигнете плотных слоев атмосферы на уровне моря, ваша скорость была ГОРАЗДО ниже 24 000 км/час. А также в том, чтобы в этот момент оказаться над базой ВВС Эдвардс. Именно это и является целью входа в атмосферу... погасить скорость настолько, чтобы в любой момент она не была слишком высокой по отношению к плотности воздуха, который вас окружает... вы можете спуститься в более плотный слой атмосферы только после того, как потеряли достаточно скорости в менее плотном... довольно тонкий процесс, смысл которого в следующем: нельзя, чтобы корабль входил в плотные слои атмосферы на слишком большой скорости. Теперь, когда вы прочувствовали первое воздействие верхних слоев атмосферы, вы получаете некоторую возможность управлять кораблем - крылья уже создают некоторую подъемную силу, а на указателе воздушной скорости уже появилось какое-то значение.. теперь взгляните на изображение корабля на дисплее EFIS справа... на корабле Атлантис уже установлен такой дисплей (дисплеи EFIS с Атлантис очень точно смоделированы в X-Plane, космонавты вполне могли бы ими воспользоваться для ознакомления). Вы видите свой корабль и посадочную траекторию до Эдвардса. Ваша цель - оставаться в центральной части линии. Если корабль находится выше линии, значит, он движется слишком быстро либо находится слишком высоко... вы можете проскочить мимо! Если корабль находится ниже линии, он движется слишком медленно либо находится слишком низко: вы можете не дотянуть до места посадки! (Запомните, линия прочерчена с большим допустимым отклонением, поэтому, если вы остаетесь в ее пределах, у вас достаточно энергии... если вы находитесь НЕМНОГО НИЖЕ линии, вы все еще можете задействовать резерв скорости/высоты... если вы НАМНОГО НИЖЕ линии, до Эдвардса вам не добраться.) Вы должны оставаться недалеко от центральной зеленой полосы. Зеленая полоса соответствует оптимальной СКОРОСТИ на начальном этапе спуска, оптимальной ОБЩЕЙ ЭНЕРГИИ на промежуточном этапе спуска и оптимальной ВЫСОТЕ на его последнем этапе. Я тут ни при чем, это все работа НАСА. Если вы движетесь слишком БЫСТРО или ВЫСОКО (выше центральной линии), самое время компенсировать немного энергии: заходите на крутой вираж, поднимайте нос повыше и держитесь! НАСТОЯЩИЙ корабль будет нестись через верхние слои атмосферы на автопилоте, задрав нос на 40 градусов вверх, петляя с креном в 70 градусов, раскалившись докрасна и оставляя за собой хвост ионизированного газа длиной в 15 километров, в то время как космонавты могут только наблюдать за всем этим безобразием. И после этого вы говорите, что у вас был неудачный день? Так или иначе, вам придется сделать несколько резких разворотов, чтобы потерять достаточно энергии и не выскочить выше центральной зеленой линии. Посмотрите на маленький синий указатель в дальнем левом углу дисплея справа. Он показывает, насколько нужно поднять нос корабля. Зеленый указатель показывает положения носа в данный момент. Поднимайте его. Указатели справа отображают желаемое и реальное уменьшение скорости... забудьте о них. Посмотрите на маленький указатель над горизонтальной шкалой. Это, по расчетам компьютера, крен, который вам нужно создать, чтобы удержаться в пределах зеленой линии. Следуйте указаниям компьютера или вашей собственной интуиции по поводу крена, но не забудьте поднять нос, чтобы остаться в верхних слоях атмосферы, и создайте ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ КРЕН, чтобы избавиться от лишней скорости и высоты. Возможно, у вас появится соблазн просто опустить нос, если вы поймете, что находитесь слишком высоко. Не делайте этого. Вы войдете в плотные слои атмосферы и получите резкий толчок из-за огромного лобового сопротивления, и тогда вам уже никогда не долететь до Эдвардса. Вы свалитесь в Тихий океан где-то в районе Гавайев. Теперь из-за крутых виражей вы начнете постепенно сходить с курса. Время от времени изменяйте направление, чтобы не сойти с него окончательно... немного поверните налево, затем направо, затем снова немного налево. Именно так ведет себя настоящий корабль... Эдакий слалом в верхних слоях атмосферы на скорости 20 М. Найдите Эдвардс на дисплее EFIS. Вам нужно именно туда. Нажмите клавишу "@", чтобы посмотреть на свой полет со стороны. Нормально? Нажмите клавишу "w", чтобы вернуться обратно в кабину. Отключите Caps lock! ОТКЛЮЧИТЕ Caps lock! По мере приближения к Эдвардсу прямо в центре зеленой линии на правом дисплее появится что-то вроде окружности над Эдвардсом. Это цилиндр наведения курса (или H.A.C - Heading Alignment Cylinder). Вы пролетите МИМО авиабазы Эдвардс на высоте около 25 километров, обогнете H.A.C. с внешней стороны, как будто вы оббегаете вокруг обеденного стола, и после этого, если вы все еще остаетесь в пределах зеленой линии, ваша высота будет как раз правильной для посадки. Обычно именно в этот момент в настоящих кораблях отключают автопилот и переходят на ручное управление. Теперь вы летите со скоростью около 250 или 300 узлов, спускаясь примерно на 4500 метров в минуту... скорость снижения около 200 км/ч. Мне нужно говорить вам, что случится, если вы врежетесь в землю с этой скоростью? Не пытайтесь приземлиться на ВПП, или вас потом даже по кусочкам не соберут. Следите за яркими глиссадными огнями за 3 км до ВПП, которые я (и НАСА) любезно вам предоставили. Если они красные, вы слишком низко. (ой!) Если они белые, вы слишком высоко (жмите на тормоза, клавиша "6" или мышь). Если огни наполовину красные, наполовину белые, вы на правильной глиссаде. (около 20 градусов... авиалайнеры заходят на посадку на 125 узлах с углом снижения 3 градуса... у нас 250 узлов, 20 градусов... неудивительно, если учесть, что мы начали посадку к западу от Гавайев). Итак, вы летите на скорости 250 узлов, вы на зеленой линии, заходите на ВПП, глядя на полукрасные-полубелые мигающие огни. Сохраняйте эту посадочную конфигурацию до тех пор, пока не окажетесь довольно близко к земле (глиссада 3 градуса к ВПП), затем замедлите снижение и выпустите шасси (клавиша "g" или мышь). Поднимите нос и мягко коснитесь земли. Теперь опустите нос. Выбрасывайте парашют и можете даже воспользоваться тормозами, если хотите, и ждите, пока корабль остановится. Теперь повторите все то же самое 100 раз подряд без единого крушения - и вы ничем не уступаете НАСА! Остин PS: Отдельная благодарность Сэнди Падилла за большую часть информации по входу челнока в атмосферу! Цитировать

Страницы: 1

Отвечать на темы в данном разделе могут только зарегистрированные пользователи

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи