Elementy stałej mechaniki średniej i ochrony. Elementy stałych mediów
Plan
1. Elementy mechaniki solidne media.. Stacjonarny ruch idealnego płynu. Równanie Bernoulliego.
2. Elastyczne naprężenia. Prawo sucy.
Abstrakty
1. Objętość gazu jest określona przez objętość naczynia, który bierze gaz. W cieczach, w przeciwieństwie do gazów, średnia odległość między cząsteczkami pozostaje prawie stała, więc płyn ma praktycznie niezmieniony objętość. W mechanice o dużym stopniu dokładności płynu i gazów są uważane za stałe, ciągle rozmieszczone w części przestrzeni. Gęstość płynu zależy od ciśnienia. Gęstość gazów na presji zależy zasadniczo. Z doświadczenia wiadomo, że ściśliwość płynu i gazu w wielu zadaniach może być zaniedbana i stosować jednolity koncepcję płynu bezścibowego, którego gęstość jest ta sama wszędzie i nie zmienia się z czasem. Doskonała płyn - fizyczna abstrakcjai.E. wyimaginowany płyn, w którym nie ma żadnych siły tarcia wewnętrznego. Doskonała płyn jest wyimaginowanym płynem, w którym nie ma siły tarcia wewnętrznego. W lepkiej cieczy jest sprzeczna. Wielkość fizycznaokreślone przez normalną siłę działającą z płynu na jednostkę, zwanej r.ciecze. . Jednostka ciśnieniowa - Pascal (PA): 1 PA jest równa ciśnienia generowanym siłą 1 h, równomiernie rozmieszczona na normalnej powierzchni do niej o powierzchni 1 m2 (1 Pa \u003d 1 N / m 2). Ciśnienie w dowolnym miejscu cieczy odpoczynkowej jest równie we wszystkich kierunkach, a ciśnienie jest równie przesyłane przez cały woluminę zajmowaną przez płyn do odpoczynku.
Ciśnienie zmienia się liniowo o wysokości. Ciśnienie p \u003d. rGH.zwany hydrostatyką. Siła ciśnieniowa na niższych warstwach płynu jest większa niż na górnej, więc organizm, zanurzona w cieczy, działa siłę wyrzucającą określoną przez archimedes Prawo: na ciele, zanurzone w cieczy (gaz), działa z boku tego płynu skierowanego do góry, równa waga przesiedlony płyn (gaz), gdzie r jest gęstością cieczy, V.- objętość ciała zanurzona w płynie.
Ruch płynów nazywany jest przepływem, a połączenie cząstek ruchomego płynu - przepływu. Graficzny ruch cieczy jest przedstawiony przy użyciu bieżących linii, które są prowadzone w taki sposób, że style są zbiegłe w kierunku wektora prędkości płynu w odpowiednich punktach przestrzeni (rys. 45). Na zdjęciu bieżącej linii można ocenić kierunek i moduł prędkości w różnych punktach przestrzeni, tj. Można określić stan ruchu płynu. Część płynu ograniczona przez bieżących linii nazywana jest bieżącą rurką. Przepływ płynu nazywany jest zainstalowany (lub stacjonarny), jeśli formularz i lokalizacja bieżących linii, a także prędkości prędkości w każdym punkcie nie zmieniają się w czasie.
Rozważ dowolną bieżącą rurkę. Wybierz dwie sekcje S. 1 I. S. 2 ,
prostopadle do kierunku prędkości (rys. 46). Jeśli ciecz jest niezadrażalny (r \u003d const), następnie przez sekcję S. 2 odbędzie się dla 1 z tym samym płynem, jak przez sekcję S. 1, tj. 
Produkt natężenia przepływu płynu nieznośnego na sekcji poprzecznej bieżącej rury jest stała wartość dla tej obecnej rury. Wskaźnik nazywany jest równaniem ciągłości dla płynu nieznośnego. 
- Równanie Bernoulli - wyraz prawa ochrony energii w stosunku do ustalonego przepływu doskonałego płynu (tutaj p -ciśnienie statyczne (ciśnienie płynu na powierzchni korpusu strumieniowe przez niego), wartość jest ciśnienie dynamiczne, - ciśnienie hydrostatyczne). W przypadku poziomej bieżącej rury równanie Bernoulliego jest zapisywane w formie 
gdzie lewa część.
nazywany pełnym ciśnieniem. Formuła Toricelli jest rejestrowana:
Lepkość jest właściwością prawdziwych płynów, aby oprzeć się ruch jednej części płynu w stosunku do drugiego. Podczas przenoszenia samych warstw prawdziwego płynu względem innych, istnieją wewnętrzne siły tarcia, mające na celu pojawienie się powierzchni warstw. Wewnętrzna siła cierna f jest większa, tym większa, tym większa powierzchnia warstwy S, i zależy od tego, jak szybko natężenie przepływu zmian płynów podczas przejścia od warstwy do warstwy. Ilość DV / DX pokazuje, jak szybko zmienia się szybkość podczas przemieszczania się z warstwy do warstwy w kierunku x,prostopadle do kierunku ruchu warstw i nazywa się gradientem prędkości. W ten sposób, wewnętrzny moduł siły tarcia równy, gdzie stosunek proporcjonalności H , nazywany jest płyn zależny od wody dynamiczna lepkość (lub po prostu lepkość). Jednostka lepkości - Pascal Secund (PA C) (1 PA C \u003d 1 H C / M2). Im większa lepkość, tym silniejsza płyn różni się od ideału, tym większe pojawiają się wewnętrzne siły tarcia. Lepkość zależy od temperatury, a charakter tej zależności do płynów i gazów jest wylewany (w przypadku cieczy o rosnącej temperaturze maleje, w gazach, wręcz przeciwnie, wzrasta), co wskazuje różnicę w wewnętrznych mechanizmach tarcia. Lepkość oleju zależy od temperatury oleju. Metody definicji lepkości:
1) Formuła Stokes 
; 2) Formula Poazel
2. Odkształcenie nazywane jest elastyczną, jeśli po zatrzymaniu działania sił zewnętrznych, organizm przyjmuje wstępne wymiary i kształt. Odkształcenia przechowywane w ciele po zaprzestaniu sił zewnętrznych są nazywane plastikami. Siła działająca na jednostce obszaru przekroju przekroju jest nazywana napięciem i mierzy się w Pascalu. Ilościowy środek charakteryzujący stopień odkształcenia testowanego przez organizm jest jego względne odkształcenie. Względna zmiana długości pręta (deformacja wzdłużna), względne rozciąganie poprzeczne (kompresja), gdzie d -Średnica pręta. Deformacja e i e " zawsze mają różne znaki, w których M jest dodatni współczynnik w zależności od właściwości materiału zwanego współczynnikiem Poissona.
Robert Gum eksperymentalnie odkrył, że dla małych deformacji względny wydłużenie E i napięcia S jest bezpośrednio proporcjonalne: gdzie współczynnik proporcjonalności MI.- Moduł Jung.
Moduł Jung jest określany przez napięcie powodujące elongacja względna, równa jednostka. . Następnie prawo guka. Możesz zapisać 
gdzie k.- współczynnik elastyczności: wydłużenie pręta o elastycznej odkształceniu jest proporcjonalne do rzeczywistej siły na pręcie. Potencjalna energia elastycznie rozciągniętego (sprężonego) pręta 
Deformacje solidny Tel. Przestrzegaj prawa gardła tylko do deformacji elastycznych. Relacja między odkształciem a napięciem jest reprezentowana jako diagramy napięcia. (Rys. 35). Można go zobaczyć z postaci, że zależność liniowa (E) zamontowana w gorzkim jest wykonywana tylko w bardzo wąskich limitach do tak zwanej limitu proporcjonalności (s P). Z dalszym wzrostem napięcia, deformacja jest nadal elastyczna (chociaż zależność S (E) nie jest już liniowa) i limit elastyczności (s y), nie powstają resztkowe deformacje. W przypadku granicy elastyczności w organizmie znajdują się resztkowe odkształcenia i harmonogram opisujący zwrot korpusu do stanu pierwotnego po zakończeniu siły pokazano, nie jest krzywą. Z A.równoległy do \u200b\u200bniej - Por.Napięcie, w którym pojawia się zauważalna odkształcenie resztkowe (~ \u003d 0,2%), nazywa się limitem wydajności (S T) - punkt Zna krzywej. W pobliżu Płyta CDodkształcenie wzrasta bez zwiększania napięcia, tj. Ciało jest "płynące". Obszar ten nazywany jest obszar obrotowy (lub obszar odkształcenia plastycznego). Materiały, dla których obszar obrotowy jest znaczący, są nazywane lepkością, dla których jest praktycznie nieobecny - kruche. Z dalszym rozciąganiem (na punkt RE)występuje zniszczenie ciała. Maksymalne napięcie wynikające z korpusu przed zniszczeniem jest wytrzymałość na rozciąganie (s P).
W ramach działania załączonych sił ciała zmieniają swoją formę i objętość, tj. Deformowanie.
W przypadku stałych wyróżnia się deformacje: elastyczne i plastikowe.
Elastyczne deformacje połączenia, które znikają po zakończeniu sił, a organy przywracają swój kształt i objętość.
Tworzywo sztuczne nazywane są odkształceniami, które zachowały się po zakończeniu działań sił, a organy nie przywracają oryginalnego kształtu i objętości.
Odkształcenie plastyczne występuje podczas przetwarzania metali zimnej: tłoczenie, kucie itp.
Odkształcenie będzie elastyczne lub tworzywa sztuczne zależy nie tylko na właściwościach materiału ciała, ale także na wartościach zastosowanych sił.
Organy, które zgodnie z działaniem jakiegokolwiek wysiłku doświadczają tylko odkształceń elastycznych idealnie elastyczny.
Dla takich organów występuje jednoznaczna relacja między siłami prądowymi a wyrządzoną przez nich odkształcenia elastyczne.
Ograniczamy się do deformacji elastycznych, które podlegają prawu. GUKA..
Wszystkie ciała stałe można podzielić na izotropowy i anizotropowy.
Izotropowy wywołuje ciała, których właściwości fizyczne we wszystkich kierunkach są takie same.
Anisotropic nazywany jest ciałami, których właściwości fizyczne są różne w różnych kierunkach.
Definicje te są względne, ponieważ ciała rzeczywiste mogą zachowywać się jak izotropowy w odniesieniu do jednej właściwości i jako anizotropowa dla innych.
Na przykład kryształy systemu sześciennego zachowują się jako izotropowe, jeśli światło rozprzestrzenia się, ale są anizotropowe, jeśli rozważają ich elastyczne właściwości.
W przyszłości limit do badania ciał izotropowych.
Metale z strukturą polikrystaliczną są najczęściej dystrybucją.
Takie metale składają się z różnych najmniejszych kryształów arbitralnie zorientowanych.
W wyniku odkształcenia plastycznego chaotyczność w orientacji kryształów może być zakłócony.
Po zakończeniu siły substancja będzie anizotropowa, która obserwuje się, na przykład podczas ciągnięcia i cięcia drutu.
Siła przypisana jednostce powierzchni, do której działają, nazywane są napięciem mechanicznym N. .
Jeśli napięcie nie przekracza limitu elastyczności, deformacja będzie elastyczna.
Napięcia limitu stosowane do ciała, po akcji, które nadal zachowuje swoje właściwości elastyczne, nazywa się limitem elastyczności.
Odróżnij naprężenia kompresji, rozciągania, zginania, skręcania itp.
Jeśli zgodnie z działaniem sił stosowanych do organizmu (pręta), jest rozciągany, wtedy pojawiają się naprężenia napięcie
Jeśli pręt jest ściśnięty, wtedy pojawiają się naprężenia nacisk:
.
(7.2)
W związku z tym,
T \u003d R. (7.3)
Jeśli 
- Długość niezadowolonego pręta, a następnie po zastosowaniu siły dostaje przedłużenie 
.
Potem długość pręta
. (7.4)
Nastawienie 
do 
, odnoszą się do elongacji względnej, tj.
. (7.5)
Na podstawie eksperymentów prawo ustanawia prawo: w sprężystości stres (ciśnienie) jest proporcjonalny do elongacji względnej (kompresji), tj.
(7.6)
,
(7.7)
gdzie e jest modułem Jung.
Relacje (7.6) i (7.7) są ważne dla każdego ciała stałego, ale do pewnego limitu.
Do punktu A (limit elastyczności) po zakończeniu wytrzymałości, długość pręta jest zwracana do oryginału (obszar deformacji elastycznej).
Na zewnątrz elastyczności deformacja staje się częściowo lub całkowicie nieodwracalna (odkształcenia plastyczne). Dla większości substancji stałych liniowość utrzymuje się prawie do granicy elastyczności. Jeśli ciało nadal się rozciągnie, to się załamuje.
Maksymalna siła, którą chcesz dołączyć do ciała bez niszczenia go, zwana ograniczenie (t. b, rys. 7.1).
Rozważmy dowolne stałe środowisko. Przypuśćmy, że jest on podzielony na części 1 i 2 wzdłuż powierzchni AA-B-B (rys. 7.2).
Jeśli organizm jest zdeformowany, to jego części współdziałają razem na powierzchni sekcji, wzdłuż której graniczą.
Aby określić pojawiające się naprężenia, oprócz sił działających w sekcji AA-BB, musisz wiedzieć, jak te siły są dystrybuowane w przekroju poprzecznym.
,
(7.8)
gdzie 
- Wektor jednostki Normalny do strony DS.
.
(7.9)
Aby określić napięcie mechaniczne w pożywce, na pewnym punkcie, w pewnym momencie wystarczający, wystarczy ustawić napięcie na trzech wzajemnie prostopadłych miejsc: S X, S Y, S-przechodzi przez ten punkt, na przykład punkt 0 (Rys. 7.3).
Przepis ten jest sprawiedliwy dla pożywki odpoczynkowej lub poruszania się z dowolnym przyspieszeniem.
W tym przypadku
,
(7.10)
gdzie 
(8.11)
S jest obszarem krawędzi ABC; n - zewnętrzny normalny do niego.
W związku z tym napięcie w każdym punkcie elastycznie zdeformowanego korpusu można scharakteryzować przez trzy wektory. 
lub dziewięć ich prognoz na osi współrzędnych X, Y, Z:
(7.12)
które są nazywane tensor elastyczne naprężenia.
Ogólne właściwości płynów i gazów. Równanie równania i ruch płynu. Hydrostatyka płynu nieznośnego. Stacjonarny ruch idealnego płynu. Równanie Bernoulliego. Doskonale elastyczny korpus. Przed napięciem i deformacją. Prawo sucy. Moduł Jung.
Mechanika relatywistyczna.
Zasada względności i transformacji Galilei. Eksperymentalne uzasadnienia specjalna teoria relatywność (stacja serwisowa). Postulaty specjalnej teorii względności Einsteina. Przekształcenie Lorentz. Pojęcie symulowcety. Relatywność długości i odstępów czasu. Prawo addykowania prawa relatywistycznego. Impuls relatywny. Równanie ruchu cząstki relatywistycznej. Relatywny wyraz energii kinetycznej. Powiązanie masy i energii. Stosunek między całkowitą energią a impulsem cząstek. Granice stosowalności mechaniki klasycznej (Newtonian).
Podstawy fizyka molekularna i termodynamika
Systemy termodynamiczne. Idealny gaz.
Dynamiczne i statystyczne wzory w fizyce. Metody statystyczne i termodynamiczne badania zjawisk makroskopowych.
Ruch termiczny cząsteczek. Interakcja między cząsteczkami. Doskonały gaz. Stan systemu. Parametry stanu termodynamicznego. Stany równowagi i procesy, ich wizerunek na diagramach termodynamicznych. Równanie stanu idealnego gazu.
Podstawy teorii kinetycznej molekularnej.
Główne równanie teorii kinetycznej molekularnej idealnych gazów i jego porównania z równaniem Klapaireron-MendeleEV. Średnia energia kinetyczna cząsteczek. Molekularna interpretacja kinetyczna temperatury termodynamicznej. Liczba stopni swobody cząsteczki. Prawo jednolitego dystrybucji energii w stopniach swobody cząsteczek. Wewnętrzna energia i pojemność cieplna idealnego gazu.
Prawo Maxwella do dystrybucji cząsteczek w prędkościach i energii ruchu termicznego. Doskonały gaz w polu zasilania. Rozkład boltzmann cząsteczek w polu zasilania. Formuła barometryczna.
Skuteczna średnica cząsteczek. Liczba kolizji i średnia wolna ścieżka cząsteczek. Zjawisko przeniesienia.
Podstawy termodynamiki.
Operacja gazu podczas zmiany jego głośności. Ilość ciepła. Pierwszy górnik termodynamiki. Zastosowanie pierwszego początku termodynamiki do izoprocesów i adiabatycznego procesu doskonałego gazu. Zależność pojemności ciepła idealnego gazu z rodzaju procesu. Drugi początek termodynamiki. Silnik termiczny. Procesy okrągłe. Cykl Carno, wydajność cyklu Carno.
3 .Elektrostatyka
Pole elektryczne pod próżnią.
Prawo ochrony ładunku elektrycznego. Pole elektryczne. Główne cechy pola elektrycznego: napięcie i potencjał. Napięcia jako potencjalny gradient. Obliczanie pól elektrostatycznych przez superpozycję. Strumień strumienia wektora. Twierdzenie Ostrogradsky-Gaussa dla pola elektrostatycznego w próżni. Wykorzystanie teoretyki Ostrogradsky-Gaussa do obliczenia pola.
Pole elektryczne w dielektryce.
Bezpłatne i powiązane opłaty. Rodzaje dielektryków. Polaryzacja elektroniczna i orientacyjna. Polaryzacji. Dielektryczna podatność materii. Przemieszczenie elektryczne. Przepuszczalność dielektryczna medium. Obliczanie siły polowej w jednorodnej dielektryce.
Przewody w polu elektrycznym.
Pole wewnątrz dyrygenta i na jego powierzchni. Dystrybucja opłat w dyrygorze. Pojemność elektryczna zacisznego przewodu. Wzajemna pojemność dwóch przewodów. Kondensatory. Energia naładowanego dyrygenta, kondensatorów i układów dyrygentów. Pole elektrostatyczne energii. Wolumetryczna gęstość energii.
Stały prąd elektryczny
Aktualna moc. Gęstość prądu. Obecne warunki. Strona trzecia. Źródło zasilania elektrycznego. Prawo Ohm dla niejednorodnej sekcji obwodu elektrycznego. Reguły Kirchhoff. Praca i moc prąd elektryczny. Prawo Joule - Lenza. Klasyczna teoria przewodności elektrycznej metali. Trudności klasycznej teorii.
Elektromagnetyzm
Pole magnetyczne w próżni.
Interakcja magnetyczna ciągłych prądów. Pole magnetyczne. Wektorowa indukcja magnetyczna. Prawo amperowe. Pole prądu magnetycznego. Prawo Bio-Savara-Laplas i jego zastosowanie do obliczeń pole magnetyczne Dyrygent prostoliniowy z prądem. Magnetyczne pole prądu kołowego. Pełny prąd (cyrkulacja magnetycznego wektora indukcyjnego) dla pola magnetycznego pod próżnią i jego zastosowanie do obliczenia pola magnetycznego toroidu i długiej solenoidu. Strumień magnetyczny. Teoro Ostrogradsky-Gauss do pola magnetycznego. Znak wirowania akcji pola magnetycznego pola magnetycznego na przenoszonej ładowaniu. Moc Lorentz. Ruch naładowanych cząstek w polu magnetycznym. Obrót konturu z prądem w polu magnetycznym. Działanie przemieszczania przewodu i obwodu z prądem w polu magnetycznym.
Indukcja elektromagnetyczna.
Zjawisko indukcja elektromagnetyczna (Eksperymenty Faradaya). Reguła Lenzi. Prawo indukcji elektromagnetycznej i jej zawarcia prawa ochrony energii. Zjawisko samoobsługowego. Indukcyjność. Prądy podczas zamknięcia i otwarcie obwodu elektrycznego zawierającego indukcyjność. Cewka energetyczna z prądem. Gęstość energii masowej pola magnetycznego.
Pole magnetyczne w substancji.
Magnetyczny moment atomów. Rodzaje magnetyki. Namagnesowanie. Micro i Makrokoki. Teoria podstawowa dia- i paramagnetyzm. Pełny prąd dla pola magnetycznego w substancji. Siła pola magnetycznego. Przepuszczalność magnetyczna medium. Ferromagnetyka. Histereza magnetyczna. Punkt Curie. Rdzeniowy charakter ferromagnetyzmu.
Równania Maxwell.
Interpretacje Faradaya i Maxwell indukcji elektromagnetycznej. Prąd zmiany. System równań Maxwella w formie integralnej.
Ruch oscylacyjny
Koncepcja procesów wibracyjnych. Pojedyncze podejście do oscylacji różnych natury fizycznej.
Amplituda, częstotliwość, faza oscylacji harmonicznych. Dodanie oscylacji harmonicznych. Diagramy wektorowe.
Wahadło, ładunek na wiosnę, kontur oscylacyjny. Darmowe oscylacje upuszczające. Równanie różnicowe Płynne oscylacje Współczynnik tłumienia, obniżenie logarytmiczne, jakość.
Wymuszone oscylacje w ekspozycji sinusoidalnej. Amplituda i faza z wymuszonymi oscylacjami. Krzywe rezonansowe. Wymuszone oscylacje w obwodach elektrycznych.
Fale
Mechanizm tworzenia fal w elastycznym środowisku. Fale wzdłużne i poprzeczne. Płaska fala sinusoidalna. Bieganie i stojące fale. Prędkość fazy, długość fali, numer fali. Jednowymiarowa równanie fal. Prędkość grupowa i dyspersja fal. Wskaźniki energii. Wektor UKOVA. Płaskie fale elektromagnetyczne. Polaryzacja fal. Wskaźniki energii. Wektor wskazujący. Promieniowanie dipolowe. Wykres ogniskowy.
8 . Optyka falowa
Światło zakłóceń..
Spójność i monochromatyczność fal światła. Obliczanie wzorca interferencji z dwóch spójnych źródeł. Doświadczenie Junga. Zakłócenia światła w cienkich filmach. Interferometry.
Dyfrakcja światła.
Zasada Guiggens-Fresnel. Metoda strefy Fresnela. Prosty rozprzestrzenianie się światła. Dyfrakcja Fresnela na okrągłym otworze. Dyfrakcja uwolnienia na jednym szczelinie. Kraty dyfrakcyjnej jako urządzenie widmowe. Koncepcja holograficznej metody uzyskania i przywracania obrazu.
Polaryzacja światła.
Światło naturalne i polariza. Polaryzacja po odzwierciedleniu. Prawo browarne. Analiza światła polaryzowanego liniowego. Prawo Malyusa. Podwójny bempran. Sztuczna anizotropia optyczna. Efekty elektrooptyczne i magneto-optyczne.
Dyspersja światła.
Obszary normalnej i nienormalnej dyspersji. Elektroniczna teoria dyspersji światła.
Natura kwantowa Promieniowanie
Promieniowanie cieplne.
Charakterystyka promieniowania termicznego. Zdolność absorpcyjna. Czarne ciało. Prawo Kirchhoff do promieniowania termicznego. Prawo Stephena Boltzmanna. Dystrybucja energii w widmie absolutnie czarnego ciała. Prawo przemieszczenia wina. Hipoteza kwantowa i formuła deski.
Kwantowy charakter światła.
Food zewnętrzny i jego prawa. Równanie Einsteina na zewnętrzny efekt fotograficzny. Fotony. Foton masy i chwila. Ciśnienie lekkie. Eksperymenty Lebedev. Kwantowe i fali wyjaśnienie ciśnienia światła. Dualizm światła fali korpuskulnej.
Wniosek lotu kosmicznego jest uważany za wylądować na planecie. Do tej pory tylko trzy kraje nauczyły się zwracać statek kosmiczny na Ziemię: Rosja, USA i Chiny.
Dla planet z atmosferą (rys. 3.19) Problem lądowania jest ograniczony do rozwiązywania trzech zadań: pokonywanie wysoki poziom przeciążać; ochrona przed ogrzewaniem aerodynamicznym; Zarządzaj czasem, aby osiągnąć planetę i współrzędne punktu lądowania.
Figa. 3.19. Schemat pochodzenia z orbitami i lądowaniem na planecie z atmosferą:
N.- Włączanie silnika hamulcowego; ALE- Zbieranie z orbitami; M.- Separacja CA z Orbital KA; W- system wejściowy w gęstej warstwy atmosfery; Z -pierwsze kroki przez system sadzenia spadochronowego; RE.- Lądowanie na powierzchni planety;
1 - zejście balistyczne; 2 - Zejście planowania
Podczas lądowania na planecie bez atmosfery (rys. 3.20, ale, b.) Problem ochrony przed ogrzewaniem aerodynamicznym jest usuwane.
Orbita sztuczny satelita Planety lub zbliżająca się planeta z atmosferą, aby lądować na nim ma duży margines energii kinetycznej związanej z prędkością KA i jej masy, oraz potencjalną energię spowodowaną pozycją KA w stosunku do powierzchni planety.
Figa. 3.20. Zejście i lądowanie na planecie bez atmosfery:
ale- zejście na planecie z wstępnym wyjściem do orbity oczekiwania;
b.- miękkie lądowanie z silnikiem hamulcowym i urządzeniem docelowym;
I - hiperboliczna trajektoria przepływu do planety; II - Trajektoria orbitalna;
III - Trajektoria zniżania z orbity; 1, 2, 3 - aktywne sekcje lotu podczas hamowania i miękkiego lądowania
Przy wejściu do gęstych warstw atmosfery przed częścią nosowej występuje fala uderzeniowa, gaz ogrzewania do wysokiej temperatury. Ponieważ jest zanurzony w atmosferze SA, prędkość jest zmniejszona, a gorący gaz jest coraz bardziej ogrzewanie SA. Energia kinetyczna aparatu zamienia się w ciepło. Jednocześnie większość energii jest odprowadzana do otaczającej przestrzeni na dwa sposoby: większość ciepła jest odprowadzana do otaczającej atmosfery ze względu na działanie silnych fal uderzeniowych i z powodu emisji ciepła z podgrzewaną powierzchnią C.
Najsilniejsze fale uderzeniowe występują podczas tępej formy części nosowej, dlatego, dlaczego formy poobijane są używane do CA, i nie wskazywały, charakterystyczne dla lotu przy niskich prędkościach.
Z rosnącymi prędkościami i temperaturami większość ciepła jest przekazywana do urządzenia, a nie tarcia na warstwach sprężonego atmosfery, ale przez promieniowanie i konwekcję z fali uderzeniowej.
Następujące metody są stosowane do ciepła ciepła z powierzchni SA:
- absorpcja ciepła z warstwą ekranowania ciepła;
- chłodzenie promieniowania powierzchni;
- Zastosowania zużytych powłok.
Przed wejściem do gęstych warstw atmosfery, trajektoria podlega prawom mechanikom niebiańskim. W atmosferze na urządzeniu, oprócz sił grawitacyjnych, są aerodynamiczne i siły odśrodkowe.zmiana formy trajektorii jego ruchu. Siła przyciągająca jest skierowana na środek planety, siłę odporności aerodynamicznej w kierunku przeciwnym do wektora prędkości, siły odśrodkowej i podnoszącej - prostopadle do kierunku Motion SA. Moc odporności aerodynamicznej zmniejsza prędkość urządzenia, podczas gdy siła odśrodkowa i podnoszenia informują o przyspieszeniu w kierunku prostopadłym do jego ruchu.
Charakter trajektorii zejścia w atmosferze jest określony głównie przez jego cechy aerodynamiczne. W przypadku braku siły podnoszenia trajektoria jego ruchu w atmosferze nazywana jest balistyczna (ścieżka oszczędzająca statek kosmiczny Seria "Wschód" i "Sunrise"), aw obecności siły podnoszącej - albo planowania (SA KK Union i Apollo, a także kosmiczne shattl) lub ricoceracting (CA KK Union i Apollo). Ruch na planecie Center Orbit nie nakłada wysokich wymagań dotyczących dokładności wskazówek przy wejściu do atmosfery, ponieważ włączając instalację silnika do hamowania lub przyspieszenia, stosunkowo łatwe do regulacji trajektorii. Przy wejściu do atmosfery z prędkością przekraczającą pierwsze kosmiczne błędy w obliczeniach są najbardziej niebezpieczne, ponieważ zbyt strome zejście może prowadzić do zniszczenia CA, ale zbyt delikatnie - do usunięcia z planety.
Dla balistyczny zejście Wektor automatycznych siłach aerodynamicznych skierowany jest bezpośrednio bezpośrednio prędkości pojazdu wektorowego urządzenia. Zejście na trajektorii balistycznej nie wymaga zarządzania. Wadą tej metody jest duża stromość trajektorii, aw rezultacie wejście aparatu w gęstej warstwie atmosfery na wysoka prędkośćCo prowadzi do silnego aerodynamicznego ogrzewania urządzenia i przeciążenia, czasami przekraczając 10g - blisko maksymalnych dopuszczalnych wartości dla ludzi.
Dla descent aerodynamiczny Zewnętrzny korpus urządzenia ma z reguły, kształt stożkowy, a oś stożka jest kątem (kąt ataku) z włącznikiem prędkości urządzenia, ze względu na równość sił aerodynamicznych, ma Komponent prostopadły do \u200b\u200bVelocity Vector urządzenia - siła podnoszenia. Ze względu na siłą podnoszącą urządzenie jest zmniejszone wolniej, trajektoria jego zejścia staje się bardziej powszechna, podczas gdy sekcja hamowania jest rozciągnięta i długości, a w czasie, a maksymalny przeciążenie i intensywność ogrzewania aerodynamicznego można zmniejszyć kilka razy Dzięki hamowaniu balistycznym, co sprawia, że \u200b\u200bplanowanie zejścia dla ludzi jest bezpieczniejsze i wygodne.
Kąt ataku podczas zejścia różni się w zależności od prędkości lotu i bieżącej gęstości powietrza. W górnych, rzadkich warstwach atmosfery może osiągnąć 40 °, stopniowo zmniejsza się ze spadkiem urządzenia. Wymaga to dostępności planowania systemu kontroli lotu, który komplikuje i waży urządzenie, oraz w przypadkach, w których służy do schodzenia tylko sprzęt, który jest w stanie wytrzymać wyższe przeciążenia niż osoba jest używana jako reguła, hamowanie balistyczne.
Etap orbitalny "wahadłowiec space", wracając do ziemi, wykonując funkcję aparatu zalszkowego, plany na całym sekcjach zejścia z wejścia do atmosfery, zanim podwozie przekładni do lądowania jest dotknięty, po czym parterak hamulcowy jest wytworzony.
Po w sekcji hamowania aerodynamicznego prędkość urządzenia zmniejsza się do wybierania, SA można przeprowadzić z spadochronami. Spadochronowy B. ciasna atmosfera Daje szybkość urządzenia prawie zero i zapewnia miękkie lądowanie do powierzchni planety.
W rejestracyjnej atmosferze Marsa spadochrony są zatem bardziej wydajne, w końcowej części zejścia, spadochron jest rozwinięty, a silniki rakiety lądowania są włączone.
Delikatne statki załogowe statków kosmicznych Związku TMA-01M z TMA-01M, przeznaczone do lądowania do lądowania, mają również silniki hamulcowe z paliwem stałe, które są zawarte w ciągu kilku sekund przed dotknięciem gruntów, aby zapewnić bezpieczniejsze i wygodne lądowanie.
Zespołowy aparat z Venus Station-13 po zejściu na spadochronie na wysokość 47 km upadł i wznowił hamowanie aerodynamiczne. Taki program zejścia podyktowany przez osobliwości atmosfery Wenus, których niższe warstwy są bardzo gęste i gorące (do 500 ° C), a spadochrony z tkanki nie wytrzymałyby takich warunków.
Należy zauważyć, że w niektórych projektach kosmicznych pojazdów wielokrotnego użytku (w szczególności, pojedynczy start pionowy i lądowania, na przykład Delta Clipper) przyjęte są na końcowym etapie zejścia, po aerodynamicznym hamowaniu w atmosferze, również produkuje Non-Parasit Motor Landing na silnikach rakietowych. Konstruktywnie opuszczone urządzenia mogą się znacznie różnić od siebie w zależności od charakteru ładunku i warunków fizycznych na powierzchni planety, na której wytwarzany jest lądowanie.
Podczas lądowania na planecie bez atmosfery, problem ogrzewania aerodynamicznego jest usuwany, ale do montażu prędkości, przeprowadza się ona przy użyciu instalacji silnika hamowania, która powinna działać w programowalnym trybie pchnięcia, a masa paliwa może znacząco przekraczać masę sama CA.
Elementy stałych mediów
Środek, dla którego jednolity rozkład substancji charakteryzuje się jednolitą dystrybucją - tj. Środa o tej samej gęstości. Takie są płyny i gazy.
Dlatego w tej sekcji uwzględniamy podstawowe przepisy wykonywane w tych środowiskach.
Ładowanie...