16.8. Спуск в атмосфере Юпитера
Исследование движения КА в атмосфере Юпитера в соответствии с изложенной выше методикой начнем с наиболее простого вида спуска — баллистического. Проанализируем влияние высоты условного перицентра hn на характерные параметры траектории, максимальную величину перегрузки гатах, конечную высоту hK и величину скоростного напора в конечной точке дк. Конец траектории определим ио условия достижения задаппой скорости V(tK) = VK.
На рис. 16.4 представлена зависимость максимальной перегрузки от высоты условного перицентра траектории входа в атмосферу для КА с величиной приведенной нагрузки на лобовую поверхность Рх = 2000 Н/м2, входящего в атмосферу со стью VBX = 60 км/с (рассматривается номинальная модель атмосферы). Из рис. 16.4 следует, что безопасный спуск КА баллистического типа при n max < 300 возможен в случае входа КА в атмосферу вблизи границы захвата в диапазоне высот условного перицентра -1600 км < h„ < -200 км. Учет возможных отклонений плотности атмосферы от номинальной модели приводит почти к двойному сужению коридора входа. Добиться некоторого расширения коридора входа можно путем уменьшения приведенной нагрузки на лобовую поверхность КА или начальной скорости входа в атмосферу. Однако эффективность этих направлений невысока. При изменении начальной скорости входа и приведенной нагрузки на лобовую поверхность в диапазонах, представляющих практический интерес (60 км/е < Vax < 70 км/с, 500 Н/м2 < Рх< 6000 Н/м2), не удается увеличить коридор входа до значений, соизмеримых с точностью работы системы автономной навигации КА.
Следует также отметить, что скоростной напор в конце траектории основного аэродинамического торможения при баллистическом спуске может достигать очень больших значений от 7000...8000 Н/м2 при Vx = а (а — скорость звука) до 12 000... 14 000 Н/м2 при Vx = 2а на высоте Vк = 35...45 км.
Подводя итоги, отметим, что на современном этапе баллистический спуск КА в атмосфере Юпитера трудно осуществим, ибо возможные погрешности знания параметров атмосферы в сочетании с ошибками в работе систем автономной навигации могут привести к максимальным перегрузкам, превышающим 450...500 ед.
|
