Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

Löysin tämän; http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2009/stansbury/

LEOlla pysytään koska aluksen nopeus on 28 000 km/t....eli ns orbitaalinopeus...joka kumoaa siis maan gravitaation aiheuttaman vetovoiman ( näennäisesti ).

Perustana on sentripetaalivoima; https://en.wikipedia.org/wiki/Centripetal_force

Kysymykseni on....millä nopeudella kevyen avaruusaluksen pitää liikkua jotta ns. HALL thrusterin( MPDT/SEP ) voima riitää sen "hinaamiseksi" LEOlle ?

Toki LEOlta pääsee Hall thrusterille eteenpäinkin...mutta tämä mininopeus rakettivoimalla olisi hyvä tietää jotta SEP:n todelliseen tehoon saa konkreettisen tuntuman/käsityksen.

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

Sivut

Kommentit (92)

Major_Breakthrough
Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

No..näillä tiedoillahan ei vielä päästä pitkälle, mutta oletetaan, että tulevaisuudessa saadaan kevytrakenteinen avaruusalus LEOlle joka painaa vain 3 tonnia siellä ( 30 tonnia lähdössä ). Jos siinä on 300 m2 30% tehokasta kennoa ja optimaalinen MPDT drive...mikä lie maksimi teho sille ?

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

Major_Breakthrough
Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

Neutroni kirjoitti:
Kyllä siihen ainakin miljoona hevosvoimaa tarvitaan. Ei ole lasten leikkiä avaruuslennot.

Sähän oot ihan höpöukko....MPDT tehot ovat hyvin marginaalisia, mutta koska paino avaruudessa on nolla niin massan liikuttelu on helpompaa...siksihän Voygaerit ja muut pääsevät ulos aurinkokunnasta...tosin vasta vuosikymmenien kiihdytyksen jälkeen 20 -30 vuotta vanhoilla MPDT systeemeillään. Näiden tehot ovat nyt ainakin kymmenkertaistuneet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ion_thruster .

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

Major_Breakthrough
Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

Eli siis nopeuden muutos avaruudessa on noin 50 000 km/t, jos polttoainetta on ( Xenon ) on 200 kg.

Mutta koska emme tiedä työntövoimaa on vaikea laskea...tuota tarvittavaa aloitusnopeutta ennen LEOlle pääsemistä.

Ei kun hetkinen sehän on yllä.....2.5 N.

Eli teho on miltei olematon LEOlle pääsemiseksi.

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

offmind
Seuraa 
Viestejä16219
Liittynyt19.8.2008

Major_Overhaul kirjoitti:
Ei kun hetkinen sehän on yllä.....2.5 N.

Eli teho on miltei olematon LEOlle pääsemiseksi.

En saanut tolkkua mistä matalalle Maan kiertoradalle pääsemisestä olet kysymässä mutta tarkoitat, että kolmen tonnin alus kiihdyttää ionimoottorilla Maan kiertoradalta pakonopeuteen, niin parin newtonin työntövoimalla siihen kannattaa varata aikaa ainakin kaksi kuukautta.

“He was a dreamer, a thinker, a speculative philosopher...or, as his wife would have it, an idiot.” Douglas Adams

JPI
Seuraa 
Viestejä26582
Liittynyt5.12.2012

Major_Overhaul kirjoitti:
Löysin tämän; http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2009/stansbury/

LEOlla pysytään koska aluksen nopeus on 28 000 km/t....eli ns orbitaalinopeus...joka kumoaa siis maan gravitaation aiheuttaman vetovoiman ( näennäisesti ).

Perustana on sentripetaalivoima; https://en.wikipedia.org/wiki/Centripetal_force

Kysymykseni on....millä nopeudella kevyen avaruusaluksen pitää liikkua jotta ns. HALL thrusterin( MPDT/SEP ) voima riitää sen "hinaamiseksi" LEOlle ?

Sen aluksen pitää kemiallisilla polttoaineilla saavuttaa himpun verran vaille se tarvittava nopeus, muuten ionimoottorit ei kerkii siitä nopeutta lisäämään vaan ilmakehä tulee vastaan. Ionimoottorista ei siis ole käytännössä hyötyä maan kiertoradalle noustaessa.

3³+4³+5³=6³

MaKo71
Seuraa 
Viestejä1479
Liittynyt15.11.2006

Vaikka moottorin delta-v olisi miten hyvä tahansa, sillä ei pääse planeetalta kiertoradalle, mikäli se ei pysty tarjoamaan riittävää nopeuden muutosta riittävän lyhyessä ajassa. Se, että kuinka suuri kiihtyvyys tarvitaan, riippuu jonkin verran kappaleesta.

Aloitetaan kaasukehättömältä kappaleelta, jonka säde on 100 m. Aloitetaan siitä, että nostat avaruusaluksesi kädellä metrin korkeudelle,  sytytät moottorit ja päästät irti. Jotta alus jäisi kiertoradalle, sen täytyy päästä elliptiselle radalle, jonka periapsis on 100 m ja apoapsis 101 m, ennen kuin se rojahtaa pintaan (koska pintakosketus poistaa yleensä kaiken nopeuden). Ideaalisessa tapauksessa moottori pamauttaa tuon nopeuden saman tien, ja kappale on kiertoradalla. Käytännön tilanteissa siihen kuluu jonkin aikaa, moottorista riippuen, ja tästä syystä radan apoapsis tippuu - periapsis on kuitenkin saatava nousemaan tuohon 100 metriin (kappaleen säde) ennen pintakosketusta.

Jos selitys tuntuu hankalalta, kannattaa googlata kiertoradoista ja niiden parametreista. Kappale, jolla on hyvin vähän tangetiaalista nopeutta, on miltei viivasuoran kaltaisella ellipsiradalla, joka kohtaa pinnan hyvin nopeasti. Tätä halutaan välttää, kun halutaan kappale kiertoradalle.

Maan pinnalla tilannetta hankaloittaa hiukan kaasukehä, joka aiheuttaa oman vastuksensa - kiertoradalle päästäkseen on saatava radan perigeum kohoamaan ilmakehän yläpuolelle. Koska kiihdyttäminen ilmakehässä on raskasta, useimmiten raketit ensin nostetaan tiheän ilmakehän yläpuolelle ennen kuin ne alkavat kasvattaa tangetiaalista nopeutta.

Ionimoottoreiden suuri etu on suuri delta-v, joka tekee ne edulliseksi avaruudessa käytettäväksi. Niillä nouseminen lähes miltä tahansa kappaleelta - myös hyvin paljon Maapalloa pienemmiltä - tulee haasteelliseksi sen takia, etteivät ne tarjoa radan muutosta riittävän nopeasti, vaan rata leikkaa kappaleen pinnan ja kerätty nopeus menetetään.

MaKo71
Seuraa 
Viestejä1479
Liittynyt15.11.2006

Muutama selvennös edelliseen, kun näköjään muokkaus ei toimi:

- Kaasukehällisillä kappaleilla, kuten Maa, raketin on käytännössä tarjottava kiihtyvyyttä (raakoja Newtoneita) enemmän kuin gravitaatiokiihtyvyys pinnalla (Maapallolla kiihtyvyys > 9.81 m/s2), koska raketti halutaan ensin nostaa pystysuoraan kaasukehän ulkopuolelle. Tangentiaalinen kiihdytys kaasukehässä kuluttaisi lopulta enemmän ajoainetta kaasukehän vastuksen takia.

- Teoreettisessa tapauksessa voitaisiin ajatella, että Maapallo olisi pistemäinen kaasukehätön massa, ja lähettäisit raketin tässä n. 6500 kilometrin korkeudessa. Tällöin moottorin kiihdytyskyvyllä ei olisi merkitystä, koska alus ei koskaan tekisi pintakosketusta vaan säilyttäisi keräämänsä nopeuden, ja päätyisi siis aikanaan kiertoradalle.

MaKo71
Seuraa 
Viestejä1479
Liittynyt15.11.2006

Major_Overhaul kirjoitti:
Mutta koska emme tiedä työntövoimaa on vaikea laskea...tuota tarvittavaa aloitusnopeutta ennen LEOlle pääsemistä. Ei kun hetkinen sehän on yllä.....2.5 N. Eli teho on miltei olematon LEOlle pääsemiseksi.

Maapallolta lähtiessä yleensä halutaan kiihtyvyyden olevan luokkaa 3g eli n. 30 m/s2. Koska F=ma, niin a=F/m, eli siis tavoitellaan n. 30 N per jokainen aluksen kilo. 2.5N on riittävä, kunhan vain aluksen massa on tarpeeksi pieni, eli tässä tapauksessa luokkaa 80 grammaa.

Major_Breakthrough
Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

MaKo71 kirjoitti:
Major_Overhaul kirjoitti:
Mutta koska emme tiedä työntövoimaa on vaikea laskea...tuota tarvittavaa aloitusnopeutta ennen LEOlle pääsemistä. Ei kun hetkinen sehän on yllä.....2.5 N. Eli teho on miltei olematon LEOlle pääsemiseksi.

Maapallolta lähtiessä yleensä halutaan kiihtyvyyden olevan luokkaa 3g eli n. 30 m/s2. Koska F=ma, niin a=F/m, eli siis tavoitellaan n. 30 N per jokainen aluksen kilo. 2.5N on riittävä, kunhan vain aluksen massa on tarpeeksi pieni, eli tässä tapauksessa luokkaa 80 grammaa.

Eli siinä vaiheessa kuin kappaleen paino kiertioradalla esim nopeudessa 27 950 km/t on laskennallisesti 80 grammaa niin ION moottori riittää ?

Hyvä te olette hereillä.

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

Major_Breakthrough
Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

offmind kirjoitti:
Major_Overhaul kirjoitti:
Ei kun hetkinen sehän on yllä.....2.5 N.

Eli teho on miltei olematon LEOlle pääsemiseksi.

En saanut tolkkua mistä matalalle Maan kiertoradalle pääsemisestä olet kysymässä mutta tarkoitat, että kolmen tonnin alus kiihdyttää ionimoottorilla Maan kiertoradalta pakonopeuteen, niin parin newtonin työntövoimalla siihen kannattaa varata aikaa ainakin kaksi kuukautta.

Kuinka mä en lainkaan yllättynyt siitä että sinä et ymmärtänyt ?!

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

Major_Breakthrough
Seuraa 
Viestejä13427
Liittynyt13.3.2017

JPI kirjoitti:
Major_Overhaul kirjoitti:
Löysin tämän; http://ccar.colorado.edu/asen5050/projects/projects_2009/stansbury/

LEOlla pysytään koska aluksen nopeus on 28 000 km/t....eli ns orbitaalinopeus...joka kumoaa siis maan gravitaation aiheuttaman vetovoiman ( näennäisesti ).

Perustana on sentripetaalivoima; https://en.wikipedia.org/wiki/Centripetal_force

Kysymykseni on....millä nopeudella kevyen avaruusaluksen pitää liikkua jotta ns. HALL thrusterin( MPDT/SEP ) voima riitää sen "hinaamiseksi" LEOlle ?

Sen aluksen pitää kemiallisilla polttoaineilla saavuttaa himpun verran vaille se tarvittava nopeus, muuten ionimoottorit ei kerkii siitä nopeutta lisäämään vaan ilmakehä tulee vastaan. Ionimoottorista ei siis ole käytännössä hyötyä maan kiertoradalle noustaessa.

Ok wikin mukaan jopa 100 m/sec on mahdollinen spesifinen impulssi nopeus; https://en.wikipedia.org/wiki/Electrically_powered_spacecraft_propulsion

Our ignorance is not so vast as our failure to use what we know !
- M. King Hubbert

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat