Aproximadamente, ¿cuál es la tasa de pérdida de energía de las reentradas de cápsulas sobrevivientes?

En esta respuesta , he estimado que la tasa máxima de pérdida de energía de un reingreso particularmente imprudente es de 3 a 4 gigavatios. No importa que sean 15-20 gees de aceleración, eso es mucha energía inyectada en el gas y el plasma directamente en frente del escudo térmico.

Supongo que para las reentradas de cápsulas sobrevivientes con escudos térmicos existentes, la generación de energía es mucho menor que eso, incluso en una escala logarítmica.

¿Hay algún número aproximado, de orden de magnitud, para la tasa de pérdida de energía a la atmósfera en las reentradas de cápsulas tripuladas?

Respuestas (1)

Aquí está el perfil de descenso para Soyuz.

A las 08:53:30 la velocidad es de 7,62 km/s y la toma de contacto es a las 09:14:39.

Durante 1269 segundos, el objeto arroja 7,62 km/s. la energía cinética es .5 metro v 2 . Eso es 29,032,200 julios por kilogramo.

29 032 200 julios/1269 segundos = 22 878 vatios. Durante ese intervalo de 21 minutos obtengo unos 23 kilovatios por kilogramo.

De acuerdo con el perfil de descenso, la carga máxima de g de descenso de Soyuz es de alrededor de 4 g.

Estoy tratando de encontrar los perfiles de descenso de las cápsulas Apolo. Entrarían en la atmósfera terrestre a casi 11 km/s. Pero hasta ahora no he podido encontrar perfiles de descenso que den altitudes y velocidades en diferentes momentos.

En el escenario al que se vincula, obtengo una velocidad máxima de 4,52 km / s a ​​aproximadamente 71 km de altitud. El impacto es 117 segundos después. Por esto obtengo 87 kilovatios por kilogramo. Más del triple de la cápsula Soyuz. Esto es con un radio de 1,85 metros, 6500 kilogramos y un coeficiente de arrastre de 0,5

Aumentando el radio a 2,9 metros, se alcanza una velocidad máxima de 4,5 km/s a unos 79 km de altitud. El impacto es 185 segundos después. Durante esos 185 segundos, la cápsula soporta 54 kilovatios por kilogramo. Más del doble que Soyuz.

pienso d mi / d t se puede calcular directamente a partir de la masa y la desaceleración de la nave espacial en g, ¿verdad? Todo lo que necesita es la velocidad de la nave espacial en el momento de máxima fuerza g. ¿No es el poder sólo PAGS = F v = metro a v dónde a = 4 gramo ?
La mayor parte de la pérdida de energía cinética ocurre en una ventana de tiempo estrecha, entre decenas de segundos y unos pocos minutos dependiendo del vehículo, entre 20 y 200 segundos. Este tiempo es tan corto que el calor no se distribuye uniformemente, por lo que kW/kg no es un concepto relevante. Las cápsulas que han vuelto a entrar desde la órbita con capacidad de supervivencia con varios humanos a bordo tienen aproximadamente el mismo tamaño (alrededor del estadio de béisbol de 2 a 2,5 metros de diámetro), así que hablemos de la potencia máxima que las calienta; máximo de masa x desaceleración x velocidad.
Definitivamente no cuentes el descenso en paracaídas para la duración. Desde 08:53:30 +03:01:00 -0:21:09 Entry Guidance enabled (80.4km, 7.62km/s)) hasta la apertura del paracaídas ( 09:00:18 +03:07:48 -0:14:31 Parachute Opening (10.8km, 217m/s)) tienes 462 segundos y una potencia media de 0,18 gigavatios. Si lo reduce al vecindario de la carga g máxima, es probable que exceda un gigavatio por un corto tiempo.
Además, para el perfil del transbordador espacial , durante el apagón obtendrás alrededor de 1,7 GW.
Aproximadamente, ¿cuál es la tasa de pérdida de energía de las reentradas de cápsulas sobrevivientes?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v