Mavzu-1: Kosmonavtika fani va uning rivojlanish bosqichlari

II bob. Kosmik apparatlarning aktiv harakati.
Mavzu: Erkin uchish trayektoriyasiga chiqarish va massalar markazi atrofidagi harakatini boshqarish.
Reja:
1.Erkin uchish trayektoriyasiga chiqish
2.KA harakatini boshqarish.
3.KA massalar markaziga nisbatan harakati.
Muammoli vaziyat: KA larni erkin harakat trayektoriyasiga chiqarishgacha kuzatiladigan jarayonni o’rganish.
KA erkin uchish trayektoriyasiga olib chiqib unga oxirgi tezlikni berish masalasi hal qilish kosmonavtikaning asosiy masalalaridan biridir. Bu masala KA ning aktiv harakatini beradi. Aktiv harakat impulsning saqlanish qonuni asosida o’zgaruvchan massali jism harakati tenglamalari yechish asosida tahlil qilinadi. K.E. Sialkovskiy impulsning saqlanish qonuniga asosan reaktiv harakat natijasida KA ning olgan tezligi massa m₀ dan m gacha o’zgarganda quyidagicha matematik usulda keltirib chiqarilgan:
v=u ln =2,30259 u lg (1)
m₀=m_yoq+m
m₀-boshlang’ich massa, m-berilgan balandlikdagi massa. (1) ni Sialkovskiy formulasi deyiladi va uni = (2) ifodalanadi.
Sialkovskiy formulasi asosida hisoblangan tezlik raketaning energetic imkoniyatini ko’rsatib, ideal tezlikni beradi.
=Z-Sialkovskiy soni.
Agar =10 bo’lsa, gazning tezligi 3000-3500 m/s. Raketaning maksimal tezligi 8,05 va 10,35 km/s. Reaktiv dvigatel yuqorida ko’rsatilgan tezlikka erishishi uchun mexanika qonuniga asosan, tortuvchi kuchga ega bo’lishi kerak, ya’ni
F=U*m_sek
m_sek- vaqt birligidagi sarflangan massa. (kg/s)
Tashuvchi raketaga harakatning boshlang’ich momentidan to passiv harakat trayektoriyaga chiqarish jarayonida Yerning tortish va atmosferaning aerodinimik qarshilik kuchi sezilarli ta’sir ko’rsatadi. Raketa bu kuchlarni yengish uchun qo’shimcha yoqilg’i sarflaydi va uning real hosil qilgan tezligi ideal tezlikdan doimo kichik bo’ladi. Tezlikning kamayishi aktiv trayektoriyaning shakliga kuchli bog’liqdir. Raketalar asosan vertikal yo’naltiriladi, chunki boshlang’ich holda tezlik kichik bo’lib, aerodinamik yo’qotish kichik bo’ladi. Raketaning vertical ko’tarilishida Yer sirtidan h<yer balandlikda og’irlik kuchining tezlanishi o’zgarmas deb olish mumkin, ya’ni g=9,8m/s². Yuqoriga ko’tarilish vaqti t deb olinsa, u holda tezlikning yo’qotilishi gt ga teng bo’ladi. Agar ko’tarilish davomidagi reaktiv tezlanishi a_r ham doimiy bo’lsa, u holda ko’tarilish vaqti
t= (3)
kelib chiqadi. (3) ni e’tiborga olib (1) ni quyidagicha yozish mumkin.
V= (4)
v – reaktiv raketaning ideal tezligi
Buni Sialkovskiyning ikkinchi formulasi deyiladi. a_r=g bo’lsa, v=0 bo’ladi. Raketaning ko’tarilishi uchun reaktiv tezlanish og’irlik kuchining tezlanishidan katta bo’lishi kerak. Gravitasion yo’qotish reaktiv tezlanish katta bo’lsa kichik bo’ladi.
KA raketa harakatini boshqarishga quyidagilar kiradi:
1)Kosmik navigasuya – keng ma’noda kosmik uchuvchi apparatlar harakatini boshqarish, tor ma’noda uning orbitasini aniqlash.
2)Inersial navigasiya usuli.-Kosmik apparatdagi mexanik xodisalardan foydalanish. Inersial navigasiya hech qanday signallarga bo’ysunmaydi.
3)Radionavigasiya- yerdan boshqarish KA ga yo’nalishini, ungacha bo’lgan masofani, nur tezligi- radionurlar yo’nalishdagi tezlik proyeksiyasi Doppler effekti asosida aniqlanadi.
4) Astronomik navigasiya.
Kosmik apparat aniq shaklga ega. U trayektoriya bo’ylab harakatlanganda o’zining massalar markazi atrofida buriladi, ya’ni uning oriyentasiyasini o’zgartiradi. KA ning massalar markaziga nisbatan aylanma harakat qilishiga gravatasion, magnit, muhitning qarshilik kuchi, yorug’lik bosimi kushi sababchidir. KA ning aylanma harakati tashqi ta’sirga sezgirligi, uning trayektoriya bo’ylab harakatiga nisbatan kuchlidir. Uchish davomida mo’ljalga yo’naltirishda KA ni burish talab etiladi va bu jarayonni ham oriyentasiya deb ataladi. Aylanishni to’xtatishda turli xil bajaruvchi qismlar (organlar) yordam beradi. Ular quyidagilar:

1. 
   Reaktiv dvigateli yordamida boshqarish. U 1ta yoki 2 ta gaz yonib chiquvchi saplodan iborat bo’lib, apparatning korpusiga o’rnatilgan bo’ladi. U yordamida KA ni ixtiyoriy zaruriy yo’nalishga burish imkoniyatini beradi.
   
2. 
   Giroskopli kuch stablizatori. BU qismda turli erkinlik darajasiga ega bo’lgan giroskoplardan iboratdir. Ular KA ning aktiv harakatlarida uning burish va mo’ljalga yo’naltirishda alohida ahamiyatga egadir.
   

Nazorat savollari.

1. 
   Qanday harakatni aktiv harakat deyiladi?
   
2. 
   KA ning aktiv harakat oxiridagi tezligi qanday aniqlanadi?
   
3. 
   Sialkovskiy soni mohiyati nima?
   
4. 
   KA ning harakat tezligi real holda qanday aniqlanadi?
   
5. 
   Qanday reaktiv tezlanishda KA Yerdan chiqib keta oladi?
   
6. 
   KA lar harakatini qanday boshqarish mumkin?