|
citace:
a) Alešem zmiňovaná sluneční plachetnice. U ní nevzrůstá energie paliva, čili ani nemůže vzrůstat celková energie lodi.
No, já si myslím, že zrovna u té sluneční plachetnice by neměl být žádný rozpor. Teď to ale střelím jenom tak od oka a je možné, že plácnu ptákovinu Tlak záření sice vyvolá v dané vzdálenosti od Slunce konstantní tah a plachentnice se začne pohybovat s konstantním zrychlením, co se ale bude měnit bude vlnová délka odraženého záření a ta se bude vlivem Dopplerova posuvu prodlužovat. Ten posuv bude tím větší, čím rychleji plachetnice poletí. Tedy jinými slovy, čím rychleji plachetnice poletí tím menší energii bude mít odražené záření. Ten rozdíl energií mezi dopadajícím a odraženým zářením získá plachetnice. Takže i když za daný časový interval zrychlí o konstantní delta v, přírůstek kinetické energie plachetnice se bude zvyšovat spolu s její rychlostí. Tady je ta závislost na rychlosti podle mě zřejmá a dokonce snad je i vidět, že zákon zachování energie platí |
|
citace:
xChaos: Ano, tady bude zakopaný pes. Stejného dV vzhledem k Zemi bude zjevně daleko energeticky náročnější dosáhnout v perigeu eliptické dráhy než v jeho apogeu.
Ano, to je samozrejme pravda! Ale protoze v perigeu ma CELA lod (kazdy kilogram jeji hmoty) VCETNE PALIVA UVNITR nadrzi (!) jinou kinetickou energii nez v apogeu, promitne se to i do zakona zachovani energie. Nemuzeme to brat jen tak, ze "mame tolik a tolik a tolik paliva o takove a takove chemicke vyhrevnosti" nebo "solarni panely dodaji tolik a tolik Wattu". Musime pripocitat do energie paliva i jeho kinetickou energii (i kdyz je jeste v rakete). Proto neni pro tyhle uvahy zakon zachovani energie nazorny. I kdyz pri jeho spravne aplikaci samozrejme nakonec dospejeme ke spravnemu vysledku, je zakon zachovani hybnosti v tomto pripade mnohem primocarejsi pristup. |
|
citace:
Teď to ale střelím jenom tak od oka a je možné, že plácnu ptákovinu
Naopak, to je ukazka spravneho postupu pomoci zakona zachovani energie, ktera zaroven ukazuje, ze je tahle cesta zaludnejsi 
Jinak hned prvni dotaz: "solar sail" "doppler shift"
do Googlu najde pekny kratinky clanecek na toto tema
http://www.iop.org/EJ/article/0031-9120/37/5/401/pe25f1.pdf |
|
Já asi vzdám jít na to nějak matematicky. Že by v případě rovnováhy všech ostatních sil - gravitační a odstředivé - mělo být dV nezávislé na poloze je jasné.
Pro zjednodušení je místo představy rakety možné jít ještě před Ciolkovského zpět k Newtonovi, a představit si, že jsme rozdělili loď na dva stejně hmotné díly, které od sebe odmrštila pružina opačnými směry.
Zajímavé na drahách těhle dvou půlek bude, že podle mě obě se budou protínat v bodě, kde se tělesa oddělila. Jedna z těch drah by podle mě měla být na energeticky nižší hladině, druhá na vyšší hladině.
Rozdíl těch energetických hladin ale bude v perigeu vyšší, než v apogeu - při stejné 2dV kterou se od sebe "půlky" začnou vzdalovat - a to možná vysvětluje, proč se vyplatí manévrovat v perigeu (?)
Jinak u sluneční plachetnice je ale rychlost vůči Zemi podle mě pro Dopplerův efekt zanedbatelná - podle mě závisí spíš na rychlosti vůči Slunci. Podle mě je tam ta problematika tak složitá, že si to nikdo netroufne tvrdit úplně najisto, dokud se to nevyzkouší v praxi - viz relativně renomovaný fyzik, který si troufal princip solární plachetnice vyvracet navzdory tomu, že tlak slunečního záření již byl snad už reálně pozorován a změřen, apod.
|
|
Ten rust kineticke energie paliva (pred shorenim) pri prechodu z apogea do pergea jak uvadi pan Archimedes je pravda. Splodiny paliva vsak i po opusteni trysky motoru maji take postupne rychlost v1 + vytokova rychlost az v2 + vytokova rychlost , pricemz v2-v1 = dv. Neboli tu kinetickou energii, kterou z apogea do perigea palivo nabralo (coz je velka hodnota) si spaliny odnasi ssebou a nepredaji ji objektu. Jejich hybnost vsak da telesu stejne dv jako v apogeu, na cemz se asi musime shodnout. Presto dE p o u z e kineticke energie telesa pri stejnem dv bude vesti nez pri stejnem dv v apogeu, coz jednoznacne plyne z vypoctu. Mohli bychom uvazovat, ze o stejnou hodnotu dE mozna pokesne potencialni energie ale kdyz uvazujem moznost ziskani dv okamzite (vystrelem z kanonu), potencialni energie se v okamziku uvolneni energie nezmeni ani v apogeu ani v perigeu.
Myslim, ze reseni rozporu “kde se ta energie vzala” muze byt nekde v nasledujicim: Teleso postupne nabira rychlost v1 + dv = v2. Odchazejici spaliny postupne maji stejnou rychlost v1 + dv = v2 + jeste vytokova rychlost, ktera spolu s jejich hmotou preda telesu prislusnou hybnost a rychlost dv. Kdyz nam vyslo z vypoctu, ze teleso nabralo v perigeu vetsi dE nez v apogeu vlivem vetsi rychlosti, vyjde nam zcela jiste vypoctem, ze i spaliny odnesly v perigeu vetsi dE nez v apogeu. Krome toho samozrejme odnesou energii danou vytokovou rychlosti, ktera pres hybnost zpusobi dv telesa. Tato dodatecna energie dE spalin se vsak neprenasi na teleso jako dodatecna hybnost , stejne jako se neprenesla absolutni kineticka energie spalin ziskana prechodem z apogea na perigeum. Spaliny si ji odnasi ssebou. Proto se nezvysi dv.
Co o tom soudite?
|
|
Oprava:
Odchazejici spaliny postupne maji stejnou rychlost v1 + dv = v2 + jeste vytokova rychlost ....
Spravne: .... v1 + dv = v2, MINUS jeste vytokova rychlost .... |
|
P.S.
Moje predchozi povidani ( kde jsem omylem vsude napsal + vytokova rychlost namisto – vytokova rychlost) lze take interpretovat tak, ze misto zvetseneho dE telesa v perigeu se zde objevilo jeste jedno zvetsene dE vystupnich splodin, coz je celkem logicke. Takze to problem, kde se to zvetsene dE bere neresi, spise prohlubuje.
|
|
Kde by se energie vzala - uvolnila se chemicka nebo jaka energie spalenim paliva.
Prijde mi zbytecne zabyvat se tim, co se stane se spalinami - jakou rychlosti vuci centralnimu telesu odleti atd. Pro posouzeni efektivity staci uvazovat to, ze lod ma danou "zasobu zmeny rychlosti". Tu muze pouzit definovanym zpusobem prakticky v libovolnem bode "naraz". Vubec nas nemusi zajimat, jak toho dosahnout, jestli horenim, vystrelovanim iontu, nebo nejake sci-fi poruseni zakona zachovani hybnosti.
Odbocka: Neplati pro to, co nazyvame nizkotahove pohony. Tam je omezeni hodnoty zrychleni podstatne a v pripade rekneme solarni plachty se neda o celkove zasobe zmeny rychlosti vubec mluvit. Proto tam opatrne s porovnavanim efektivity. Konec odbocky.
Jinak plati pravidlo MANEVRUJ CO NEJNIZ.
Modelovy priklad: Zeme, 6378 km, gM=4E+14 [SI]
A: 200 km LEO
B: GEO
C: Parabolicka draha (v_nekonecno =0)
D: Hyperbolikca draha v_nekonecno =2 km/s
Prechody [km/s]:
A<->B (LEO-GEO) 2.46 + 1.48 = 3.94
A<->C (LEO-PAR) 3.22
A<->D (LEO-HYP) 3.40
B<->C (GEO-PAR) 1.27
B<->D (GEO-HYP) 1.71
C<->D (PAR-HYP) 2.00 (manevr "v nekonecnu")
Hned se mi tady vylihly dalsi paradoxy:
*Aby se vysledna rychlost v nekonecnu zvetsila o 2 km/s, staci nizkou drahu opustit jen o 0.18 km/s rychleji!
*Na opusteni vysoke GEO po hyperboicke draze staci pridat rychlost pouze o 1.71 km/s, coz je mene nez bude vysledna meziplanetrani rychlost (vuci Zemi). Je to v poradku, na GEO uz ma druzice 3.07 km/s.
Ted se mrkneme na kombinovane manevry z nizke obezne drahy na hyperbolickou - vzdycky to vyjde vyrazne hur nez rovnou (3.40):
ABD (LEO-GEO-HYP) 5.65
ACD (LEO-PAR-HYP) 5.22
ABCD (LEO-GEO-PAR-HYP) 7.21 (vic jak 2x horsi!)
Zaverem podotykam, ze cele se to muze dit i naopak, pri brzdeni u planety "z nekonecna" respektive z meziplanetarni drahy.
|
|
Zdravim,
probihajici diskuse me inspirovala k myslence napsani simulacniho programu, na kterem by se daly vsechny zde probirane manevry a prechody mezi drahami vyzkouset, naprogramovat a pak graficky sledovat, "jak to dopadne". Teoreticke vypocty Rad bych do modelu implementoval take brzdeni a zahrivani v atmosfere (padak :-) Existuji nejake vzorce nebo tabulky na hustoty atmosfer Zeme, Marsu atd.?
diky |
|
Pan Mocek uvedl skutecne vyborny ciselny rozbor, v mnoha smerech poucny. Ta nase diskuse o ruznem dE pri stejnem dV byla trochu o necem jinem ale souhlasim, ze se nema cenu s tim dale zbyvat a vzit to jako fakt.
Z cele dlouhe diskuze pro mne vyplynulo zkorigovani nekterych mych predstav s temito zavery:
- Pri vyvadeni na LEO gravitacni ztraty zavisi na zrychleni
- Pri vyvadeni na LEO rozdeleni potrebne energie (mineno tim hmoty paliva + sucha hmota stupnu) na potrebnou hmotu pro dosazeni rychlosti a prekonani gravitace nelze odvozovat jen z rychlosti v jednotlivych etapach.
- Po vyvedeni na LEO efektivnost nezavisi na zrychleni ( s omezenim, jak psal pan Mocek), pokud ovsem neprovadime manevry v jinem smeru, nez je tecna puvodni drahy (tuto podminkou si nejsem zcela jist)
- po vyvedeni na LEO v podminkach beztizneho stavu lze pri manevrech scitat rychlosti a usuzovat podle toho na potrebne pocatecni hmoty za podminky, ze porovnavame stejny a hlavne stejne stupnovy system.
- Vsechny manevry (pokud nejde o zakrouzeni drahy) je vyhodne delat v blizkosti LEO, coz chemicke pohony umoznuji a vyuzivaji.
- U pohonu s nizkym tahem a vysokym Isp je vyhodna spiralova draha s nasobkem efektivnosti oproti chemickym pohonum, jak uvadi pan Holub v prikladech v tematu “ Manevrovani u pohonu s nizkym zrychlenim”
Pokud v techto zaverech jsou jeste chyby, prosim o zkorigovani.
|
|
Příklady a výsledky, uvedené v posledních třech příspěvcích, považuji za "empirické". Známe principy, známe vztahy, známe vzorce a dokážeme to všechno spočítat a číselně určit.
Nemuseli bychom se tím tedy už dále zabývat, ale já mám stále pocit, že nechápu "podstatu věci". Zjištěné skutečnosti se mi stále zdají "paradoxní"? Byl bych raději, kdyby mi to vše připadalo "přirozené", "jasné" a "nepřekvapující". Jsem asi zabedněný hlupák, ale pořád nechápu jak to, že "výkon roste s rychlostí"? Plyne to snad sice přímo z klasických vzorců P=A/t, A=F.s, s=v.t, a tedy P=F.v , ale jak si to mám názorně představit?
Platí to i u "elektromotoru"? Dokážu elektromotorem (např. lineárním) o určitém stálém výkonu zrychlovat stálou hmotu stálým zrychlením [silou] (alespoň po krátkou dobu)? Podle výše uvedených vztahů by to snad u "elektromotoru" nemělo jít, ale u "reaktivního pohonu" ano. Nebo se zase zcela pletu? Ach jo. Omlouvám se :-(
P.S.: K závěrům p.Pinkase bych jen dodal, že u pohonů se stejným Isp je klasická přechodová elipsa vždy výhodnější, než spirálová přechodová dráha (z hlediska spotřeby "paliva"). |
|
Pane Holub, jestli jste “zabedneny hlupak”, tak ja jsem take. Jsem na tom uplne stejne s nechapanim podstaty veci. Myslim, ze se od toho musim na cas odpoutat a pak mne snad svitne v hlave.
Jinak vasi pripominku k mym zaverum beru.
|
|
citace:
Nemuseli bychom se tím tedy už dále zabývat, ale já mám stále pocit, že nechápu "podstatu věci". Zjištěné skutečnosti se mi stále zdají "paradoxní"? Byl bych raději, kdyby mi to vše připadalo "přirozené", "jasné" a "nepřekvapující".
Pro mě je takovou "pomůckou" ta představa s tím hypotetickým "odmrštěním poloviny hmotnosti" opačným směrem: dvě půlky lodi se navedou na odlišné dráhy, jedna bude místo deltaE větší energii než původní dráha, druhá deltaE menší.
Jestliže byla původní dráha kruhová, vzniknou dvě elipsy: jedna s perigeem v bodě rozpojení - pro těleso, které odlétalo ve směru letu - a druhá s apogeem v bodě rozpojení - pro těleso, které odlétalo proti směru letu.
Protože velikost hybnosti spalin je stejná jako velikost hybnosti lodi (spaliny odtékají velmi rychle, loď je těžká a líná, ale součet hybností zůstane nulový), tak je mi už vše perfektně jasné.
Nadále mám pocit, že pro jiný než reaktivní pohon není stejné delta-V v perigeu energeticky výhodnější, než v apogeu.
|
|
citace:
Aleš Holub: Platí to i u "elektromotoru"? Dokážu elektromotorem (např. lineárním) o určitém stálém výkonu zrychlovat stálou hmotu stálým zrychlením [silou] (alespoň po krátkou dobu)? Podle výše uvedených vztahů by to snad u "elektromotoru" nemělo jít, ale u "reaktivního pohonu" ano. Nebo se zase zcela pletu? Ach jo. Omlouvám se :-(
Pro ten elektromotor to platí přesně tak jak píšeš. Pokud vyjdeš z toho posledního vzorečku P=F.v a trochu ho upravíš,
dostaneš pro zrychlení
a = P/(m.v)
Takže, pokud má mít elektromotor stálé zrychlení, musí se zvyšovat výkon elektromotoru, čili musí se mu dodat větší množství elektrické energie za jednotku času. U reaktivního pohonu je to ale jiné a komplikovanější, protože se musí brát raketa jako celek a tady se jedná o pohyb tělesa s proměnnou hmotností. Zkusím tady načrtnout řešení, ale nevím, jestli to bude dobře, jenže nic jiného mě nenapadá. Snad to případně opraví Archimedes
Zkusíme vyjít ze známé Ciolkovského rovnice
v = u.ln(M/M0)
kde v je rychlost rakety, u výtoková rychlost spalin, M počáteční hmotnost rakety a M0 je její konečná hmotnost. M i v jsou funkcí času a když tedy rovnici zderivujeme podle času, dostaneme pro zrychlení:
dv/dt = u.(M0/M).(dm/dt) = a
dm/dt je vlastně rychlost hoření paliva, které když bude konstantní, bude konstantní i energie, kterou palivo vyprodukuje za jednotku času a tedy i výkon motoru. Ale vzhledem k tomu, že se s časem snižuje rychlost rakety M, bude při konstantním výkonu raketového motoru růst zrychlení rakety.
|
|
Omlouvám se, ale to s tou Ciolkovskou rovnicí je špatně. Beru zpět.  |
|
Takže ještě jednou a tentokrát snad už dobře Jestliže označíme u výtokovou rychlost, Mp celkovou hmotnost paliva, Mk hmotnost konstrukce rakety a ro rychlost hoření paliva, měla by rychlost rakety v závislosti na čase podle Ciolkovského rovnice vypadat takhle:
v(t) = u.ln[(Mp+Mk)/(Mp+Mk-ro.t)]
a z toho zrychlení stejným způsobem jako v předchozím příspěvku:
a(t) = u.[ro/(Mp+Mk-ro.t)]
čili jestliže u je konst. a ro je také konst., tak zrychlení roste. Platí tedy stejné závěry jako v původním příspěvku, jenom ten výsledek je trochu jiný. |
|
No dobře, zrychlení u reaktivního pohonu (se stálým výkonem) roste s časem tak, jak klesá celková urychlovaná hmotnost. To mi je (a bylo) jasné a připadá mi to "přirozené". Sitace je stále stejná při libovolné rychlosti.
Jak to ale koresponduje s tím, že roste i jednotkový přírůstek kinetické energie celého (zbývajícího) plavidla (když výkon je stále stejný), a absolutní hodnota tohoto přírůstku ještě ke všemu závisí na počáteční rychlosti, při které jsme začali zrychlovat? Na tohle bych potřeboval nějaký "názorný náhled". |
|
| Ještě dodatek. Je mi jasné, že to vyjde "matematicky", ale já bych rád věděl co (fyzikálně) brání "elektromotoru" udržet stálé zrychlení při stálém výkonu, a nebo naopak co reaktivnímu pohonu umožňuje toto zrychlení udržet a tím postupně stále zvyšovat svůj "přenesený výkon"? |
|
Neda mne to a znovu se zapojuji do diskuse. Citim stejne jako pan Holub, ze neobtiznejsi je plne a do hloubky pochopit fysikalni podstatu nejznamejsich zakonu klasicke mechaniky jako jsou na pr. vztahy: P=F.v a E=1/2 . m . v^2 a vsechny dusledky z nich vyplyvajici. V praxi je sice mnoho prikladu, kdy vidime , ze to tak funguje. Muzem vse spocist, muzem sestavit pocitacove programy, ktere nam na pr. ukazou takovy paradox (uvedeny panem Mockem), ze staci u Zeme zvetsit rychlost o 180m/s abychom zvetsili v nekonecnu rychlost vuci Zemi z nuly na 2km/s. Dulezitejsi by melo byt to plne fysikalne pochopit a umet vylozit proc to tak je. Proto si myslim ze by se vypaltilo zalozit nove tema na pr. pod nazvem na pr. “Paradoxy a zahady fysiky a kosmonautiky” , kde by kazdy mohl prinest nejaky problem, ktery sam umi vylozit, nebo ktery da do diskuse pro objasneni.
Co se tyka elektromotoru, je to zvlastni pripad. Daleko nejrozsirenejsi rotacni idukcni asynchronni motory maji tu konstrukcni vlastnost, ze maji podle poctu polu prakticky pevne asynchronni otacky ( na pr. 1470 ot/min nebo 2800 ot/ min) a jim zhruba odpovida nejvetsi moment. Jakmile moment ve vetsi mire presahne jmenovitou hodnotu, motor vypadne ze synchronismu rotacniho magnetickeho pole, ktere ma ve vetsine zemi 3000ot/min (50Hz) a zastavi se.
Podobne jako plati vztah P= F.v , plati u motoru vztah P=M.n, kde M je moment (N.m) a n uhlove otacky (1/s).Spravne tedy ma byt M.Omega. Jelikoz motor nemuze zvetsit moment ani zvetsit otacky, je vhodny pro konstantni silu pri stale rychlosti (krome rozbehu) , na pr. zdviz. Linearni motor neni nic jineho nez asynchronni motor s rozvinutym statorem, takze to zhruba plati stejne. Pokud bychom chteli menit plynule rychlost pohaneneho telesa, musime pouzit budto nejaky hydraulicky menic momentu, nebo rizeni frekvence magn. pole, coz jde jen v urcite mire. Pak vsak plati (jak take vyplyva ze vztahu pro vykon), cim vetsi otacky (rychlost) tim mensi moment (sila).
Pouze stejnosmerny motor se seriovym buzenim statoru muze plynule menit otacky podle zatizeni pricemz nejvetsi moment a tedy i zrychlujici silu ma pri rozbehu a moment se zmensuje s rustem otacek. Bez zatizeni se muze velky stroj i znicit vlivem otacek.
Nevim zda vyse uvedene alespon castecne objasnilo podstatu toho, na co se ptal pan Holub.
|
|
P.S.
U asynchronnich motoru jsem zapomnel dodat, ze pri snizeni zateze proste snizi svuj vykon zmensenim prikonu ze site a jen nepatrne zvysi otacky. |
| 21.2.2004 - 06:35 - Anonym | |
|
citace:
Ještě dodatek. Je mi jasné, že to vyjde "matematicky", ale já bych rád věděl co (fyzikálně) brání "elektromotoru" udržet stálé zrychlení při stálém výkonu, a nebo naopak co reaktivnímu pohonu umožňuje toto zrychlení udržet a tím postupně stále zvyšovat svůj "přenesený výkon"?
Mozna budu placat nesmysly, ale divam se na to takhle: u elektromotoru je primarni jeho vykon, ktery je staly. To znamena, ze za jednotku casu je motor schopen "investovat" do telesa, ktere pohani, stale mnozstvi energie a tim i konstantni prirustek kineticke energie. Tento konstantni prirustek ovsem odpovida snizujicimu se dv, protoze zavislost Ek na v je kvadraticka. Takze prirustek energie se snizuje, dv se snizuje a tim i klesa zrychleni telesa.
Naproti tomu u rakety je primarni hybnost, tedy vlastne sila. Je dana tahem a vyplyva z impulsu pohonu, spotreby paliva, hmotnosti celeho telesa atd. Bude-li mit motor s konstantnim impulsem stalou spotrebu paliva, bude vykazovat staly tah, tedy konstantni silu, z toho (protoze hmotnost rakety klesa spotrebou paliva) rostouci zrychleni. Samozrejme rust zrychleni muze byt libovolne pomaly, pokud je spotreba paliva minimalni (iontovy pohon). |
|
| Myslim zi, ze vysvetleni pana Anonym je spravne |
|
| Omlouvam se, vzdycky se zapomenu podepsat. A ehm, sypu si popel na hlavu, v odstavci o elektromotoru je samozrejme v uvazovanem pripade prirustek energie konstantni, klesa dv a tedy a. |
|
Jeste me napadla jedna nazorna predstava s raketovym motorem a problematikou reaktivniho urychlovani.
Za jednotku casu spotrebuje motor nejake mnozstvi paliva, a tuto hmotu, podle impulsu prislusne urychlenou, odmrsti "za sebe". Tim
urychli suche teleso rakety, ale i zbytek paliva. V tomto urychlenem
palivu je vlastne uskladnena stale se zvysujici "zasoba energie", opet je zde ve hre kvadraticka zavislost. Az toto urychlene palivo "prijde na radu" v trysce, bude odmrsteno "dozadu", tim budou mit castice spaleneho paliva rychlost rovnou okamzite rychlosti rakety minus vytokove rychlosti spalin (vzhledem k "eteru"). Tento relativni rozdil rychlosti vymrstene hmoty ale predstavuje, podle okamzite absolutni rychlosti, ruzne mnostvi energie, protoze se opet pohybujeme na kvadraticke krivce. Spalenim jednotkoveho mnozstvi paliva tedy dosahujeme ruzneho "energetickeho zisku", podle toho, jakou absolutni rychlosti se pohybujeme. To tedy znamena, ze "vykon" motoru (posuzovany jako schopnost urychlovat teleso), roste! Neni tedy staly! Chemicka nebo jakakoliv energie paliva s tim nema nic spolecneho, ta slouzi jen k ohrati pracovni latky (spalin), aby "mely motivaci" odletet dozadu.
A ted ta nejdulezitejsi vec: neni tohle vsechno nahodou blabol ? |
|
| Myslím si, že Wartex je docela blízko. Podle mě svoji roli hraje energetická hladina oběžné dráhy, na které zůstanou spaliny. |
|
Quote:
“To tedy znamena, ze "vykon" motoru (posuzovany jako schopnost urychlovat teleso), roste! Neni tedy staly!”
S tou energii spalin jak uvadi Wartex je to pravda, presne na to same jsem upozornoval jiz ve svem prispevku z 20.2. (04.26). Na elipticke draze navic k zvetseni rychlosti rakety od motoru se objevuje jeste to, ze se premenila potencialni energie v apogeu na kinetickou v perigeu. Tedy ten zahadny jev rustu vykonu motoru v perigeu ve srovnani s apogeem je jeste markantnejsi nebot P=F.v. Faktem vsak je, ze tento vzorec plati obecne, nejen pro raketovy pohon.
I u automobilu zname dobre tento jev. Kdyz chceme, aby aceleroval stejne u vyssi rychlosti jako u nizzsi, musi mit motor vetsi vykon . Stejne tak elektromotor, kde plati P=M.Omega take pri vetsi rychlosti a stejne tazne sile (na pr. zdviz) musi mit vetsi otacky, tedy vetsi vykon a vetsi rozmery. Raketovy motor ne, muze byt stejny. Staci aby ho premena gravitacni energie na kynetickou urychlila na vetsi rychlost a jiz ma pocetne vetsi vykon.
Zda se mi, ze bychom jeho vykon a tedy ani energii nemeli pocitat z absolutni rychlosti vuci Zemi ale jen z rychlosti, kterou tento motor pridal. To bychom pri pozorovani od Slunce mu mohli jeste pridat rychlost Zeme na obezne draze a vykon motoru by byl mnohonasobne vetsi. Take motor nejakeho automobilu jedouciho na Zemi prave ve smeru letu Zeme kolem Slunce by mel pri pozorovani ze Slunce pocetne obrovsky vykon. Neni v tom ten problem? Jiz myslim na to zde nekdo upozornoval.
|
|
P.S.
Abychom tedy ten problem vratili tam, kde zacal – proc je na pr. u elipticke drahy vyhodne delat manevry u Zeme ( krome pripadu zakruzovani drahy): Neni to proto, ze ma v perigeu motor vetsi vykon ani energii. Teleso na elipticke draze ma staly soucet potencialni a kineticke energie, my vsak pri odletu z apogea nedovedeme zatim zadnym zpusobem primo vyuzit potencialni energie telesa, jen kineticke. Abychom mohli vyuzit obe energie, musime pockat s manevrem, az bude teleso v perigeu a puvodni potencialni energie z apogea se sama premeni na kinetickou v perigeu. Pak vyuzivame cele energeticke hladiny drahy.
Kdyz zakruzujem drahu v apogeu, nevyuzivame potencialni energie telesa, jen kineticke a tedy opet nevyuzivame plne energeticke hladiny puvodni elipticke drahy. Proto celkova energie potrebna na tuto drahu muze byt vyssi nez energie na unikovou parabolickou drahu. Prikladem muze byt GO draha. Na to upozornoval pan Holub a muze to tak v praxi byt, pokud raketa ma stejne stupnu. Obycejne vsak pro odlet na unikovou rychlost miva raketa o jeden stupen mene nez pri vyvedeni na GO – tam je dalsi stupen primo v satelitu, takze porovnani by bylo nutno presne spocist pro konkretni pripad.
|
|
P.S.
Abychom tedy ten problem vratili tam, kde zacal – proc je na pr. u elipticke drahy vyhodne delat manevry u Zeme ( krome pripadu zakruzovani drahy): Neni to proto, ze ma v perigeu motor vetsi vykon ani energii. Teleso na elipticke draze ma staly soucet potencialni a kineticke energie, my vsak pri odletu z apogea nedovedeme zatim zadnym zpusobem primo vyuzit potencialni energie telesa, jen kineticke. Abychom mohli vyuzit obe energie, musime pockat s manevrem, az bude teleso v perigeu a puvodni potencialni energie z apogea se sama premeni na kinetickou v perigeu. Pak vyuzivame cele energeticke hladiny drahy.
Kdyz zakruzujem drahu v apogeu, nevyuzivame potencialni energie telesa, jen kineticke a tedy opet nevyuzivame plne energeticke hladiny puvodni elipticke drahy. Proto celkova energie potrebna na tuto drahu muze byt vyssi nez energie na unikovou parabolickou drahu. Prikladem muze byt GO draha. Na to upozornoval pan Holub a muze to tak v praxi byt, pokud raketa ma stejne stupnu. Obycejne vsak pro odlet na unikovou rychlost miva raketa o jeden stupen mene nez pri vyvedeni na GO – tam je dalsi stupen primo v satelitu, takze porovnani by bylo nutno presne spocist pro konkretni pripad.
|
|
Ano, ta úvaha o tom, že "reaktivním pohonem" nedokážeme snadno zvýšit potenciální energii (dráhy), ale jen kinetickou energii, mi připadá docela výstižná a užitečná. Možná už to stačí na to, abychom manévry v perigeu považovali za výhodnější (energeticky).
Potřebujeme k tomu ovšem speciální druh fyzikálního stroje, nazývaný "reaktivní pohon", který má schopnost zvyšovat rychlost poháněného tělesa nezávisle na absolutní velikosti dodané kinetické energie (na rozdíl od jiných druhů "pohonů"?).
Asi ale ještě budu muset otevřít nové téma na to, abych si ujasnil, co všechno lze považovat za "reaktivní pohon" a co už nikoliv. Raketový motor je jasný, ale co sluneční plachetnice, a co třeba elektromagnetický pohon v geomagnetickém poli? Čím se liší od elektromotoru, spalovacího motoru, nebo turbíny? Uvidíme :-) |
| 22.2.2004 - 17:33 - Anonym | |
|
Reaktivní pohon je vlastně vždy rozdělení tělesa na víc dalších těles, které odlétají po různých drahách.
|
|
