Как рассчитать массу топлива для Venus Orbiter

Я работаю над гипотетическим созвездием орбитальных аппаратов на Венере для школьного проекта, и в настоящее время пытаюсь выяснить, сколько топлива мне понадобится на стадии перехода. Я уже подсчитал, что общая масса кораблей и сухая масса транспортной ступени составляет 6900 кг. Топливо, которое я использую, это жидкий водород + жидкий кислород, а общая скорость d/V составляет около 3,9 км/с. Я использовал формулу кинетической энергии, где я получил 20 тонн топлива. Я могу сказать, что это невозможно, и я не понимаю, как именно вписывается Isp и как его вычислить. Какой процесс следует использовать, чтобы рассчитать вес космического корабля?

Что не так с цифрами, которые вы получили? 6,9 т в сухом состоянии, 3,9 км/с, 20 т топлива. Кажется разумным для первого порядка приближения (это неправильно, но не невозможно). Кроме того, какую именно формулу вы использовали?
Посмотрите уравнение ракеты. Одна кинетическая энергия не является способом расчета этого.
Я использовал формулу Ek=1/2*m*v^2, где m — сухая масса, а v — d/V.
У вас есть все, что нужно для уравнения ракеты, кроме удельного импульса. Это число характеризует КПД двигателя. RL-10 или два должны подойти для вашего приложения, посмотрите их, чтобы узнать его удельный импульс, и, как предлагает @MarkAdler, примените свои числа к уравнению ракеты.

Ответы (1)

Из ракетного уравнения Циолковского ( см. эту статью в Википедии ) можно узнать массу топлива, израсходованного при запуске шаттла.

Уравнение формулируется следующим образом

Δ в знак равно в е п ⁡ м 0 м ф

Где Δ в - максимальное изменение скорости транспортного средства (без действия внешних сил), м 0 - начальная общая масса, включая топливо, м ф - конечная общая масса без топлива или также известная как сухая масса, и в е - эффективная скорость истечения.

Переставляя, мы можем узнать конечную массу шаттла после израсходования всего топлива.

м ф знак равно м 0 е Δ в в е

Кроме того, мы знаем, что начальная масса минус конечная масса равна массе топлива. Таким образом, теперь мы подставляем значения, которые вы нам предоставили, пытаясь найти окончательную массу.

м ф знак равно 6900 к грамм е 3,9 к м / с 4,44 к м / с знак равно 6900 к грамм 2.40699 знак равно 2866 к грамм

В этом последнем наборе вычислений я использую значение эффективной скорости выхлопа двигателя SSME . Возможно, вы захотите проверить эту таблицу на наличие другого значения в е .

Необходимая масса топлива 6900 к грамм − 2866 к грамм знак равно 4034 к грамм

Пожалуйста, если кто-нибудь знает, как поставить знак деления с математическим кодом для Mf equals, вы можете изменить мой пост.
Я думаю, что это наоборот: конечная масса должна быть 6900 кг. По крайней мере, я так понял вопрос. Тогда масса топлива будет примерно 6900кг * (2.4 - 1)
@DanielJour Как он заявил в своем вопросе, масса космического корабля и сухая масса составляют 6900 кг, что равно общей массе космического корабля. После моих расчетов мы обнаружили, что конечная масса космического корабля после использования всего топлива равна 2866 кг. Следовательно, масса необходимого топлива равна массе ракеты перед запуском минус масса ракеты после того, как она израсходовала все свое топливо, что равно массе необходимого топлива, равной 4034 кг. Надеялся, что прояснил ситуацию.
космические корабли (множественное число, OP относится к орбитальным аппаратам, а не ко всему) — это полезная нагрузка, доставляемая переходной ступенью, сухая масса которой известна. Итак, мы знаем массу полезной нагрузки и сухую массу. Теперь вопрос в том, сколько топлива нам нужно добавить к этому?
Как рассчитать массу топлива для Venus Orbiter
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v