Как я могу рассчитать вес, который испытывает пассажир аэрокосмического корабля во время суборбитальных, но не баллистических траекторий?

Оказавшись на орбите, астронавты испытывают «невесомость» по отношению к своей капсуле или космической станции, потому что они движутся с той же орбитальной скоростью, что и окружающий космический корабль.

Я слышал, что черный дрозд SR-71 двигался со скоростью выше 3 Маха, что составляет около 14% орбитальной скорости, и что поэтому он будет испытывать только 86% гравитации корабля в состоянии покоя.

Это правда?

Это заставило меня задуматься о том, на что будет похож суборбитальный, но горизонтальный (небаллистический) космический полет, где уровень означает поддержание постоянной высоты.

Вопрос: Как можно рассчитать вес, который испытывает пассажир аэрокосмического корабля во время суборбитальных, но небаллистических траекторий?

Ваш вопрос не соответствует заголовку. Тоже непонятно. Рассмотрим редактирование. "Необходимо" для чего?
Скоростью и высотой SR-71 нельзя пренебречь с точки зрения орбитальной механики, но они меньше, чем требуется для орбиты. Отсюда и "суборбитальный". Я использовал его как пример суборбитальной траектории, потому что для людей, которые не играли в kerbal space program, может быть неочевидно, что я имел в виду.
Ваш вопрос кажется бессмысленным - даже для тех, кто играет в Кербала. Что вы на самом деле спрашиваете? Что вы подразумеваете под «нужно только разогнаться до 86%»?
Вы спрашиваете, если бы SR-71 летел со 100% орбитальной скоростью, двигался бы он с орбитальной скоростью?
Я полагаю, что OP означает что-то вроде этого: при горизонтальной скорости 0 вам нужно обеспечить 100% своего веса восходящей силой, чтобы поддерживать высоту. На орбитальной скорости вам нужно обеспечить восходящую силу, составляющую 0% вашего веса, чтобы поддерживать высоту. Вопрос: при 14% орбитальной скорости вам нужно только обеспечить 100%-14% = 86% вашего веса в восходящей силе, чтобы поддерживать высоту, или расчет отличается?
@RussellBorogove, как ты интерпретируешь «ремесло в покое»?
[Сила, направленная вверх, необходимая] для поддержания высоты при нулевой горизонтальной скорости.
Ах. Поэтому, если заменить «ускорение» на «силу», можно получить вашу интерпретацию.
Ух, у меня есть все, кроме окончательного ответа, потому что сегодня не день трига.
@RussellBorogove добавляет линию Karman, чтобы сделать ее абсолютно идеальной.
Да извините за это! @RussellBorogove правильно интерпретировал то, что я спрашивал.
Время от времени я буду вносить большие изменения в вопрос нового пользователя, чтобы 1) помочь открыть его снова и 2) помочь им увидеть, как задать вопрос, который лучше соответствует стилю сайта. Я добавил больше «научных слов» и «пространственных слов», чтобы помочь снова открыть вопрос. Я также старался быть осторожным, чтобы не изменить вопрос настолько, чтобы он повлиял на ответы, которые уже были опубликованы. Лично я считаю, что мгновенное закрытие здесь было бесполезным, непродуктивным и неуместным ; не было причин так быстро блокировать ответы .
@uhoh: Хорошее редактирование, голосование за открытие.
Я чувствую, что редактирование могло зайти слишком далеко; теперь он читается почти как субъективный вопрос об опыте космонавтов, а не вопрос о механике/физике SR-71.
@RussellBorogove Я думаю, что название достаточно объективно, и «это» в последнем предложении относится к «весу, который «чувствует» пассажир аэрокосмического корабля во время суборбитальных, но небаллистических траекторий». Я повторил вопрос из заголовок снова в тексте вопроса, а «чувства» заменены на «опыты». Как это выглядит сейчас?
Первоначальный вопрос вообще не относился к жильцам, но это нормально.
@uhoh Мне очень жаль за оригинальный вопрос! Я не очень много знаю об этом предмете, и я не умею объяснять свои вопросы. Это редактирование идеально соответствует тому, что я просил. Кроме того, я думаю, что понял ответ сам! Это просто гравитация на таком расстоянии от центра минус центростремительная сила, которую вы бы почувствовали, используя скорость и расстояние от центра. Это будет работать только для горизонтального полета, но это нормально, учитывая вопрос, который я задавал. У меня также теперь есть классный способ найти орбитальную скорость (для круговой орбиты) на заданной высоте!

Ответы (1)

Моя интерпретация вашего вопроса такова:

  • При нулевой горизонтальной скорости самолет должен обеспечивать 100% своего веса восходящей силой, чтобы поддерживать высоту.
  • На орбитальной скорости, когда поверхность Земли изгибается точно так же быстро, как падает самолет, ему необходимо обеспечить 0% своего веса восходящей силы для поддержания высоты.
  • Вопрос: для самолета, движущегося со скоростью 14% от орбитальной скорости, ему нужно только обеспечить 100%-14% = 86% своего веса в восходящей силе, чтобы поддерживать свою высоту, или расчет отличается?

Если эта интерпретация хороша, рассмотрите возможность редактирования вашего вопроса, чтобы уточнить.

Я слышал, что SR-71 двигался со скоростью около 14% от орбитальной,

Орбитальная скорость Земли ~7700 м/с; 14% будет 1080 м/с, или ~2410 миль в час. Википедия говорит мне, что максимальная скорость SR-71 составляет 2200 миль в час; достаточно близко.

Нужно всего лишь разогнать корабль до 86% в состоянии покоя.

При орбитальной скорости нисходящая кривизна Земли по мере того, как вы движетесь вперед, точно соответствует вашей скорости падения, поэтому вам не нужно ускоряться вверх, чтобы поддерживать высоту. Однако это не линейная зависимость.

Центростремительное ускорение - это внутреннее ускорение, необходимое для поддержания кругового пути, и формула для него: в 2 / р . Когда в является в о р б я т (орбитальная скорость для любой заданной высоты), то по определению ускорение такое же, как г , ускорение под действием силы тяжести Земли. Когда в ниже орбитальной скорости, г слишком велик, поэтому вам нужно нейтрализовать часть его с ускорением вверх, т.е. поднять часть собственного веса. В в "=" 0,14 × в о р б я т , вы хотели бы ускориться вниз на 0,0196 × г чтобы сохранить круговую траекторию, поэтому вам нужно отменить все, кроме этой большей части естественного гравитационного падения, и по-прежнему поднимать 98% вашего веса.

Разве восходящее ускорение не будет v^2/r? Итак, для SR-71 на высоте 26 тыс. метров (+ радиус Земли) и с такой скоростью ~0,2 м/с^2, что составляет ~2% g, довольно близко к тому, что вы получили.
Да, это кажется разумным.
Я отредактировал вопрос, прокомментировал его и проголосовал за повторное открытие. Я не думаю, что редактирование вносит какие-либо изменения, которые влияют на ваш ответ. Если это так, пожалуйста, не стесняйтесь кричать на меня и/или редактировать дальше. Кроме того, центростремительное ускорение в 2 / р здесь все что нужно? Это нелинейно, ноль в нуле и г с орбитальной скоростью и радиусом.
@uhoh Я, конечно, так и думал, когда прокомментировал это за 4 часа до тебя.
@OrganicMarble Я был сосредоточен на написании части «пожалуйста, не стесняйтесь кричать на меня». Я вернулся через несколько минут, чтобы добавить центростремительную часть, но не смог отсканировать предшествующий уровень техники. Увидел здесь и под вопросом "какое-то тригонометрическое соотношение", забеспокоился и хотел предложить более простой вариант. Кто-нибудь сказал что-то о дедлайне (извиняется и выходит из комнаты)
Исправил мою косинусную ерунду. Соотношение квадратов сначала казалось мне правильным, но потом я перехитрил сам себя, подумав: "Нет, дуга земной поверхности - это круг, а не квадрат..." Спасибо вам, здравомыслящие люди!
Хм! У меня была точно такая же идея, как вычислить, сколько гравитации нужно убрать, и я возвращался сюда, чтобы решить этот вопрос. Кстати, извините за запутанный оригинальный вопрос. Я только изучаю f = ma в классе, и я не очень хорошо умею форматировать свои вопросы в понятной форме. Спасибо!
Как я могу рассчитать вес, который испытывает пассажир аэрокосмического корабля во время суборбитальных, но не баллистических траекторий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v