Каковы орбитально-механические преимущества длительной (100+ секунд) суборбитальной береговой фазы?

Этот ответ на траекторию выхода на орбиту говорит:

В большинстве реальных запусков на низкую околоземную орбиту горение продолжается от старта до вывода на орбиту без фазы движения по инерции. Некоторые (например, Antares ) горят между первой и второй стадией; точная конструкция пусковой установки определяет, какой подход более эффективен.

и ссылки на информацию о ракете-носителе Antares Spaceflight 101 , где в разделе «Профиль полета Antares LEO» говорится:

Antares взлетает со стартовой площадки через две секунды после запуска двигателей AJ-26 первой ступени, чтобы дать им некоторое время для достижения полной тяги и контроля их характеристик зажигания. После короткого вертикального подъема Antares выполняет маневр по крену и тангажу, чтобы выровняться по заранее запланированной траектории подъема.

Первая ступень горит 235 секунд и отделяется после короткого 5-секундного выбега. Разделение 1 стадии происходит на высоте 109 километров и скорости 4547 м/с. В этот момент стек входит в 100-секундный период выбега, чтобы приблизиться к апогею для второй стадии прожига. После 100 секунд движения по инерции обтекатель полезной нагрузки сбрасывается на высоте 184 км. Десять секунд спустя вторая ступень запускает двигатель для вывода на орбиту и выхода на круговую орбиту.Отключение 2-й ступени происходит примерно через 471 секунду полета на высоте 205 километров и скорости 7521 м/с. Разделение полезной нагрузки происходит после 120 секунд маневрирования системой ориентации второй ступени. Типичная орбита выведения Лебедя составляет 275 на 250 километров при наклонении 51,66 градуса. (выделение добавлено)

Вопрос: Каковы орбитально-механические преимущества длительной (100+ секунд) суборбитальной береговой фазы между вспышками первой и второй ступеней в некоторых случаях? Многоэтапный запуск на НОО случается довольно редко.

Если возможно, немного математики, показывающей, как это помогает, было бы здорово!

Обратите внимание, что при отсутствии ограничений по рельефу, атмосфере и тяге оптимальным подъемом было бы горизонтальное ускорение до нулевой скорости по круговой орбите, а затем выполнение перехода Хомана, т. е. движение по побережью с нулевой высоты. К сожалению, для набора первых 7900 м/с требуется время...
@RussellBorogove становится действительно интересно! Без ограничения тяги (я думаю, это означает аппроксимацию импульса, но не уверен), не будет ли первый импульс направлен прямо в передаточный эллипс? Или вы просто имеете в виду использование ракетной машины для ускорения по кругу по горизонтали до круговой скорости?
Хохманн предполагает, что вы начинаете движение по круговой орбите, а не привязываетесь к планете, поэтому я разбил это на два отдельных импульса для «ясности». Оптимально они мгновенные и последовательные, т.е. фактически один импульс. Если вы не можете сделать это мгновенно, ракетная машина/сани/поезд будут следующей лучшей вещью в мире сферических коров.
@RussellBorogove хорошо, теперь я это вижу, отлично!
@DavidHammen эти ответы оставляют меня неудовлетворенным, поскольку они на самом деле явно не указывают никаких орбитально-механических преимуществ. «подождите, пока не придет время воспламениться», «лишняя масса не повредит во время движения по побережью» и «гравитационный поворот» могут указать на то, в чем заключаются орбитально-механические преимущества, но прямо сейчас я не уверен количественно, особенно потому, что обычно это не так. использовал. Также я надеюсь на последнее предложение моего вопроса: «Если возможно, немного математики, показывающей, как это помогает, было бы здорово!»
@DavidHammen, если бы там появился достаточный ответ, тогда обман имел бы смысл. В качестве альтернативы здесь мог бы появиться хороший четкий ответ об орбитально-механических преимуществах, и я думаю, что это было бы лучше.
Этот профиль полета позволяет избежать перезапуска двигателя второй ступени.
@LorenPechtel ага! Ага! Ага! Я получаю это сейчас. Это и ваш ответ . Так что, может быть, это все-таки будет дубликат, если выяснится, что нет никаких орбитально-механических преимуществ, и это чисто аппаратная проблема, даже если закачка ниже 300 км , как описано в этом случае.

Ответы (1)

Antares будет иметь долгую береговую фазу из-за технических компромиссов, а не орбитально-механических преимуществ.

Однако только с точки зрения орбитальной механики всегда будет длинная фаза побережья. Не обращая внимания на атмосферу и технические ограничения, вы бы приложили весь свой импульс "первой ступени" максимально близко к мгновенному, чтобы избежать гравитационных потерь. Затем вы доберетесь до своего апогея, а затем примените свой импульс циркуляризации за как можно более короткий период времени.

краткий, но кажется довольно полным... за исключением того, что нет вспомогательных ссылок. Можно ли подтвердить ваши выводы одним-двумя источниками? Таким образом, будущие читатели смогут лучше оценить ваш ответ и получить дополнительный материал для чтения. Спасибо!!
У меня есть предчувствие, что это правильный ответ, и я хотел бы его принять. Можно ли хоть что-то из этого подкрепить ссылкой? Спасибо!
есть ли шанс добавить одну или несколько вспомогательных ссылок?
Каковы орбитально-механические преимущества длительной (100+ секунд) суборбитальной береговой фазы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v