Это продолжение предыдущего вопроса, опубликованного несколько месяцев назад. Если мы рассмотрим запуск корабля SSTO с планеты с атмосферой, будет ли оптимальным по топливу иметь период пониженной тяги при прохождении через самую плотную часть атмосферы (даже если мы игнорируем ограничения динамического давления), чтобы свести к минимуму самые большие потери от лобового сопротивления? Если да, то будет ли оптимальный с точки зрения топлива профиль тяги для выхода на орбиту состоять из начального периода максимальной тяги, второго периода пониженной тяги, третьего периода максимальной тяги, четвертого периода нулевой тяги (фаза выбега) и пятый и последний период максимальной тяги, чтобы сделать орбиту круговой?
По сути, да. При условии, что вы можете выдать достаточную тягу, а атмосфера настолько плотная, что ваши потери на атмосферное сопротивление в течение этого относительно короткого периода превысят потери на гравитационное сопротивление на протяжении всего подъема.
На Земле с тем типом двигателя, который у нас есть, это не так: MaxQ в первую очередь касается долговечности конструкции, давление воздуха быстро падает в течение первых нескольких километров, сопротивление воздуха быстро становится гораздо менее проблемой, а гравитационное сопротивление поглощает почти 1000 м / с дельта-V, не говоря уже о более высоком давлении, снижает производительность двигателей, что затрудняет достижение такого быстрого ускорения.
Так что, по сути, на нашей планете с такими двигателями и такими устойчивыми к динамическому давлению ракетами ограничение «уменьшить тягу для уменьшения атмосферного сопротивления» никогда не встречается. Это может стать проблемой при запусках с земли (например, «космическая пушка», которая дает ракете первые 2 км/с на уровне земли) или при попытке запуска с Венеры или чего-то подобного. Но не с нынешними двигателями.
Я бы не был полностью уверен в «пятом и последнем периоде максимальной тяги, чтобы сделать орбиту круговой». Вам нужно очень мало дельта-V, чтобы двигаться по кругу, вы работаете на очень высоком TWR (двигатель работает на максимальной вакуумной тяге, топливные баки в основном пусты, не утяжеляя его!) и вы хотите выйти на свою орбиту с приличной точностью. Поэтому снижение дроссельной заслонки может быть желательным в практических целях/целях безопасности (полностью помимо оптимизации расхода топлива).
СФ.