五千年(敝帚自珍)

主题:阿波罗是“打水漂”回来的吗? -- 贼不走空

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水漂
家园 新闻东西不太靠谱,我查到了一个学术论文讨论再入式返回的

阿波罗和苏联的探测器采用的都是“再入式返回”。

1.2.3 跳跃式再入策略的发展

1. 前苏联“探测器”系列再入策略

前苏联在1968年至1970年进行了大量围绕月球的月球轨道飞行试验。“探测器”5 号是第一个在该阶段发射的探月飞行器,该飞行器先进入月球轨道,完成绕月任务,然后返回地球轨道,到达地球周围的速度达到11km/s,设计者选择以无升力的弹道式直接进入,减速机制采用气动式,从而发现地球完成开伞降落。进入大气后,再入角为 5 ~ 6 ,说明采用的弹道非常陡,这就造成了其很大的加速度过载峰值,几乎达到了16g ,飞船最后开伞后落入印度洋,落点偏差很大,将近

1000 公里。“探测器”5 号主要有两个问题需要解决,一是再入后由于再入角度过小,再入速度很大,使得飞行加速度过载峰值过大;二是落点误差太大,需要进一步提高精度,“探测器”6 号就是针对这两点又一个前苏联在该阶段发射的月球探测飞行器,该飞行器使用半弹道再入,其进入大气时,再入角为 5 .576,到达地球附近的速度仍为11km/s,由于有了气动升力,“探测器”6 号会下降50~60km后,会出现跳跃现象,飞行器上升穿出大气,在空间飞行一段时间后,再次进入大气(如图 1-5 所示)。之后依然保持半弹道继续下降,降落伞在高度为7.5km左右时展开,该高度的下降速度大约为200km/s。由于再入倾角和弹道方式的不同,“探测器”6的过载峰值降低了一半以上,约7g ,落点偏差虽有好转,但依然很大,大约700-800 公里。

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探测器6用的就是再入式返回,西西河发图不方便,我就不把图发上来了。

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“探测器”6 号就是首次采用跳跃式再入的飞行器,之所以称之为跳跃式,是应为飞行器在再入的过程中,高度是波动起伏变化的。这是一个很精巧的设计,很巧秒的利用大气完成减速,完成了地球的捕获。这么做完全省掉了用于制动所消耗的能源,因为第二次再入时,大气阻力已经将“探测器”的速度降到了7.6km/s,完全可以实现地球的捕获。另外,该飞行器的加速度过载峰值明显下降了很多,这都是半弹道式再入的功劳,而且这样做还能降低落点散步。“探测器”6 号的成功返回意义重大,为飞行器再入开辟了新的道路

2. 美国“阿波罗”飞船再入策略

“Apollo”飞船的再入策略在基本思路上与“探测器”6 基本相同。不同的是“Apollo”有更好的气动升力特性,可以选择更大的再入角,而且升力控制的控制力度也可有所提升。所以“Apollo”的再入角为 6 .48,速度是没有变化的,与“探测器”6 号相同。值得注意的是“Apollo”第二次再入的航向角角为39.82,加速度过载在再入后80秒达到最大值,大约6.73g ,飞行高度下降到 55km 左右时出现

了“跳跃”现象,并在再入后 256s 左右“跳跃”到最高点 67km,此后一直下降直到开伞完成降落。落点相比于前苏联的“探测器”系列要精准的多,偏差只有50km。

由此可见,跳跃式再入存在两种情况,一是跳出了大气层在空间里飞行,二是始终都在大气层里完成跳跃,这两种方式都可以利用大气阻力在零推进的情况下实现地球捕获,“跳跃式”利用升力控制使飞行器采用半弹道式再入,很有效的削弱过载峰值,使得落点更精准。另外很明显“Apollo”策略要优于“探测器”系列,不穿出大气层使其航程较短,落点误差会小一些。 虽然落点散布和加速度过载峰值在“Apollo”方案中都有所降低,但仍然很大,由于落点误差大,所以使用“Apollo 跳跃式再入”只能在海上回收。

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嫦娥是在陆上回收的,精确度才是真正让人值得骄傲的。

另外,冷战时期的美帝和苏联才是牛叉。

通宝推:贼不走空,桥上,

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