Измерение скорости Сатурн-5 по серии изображений
Опубликовано zhvictorm в вс, 27/02/2011 - 21:26
Тем, кто интересуется историей космонавтики, думаю, будет интересно прочесть статью об уточненных расчетах скорости Сатурна-5 по серии изображений (видео-сюжет), которые были представлены НАСА в качестве отчета о запуске экспедиции на Луну. Желающие могут самостоятельно разобраться со схемой измерений. что очень полезно для тренировки, и, возможно, обнаружить ошибки в расчетах, если таковые имеются. Адрес статьи со всеми ссылками такой: http://bolshoyforum.org/wiki/index.php/%D0%98%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8_%C2%AB%... х
- zhvictorm's блог
- Войдите на сайт для отправки комментариев
- 8142 просмотра
Вообще-то замечание не верное. Понятно, что большинство людей уверено, что температура атмосферы убывает с высотой, а это далеко не так. Скорость звука в адиабатическом приближении пропорциональна корню из температуры. По определению квадрат скосроти звука равен:
$C^2_{s}=\frac{dp}{d\rho}=\frac{RT}{\mu}$.
Здесь $R$ - универсальная газовая постоянаая, $T$ - абсолютная температура, $\mu$ - молярная масса. Теперь смотрим график изменения температуры с высотой:
(Новиков Л.С. Основы экологии околоземного космического пространства. Учебное пособие. М.: Университетская книга, 2006, 84 с. (НИИЯФ МГУ))
Да, я обратил внимание на то, что температура растет, прежде чем написал комментарий. Так что имеем 2 конкурирующих процесса: падение плотности и рост температуры. Потому обратился к справочникам и обнаружил, что скорость звука с высотой все же падает: рост температуры лишь замедляет этот процесс.
Вот, например (нашел на скорую руку): http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/Sound/SoundSpeedAirHeight/
Уменьшение плотности может быть конкурирующим процессом, если только учитывать неадиабатические поправки. Но они, насколько я помню, не велики. В адиабатическую скорость звука плотность вообще не входит (формулу я привел). В принципе, скорость может быть и немного меньше, и немного больше. Профиль температуры на графике - это усредненная модель. Претензии к тем, кто считал считал скорость Сатурна-5, есть. Они не привели ссылку на источник, откуда была взята их скорость. Те, что приведены в их статье, не содержат указаний на величину скорости звука. Но сильно они не ошиблись. Это подтверждает приведенная Сергеем Фундаевым таблица. И, действительно, меньшая скорость звука, еще больше занижает скорость Сатурна-5.
Из графика следует, что на высоте 65 км. значительно холоднее, чем у поверхности. Давление тоже меньше. А значит, Полина права.
Весьма интересно!
На высоте 65 км воздух очень разреженный, и скорость звука должна уменьшаться, а не возрастать.
Уместное замечание. Стыдно для автора той статьи подобные ошибки делать.
Правда, при этом получается, что и скорость носителя меньше. По моему личному субъективному мнению, к первой ступени "Сатурн-5" принципиальных вопросов нет. Судя по всему, двигатели F-1 они реально сумели довести до ума. А вот вторая ступень...