Перегрузки, испытываемые космонавтами в невесомости. Справка
Нарушения работы организма человека, вызванные невесомостью, обратимы. Ускоренное восстановление нормальных функций может быть достигнуто с помощью физиотерапии и лечебной физкультуры, а также применением лекарственных препаратов. Неблагоприятное влияние невесомости на организм человека в полете можно предупредить или ограничить с помощью различных средств и методов (мышечная тренировка, электростимуляция мышц, отрицательное давление, приложенное к нижней половине тела, фармакологические и др. средства).
Другим фактором, оказывающим значительное влияние на человеческий организм при совершении космического полета, являются перегрузки.
Перегрузки космонавт испытывает при старте и возвращении космического корабля.
При старте на космонавта действует ускорение, величина которого изменяется от 1 до 7 g. Другими словами, вес космонавта во время запуска корабля как бы увеличивается в семь раз.
Человек легче всего переносит перегрузки, действующие в горизонтальной плоскости, хуже – в вертикальной. Однако способность переносить перегрузки (величина допустимых перегрузок) у разных людей различна и зависит от ряда факторов, например от скорости нарастания перегрузки, температуры окружающей среды, содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, длительности пребывания космонавта в условиях невесомости до начала ускорения и даже от эмоционального состояния космонавта. Существуют, несомненно, и другие более сложные или менее уловимые факторы, влияние которых еще не совсем выяснено.
Перегрузки, связанные с ускорением, вызывают значительное ухудшение функционального состояния организма человека: замедляется ток крови в системе кровообращения, снижаются острота зрения и мышечная активность.
Под действием ускорения, превышающего 1 g, у космонавта могут появиться нарушения зрения. При ускорении 3 g в вертикальном направлении, длящемся более 3 секунд, могут возникнуть серьезные нарушения периферического зрения.
С увеличением перегрузок острота зрения уменьшается, поэтому в отсеках космического корабля необходимо увеличивать уровень освещенности. При продольном ускорении у космонавта возникают зрительные иллюзии. Ему кажется, что предмет, на который он смотрит, смещается в направлении результирующего вектора ускорения и силы тяжести.
При угловых ускорениях возникает кажущееся перемещение объекта зрения в плоскости вращения. Эта так называемая окологиральная иллюзия является следствием воздействия перегрузок на полукружные каналы (органы внутреннего уха).
Чтобы ослабить действие высоких ускорений, космонавта помещают в космическом корабле таким образом, чтобы перегрузки были направлены по горизонтальной оси.
ria.ru
Шестикратная перегрузка. Что чувствовал экипаж аварийного «Союза»
Ракета «Союз МС-10» потерпела аварию после взлета с Байконура утром в четверг, 11 октября. На 119-й секунде после старта отказал двигатель второй ступени ракеты-носителя. Экипаж спасла аварийная система. Космонавты не пострадали, но испытали чудовищные перегрузки.
Запуск ракеты-носителя «Союз МС-10» приурочили к 100-летнему юбилею завода экспериментального машиностроения РКК «Энергия». Утром 11 октября корабль стартовал, но чуть больше чем через три минуты произошло аварийное отключение двигателя второй ступени.
В этот момент на борту находились два члена экипажа: сотрудник Роскосмоса Алексей Овчинин и сотрудник NASA Ник Хейг. На третьем месте, которое традиционно занимает еще один астронавт, находился контейнер с грузом.
Космонавтов спасла аварийная система. Так, россиянин и американец смогли приземлиться неподалеку от города Жезказган в Казахстане — на расстоянии примерно 400 километров от Байконура. Перегрузки, которые испытали астронавты, достигали 6 g. Тем не менее оба не пострадали. Как «360» объяснил член комиссии по расследованию произошедшей аварии космонавт Павел Виноградов, никаких проблем перегрузки не вызвали, поскольку экипаж МКС готовят к таким нештатным ситуациям. «Космонавты живы, здоровы, никаких проблем с такими перегрузками нет. Они готовятся, так что все в порядке», — рассказал Виноградов.
«Ребятам повезло»
По мнению космонавта Александра Волкова, его коллегам повезло, что авария произошла вскоре после старта. Если бы ракета поднялась выше 1200 метров, ситуация была бы гораздо серьезнее, считает собеседник «360». А на самом старте всегда может сработать система, которая обеспечит спасение экипажа.
«Был случай, когда Владимир Титов стартовал, у них ракета отказала. Сработала аварийная система. За три-четыре секунды их эта система спасения подняла на высоту 1200 метров, там раскрылся парашют. Они тогда благополучно приземлились. Дальше идет участок, где нет спасения вообще. А когда начинает третья ступень работать, там можно спастись. Лазарев и Макаров, у них третья ступень не сработала, и они с огромной перегрузкой, где-то пиковая перегрузка была 18-кратная, они спаслись. Сейчас ребятам повезло, что они живы остались. У них та высота хорошая, когда уже можно было спускаться на аппарате», — вспомнил Волков другие случаи перегрузок.
Отработанный отказ
По мнению космонавта Дениса Ефремова, пока сложно судить о том, какие на самом деле нагрузки испытали Овчинин и Хейг. Одно известно точно: к нештатной ситуации космонавты были готовы.
«Она нештатна, но это „отработанный отказ“. На то и сделана система спасения, чтобы она сработала и увела капсулу с ракеты. Она показала, что работает — и работает правильно. Так как эта система не допустила фатальных происшествий для космонавтов, значит, сработало все верно», — заявил Ефремов в разговоре с «360».
Предположительно, там были перегрузки в размере 6 g — это примерно ваш шестикратный вес. Представьте, что вам и дышать тяжело, и вы связаны, и двигаться особо не можете, а каждая ваша часть тела весит в шесть раз больше. Вас очень сильно вдавливает в кресло
Денис Ефремовкосмонавт.
По словам космонавта, сложно назвать цифру нагрузки, которая могла бы привести к летальному исходу. Все зависит от уровня и продолжительности перегрузок. Ефремов рассказал, что рекорд мира принадлежит пилоту «Формулы 1» — он выдержал нагрузку в 100 g. «Когда перегрузка длится доли секунды, она выдерживается гораздо проще. А продолжительная — здесь, во время спуска, — совсем другое дело, совсем другие цифры», — заключил собеседник «360».
«Бесследно это не пройдет никогда»
Источник фото: РИА «Новости»Медицинским взглядом на аварию поделился военный врач Владимир Хорошев. Он подчеркнул, что такого рода перегрузки не проходят для организма бесследно. В будущем космонавтов могут ждать тромбозы, аритмии и даже инфаркты.
«Это чудовищные перегрузки, они увеличивают возможность тромбоза как венозного, так и артериального русла — возникает угроза острого инфаркта миокарда. Перегрузки приводят к увеличению внутрибрюшного давления, а следовательно, увеличивается вероятность тромбоза мезентериальных сосудов, снабжающих толстую, тонкую кишку, печень, поджелудочную железу», — сказал он.
Это реальная угроза формирования чудовищных последствий в виде образования тромбов внутри камер сердца
Владимир Хорошевсердечно-сосудистый хирург, кардиолог.
По словам медика, подобные нагрузки испытывают военные летчики. Неспроста и те, и другие уходят на пенсию в возрасте 35 лет — постоянный стресс и давление быстро изнашивают организм, даже несмотря на предполетные тренировки.
Благодаря подготовке Овчинину и Хейгу удалось сохранить жизнь, считает Хорошев. «Если бы таким перегрузкам подвергся обычный человек, мы с вами, угроза летального исхода [была бы] очень велика. Но они проходили специальные тренировки в течение многих лет, не просто месяцев. А еще более интенсивной подготовка становится, когда уже объявлено, что им предстоит полет. Количество и время тренировок увеличиваются значительно. Организм готовится, но для него это все равно экстрим. Когда-нибудь это скажется на их здоровье, может быть, в пожилом возрасте или в старческом. Дай бог им дожить до старости», — заключил врач.
360tv.ru
Перегрузка, испытанная экипажем «Союза» — от 6g до 20g
Из различных источников приходят различные данные об испытанной экипажем «Союза-10» перегрузке, вызванной работой спасательной системы после аварии ракеты-носителя. По различным данным, она составляла от 6g до 20g.
Ошибка кадров: найдена причина крушения «Прогресса МС-04»
Так глава Института медико-биологических проблем РАН Олег Орлов заявил, что «экипаж покинул спускаемый аппарат, самочувствие оценивается как хорошее, каких-то последствий нештатной ситуации медики не наблюдают». Доктор также заявил, что космонавтам не потребуется специальная госпитализация. По его словам, перегрузка была около 6g, что для космонавтов знакомо — примерно такие же перегрузки они испытывают на тренажерах в ходе подготовки к полетам.
Он рассказал, что экипаж перенес перегрузки в 6g без дополнительных проблем при аварийной посадке, поскольку выносливость к подобным перегрузкам проверяется при отборе в космонавты и в ходе предполетных тренировок.
«Они натренированы, знают, как при этом себя вести, какие ощущения могут быть. Поэтому эта перегрузка хоть и была нештатной, но не доставила им каких-то дополнительных проблем», — считает специалист.
«Даже 8g не является для космонавтов экстраординарной, это штатная перегрузка, которую организм должен выдерживать не просто без потерь для здоровья, но и без потери работоспособности»,- заявил РБК летчик-космонавт Андрей Борисенко.
«Космонавтов швырнуло, поболтало. Но они в скафандрах. В этот раз высота полета была не очень большая. На трансляции после отделения первой ступени было видно перегрузку равную 8g. Такая же перегрузка, вероятно, была при приземлении спускового аппарата»,- добавил испытатель космической техники Андрей Емельянов.
В свои очередь академик российской Академии космонавтики Александр Железняков констатитровал, что «на тренировках они крутятся и на 8g и на 10g». Также он напомним, что «в 1975 году был аналогичный инцидент с запуском «Cоюза», космонавты испытывали 20-кратные перегрузки».
Однако, чуть ранее СМИ сообщили, что состояние космонавтов аварийного «Союза» «не вполне хорошее». При этом источники прессы в ЦУП и космической отрасли также сообщали — в определенный период времени» экипаж «Союза-10» испытал «закритические» перегрузки. «Их значения, если посчитают нужным, сообщат представители NASA или «Роскосмоса».
«В течении нескольких миллисекунд после автоматического запуска системы спасения корабля «Союз» экипаж испытал перегрузки около 17g»,- писали источники, добавляя — это были «доли секунды», а не минуты — как в 1975 году.
Напомним, что при запуске «Союза 18/1» 1975 году не запустились двигатели третьей ступени. Тогда впервые в истории космонавтики сработала система аварийного спасения экипажа — САС. Спускаемый аппарат начал аварийный спуск на Землю с высоты примерно 170 километров.
«Космонавты Василий Лазарев и Олег Макаров впервые в истории мировой космонавтики критическую перегрузку в 21,3 g. Они испытали кратковременную остановку сердца, но вернулись живыми. Лазарев больше никогда не летал в космос и умер в 1990 году. Макаров слетал на орбиту еще дважды, но в итоге, проведя 20 лет в клиниках, ушел из жизни в 2003 году — не перенес четвертого инфаркта»,- напоминает автор телеграм-канала «Былое и дремы».
В NASA заявили, что испытанные экипажем «постоянные» перегрузки действительно находились в пределах 6g-8g, однако миллисекундные перегрузки, по мнению экспертов были значительно выше.
Напоследок поясним, что перед запуском «Союза-10» сотрудники космической отрасли не выявили никаких проблем. Правда, после ЧП «Роскосмос» начал массово удалять твиты об успешном запуске — в отличие от NASA.Поступившая в СМИ самая первая версия заключается «в плохом креплении одного из блоков».
Россия приостановила пилотируемые запуски, а также не сможет пока вернуть находящийся на МКС экипаж — впрочем, у него есть запасы питания на полгода
Что происходит с телом человека при полете в космос? — Прошлое и будущее
Научный консультант музея «Экспериментаниум» и физиолог Антон Захаров рассказывает, что происходит с телом человека, пока он летит в космос и пока он там находится.Сетевое издание M24.ru приводит полную текстовую версию лекции.
О том, что происходит с человеком на космической станции, мы поговорим чуть позже, а пока нам нужно разобраться с теми трудностями, которые ждут человека при взлете в космос. Первая трудность, с которой он сталкивается, — это что? Я думаю, вы догадаетесь?
— Невесомость.
— Нет, невесомость чуть позже.
— Перегрузки.
— Перегрузки, абсолютно правильно. Здесь небольшая табличка, табличка ощущений, которые возникают у человека, когда он испытывает перегрузки. Вообще, что такое перегрузка, откуда она берется? Как вы думаете, есть идеи? Пожалуйста.
— Самолет или космическая станция начинает подниматься, при этом человек начинает в другую сторону отклоняться, возникает перегрузка.
— А почему она называется перегрузка?
— Наверно, потому что человек чувствует себя некомфортно.
— На самом деле, мы с вами просто очень сильно привыкли жить с нагрузкой. Когда мы с вами находимся, как сейчас — вы сидите, я стою, — на нашей планете Земля, мы притягиваемся к Земле, и наша кровь притягивается к Земле сильнее, чем все остальные части нашего тела, потому что она жидкая. Она как бы собирается к Земле. А остальные части нашего тела более твердые, поэтому они чуть меньше притягиваются к Земле, но форма у них более постоянная. И мы к этой нагрузке очень хорошо приспособлены, и когда мы эту нагрузку потеряем, произойдет не очень приятное ощущение, о котором я поговорю попозже.
Но перед тем как попасть в невесомость, где этой нагрузки нет, человек испытывает перегрузки, то есть избыточное действие силы тяжести. При двукратной перегрузке — перегрузке в 2 g — тело человека наливается тяжестью, лицо немножко обвисает, трудно встать, понятное дело, нужно поднимать не 50-60-70 кг, которые вы обычно весите, а в два раза больше. При троекратной перегрузке человеку уже невозможно стоять, и у человека сначала отключается цифровое зрение, потому что клетки, которые отвечают за цифровое зрение, они очень много энергии потребляют. При 4,5 g совсем отключается зрение, крови не хватает уже нашей с вами сетчатке, дальше невозможно поднять руку или ногу. И при 12 g большинство людей теряет сознание. Все, что я говорю сейчас, касается перегрузок не мгновенных, а которые длятся какое-то время, хотя бы 10-20-30 секунд, мгновенные перегрузки бывают сильнее. Как вы думаете, такие перегрузки в обычной жизни можно встретить, не поднимаясь в космос?
Перегрузку в 4,5 g можно испытать, не взлетая в космос? На самом деле, обычно где-то 1,5, но, если вы катаетесь на аттракционах, как раз 3-4 g вполне можно испытать. А так, понятно, что человек, стоящий неподвижно, 1 g испытывает; в самолете – где-то 1,5; парашютист, который приземляется, — где-то 2 g; в момент раскрытия парашюта очень недолго он испытывает 10 g, то есть практически на грани потери сознания. При этом космонавты, которые сейчас летают, испытывают меньше — 3-4 g, у них вот этих 8-12 — очень сильных перегрузок — нет, их испытывали только космонавты, когда только строили космические корабли, тогда было 7-8 g, это была проблема. Сейчас все сделано так, чтоб взлетать было легче.
На самом деле, самые интенсивные перегрузки часто испытывают военные летчики. В момент исполнения каких-нибудь фигур высшего пилотажа вполне себе бывает 12 g, но достаточно кратковременно, поэтому они сознание не теряют — это раз, а два — они очень подготовленные, поэтому им легче справляться. Максимальные перегрузки, допустимые для здоровья, даже кратковременные — это примерно 25 g. Если перегрузка будет больше, даже кратковременная, то вероятность, что человек сломает себе позвоночник, начинает приближаться к 90%, а это уже, естественно, не очень хорошо.
Мы поговорили про обычные перегрузки, так называемые положительные перегрузки. Мы выяснили, что антигравитации не существует. А как вы думаете, отрицательные перегрузки могут быть? (Но перегрузка и гравитация — понятия немножко разные) И, действительно, отрицательные перегрузки бывают, если вы просто встанете на голову, то испытаете отрицательную перегрузку -1 g, потому что кровь, которая обычно приливает к ногам, и части тела, которые обычно давят друг на друга в одном направлении, начнут давить друг на друга в другом направлении, и кровь начнет приливать к голове. Это вполне себе отрицательная перегрузка и, естественно, большие отрицательные перегрузки тоже вредны для здоровья, и их тоже можно испытать, не летая ни в какой космос. Их, например, испытывают прыгуны с тарзанки – то, что по-английски называется банджи- джампинг.
На самом деле, этот банджи-джампинг… Во-первых, мне даже на фотографии смотреть страшно, а во–вторых, это очень интересный ритуал. Кто-нибудь знает, откуда он взялся? Дело в том, что индейцы племени Вануату в Южной Америке таким образом посвящали мальчиков в мужчины. Они забирались на высокое дерево, брали какую-то крепкую лиану, привязывали ее к ногам, и подросток должен был прыгнуть с этой лианой виз, не долетая до земли метра-двух. И если он спокойно выдерживал, он становился мужчиной. Когда об этом в 70-х годах ХХ века узнали студенты Оксфорда, они пришли в дикий восторг и решили, что такую традицию надо повторить. Но они решили, что первый прыжок должен быть преисполнен торжественности, и нарядились во фраки. Сейчас банджи-джамперы — неформальные люди, а первые прыгуны прыгали в костюмах, это было достаточно красиво.
Мы свами разговаривали про перегрузки, это не единственная проблема, которую испытывают космонавты. Космонавты взлетели, с перегрузками справились, поднимаются в космос, и тут же их ждут первые радости и первые проблемы.
Ну, радости, конечно, когда человек поднимается в космос, полные штаны, — это понятно. И у космонавтов, как у маленьких детей это бывает, — и это подтверждается биохимическими исследованиями — выше «гормон счастья» в крови, чем у обычных людей. И их можно, в принципе, понять, много там крутого происходит. Давайте одно видео посмотрим с МКС. В принципе, люди развлекаются, как могут, конечно. Не обязательно вещи носить руками, можно их и ногами поносить. Движения должны быть очень точно рассчитаны, должны быть очень аккуратными. Вот так на самом деле космонавты не моют руки, это было специально для видео снято, ради этих 10 красивых секунд очень много сил потратят потом космонавты, собирая эти капельки по одной. Это только кажется – вау, как круто они разлетелись, а они действительно разлетелись, их теперь все собрать нужно, проблема достаточно серьезная.
Итак, мы примерно видели, как живут космонавты в космосе, теперь давайте думать, какие проблемы их там ждут. Первая проблема связана с тем, что человек не испытывает там земного притяжения. Земного притяжения не испытывают в том числе и его органы равновесия. Где у нас находятся органы равновесия, кто-нибудь знает?
— В голове, мозжечок?
— В ухе. Нет, мозжечок — это мозговой центр, который обеспечивает координацию равновесия, но это не чувствительная часть, а чувствительная часть у нас находится в ухе. Красивые камушки, которые здесь изображены, — это кристаллы отолиты, это камушки, которые находятся у нас в вестибулярном аппарате, его мешочке, и, когда мы крутим головой из стороны в сторону, они перекатываются внутри нашего вестибулярного аппарата, таким образом, мы понимаем, что голова наша повернута относительно остального тела. Вот в этих мешочках находятся эти кристаллы. Что происходит в космосе, в космосе происходит одна простая вещь, эти камушки начинают, как и все стальное, плавать внутри вестибулярного аппарата — у человека происходит сбой. С одной стороны, глаза ему говорят, что он по-прежнему вертикально стоит, все нормально, а с другой стороны, органы равновесия говорят: я не понимаю, что произошло, меня во все стороны колбасит, я не знаю, что делать. Есть проявление, похожее на космическую болезнь, — это морская болезнь. Тогда происходит то же самое, вестибулярный аппарат качается в разные стороны, а глаза качаются не так сильно, и у организма происходит сбой, и организм начинает что делать?
— Тошнить.
— Тошнить начинает, и в космосе его начинает точно также тошнить, но, поскольку в космосе эта перестройка происходит намного более резко, космическая болезнь бывает почти у всех космонавтов. Не всех, правда, тошнит, но тех, кого тошнит, — это опасная штука. Потому что люди обычно испытывают приступы космической болезни в тот момент, когда они уже пристыковались к космической станции и еще в скафандрах. Они начинают делать первые движения, выходя на космическую станцию, то есть находятся в замкнутых скафандрах и, смех-смехом, но это одна из серьезных причин гибели космонавтов, просто потому что скафандр замкнутый, а лететь без скафандра нельзя. Почему, об этом расскажу чуть попозже.
Идем дальше, еще одна проблема, которая в космосе поджидает людей, — это уменьшение количества кровяных клеток. Разные причины у этого есть, одна из причин такая: в космосе происходит уменьшение костной ткани, а внутри костной ткани как раз кровяные клетки образуются. Поэтому, если косточек становится меньше, то и клеток становится меньше. В общем, достаточно неприятная штука, особенно неприятная, когда космонавт возвращается на Землю, и ему нужно пройти период адаптации обратно к условиям на Земле. Он в том числе испытывает мощный недостаток кислорода как раз потому, что у него не хватает вот этих кровяных клеток, которые кислород переносят. Собственно, подробнее про кости. Почему кости разрушаются в космосе, вы знаете? Есть идеи?
— Нагрузки нет.
— Нагрузки нет, совершенно верно, чтобы наши кости нормально работали, они должны постоянно получать какую-то нагрузку, мы с вами должны постоянно трудиться. Но мы вспоминаем, что в космосе трудиться непросто: нет необходимости, нет возможности. Поскольку там ничего не весит, чтобы вы ни делали, вы тратите намного меньше сил. И, несмотря на то что космонавты все время тренируются, они все равно не могут испытывать тот же уровень физической нагрузки, что и на Земле. Поэтому через 3-4 полета начинаются проблемы с костями, которые, в частности, приводят к остеопорозу, когда костная ткань разрушается.
Еще одна проблема – снова с кровью. Я говорил, что мы очень хорошо приспособлены к нагрузке на Земле. Как мы приспособлены? Крови у нас избыточное количество, у каждого из взрослых примерно 5 литров крови. Это больше, чем нам нужно. Зачем нам этот избыток? Потому что мы прямоходящие, и большая часть крови у нас остается в ногах, внизу нашего тела, а до головы дотягивает не все, поэтому нам нужно некоторый избыток хранить, чтоб хватило крови и голове. Но в космосе сразу пропадает сила тяжести, и поэтому вот эта лишняя кровь, которая была в ногах, начинает срочно перемещаться куда-нибудь по всем организму. В частности, попадает человеку в голову и к мозгу, в результате чего бывают инсульты, микроинсульты, потому что слишком много крови попадает, и сосуды просто лопаются. В результате этого космонавты в первую неделю особенно часто бегают в туалет, как раз теряют лишнюю жидкость, они теряют порядка 20% лишней жидкости за первую неделю нахождения на орбите.
Мышцы тоже не испытывают нагрузку. Независимо от размера груза, независимо от того, сколько он весит на Земле, в космосе его перекидывать трудности никакой не будет. Поэтому космонавты, я уже говорил, обязательно тренируются в космосе. Об этом следующее видео. Естественно, тяжести поднимать в космосе никакого смысла нет, можно попробовать побегать. Действительно, человек бегает, только, обратите внимание, он привязан к беговой дорожке, потому что, если бы он не был привязан к беговой дорожке, он бы просто улетел. Опять же, тяжести поднимать нельзя, но можно разгибать пружины, и космонавты минимум 4 часа в день проводят в физических упражнениях. Космонавты, как вы знаете, — это самые подготовленные люди, самые физически крепкие и стойкие. И все равно, когда они возвращаются из космоса, они, во-первых, никогда в жизни больше не достигают той формы, которая была до первого полета, а во-вторых, даже приблизительное восстановление после этих нагрузок занимает примерно столько же времени, сколько космонавт находился на орбите. То есть, если он был там полгода, он полгода будет восстанавливаться, первые несколько недель они ходить даже не могут. То есть у них мышцы ног практически атрофировались, они полгода ими не пользовались.
Идем дальше, очередная проблема, связанная с тем, чем космонавт должен дышать в космосе. Проблема двусторонняя: в первую очередь, нужно поднять на орбиту воздух или кислород. Как вы думаете, что лучше поднимать — воздух или кислород, чем мы дышим с вами?
— Кислород.
— Кислород, вот американцы тоже думали, что лучше поднимать на орбиту чистый кислород, пускай немного разреженный. Хотя, на самом деле, чистый кислород — это довольно страшная штука. Во-первых, он опасен для организма, это яд — в больших количествах, а во-вторых, он очень хорошо взрывается. Первые несколько лет нормально взлетали ракеты, заполненные чистым кислородом, а потом в какой-то момент одна искорка побежала, и от космического корабля не осталось камня на камне. После этого решили делать так же, как делал Советский Союз, — просто баллоны с жидким воздухом. Это тяжелый вариант, это дорого, но безопасно.
Есть вторая проблема: когда мы дышим, мы выделяем углекислый газ. Если углекислого газа слишком много, сначала начинает болеть голова, появляется сонливость, а в какой-то момент человек может потерять сознание и умереть от избытка углекислого газа. Мы на Земле выделяем углекислый газ, и его поглощают растения; в космосе, даже если взять с собой одно-два растения, они не справятся с этой работой, а много растений с собой не возьмешь, потому что они тяжелые и занимают много места. Как же избавляться от углекислого газа? Есть одно специальное химическое вещество, которое может поглощать избыточный углекислый газ, называется гидроксид лития, его возят в космос, оно как раз поглощает избыточный углекислый газ. С этим веществом связана одна очень интересная, такая героическая история, история корабля «Апполон-13», я думаю, взрослые помнят эту историю.
Дети когда-нибудь слышали про корабль «Апполон-13»? Слышали, даже фильм такой сняли, что произошло с этим кораблем? У него был очень неудачный полет, там много разных вещей было, нас интересует, что происходило с гидроксидом лития. История такая: «Апполон-13» уже не в первый, не во второй раз летел к Луне, исследовать Луну. Туда летели три человека, у них был собственный космический корабль и специальная капсула, которая должна была прилуняться, и два человека, которые должны были выйти на Луне, что-то там поделать, а потом вернуться на капсуле обратно и улететь на Землю. Но где-то на 3 сутки полета вдруг произошел взрыв, и часть основного корабля разворотило, в том числе повредило систему жизнеобеспечения. В принципе, не такая уж страшная проблема, потому что шлюпка, на которой нужно было подлетать к Луне, была цела, и на ней вполне можно было вернуться на Землю. Но была проблема совершенно идиотская: канистры с гидроксидом лития, которые хранились на шлюпке, и канистры с гидроксидом лития, которые хранились на корабле, были разными, в них были просто разные входные отверстия. И все инженеры Америки, которые были связаны с проектом, и многие инженеры мира примерно сутки занимались тем, чем обычно занимаются люди в передаче «Очумелые ручки». Они придумывали, как при помощи клея, обрывков газет, скрепок и того, что найдется на корабле, переделать один выход в другой, чтобы люди могли полететь обратно к Земле. У них это, слава Богу, получилось, и этот корабль (пока он приземлялся, тоже много было разных проблем), слава Богу, приземлился нормально.
Мы выяснили, что у людей в космосе бывают проблемы, когда они бодрствуют: с кровью плохо, с мышцами плохо, с костями плохо, и так далее, и так далее. Спать в космосе тоже плохо. Причины две: первая причина — на космической станции никто не выключает свет, она должна работать все время, там все время проводятся какие-то эксперименты. Работа очень напряженная, поэтому спят космонавты по вахтам: сначала одни, потом другие. Это тяжело, если так день поспать, два поспать, три, то ничего страшного, но если так поспать две-три недели или месяц, то начинаются перестройки в организме, и это вредно. Это вредно и для нас тоже, потому что сейчас много людей в крупных городах живет в неправильном световом режиме, из-за этого мы страдаем и даже этого не замечаем. Еще одна проблема связана с тем, что, поскольку нет притяжения, и человек не может ни на что опереться, а это очень важное чувство, как психологи выяснили. Для того чтобы заснуть, человеку нужно к чему-нибудь прислониться и чувствовать себя уверенно. Поэтому космонавты надевают специальные повязки под колени и надевают специальные повязки на глаза, чтобы создать хотя бы какую-то имитацию того, что их куда-то тянет. Получается не очень хорошо, но получается. Есть третья проблема, связанная уже с углекислым газом: пока мы с вами спим, мы дышим и выделяем углекислый газ, мы с вами не двигаемся, и углекислый газ накапливается на поверхности нашего лица. На Земле это не страшно, почему?
— Он все время двигается.
— Он действительно все время двигается, а почему? Потому что есть небольшой ветерок, но дело даже не в этом. Мы, когда выдыхаем углекислый газ, выдыхаем его теплым, а теплый газ будет подниматься наверх, потому что он легче, чем холодный. В космосе ни теплый, ни холодный газ веса не имеют, поэтому выдыхаемый газ будет накапливаться над человеком, и он просто в этом облаке будет спать, если с этим ничего не делать. Но с этим действительно что-то делают – и в космосе очень мощные системы вентиляции, которые разгоняют углекислый газ, чтобы мы могли спокойно спать. И эти же системы вентиляции фильтруют воздух от разных инфекций и болезнетворных организмов. Сейчас с этим научились справляться более или менее, а первое время космонавты очень много болели, потому что карантин был недостаточно строгим, а заразиться в космосе чем-нибудь намного легче. Потому что, когда мы чихаем на Земле, то, что мы чихнули, падает на землю и остается в пыли какой-нибудь, мы это напрямую не вдыхаем. А если космонавт чихает, то все, что он чихнул, остается в воздухе, поэтому вероятность подхватить эту инфекцию намного выше, поэтому там все фильтруют. Там действительно очень много пыли у космонавтов, по-прежнему много чихают, но уже болеют меньше, потому что карантин более строгий.
Еще одна проблема, которая поджидает космонавтов, — это космическая радиация. Мы на Земле от космической радиации защищены атмосферой, которая не пропускает радиацию, в частности, озоновым слоем неплохо от нее защищены. А в космосе озонового слоя нет, и космонавты испытывают повышенную радиацию. Это опасно, и этого очень долго боялись, пока не проверили, какое количество радиации человек там испытывает. Он испытывает примерно столько же, сколько испытывают жители тех мест, которые расположены в гранитных скалах, например. Гранитные скалы тоже немножко радиации излучают, примерно столько же получает космонавт. То есть жители, допустим, Корнуолла (это в Англии), считайте, космонавты в этом отношении, даже немножко больше радиации получают. А совсем много радиации получают пилоты и стюардессы сверхзвуковых самолетов («Конкорд», например), которые летают на больших высотах.
Но мы надеемся, что когда-то человек не только будет летать на космические станции, а и до Марса долетит, до других планет. И в этих случаях нас поджидает угроза, потому что обычно космические станции летают вокруг Земли — там, где радиационное поле не очень сильное. Но вокруг Земли есть два «бублика» мощных радиационных полей, через которые нужно пролететь, чтобы добраться до Луны, Марса, других планет. И там радиация очень сильная, и одна из проблем отправки на Марс сейчас — это воздействие радиации на протяжении нескольких месяцев. Люди, может, и долетят туда, но долетят очень больными — этого, естественно, никто не хочет. Поэтому сейчас придумывают, как сделать одновременно легкий скафандр и легкую обшивку космического корабля, которая притом защищала бы от радиации. Потому что в принципе от радиации защититься не трудно, можно свинцом корабль обложить и окей – от радиации мы защищены, но свинец очень тяжелый.
Мы с вами говорили про минусы, минусы, минусы. Но не только минусы есть при полете в космос. Когда мы летим в космос, (это не то чтобы большой плюс, это просто очень приятно) мы становимся немножко выше. Под действием силы тяжести, пока мы весь день куда-то ходим, наши позвонки давят друг на друга, а главное — давят на межпозвоночные диски. Они в течение дня немножко «сплющиваются», поэтому человек с утра на несколько сантиметров выше, чем вечером. Можете, если не пробовали, дома проверить. Почему советуют всегда рост мерять в одно и то же время, потому что в течение дня он меняется. Так вот, в космосе сила тяжести не действует, поэтому космонавты немного вырастают, иногда даже слишком. Один космонавт вырос на целых 7 сантиметров, он был очень рад, ему много лет в этот момент уже было, одна проблема — скафандр при этом не вырос, было достаточно тесно. Сейчас все скафандры делают — сантиметров 10 оставляют на случай, если космонавт вырастет.
Интересная штука: в космосе, оказывается, быстрее идут процессы регенерации, ранки заживают быстрее и даже целые части тела могут восстанавливаться. Сейчас будет видео с улиткой. Здесь, конечно, ускоренная съемка, на самом деле, это две недели примерно росло. На земле улитки тоже регенерируют, но хуже. Почему это происходит, непонятно. К чему я все это говорю? Я сказал уже в начале: на наших глазах в ближайшем будущем количество людей, которые будут летать в космос, будет расти, и расти, и расти. Возможно, скоро это будет не тема для научно-популярной лекции, а стандартный урок в школе: нужно будет знать, что происходит с человеком, когда он просто решил полететь на экскурсию в космос. Я очень верю, что скоро это произойдет, и надеюсь, что вы тоже верите. Если есть вопросы, пожалуйста, задавайте.
— Скажите, а если перегрузки были, отключение сознания, как потом быстро человек восстанавливается, приходит в сознание?
— Когда отключается сознание, система такая же, как когда человек падает в обморок. Кто-то сразу встает, кто-то не сразу, на кого-то сильно действует, на кого-то меньше. Вообще это, конечно, вредно. Человек теряет сознание, потому что у него недостаточно кислорода поступает в кровь, а значит, недостаточно кислорода поступает в мозг. В результате какие-то клетки мозга могут начать умирать, у кого-то более активно, у кого-то менее активно.
budushchee.livejournal.com
Один на один с космосом: может ли неподготовленный человек полететь на МКС? | Futurist
Космос Автор: Яна Жежер | 7 апреля, 05:25В среднем подготовка космонавта к первому полету занимает от пяти до десяти лет, и включает в себя множество дисциплин от астрофизики и приборостроения до обучения киносъемке. Мы попробовали ответить на вопрос: что будет, если в космос полетит нетренированный человек?
Многие из нас мечтали в детстве стать космонавтами. Далекий, неизведанный космос, новые миры и другие галактики – каждый человек хотя бы раз задумывался о необычном путешествии.
Но реальность сурова – в космонавты берут единицы, и этим счастливчикам приходится проходить многолетнюю подготовку перед первым настоящим полетом. Юрий Гагарин говорил: «Космос — это не прогулка, ракета — не самолет», а ему можно доверять в этом вопросе. Полет в космос – сложное испытание для человека, физически и морально, к которому будет готов не каждый.
На минуту представим, что завтра утром у вас запланирована небольшая внеземная поездка. Место уже забронировано, времени для подготовки нет. Чем обернется для новоиспеченного «космонавта» подобная авантюра?
Перегрузки при взлете
Итак. Местное время 8:00. Место – космодром «Байконур». На вас – скафандр, в руках шлем. Играет неизменная песня «Земля в иллюминаторе видна». Экипаж торжественно «загрузили» в ракету, обратный отсчет, запуск двигателей и – «Ну, поехали!».
Только, в отличие от ваших напарников, вы не проходили многочасовые тренировки на центрифуге и кресле кориолисова ускорения. Перегрузки при взлете ракеты увеличивают вес человека минимум в семь раз, из-за чего кровь устремляется вниз, к конечностям – ваше сердце будет стараться изо всех сил, чтобы перекачивать его к голове, но не будет справляться.
Из-за этого возможна кратковременная потеря зрения и сознания, головокружение и тошнота. При наличии более серьезных проблем с сердцем – даже сердечная недостаточность. И пара сломанных ребер, если вы отправились в путешествие с таким же неподготовленным другом, который будет на радостях раскидывать руки в разные стороны.
Устройство космического корабля
«Я что-то нажал и все исчезло» – знакомая картина? Хорошо, если исчез файл, над которым вы работали предыдущие два дня, но в космосе ситуация становится гораздо серьезнее, ведь корабль — сложная система, управление которой занимает отдельный блок подготовки космонавтов.
Случайно можно включить двигатели, отключить систему фильтрации воздуха или нарушить систему связи с Землей. Ваши навыки потребуются при маневрированиях и стыковке с Международной космической станцией, расстыковке, торможении и сходе с орбиты, а также посадке космического корабля. Постоянно необходимо следить за количеством топлива и показателями множества подсистем корабля, от многих из которых напрямую зависит поддержание вашей жизнедеятельности.
Стоит ли упоминать, что управление реальным космическим имеет мало общего с компьютерными играми, которые, возможно, и вдохновили вас на путешествие?
Невесомость
Кто из нас не мечтал ощутить невесомость воочию? Можно лететь, оттолкнувшись пальцем от стены, перемещать гигантские грузы без усилий, и конечно же, жидкости будут принимать форму шариков. Но все эти проявления невесомости настолько же забавны, насколько могут серьезно сказаться на здоровье космонавта, если оставить их без должного внимания.
В режиме микрогравитации кровь в организме ведет себя по-другому: вместо того, чтобы под действием тяготения Земли естественным образом устремляться к нижним конечностям, она равномерно распределяется, что вызывает эффект «подвешенного состояния», при котором кровь приливает к голове. В этом просто-напросто мало приятного, а длительное повышение внутричерепного давления грозит множеством проблем с сосудами и сердцем. Космонавты привыкают к подобным условиям на специальных тренажерах, в которых их действительно подвешивают вниз головой – но у вас этих тренировок не было.
Из-за отсутствия подвижности атрофируются мышцы: наверное, вы сейчас мысленно прощаетесь с прессом и квадрицепсами. Однако, наше сердце тоже сокращается за счет мышечной ткани – оно пострадает ничуть не меньше, чем любой другой мускул, и атрофия сердечной мышцы грозит несколько более серьезными проблемами со здоровьем.
Уменьшается количество плазмы в организме, что приводит к циркуляции недостаточного количества кислорода в организме. Из костей вымывается кальций и они постепенно разрушаются: согласно расчетам, после полета на Марс организм астронавта потеряет около 50 % костной массы, восстановление которой будет уже невозможным.
Для уменьшения негативных эффектов полетов, космонавты в обязательном порядке тренируются по два-три часа в день в режиме средней и высокой интенсивности. И мы не советуем от них отставать.
Огонь в космосе
Открытый огонь в космосе оказывается гораздо более опасным, чем на Земле, где есть гравитация. Он становится шарообразным, при этом отсутствуют потоки тепла и газов, какие есть в обычном земном огне. Если вы решите затушить его, например, наступив несколько раз ногой, то можете только усилить горение, поскольку создадите движение потоков воздуха, которого не было до этого
Вряд ли вы задумывались, что будете делать, если во время путешествия произойдет возгорание? Советуем оставить эту проблему более опытным коллегам, иначе вы рискуете оказаться в не очень приятной ситуации.
Выполнение поставленных задач
Пока полностью не налажена система космического туризма и полетов на другие планеты, в первую очередь космонавтов отправляют на МКС для выполнения различных задач, например, для проведения научных исследований.
Космонавту необходимо уметь сосредотачиваться и концентрироваться на поставленной задаче, если необходимо, начинать с начала – столько раз, сколько потребуется. Важна высокая степень мотивации и продуктивности, ведь отправка каждого человека в космос стоит невероятных денег. Никто не собирается смотреть на то, как вы круглые сутки смотрите сериалы или играете в компьютерные игры.
Если ваш метод – укладывать месячный объем работы в последний день до дедлайна, то мы бы посоветовали вместо полета в космос отдохнуть дома у телевизора.
Психологическое давление
А задумывались ли вы о психологической составляющей полетов в космос? На весь корабль только вы – экипаж в несколько человек, и больше никого. Если произойдет какая-то неполадка, ждать помощи неоткуда, придется надеяться только на собственные силы. Некуда бежать, вся ваша жизнь сосредоточена в небольшом пространстве, вокруг – зловещая пустота. Кроме того, на месяцы вы оказываетесь взаперти с людьми, от которых никуда не скрыться – что угодно может привести к конфликту.
Космонавты проходят длительные тренировки на стрессоустойчивость – в их число входят заточение в одиночестве, репетиция всех возможных внештатных ситуаций, а также командные тренировки с будущими «попутчиками». Экипаж обязан не терять самообладание и сохранять хладнокровие в любой ситуации, уметь анализировать происходящее и просчитывать возможные варианты решения проблем. И, конечно же, проявлять понимание и терпение друг к другу.
Вы уверены, что у вас хватит нервов не впасть в истерику в любой нестандартной ситуации или не врезать коллеге, который будет на протяжении нескольких месяцев очень громко сопеть носом у вас над ухом?
«Я бы в летчики пошел, пусть меня научат»
Несмотря на весь романтизм профессии космонавта, далеко не каждому действительно под силу выдержать все испытания, выпадающие на их долю. В настоящее время путешествие во внеземное пространство совершили чуть более пятисот человек – невероятно маленькое число по сравнению с населением Земли. И на то есть причины.
К счастью, существующие правила действительно запрещают неподготовленным людям совершать полеты в космос. Но, возможно, уже не за горами коммерческие космические перевозки – и ученые вовсю работают над созданием безопасных условий во время полетов для нетренированных пассажиров.
Понравилась статья?
Поделись с друзьями!
Поделиться 0 Поделиться 0 Твитнуть 0Подпишись на еженедельную рассылку
futurist.ru
Если космический корабль, в космосе, начнет стремительно ускоряться, будут ли испытывать перегрузки космонавты?
при любом ускорении будут перегрузки. Космонавты могут выдержать перегрузку до 10g и то короткую.
тело не меняется — состоит из воды так что резкий толчок и кровь отходит…
что такое перегрузка? Например наши космонавты чувстуют перегрузку только при взлете и приземлении, перегрузка, это увелечение веса в следствии ускорения, в невесомости нет веса, например скорость МКС 7.5 км\сек, в условиях направленных от земли, человека бы раздавило в блин.. . В космосе нет понятия груз и вес, это все субъективно и только для земли, на луне один вес, на земле другой, на юпитере третий
да будет перегрузка при a>g и она будет равна n=a/g, например при а=19,6м/с^2 n=2, т. е. перегрузка двухкратная. при а< или=g, перегрузок не будет.
Неважно где ускоряется тело — на него всегда будет действовать сила инерции.
Ну разумеется, будут. Эф равняется эм а!
Еще как. Нет никакой разницы между летчиком и космонавтом. Законы физики одни и теже. Летчик отличается просто тем что его движение в добавок ко всему происходит в гравитационном поле земли…. и оно тоже влияет на траекторию и нагрузки)
Конечно. Ведь силу инерции ещё никто не отменял. Перегрузка — это физическая сила, которая действует на ускоряемое человеческое тело. Смысл этого явления в том, что сущществует предел прочности сосудов в человеческом теле, по которым течёт кровь — от перегрузок они лопаются и появляются внутренние кровоизлияния. Поэтому гонщики, лётчики и космонавты обязаны содержать себя в отличной физической форме. Величины этих пределов вам укажут другие отвечающие на ваш вопрос.
Иксперды в космосе не летали и говорят про перегрузки для Земли. Не путайте тёплое с мягким. Для земли действует одна физика, для космоса совершенно иная. Никто не был в космосе, так что ответы давать никто не в праве.
Когда мы летаем на пассажирских самолетах то нагрузку ощущаем только при взлете, посадке и изменении скорости, отсюда выплывает что в вакуме постепенно с определенным ускорением можно разогнать объект хоть до скорости света, человек на борту будет себя чувствовать вполне нормально когда скорость будет постоянной, как и в самолете можно будет много чего делать несмотря на скорость. Ведь в самолете человек не испытывает сопротивления при 600 км/ч, хотя по вашему его должно к креслу плющить, а он спокойно и в унитаз стоя мочится и воду в стакан наливает….
Юрию Миленко — в том-то и дело, что вы не видите сути. В космосе перегрузками рулит ускорение. Вы можете разогнатькорабль с человеком до скорости света — но вопрос-то не в конечной скорости. А в том, какбыстро вы ее набираете. Если в год по 1 км / сек, наш пассажир в безопасности. Но если с нуля до скорости света за секунду — человек прервратится в кисель из-за чудовищного ускорения, благодаря силе инерции.
touch.otvet.mail.ru
Располагаемые перегрузки и маневренность зенитной управляемой ракеты
Для изменения направления полета ракеты в процессе ее наведения на цель необходимо в требуемые моменты времени прикладывать к ракете силы, действующие по нормали к траектории. Соответственно действию этих сил траектория искривляется в ту или иную сторону.
Силы, прикладываемые к ракете для изменения направления ее полета в процессе наведения на цель, называются управляющим и силами.
Управляющие силы по своей физической природе могут быть аэродинамическими или газодинамическими (реактивными). Для наведения зенитных управляемых ракет, как правило, используются аэродинамические силы. Управляющая аэродинамическая сила в основном создается крыльями ракеты. Зенитные управляемые ракеты обычно имеют крестообразные крылья, расположенные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Ориентировка крыльев в полете плюсообразная и иксообразная.
Принцип управления ракетой в прямоугольной системе координат (рис. 7) при использовании аэродинамических сил сводится к следующему. При выдаче команды на рули ракеты происходит их отклонение на соответствующий угол. На рулях возникает подъемная сила, создающая управляющий момент относительно центра масс ракеты.
Рис 7. Прямоугольный способ управления Рис. 8. Полярный способ управления
Под действием этого момента ракета поворачивается вокруг поперечной оси, создавая угол атаки. При наличии угла атаки возникает подъемная сила крыла, создающая относительно центра масс стабилизирующий момент, направленный противоположно управляющему моменту, который стремится уменьшить угол атаки. Поворот ракеты относительно оси прекратится в том случае, когда сумма действующих на нее моментов будет равна нулю. Каждому углу отклонения руля соответствует свой угол атаки, а следовательно, в данных условиях полета и.величина управляющей силы. Управляющая сила изменяет направление полета ракеты, определяя величину и знак нормального ускорения Wn, т. е. ускорения, перпендикулярного, вектору скорости ракеты.
При полете ракеты с крестообразной компоновкой крыльев должна существовать строгая ее стабилизация по крену. Маневр ракеты в любой наклонной плоскости выполняется сообщением ракете одновременно угла атаки и скольжения, т. е. отклонением рулей тангажа и курса. В первом приближении управление по курсу и тангажу можно считать независимым.
При ориентировке ракеты в полете по схеме икс-план принцип управления аналогичен.
При наведении ракеты на цель может использоваться управление не только в прямоугольной (декартовой), но и в полярной системе координат. При управлении в полярной системе координат маневр ракеты в любой наклонной плоскости выполняется сообщением ракете угла крена и отклонением рулей тангажа (рис. 8), Ракета может быть выполнена по самолетной плоскосимметричной аэродинамической схеме. Поворот ракеты вокруг продольной оси достигается отклонением рулей-элеронов в противоположные стороны.
При полярном управлении ракета должна не только отрабатывать заданный командой угол крена, но и сохранять его до тех пор, пока не изменилась величина команды крена. Поэтому и здесь необходимо обеспечить соответствующую гироскопическую стабилизацию корпуса относительно продольной оси.
При крестообразной аэродинамической схеме ракеты возможно сочетание прямоугольного и полярного способов управления ракетой путем использования информации о взаимном положении ракеты и цели не только для отклонения рулей, но и для разворота ракеты по крену.
Регулирование угла атаки обеспечивает создание потребной величины аэродинамических управляющих сил только при полете ракеты в достаточно плотных слоях атмосферы. С увеличением высоты полета ракеты для сохранения требуемой маневренности при использовании для управления аэродинамических сил необходимо увеличивать площадь крыльев, что приводит к возрастанию массы и размеров ракеты. Поэтому существует некоторая предельная высота полета ракет, выше которой целесообразно применять не аэродинамический, а газодинамический принцип получения управляющих сил.
Возможны различные конструктивные решения использования силы тяги ракетных двигателей для создания боковых управляющих сил: применение ракетных двигателей с поворотными камерами, использование поворотных коленчатых или боковых сопел, располагаемых в центре масс ракеты, использование газовых рулей и др.
Маневренность летательного аппарата обычно характеризуется быстротой изменения направления и величины вектора скорости. Возможности ракеты осуществлять криволинейные траектории определяются величиной ее располагаемых нормальных перегрузок.
Перегрузкой называется отношение действующей силы к весу ракеты. Она определяет, во сколько раз ускорение ракеты в данном направлении больше или меньше ускорения свободного падения:
Величина и направление перегрузки обычно задаются ее проекциями на оси скоростной или связанной системы координат ракеты.
Используя обозначения, принятые на рис. 9, можно записать:
Рис. 9. Силы, действующие на ракету в полете
(4)
При малых углах изависимости (4) имеют вид:
Проекцию принято называтьпродольнойперегрузкой, а проекцииинормальнымиперегрузками.
Проекции перегрузки на связанную систему координат через проекции перегрузки на скоростную систему координат ракеты выражаются следующими соотношениями:
Учитывая, что
величину управляющих сил, соответствующих условиям балансировки ракеты, можно записать в виде:
Тогда
Нормальные перегрузки, которые можно получить на ракете в данных условиях полета при максимальном отклонении ее рулей (при максимальной величине команды), называются располагаемыми перегрузкамиракеты.
Располагаемые перегрузки определяют минимальный радиус кривизны траектории, который может описать ракета при наведении на цель.
Если рассматривать движение ракеты в плоскостях хvоуv и хvоzv скоростной системы координат, то
Учитывая, что нормальные ускорения
а радиус кривизны траектории
имеем
Следовательно, величина минимального радиуса кривизны траектории как функция располагаемых перегрузок ракеты равна
Располагаемые перегрузки при заданных параметрах аэродинамической схемы ракеты зависят от скорости и высоты ее полета. Маневренность ракеты, т. е. ее способность осуществлять криволинейные траектории, изменяется соответственно изменению располагаемых перегрузок: уменьшается с возрастанием высоты и уменьшением скорости полета ракеты. При заданных располагаемых перегрузках чем больше скорость ракеты, тем больше радиус кривизны траектории, по которой она может двигаться.
Если полет ракеты происходит в плотных слоях атмосферы, то располагаемые перегрузки могут ограничиваться предельно допустимыми из условий прочности ракеты.
Знак и величина тангенциального ускорения ракеты определяется соотношением силы тяги ракетного двигателя, силы лобового сопротивления и касательной составляющей силы тяжести.
Для ускоренного движения зенитной управляемой ракеты сила тяги должна превосходить силу лобового сопротивления и касательную составляющую силы тяжести. Максимальное значение скорости есть функция величины избытка тяги и времени ускоренного движения ракеты.
Для установившегося наклонного полета (рис. 9)
Потребная сила тяги определяется соотношением
,
откуда
,
где — аэродинамическое качество ракеты.
Если тяга двигателя Р меньше потребной для установившегося полета, то тангенциальное ускорение отрицательно и ракета летит с замедлением. На пассивном участке траектории скорость ракеты под действием силы лобового сопротивления, а также силы тяжести (при наборе высоты) быстро падает. Соответственно этому уменьшается и возможность получения потребных управляющих сил для наведения ракеты на цель с заданной точностью
Выводы:
studfiles.net