Miksi avaruussukkula voi saavuttaa vain n. 24 Mach nopeuden?

Dippa

Pystyisikö joku selittämään, että miksi?

29

439

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Zuiderzee

      Kaikilla kulkuvälineillä on maksiminopeutensa. Jos avaruusalukseen laitetaan kovemmat moottorit ja useampia vaiheita, saadaan suurempia maksiminopeuksia. Lopullisen nopeuden määrää taloudellisuus ja mihin tarkoitukseen vekotin on suunniteltu. On turhaa rakentaa kalliimpaa rahjetta, jolla voitaisiin kulkea nopeammin.

      Rajoitus ei siis ole tekninen vaan taloudellinen.

    • 183

      Avaruussukkulalla operoidaan maan kiertoradoilla ja siihen tarvitaan tuollainen 8 km/s lähtönopeus.

    • just joo

      Avaruussukkula ohjelma on jo historiaa, eikä sukkuloilla siten saavuteta enää minkäänlaista nopeutta.
      Mach on nopeus suhteessa äänennopeuteen. Äänen nopeus ilmakehässä riippuu lämpötilasta, mikä vaihtelee laajoissa rajoissa. Siispä mach-luku ei suoraan kerro nopeudesta mitään. Avaruudessa ääni ei etene ollenkaan, eli mach-lukua ei ole edes määritelty.

    • fasfdasdf

      Johtuu ihan myös palamisnopeudesta. Koska tähän ei voida juurikaan vaikuttaa, ei maksiminopeuttakaan voida loputtomiin kasvattaa, vaikka kuinka paljon polttoainetta poltettaisiin.

      • Palamisnopeudesta ?

        Ei taida liittyä mitenkään raketin nopeuteen.
        Palokaasujen purkautumisnopeuskaan ei rajoita maks. nopeutta.


      • 2+4
        e.d.k kirjoitti:

        Palamisnopeudesta ?

        Ei taida liittyä mitenkään raketin nopeuteen.
        Palokaasujen purkautumisnopeuskaan ei rajoita maks. nopeutta.

        Käytännössä kuitenkin rajoittaa suurempien hyötykuormien ollessa kyseessä. Kemiallisilla raketeilla palamiskaasujen nopeus on tyypillisesti kai 3 km/s. Saavutettava loppunopeus on palokaasujen nopeus kertaa ln(raketin koko massa/raketin hyötymassa). Nähdään että jos tavoitellaan nopeuksia joilla voidaan erkaantua aurinkokunnasta tarvitaan erittäin suuria polttoainemääriä hyötymassaan verrattuna, jollei voida "tankata" maan kiertoradalla.


      • 2+4 kirjoitti:

        Käytännössä kuitenkin rajoittaa suurempien hyötykuormien ollessa kyseessä. Kemiallisilla raketeilla palamiskaasujen nopeus on tyypillisesti kai 3 km/s. Saavutettava loppunopeus on palokaasujen nopeus kertaa ln(raketin koko massa/raketin hyötymassa). Nähdään että jos tavoitellaan nopeuksia joilla voidaan erkaantua aurinkokunnasta tarvitaan erittäin suuria polttoainemääriä hyötymassaan verrattuna, jollei voida "tankata" maan kiertoradalla.

        Niin, suihkun nopeus on vain yksi tekijä, ei rajoite ja yleensä vetovoimakentästä irtautumiseen ei ole mitään rajanopeutta, mikä pitäisi vähintään saavuttaa.
        Polttoainetta kyllä tarvitaan paljon jo pelkästään maan kiertoradallekin pääsemiseksi.


    • 12+7

      Olisi aika noloa, jos sukkula lentäisikin Kuuta kiertävälle radalle.

    • Aki V.

      Mootterineen? Putouskiihtyvyys silti, jos pistää vapaaseen pudotukseen kohden kuuta, planeettaa tai aurinkoa, mahdollistaa nopeuden suuremmankin? No se pitäisi laskea, ilmanvastuksen maan suhteen tietysti rajoittaa senkin, en tiedä jäisikö 24 Machiin vai mihin? Muistaako joku - hatusta - mikä nopeus on Mach? Äänen nopeus? 330 km/h(noin 91,67 km/s?) x 24 = 7920 m/s Kuinka kauan pitää pudota gravitaatiolain mukaan ilmakehässä, minkä tahansa kappaleen että putoaisi sekunnissa Mount Everestin pituisen matkan?
      Laskekaapa, ei ole vaikeaa, jos muistaa s = 1/2 at^2, älä muista muuta.... alkunopeus voidaan pistää mukaan, mutta jos avaruussukkulalla siis EI ole sivuamistangentin nopeutta, se ei pysy kiertoradalla(kuten ei satellititkaan), vaan alkavat pudota kohden planeettaa, moottoreilla tietysti voi mennä mihin suuntaan hyvänsä.

      • Wiki auttaa

        Mach on suhdeluku äänen nopeuteen ja äänen nopeus on paineaallon etenemisnopeus väliaineessa.

        Jos kappale pudotetaan äärettömän korkealta vetovoimakenttään ja huomioidaan vain kyseinen vetovoima, loppunopeutta kutsutaan pakonopeudeksi.
        Taivaan kappaleille löytyy valmiiksi lasketut pakonopeudet wikistä, kuten oikea äänennopeuskin ja laskukaavakin on hieman esittämääsi mutkikkaampi.


      • Aki V.
        Wiki auttaa kirjoitti:

        Mach on suhdeluku äänen nopeuteen ja äänen nopeus on paineaallon etenemisnopeus väliaineessa.

        Jos kappale pudotetaan äärettömän korkealta vetovoimakenttään ja huomioidaan vain kyseinen vetovoima, loppunopeutta kutsutaan pakonopeudeksi.
        Taivaan kappaleille löytyy valmiiksi lasketut pakonopeudet wikistä, kuten oikea äänennopeuskin ja laskukaavakin on hieman esittämääsi mutkikkaampi.

        Niin siis gravitaatioyhtälön kiihtyvyys tuonne siis pitää pistää ja sen saa yhtälöstä
        F = m*a = G*m*M/R^2

        Jos siis tarkasti tuon laskee, ilman ilmanvastusta, pitäisi ottaa huomioon se, että kiihtyvyys on eri eri korkeuksissaan. Tiedättekös miten se lasketaan?
        Luultavasti kiithtyvyyden keskikiarvo, puolimatkassa osapuilleen olisi viisasta ja nopeaa ratkaista, vaikka jonkinlainen integraali pitää laskea, jos sitä tarkemmin....


    • Vastaus alkuperäiseen kysymykseen: Tietenkin voidaan kotrolloida minne mennään.

      • ? ? ? ? ?

        Mihin kysymykseen ?


    • Älä nyt paskaa jauha! Sukkula voi saavuttaa minkä nopeuden tahansa.

      • shyt

        Miksi olet aggressivinen? Muutkin kommenttisi taipuvat usein samaan suuntaan.


      • Ymmärrettävää
        shyt kirjoitti:

        Miksi olet aggressivinen? Muutkin kommenttisi taipuvat usein samaan suuntaan.

        Sitä vähän nyppii kun tuli palstalle ajatuksenaan laittaa urpot järjestykseen mahtavilla taidoillaan ja älyllään.
        Sitten kun osoittautuikin että veijari onkin suorastaan tyhmä ja peruskoulupojat vetää kölin ali mennen tullen, niin tottahan tekstistä pursuaa katkeruus ja viha.


    • Aki V.

      Ne ovat suuria saavutuksia, tuollaiset tuntemukset. Ei kaikille jaettua samoja kortteja elamansa aluksi, eika yhta montaa viinapulloa:-) Minapa luulen silti, että minun pakkani vasta pata 6:sesta, alkoi, monessa asiassa, mutta sinakin vaikutat patamaalta, varmasti sinullakin edes urheilussa minua isompia saavutuksia, minulla vain kokoisteni kääpiöiden seurassa suuri voima, mutta ÄOONi oli ikaisiini verratussa, vain aavistuksen keskivertoa parempi, hiukan yli 110, enka sitakaan testiä toista kertaa viela tehnyt, noyryytys voisi tulla jo toka kerralla.....Älä valita, jos edes jonkun veljesi muussa kuin akateemisuudessa voitat, varmasti sen teet, Suomen on PAKKO olla suuri Mestari, muuten meidät hylätään. Tai edes ymmärtää joku suuri mestari, en minä fyysisesti ole pitkä poika.

      Shakkiselolleni suorastaan NAURETAAN 1244, 15 minuutin pelissa, 30 minuutin pelissa jo lahempana 1500, mutta se voi olla valhe....

      • Pekka Seetin

        Ongelma on, että 15 minuutinkin pelissä, pitkä mies, vain näkee laudan niin paljon korkeammalta, että kun minä katon nappuja, kuin Aku Ankka numerossa 46 tänä vuonna, tuskin näkee edes napun taa:-)
        Ei minun Äidin puoleinen Isäni ollut lyhyt mies, mutta geenini tuli pätkäksi....
        Asiahan ei tietenkään SINULLE kuulu(Masa Niemi), mutta nyt meni jo aiheestamme huti, jatkakaamme, jos tässä on enää mitään.....


    • airfoil joka ei kirj

      Niin Mach.

      https://www.youtube.com/watch?v=_NeCvBCZbC8

      siinä sukkulanleto video jossa data päivittyy ruudun vasempaan reunaan noin sekunnin välein. Mach lukuja mitataan aina tuonne 340000ft korkeuteen.

      Nyt en löytänyt sitä missä oli dataa korkeammallekin.

      • 15+4

        Avaruussukkulan ei kuulu lentää korkeammalle.


    • airfoil joka ei kirj
      • ftyj.hhg

        Kai ne jotain silmukoita ja vaakakierteitä ja immelmanneja aina välillä kokeilee.


      • en usko tuohon

        Tuon videon luvuissa on jotain pahasti pielessä.
        Esimerkiksi videon kohdassa 11:48 altitude eli korkeus on 21031 jalkaa, eli 6410,25 metriä.
        Samaan aikaan range eli etäisyys on 1,7 nautical miles, eli 3148,4 metriä.
        Miten helvetissä etäisyys muka on vajaat puolet korkeudesta?!?

        Lähdön alussa videon kohdassa 11:00 range on nollassa, ja altitude -23 jalkaa, eli -7 metriä. range on siis mitattu etäisyytenä läntöpaikkaan, joten kun korkeus on kasvanut 21054 jalkaa, eli reilut 6417 metriä on etäisyys todellisuudessa kasvanut hieman tuota enemmän, sillä eihän se nyt ihan pystysuoraan nouse.
        Siis pitäisi olla range > 6420 metriä, eikä 3148,4 metriä ole mitenkään mahdollista.


      • en usko tuohon
        en usko tuohon kirjoitti:

        Tuon videon luvuissa on jotain pahasti pielessä.
        Esimerkiksi videon kohdassa 11:48 altitude eli korkeus on 21031 jalkaa, eli 6410,25 metriä.
        Samaan aikaan range eli etäisyys on 1,7 nautical miles, eli 3148,4 metriä.
        Miten helvetissä etäisyys muka on vajaat puolet korkeudesta?!?

        Lähdön alussa videon kohdassa 11:00 range on nollassa, ja altitude -23 jalkaa, eli -7 metriä. range on siis mitattu etäisyytenä läntöpaikkaan, joten kun korkeus on kasvanut 21054 jalkaa, eli reilut 6417 metriä on etäisyys todellisuudessa kasvanut hieman tuota enemmän, sillä eihän se nyt ihan pystysuoraan nouse.
        Siis pitäisi olla range > 6420 metriä, eikä 3148,4 metriä ole mitenkään mahdollista.

        Lisätäänpä vielä dataa parista muustakin kohtaa videota:
        klo 11:21, altitude 2757ft = 840,3336 metriä = 0,45374 merimailia, mutta videolla range on edelleen nollassa!!!
        Silmänräpäystä eteenpäin videolla ja klo on edelleen 11:21, mutta nyt altitude on 2805 ft = 854,964 metriä = 0,46164 merimailia, mutta range onkin nyt 0,1 merimailia. Tällöin nopeus on 251 mph = 403,859 km/h = 112,183 m/s, ja aikaa lähdöstä on kulunut noin 17 sekuntia. videon mukaan kiihtyvyys on ollut keskimäärin 1,7g eli 17 m/s^2.
        v^2 / 2a = (112,183 m/s)^2 / (2 * 17 m/s^2) = 370 metriä Tasaisella kiihtyvyydellä oltaisiin siis edetty suunnilleen tuon verran, mutta range on suunnilleen puolet tuosta ja korkeuden muutos 2,3 kertainen. Kumpikaan ei siis lähelläkään sitä mitä pitäisi.
        Datan uskottavuus on siis aika lailla nollassa.


      • airfoil joka ei kirj
        en usko tuohon kirjoitti:

        Lisätäänpä vielä dataa parista muustakin kohtaa videota:
        klo 11:21, altitude 2757ft = 840,3336 metriä = 0,45374 merimailia, mutta videolla range on edelleen nollassa!!!
        Silmänräpäystä eteenpäin videolla ja klo on edelleen 11:21, mutta nyt altitude on 2805 ft = 854,964 metriä = 0,46164 merimailia, mutta range onkin nyt 0,1 merimailia. Tällöin nopeus on 251 mph = 403,859 km/h = 112,183 m/s, ja aikaa lähdöstä on kulunut noin 17 sekuntia. videon mukaan kiihtyvyys on ollut keskimäärin 1,7g eli 17 m/s^2.
        v^2 / 2a = (112,183 m/s)^2 / (2 * 17 m/s^2) = 370 metriä Tasaisella kiihtyvyydellä oltaisiin siis edetty suunnilleen tuon verran, mutta range on suunnilleen puolet tuosta ja korkeuden muutos 2,3 kertainen. Kumpikaan ei siis lähelläkään sitä mitä pitäisi.
        Datan uskottavuus on siis aika lailla nollassa.

        Range= vaakaetäisyys sukkulasta lähtöpisteeseen jos sukkulasta lankeasi varjo suoraan alas maahan tai mereen, sen varjon ja lähtöpisteen etäisyys on siis range.
        Sillä ei ole tavallaan mitään merkitystä, mutta se kertoo kivasti kun sukkulan vauhti kiihtyy ja aluus kaartaa "merelle" miten kaukana se on lähtököhdasta
        Alussa sukkula lähtee pystyy, mutta alkaa kaartamaan pikkuhiljaa 10sek aikana jolloin alkaa etäisyyttä muodostua lähtöpisteeseen kuten range kertookin

        kun sukkula lopettaa nousemiseen kertyy yksinomaan rangea. Mutta ei ole sekään kätevää kun lopultaan range lyhenee kun alus tulee toiselta puolen.

        Todellakin alus kiihdyttää kovasti koska eka 10sek aikana alus kiihtyy jo 200km/h vauhtiin ja seuraavassa kymmenessä sekunnissa liki 500km/h siitä vielä kymmenen sekkaa ja alus vähentää tehoa ettei ilmanvastus riko alusta. hieman myöhemmin alus menee nopeammin ohueen ilmakehään kuin vauhti kiihtyy joten nappulat kaakkoon taas "throttle up" kuuluu.

        Aikoinaan Saturnus V keskimmäinen moottori (yksi viidestä ensimmäisen vaiheen moottorista) sammutettiin lopussa koska kevenevä alus olisi alkanut kiihtyä epämielyttävän kovasti. Sukkulakin kiihtyy lopussa, kun Ex tankki on miltei tyhjä 3-G kiihtyvyydellä.


      • 11 + 3
        airfoil joka ei kirj kirjoitti:

        Range= vaakaetäisyys sukkulasta lähtöpisteeseen jos sukkulasta lankeasi varjo suoraan alas maahan tai mereen, sen varjon ja lähtöpisteen etäisyys on siis range.
        Sillä ei ole tavallaan mitään merkitystä, mutta se kertoo kivasti kun sukkulan vauhti kiihtyy ja aluus kaartaa "merelle" miten kaukana se on lähtököhdasta
        Alussa sukkula lähtee pystyy, mutta alkaa kaartamaan pikkuhiljaa 10sek aikana jolloin alkaa etäisyyttä muodostua lähtöpisteeseen kuten range kertookin

        kun sukkula lopettaa nousemiseen kertyy yksinomaan rangea. Mutta ei ole sekään kätevää kun lopultaan range lyhenee kun alus tulee toiselta puolen.

        Todellakin alus kiihdyttää kovasti koska eka 10sek aikana alus kiihtyy jo 200km/h vauhtiin ja seuraavassa kymmenessä sekunnissa liki 500km/h siitä vielä kymmenen sekkaa ja alus vähentää tehoa ettei ilmanvastus riko alusta. hieman myöhemmin alus menee nopeammin ohueen ilmakehään kuin vauhti kiihtyy joten nappulat kaakkoon taas "throttle up" kuuluu.

        Aikoinaan Saturnus V keskimmäinen moottori (yksi viidestä ensimmäisen vaiheen moottorista) sammutettiin lopussa koska kevenevä alus olisi alkanut kiihtyä epämielyttävän kovasti. Sukkulakin kiihtyy lopussa, kun Ex tankki on miltei tyhjä 3-G kiihtyvyydellä.

        1,7 G:n kiihtyvyydellä saavutetaan paikaltaan lähdettäessä 10 sekunnissa noin 600 km/h vauhti.
        Tämä tosiasia ei istu sen pahemmin videon dataan kuin sinunkaan havaintoihisi.

        Toisaalta 0,7G:n kiihtyvyydellä saavutetaan paikaltaan lähdettäessä 10 sekunnissa noin 250 km/h vauhti. Tämä on hieman lähempänä havaintoasi, mutta silloin alussa lähtöä odotellessa pitäisi olla 1G:n lukema, jotta tässä tulkinnassa olisi järkeä.


    • 13 + 7

      myös G:n määritelmä muuttuu matkan aikana. Alussa sukkulan ollessa paikallaan käytetään newtoniaalista määritelmää, eli g on nollassa. Lopussa kun moottorit on sammutettu G:n pitäisi olla nyt 1, sillä maan vetovoima kiihdyttää rakettia alaspäin 1g:n verran vapaassa pudotuksessa newtoniaalisella määritelmällä, eli kun kiihtyvyys on nopeuden derivaatta ajan suhteen.

      Jos taas käytetään suhtiksen määritelmää, eli aitoa kiihtyvyyttä (proper acceleration) G:n pitäisi olla alussa yksi, ja lopussa nolla. Alussahan ennen lähtöä rakettiin kohdistuu aito maanpinnan tukivoima poikkeuttaen raketin liiketilaa vapaasta putoamisesta, eli nollasta G:stä.

      Koko numeroilla leikkiminen on tehty niin epäfysikaalisesti kuin vain voi.

      • nolla g

        Kiertoradan vapaassa pudotuksessa aluksen nopeus on tasainen, joten ei ole kiihtyvyyttä.


      • nolla g kirjoitti:

        Kiertoradan vapaassa pudotuksessa aluksen nopeus on tasainen, joten ei ole kiihtyvyyttä.

        Edes vauhti ei ole tasainen vaan suurempi silloin kuin satelliitti/alus on lähempänä maanpintaa elliptsisellä kiertoradallaan ja varsinkaan nopeus, joka on suure, jossa on myös suunta, ei ole tasainen.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Takaisin ylös

    Luetuimmat keskustelut

    1. Mikä on kaivattusi etunimi?

      Otsikossa siis on kysymys eriteltynä. Vain oikeat vastaukset hyväksytään.
      Ikävä
      127
      2336
    2. En kestä katsoa

      Sitä miten sinusta on muut kiinnostuneita. Olen kateellinen. Siksi pitäisi lähteä pois
      Ikävä
      105
      1384
    3. Peräti 95 % persujen kannattajista rasisteja

      Kertoo EVA:n teettämä kysely. Pakollista yhdenvertaisuuskoulutusta tarvitsee siis paljon laajempi joukko kuin pelkästää
      Maailman menoa
      330
      1119
    4. Anna minulle anteeksi

      Anna minulle anteeksi. Minä pyydän.
      Ikävä
      110
      1085
    5. Kun viimeksi kohtasitte/näitte

      Mitä olitte tekemässä? Millainen ympäristö oli? Löydetään toisemme...
      Ikävä
      104
      1067
    6. Olet kyllä vaarallisen himokas

      Luova, kaunis, määrätietoinen, pervo, mielenkiintoinen, kovanaama, naisellinen ja erikoinen.
      Ikävä
      99
      965
    7. On minulla suunitelma

      Siitä ei vain tiedä kukaan muu kuin tällä hetkellä minä. Suunnitelma ja varasuunnitelma. Sinun takiasi nainen. Vain s
      Ikävä
      44
      700
    8. Palstan ylivoimaisesti suosituin keskustelunaihe

      Palstan suosituin keskustelunaihe näyttää olevan homoseksuaalisuus. Otsikoiden perusteella voisi kuvitella olevansa Seks
      Luterilaisuus
      252
      699
    9. Ei koskaan saatu tuntea

      Mitä olisi ollut painautua toisiimme vasten. Hengittää syvään, hyväillä ja rakastella vailla kiirettä. Tai repiä vaattee
      Ikävä
      33
      680
    10. 50
      674
    Aihe