A plazma legyőzése - új módszer az űrhajóval való kommunikációhoz
Das ist unmöglich! De megcsinálták. A németeknek sikerült legyőzniük a plazma süketséget, némaságot és valószínűleg a vakságot.
Sokat írtak és tárgyaltak a TopWar-on a plazmáról, a hiperszonikáról és a lehulló robbanófejek rádiós átlátszatlanságáról. A "Szovjetunió plazma lopakodó rendszereiről" azonban forró csaták is voltak:
Plazma „lopakodó” – válaszunk az amerikai „lopakodásra”.
Az Egyesült Államok a hiperszonikus fegyverek fejlesztésének felgyorsítására törekszik.
Warhead: mi van benne, és hogyan működik a rakétától való leválasztás után.
Plazma a katonai ügyekben. Projektek és kilátások.
Néha a cikkek és a csaták is eljutottak az abszurditásig.
Előszó, ami a cikk majdnem 2/3-át fogja elfoglalni. De szükséges. Nincs más mód.
Az űrhajók hiperszonikus sebességgel történő légkörbe jutásának körülményei között hatalmas mennyiségű hő szabadul fel, ami nemcsak a leszálló jármű anyagainak hőterhelését támasztja magasan, hanem plazma képződéséhez is vezet az SSC körül. Ez blokkolja (vagy inkább torzítja) a rádiójeleket, így az űrhajó néhány percig nem tud kommunikálni a földi állomásaival.
A leszálló űrhajókkal való stabil rádiókommunikáció biztosítása nagyon akut feladat.
A feladat katonai szempontból sem kevésbé sürgős: a hiperszonikus rakéták és az ICBM-ek robbanófejeinek RGSN-je. Például:
A 3M-22 ("Zircon") / a képen egy BrahMos-II demó, de a 3M-22 valószínűleg nem lesz más.
4202-es objektum (U-71) (így ábrázolja Korotcsenko elvtárs).
Vagy ahogy a Washington Times bemutatja:
A radar és a rádiókommunikáció az „ilyen” plazmán keresztül nem működik: az elektromágneses energiaveszteségek és a rádiózaj-sugárzás összteljesítménye, amely szinte teljesen meghatározza a rádiókommunikációs csatorna egészének energiapotenciáljának csökkenését, jelentősen megnő és előre meghatározza a veszteséget. rádiókommunikáció az ereszkedési pályán.
A re-entry disconnection jelenséget a Project Mercury, majd a Gemini és Apollo program során fedezték fel. Körülbelül 90 kilométeres ereszkedési magasságban és 40 kilométeres jelig nyilvánul meg - a légkörbe eső kapszula felületének gyors felmelegedése következtében a felületén plazmafelhő-film képződik, amely egyfajta elektromágneses képernyőként működik.
Az effektus neve (nem hivatalosan) Radio Silence While Fiery Re-Entry.
Után film "Apollo 13", amely egy sikertelen holdküldetést mutat be három űrhajóssal a fedélzetén, feszültségek támadnak a nézők között, amikor az űrszonda belép a Föld légkörébe. Ebben a pillanatban megszakad a kommunikáció a hajóval, és az egyesült államokbeli Houstonban a repülés kezelői idegesen dohányozni kezdenek ezekben a végtelenül hosszú, fájdalmas másodpercekben. Ebben a pillanatban az űrszonda a második kozmikus sebességgel lép be a légkörbe, ami oda vezet, hogy forró ionizált levegő veszi körül, aminek következtében a Földdel való kommunikáció megszakad.
Az érthetőség kedvéért bemutatok egy videót az SKA Szojuz TMA-13M légkörébe való belépésről:
A legrelevánsabb példa a kommunikáció és a telemetria elvesztése az USAF X-51A Scramjet tesztindítása során.
Hu ebből a "plazmából" és honnan van? Házi készítésű termékeket kínálok:
1. A kollégám által javasolt lehetőség, kedves "zholdosh" (a kirgiz nyelvet használták - nem esküdtem, nem kell tiltani) OPERATOR (a helyesírás és a stílus megőrizve):
a cikk vitájában: A "Zirkon" hiperszonikus rakéták tengeri kísérleteinek kezdetéről
Ez nem teljesen igaz, de elfogadható. Valójában minden nehezebb.
2. Az én verzióm (nem az a tény, hogy ez abszolút tudás):
- a légköri levegő "természetes" ionizációja.
Az ábra az egyensúlyi elektronsűrűség (elektron/cm^3) eredő értékeit mutatja az űrhajó légkörbe való belépésének magasságától és sebességétől függően;
- az atmoszféra visszatérési, dőlési és elfordulási szögeinek modulálása ("fonit" plazmával az alján vagy a burkolaton, vagy annak minden részének (fontos a *-gal jelölt elemnél), a közeg sűrűségétől (magasságától), a közeg sűrűségétől (magasságától) függően a test körüli gázáramlás megváltozik;
-lökéshullám, visszavonulási távolság és alakja, hőátadás a határrétegben, függetlenül attól, hogy a hődiffúzió hatása (az egyes komponensek diffundálnak és kémiai reakciókba lépnek vagy sem);
az aerodinamikai határréteg energiaforrásként szolgál a készülék felületére a légkörbe való belépés (a benne való mozgás) során
- a berendezés hővédelmének típusa (*): hőakkumulátor vagy hővédelem tömegelvonással (abláció);
ablációval általában koktélt kapnak, tk. nem csak a levegő molekulák vesznek részt a plazmaképzésben, hanem a hővédő molekulák/atomok (ionok, elektronok) is.
Folyadék (**), amelyet HRC hevítésével és bepárlásával nyertek, azaz hővédő olvadék áramlik (szó szerint) a hiperszonikus jármű (robbanófej) felületén.
-a fotonok kiütik az elektronokat a levegő molekuláiból, atomjaiból és magából az eszközből (annak hővédelme).
Igen, igen: ilyen energiákon és hőmérsékleteken a fénykvantumok leválasztják az elektronfelhőket az anyag „téglájáról”, lásd [1]
- magnetohidrodinamikai hatás a plazmára a test körüli hiperszonikus áramlásban, és ennek hatása a plazma "héjára", valamint a hő- és tömegátadásra a lökésben és a határrétegben [2];
- villamosított testek, indukált elektromos mezők *** töltéseken, sőt elektrolízis (lásd **);
Példák:
+elektrolit és töltés migráció anódról katódra;
+ egy labda, ami a falhoz tapad, ha a fejbőrt dörzsöli (ha kopasz, akkor másnak is dörzsölheti). A fal pedig nem villamosított, hanem semleges. Azonban "ragadós"!
Az utódom hazajön és azt mondja:
Elővesz egy papírlapot, apró darabokra szaggatja, előveszi a tollat, és beledörzsöli a hajába.
És akkor mi történt, azt hiszem, kitaláltad...
-kisülések szuperszonikus áramlásban;
és még sok más.
Talán befejezem, és visszatérek a "kosainkhoz". Melyik lehetőséget választja (üzemeltető vagy az enyém) - döntse el Ön.
Csak ezt a képet jegyezd meg *** (jól fog jönni):
Hogyan interferál ez a káros plazma a rádióhullámokkal és a radarral?
Hiszen a plazma olyan, mint egy "ionizált kvázi semleges gáz"! Gáz, de nem az a gáz.
- az antenna egyszerűen leég, és az antennaablak (AO) is kiéghet, vagy megváltozhat a dielektromos állandója.
- a plazma elektronsűrűsége folyamatosan változik, az ionizált gáz dielektromos állandója egységnyinél kisebb és a rezgési frekvenciától függ.
- minél nagyobb a hullám beesési szöge a plazmán, annál nagyobb a visszaverődéshez szükséges elektronsűrűség és annál nagyobb a visszaverődés vastagsága.
-rádióhullámok terjedési fázis- és csoportsebességei. Amikor az üzemi frekvencia megközelíti az ionizált gáz sajátfrekvenciáját (ω → ω0), a csoportsebesség csökken (υgr → 0), míg a fázissebesség meredeken növekszik (υph → ∞). Hullámenergia elvesztése.
- az elektron teljes sebessége az ut hőmozgás sebességének és az áthaladó hullám elektromos mezőjének hatására felvett sebességnek az összege uE, és általában ut > uE.
Ha valaki, miután elolvasta ezt a kivonatot, nem futott be, hogy beiratkozzon a Phystech tanfolyamokra... Szóval hiába vesztegettem az időmet és a tiédet.
Számos kísérlet történt a probléma megoldására:
1. Szovjet megközelítés (megvalósítva).
- Fűtött hővédelemmel ellátott fedélzeti antennák gyengén irányított mikrohullámú sugárzói, hővédelemmel pedig olvadt anyag.
- Hővédelemmel ellátott légantennák, amelyek eredeti kialakítása a rádiós transzparencia érzékenységét csökkenti a magas hőmérsékletű aerodinamikai melegítés hatására.
— Az AO rádiós megvilágításának módjai az aerodinamikai melegítés körülményeihez, csökkentve a fűtött AO veszteségeit.
- A plazmahéj filmje mögé elhelyezett "hosszú" hőálló antennák használata.
—A VISSZAJÁRÓ ŰRJÁRMŰVEK FEDÉLTI RÁDIÓTECHNIKAI KOMMUNIKÁCIÓS RENDSZEREI MŰKÖDÉSÉNEK HATÉKONYSÁGÁNAK javítása
- Az AO sugárzó felületére állandó elektromos térhatás miatt ebben az esetben a töltés újraeloszlik az olvadékban a hővédelem felületén, ami a benne lévő veszteségek csökkenéséhez vezet. az AO megvilágosodása.
— A porózus hővédelem felületére hűtőközeg-ellátás miatt ebben az esetben az AO sugárzó felület hőmérséklete az olvadáspont alatti hőmérsékletre csökken.
-És még passzív elv- ez a hővédelem felépítése különböző olvadáspontú anyagok kombinációjából, ami a hőmérsékleti mező újraelosztásához vezet a hővédelem felületén, és fokozott rádióátlátszóságot biztosít az SKA (robbanófej) részéről.
De az EMW áthaladásának problémája (veszteségek és torzulások nélkül) egy ilyen "nyugtalan" plazmán továbbra is fennáll. És ez nem csak az SKA számára fontos, hanem rakéták és hordozórakéták kilövésekor is. Torch RD - ugyanaz a nagy teljesítményű plazmagenerátor.
Telemetriára van szükség (az MCC mindig tudni akarja, hogy "Mi, hol, mikor?"), és a rádiós vezérlést sokan használják.
Fényképeket és rajzokat érthető okokból nem teszek fel ide, csak egy példát mondok: az A-53 Amur rakétavédelmi rendszer 6T08 elfogóját (SH-3 / ABM-135A GAZELLE, Gazelle).
A rádiós vezérlőrendszer, a transzponder és az autopilot a fedélzeten van, a vezetési parancsok és egyéb parancsok továbbítása a parancsátviteli állomás (CTC) csatornáján keresztül történik.
A parancsvevő és a transzponder antenna 2-XNUMX párban van elrendezve. a rakétatesten az antennák plazmától való árnyékolása, amely a rakéta légköri repülése során következik be, freon vagy hasonló tulajdonságú folyadék befecskendezésével történik.
A KEZELŐ azonban megint jobban és érthetőbben mondta, mint én (a stílus és a helyesírás megmaradt):
2. Kínai megközelítés (tervezet)
- Rezonanciával, vagy koordinált elektromágneses oszcillációval létrehozható jel felerősítése a plazmahéj és a környező, repülőgépes, speciális réteg között. Az égi tudósok egy "illesztő réteg" hozzáadását javasolják, hogy megteremtsék a szükséges rezonanciafeltételeket a hagyományos hiperszonikus repülés során.
Feltételezzük, hogy az illesztő réteg kondenzátorként működik egy hagyományos elektromos áramkörben. A plazmaköpeny viszont úgy működik, mint egy induktor, amely ellenzi a rajta áthaladó elektromos áram változásait. Ha egy kondenzátort és egy induktort összekapcsolunk, akkor rezonáns áramkört alkothatnak.
A rezonancia elérése után az energia egyenletesen kering a plazma és az illeszkedő réteg között, ahogy az elektromos áramkör hagyományos kapacitása és induktivitása esetén történik. Ennek eredményeként a Földről bejövő rádiójel továbbterjedhet az illeszkedő rétegen és a plazmahéjon, mintha nem is léteznének.
A kínaiak hasonló problémákkal küzdenek, mint Houston:
Megjegyzés: Ahhoz, hogy ez a megközelítés hatékonyan működjön, az illeszkedő réteg és a plazmahéj vastagságának kisebbnek kell lennie, mint a repülőgéppel való kommunikációhoz használt elektromágneses hullámok hossza. Következésképpen: a javasolt módszer nem fog működniha az antennák frekvenciatartománya túl magas (mint ahogy jelenleg is).
3. Amerikai megközelítés
A Space Shuttle korszakában a problémát részben megoldották egy újrafelhasználható űrhajó formájával. Az aerodinamikai kialakítása alacsonyabb plazma fluxussűrűségű régiókat eredményezett, ami korlátozott kommunikációt tesz lehetővé: a leszálló jármű - MCC a pálya egyes részein.
Megjegyzés: Olyan tényezők, mint a süllyedő jármű visszatérési szöge, sebessége (általában 20-25 Mach) és aerodinamikai alakja befolyásolják az ionizált gázáram sűrűségét.
Ismét javaslom a videó megtekintését: NASA Shuttle Endeavour Re-Entry Video (jó felvétel):
Nos, ravaszul, végre elérkeztünk a legfontosabbhoz, amiért ez a cikk íródott:
4. Teuton szemlélet
A Német Légiközlekedési Központ (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) a Stanford Egyetem (Kaliforniai Stanford Egyetem) kutatóival együtt 2016 elején meglehetősen sikeres teszteket végzett egy új technológiával, amely a jövőben megmenti az űrhajósokat a betöréstől. kommunikációt a légkörbe való belépéskor, és adott esetben biztosítják a fedélzeti kereső lokátorok működését a hiperszonikus rakéták vagy robbanófejek számára.
Mit csináltak ezek az örökösök? Heinrich Hertz?
A szovjet és a kínai megközelítést 2 az 1-ben (mint a sampon és balzsam) kombinálták saját know-how-jukkal.
2016 januárjában a közös startup kísérleteket végzett pozitív eredménnyel.
A tesztekhez szuper- és hiperszonikus technológiákból álló szélcsatornát használtak Az Aerodinamikai és Technológiai Flow Intézet DLR tanszéke Kölnben és egy nagy teljesítményű ívmelegítő plazma létrehozásához.
A valódi tesztkörülményeket matematikai modellek alapján hozták létre a Stanford Egyetem amerikai tudósai, Siddarth Krishnamoorthy vezetésével. A hőpajzsból és egy hőálló rádióadóból (adóból) álló teszteszközt (leszálló járműszimulátor) több ezer fokos plazmaáramnak tették ki.
A forró gázáramon kívül egy rádiójelek vételére szolgáló antennát szereltek fel.
Az ötlet lényege: az adóantenna közvetlen közelében negatív mező (mínusz) keletkezik, amely taszítja az ionizált plazmaáramlást (negatív ionok és elektronok). Ennek eredményeként egy ablak nyílik meg a plazmagubóban a rádiójelek továbbítására és fogadására.
A mező így generálódik (ez egy másik termék vázlata, de a lényeg ugyanaz):
Használhat kondenzátort is, amikor egyenárammal töltik, az egyik lemezen pozitív, a másikon negatív töltés jelenik meg:
Ez az ablak nem maradhat nyitva sokáig, mert:
- A plazmafilm nem mozdul el a tárgyhoz képest a nagy áramlási sebesség és a fent leírt egyéb termo-gázdinamikai folyamatok miatt:
- A plazmában vannak pozitív töltésű ionok is, amelyeket „nagy örömmel” vonzanak majd a negatív térgenerátorhoz.
Ionok és elektronok viselkedése (a kép nem ebből a folyamatból való, de tökéletesen megmagyarázza a jelenséget):
Ezért a mező impulzív módon jön létre, a feszültség néhány ezredmásodpercenkénti frekvenciával jön létre.
Ez az intervallum elegendő az adatok átvitelének és fogadásának biztosításához.
A fényképek azt mutatják, hogy a gyors észjárású németek nem alkotnak AO-t a fej burkolatán vagy a repülőgép farkában, de a "legvékonyabb" helyen szedés: a készülék hossztengelyére merőlegesen valahol 1/3-ra a test kezdetétől.
Választ még nem kaptam tőlük (de felkérést kaptam, hogy látogassam meg és "egy pohár tea mellett szívvel beszélgessek" ebben a témában), de a következőket feltételezhetem:
1. Ezen a helyen a plazma "bőr" legvékonyabb rétege.
2. Megpróbálni áttörni a plazmát a burkolaton (lezárás) értelmetlen. Nincs elég erő és egészség. Ott van a legszörnyűbb hely: lökéshullámok, ionok (protonok) és elektronok születnek, abláció megy végbe, a TBP folyadékká alakul, ami részben elpárolog, részben tovább áramlik (folyadékügyei szerint).
Általában: anomália, és szilárd.
Ismét idézem az Üzemeltetőt, ami nagyon tetszett:
3. Az SA farkában (a fenéknél) szintén értelmetlen: nagyon hosszú nyomfarok van.
Alsó ritkulás, turbulens-lamináris áramlások keveredése, elválasztások, összeomlások. Plazmakavitáció egyszóval: valami hasonló a mosógépben való ruhamosáshoz annak maximális burbulizációja közben.
Íme, csak a (**), (***) és a fenti posztulátumokon alapuló feltevéseim, ahol a plazma tulajdonságairól beszéltem: plazma (ionok és elektronok) születik a burkolaton (végeken), majd ionok, mint pl. a legtöbb nehéz és valószínűleg a berendezés héjának vagy az ablációs szigetelésből származó elektrolitnak a villamosítása, vagy a közeg gázdinamikus nyomása miatt az SKA farkába vándorolnak.
Az elektronok pedig, mivel gyorsabbak és könnyebbek, és valószínűleg a bőr villamosítása miatt, mint azok a ravasz migránsok az EGK-ban, "meleg" helyeket foglalnak el a készülék teste mentén.
Ugyanakkor a plazma (egy gubó a készülék körül) összességében semleges és természetesen "kvázi" marad.
Ebben a "leggyengébb láncszemben" használják a németek negatív ágyújukat, áttörve az antenna ablakát a plazmarétegben (na, hogy van freoninjekció az 53T6-on). Amint a potenciál erősen megváltozik, az „elülső részről” érkező pozitív töltésű ionok hajlamosak kitölteni ezt az ablakot, a negatív mező felé gravitálva, és nem akarnak természetes módon kiszivárogni az alsó tartományba (a burbulátorba), az ablak összeesik, a mező kikapcsol, minden visszatér a stabilitásba és a békébe. következő impulzus.
Eddig csak numerikus szimulációkban fejlesztették ki a plazmahéjon keresztüli rádiókommunikáció módszerét impulzusos elektromos mező segítségével.
Az amerikaiak és mi, ráadásul:
Jegyzet. Nagyon sajnálom, hogy a németek és én nem kavartuk fel ezt a témát.
Megvertek minket (a Stuttgarti Építési és Tervezési Technológiai Kutatóintézetet és a Német Repülési Központot) az EXPERT projekttel. De kicserélték az amerikaiakra.....
Krishnamurti maga Lenyűgözött az együttműködés egyszerűsége és gyorsasága:
Ali Gulhan, a szuperszonikus és hiperszonikus technológia elnöke ugyanilyen pozitív véleményen van:
Rádiótechnika tovább javítják és nemcsak új, hanem már meglévő űrhajókban is használható.
Csúnya jellememből adódóan nem tudom visszafogni magam, és egy kavicsot (vagy inkább egy egész macskaköves rácsot pár fontért) feléjük hajítani:
Miért másztak az amerikaiak a németekhez? Hadd magyarázzam.
1. Az áfa Németországban 19%, Amerikában nem. ZhiсAz államokban olcsóbb, és ott vannak mindenféle adók. És az euró még mindig drágább, mint a dollár. Az USA számítási teljesítménye nem hasonlítható össze Németországéval.
Minden: nagy varázslat, benzin, szállás és élelmiszer - lényegesen olcsóbb az USA-ban.
Mi a helyzet a szállítási költségekkel? Tegyen egy kört az Atlanti-óceánon!
2. Az Egyesült Államok szélcsatornái egyszerűen túlterheltek, beleértve a hiperhangot manipulálókat is.
Bármilyen színben és méretben.
3. Németország általában véve nem vezető szerepet tölt be az űrrepülőgépek, az űrkommunikáció és a hiperszonika területén fegyverek.
"Újra homályos kétségek gyötörnek"
Ha az elérteket a gyakorlatba is átültetik, akkor megoldódik a kommunikáció problémája a leszálló járművel, az újrafelhasználható siklóval (MKTS), a kilövő rakétával (nem számít a hordozórakéta vagy a rádiós irányítású rakétaelfogó) .
És milyen széles kilátások vannak az ARGS 3M-22 ("Zircon") és/vagy Object 4202 (Yu-71) számára?
Igen, ez nem egy tipikus RLGSN lesz, hanem mondjuk egy OLDALKÉPERNYŐ RADAR APERTURE SZINTÉZISSEL:
Milyen nagyszerű lehetőség a repülési útvonal terephez kötésére (TERCOM / DSMAC analógjai)!
És mi a helyzet egy új célpont adatátvitelével (célpont megjelölése / hajóelhárító rakéták újracélzása)?
Vagy egy jel egy célpont visszafoglalására vagy egy robbanófej önmegsemmisítésére?
Utószó:
- Minden adatot nyílt forrásból vettem, pl. nem kell sehova rohanni és jelenteni senkinek.
- Ami a NEXUS-szal folytatott vitát illeti a könyvből kiszippantott "szovjet lopakodásról". M. Kalasnyikov "A Birodalom törött kardja"., Külön szeretném megvitatni a Tu-160 ...
De! De Szergej Ivanovics (SSI) továbbra is hallgat, és nem szeretnék a forgalmazás alá tartozni.
- Voyaka uh, tizedes és a többi, elnézést kérek, de felbontja ezt a cikket, ahogy azt nekem ajánlotta
Rakétaüzemanyag-saga, számomra politikailag inkorrektnek tűnt. Úgyszólván elveszik a jelentése és a „nemzedékek kapcsolata”.
- Remélem, legalább valaki egy üveg teával múlatta az idejét, és talán kapott valami hasznosat.
Néhány kifejezés
Elsődleges források, valamint felhasznált dokumentumok, fényképek és videók:
- Süllyedő űrhajók fedélzeti rádiókommunikációs rendszereinek hatékonyságának javítása (az értekezés témája és kivonata a Felsőfokú Igazolási Bizottságról 05.12.07, a műszaki tudományok kandidátusa Cordero, Liborio)
[1] "Plaza és gáz kinetikai elmélete. Erőteljes lézerimpulzusok kölcsönhatása plazmával", 2006, Kosyrev I.N.
[2]A HELYI MÁGNETOHIDRODINAMIKUS HATÁSOK KÍSÉRLETI VIZSGÁLATA
A TESTEK KÖRÜL A LÉGÁRAMLÁS LÉGKÖRNYEZÉS-HULLÁM SZERKEZETÉRŐL Yadrenkin M.A.
A plazma numerikus modellezése szuperszámítógépes rendszereken,
Szerző: S. I. Bastrakov, A. A. Gonoskov, R. V. Donchenko, E. S. Efimenko, A. V. Korzhimanov, I. B. Meerov
Das Ende der Funkstille – Windkanaltests simulieren neue Methode zur Kommunikation von Raumfahrzeugen
Abteilung "Über- und Hyperschalltechnologien" (AS-HYP)
Versenden Drucken Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik (IAS)
"Szuperszonikus plazmaerodinamika" Fizikai Elektronikai Tanszék. PhysTech.
Martin J. Atmoszférikus belépés. Bevezetés az elméletbe és a gyakorlatba / J. Martin. – M.: Mir, 1969.
"Leszállás a pályáról és az űrhajó hővédelme" (www.forums.airbase.ru)
A rádióhullámok terjedése. Proc. rádiótechnikai juttatás. szakember. egyetemek. Szerk. 2., átdolgozott. és további M., "Felsőiskola", 1975. Grudinskaya G.P.
A Stanford Egyetem (Stanford Egyetem) anyagai
A Német Repülési Központ (DLR) anyagai
www.universetoday.com
www.militaryrussia.ru
www.space.com
www.wikipedia.org
www.nlo-mir.ru
www.24space.ru
www.nasa.gov
www.youtube.com
www.militaryrussia.ru
www.sahallin.livejournal.com/44379.html
Információk