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重力转向模拟程序

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可以模拟推力、重力、阻力、科里奥利力(阻力系数需要由实验得到,大气压数据来自Kopernicus)
现在刚写完,明天发相关的分析


IP属地:上海1楼2025-01-03 23:00回复
    首先考察没有阻力的情况,计算参数如下(都是按照Kerbin来设的)

    起飞速度是什么意思呢?我的程序里,火箭不是从静止起飞的,因为那样会立刻翻倒。可以认为是火箭脱离发射架之后先向上飞了一小段,然后开始重力转向,保持推力方向始终与相对地面的速度方向重合。
    推力=质量消耗速度*比冲,在这里等于20kN,因此推重比约为2。
    计算得到的结果如下:

    可以看到,在没有大气阻力时,只要不坠毁,重力转向压得越低越有效率。这与我们在无大气星球上的经验相符。


    IP属地:上海2楼2025-01-04 16:23
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      然后再把阻力加上。这次的计算参数全都不变,但阻力系数改为10。计算结果如下:


      “保持”表示在远地点达到670km后把引擎关小,使推力刚好与阻力抵消,直到飞出大气层为止。
      从表中可以看到,起飞角度相同,有阻力时的轨道比没有阻力时更低,这是因为阻力减小了火箭的推重比。分析图表可以发现,在起飞角度较小时,阻力的影响不大,Δv的变化趋势和没有阻力时近似相同。随着起飞角度的增大,阻力逐渐变明显,曲线也变得平缓。起飞角度到达最优值后,阻力很快开始飙升。


      IP属地:上海3楼2025-01-04 17:02
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        这是把阻力设为20的计算结果,结论大致相同



        IP属地:上海4楼2025-01-04 17:24
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          研究完阻力的影响,现在来看推重比。固定阻力=10,变化推力,优化起飞角度,得到以下数据:

          由此可见,推重比对发射效率的影响不是单调的,有一个最佳推重比,但是范围相当宽,从3到5的Δv变化在5m/s以内。


          IP属地:上海5楼2025-01-04 18:26
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