Приращение скорости это: ПРИРАЩЕНИЕ – это… Что такое ПРИРАЩЕНИЕ?

Выручка рынка спутниковых ШП услуг (по сегментам рынка:

Отрасль и в прошлом также неоднократно переживала периоды колебаний цен, чтобы сбалансировать спрос и предложение, однако сегодня мы видим развертывание совершенно иного сценария. Аппараты стандарта HTS знаменуют собой крупный технологический сдвиг в отрасли, сопровождаемый значительным снижением стоимости предоставления одного МГц на орбите. Поэтому операторы спешат вывести на орбиту новую емкость, чтобы оседлать новую волну спроса на ШПД. Эта тенденция к снижению цен продолжится, а то и ускорится, если в эксплуатацию вступят следующее поколение спутников стандарта ультра-HTS и низкоорбитальные группировки КА.

Ценообразование на емкость в спутниковой индустрии в целом отличается стабильностью, однако ретроспективный анализ цен в мировой телекоммуникационной отрасли показывает, что среднемировые цены на частотные диапазоны снижались на 27% в год. Такие данные опубликованы международной аналитической группой Deloitte в докладе «Международный рейтинг производственной конкурентоспособности – 2013» . Если спутниковая индустрия хочет сохранить ощутимое присутствие в ШПД на мировой арене, то и она должна резко снижать цены.

Мир просто хочет больше данных!

Глобальный трафик IP процветает с момента создания Интернета. По данным Cisco, с 2010 по 2015 год темпы роста трафика IP составляли 29%. Несмотря на вполне пристойные результаты спутниковой индустрии в тот же период (совокупные темпы годового прироста емкости до 11,8%), представляется очевидным, что спутниковая индустрия постоянно теряет свои позиции в пользу других технологий, и сегодня лишь 0,15% мирового трафика IP приходится на долу глобальной спутниковой сети. Тем не менее, наземные сети борются за увеличение покрытия, космическая связь становится доступной, и, заглядывая вперед, NSR ожидает, что эта доля в ближайшие годы будет медленно расти.

Опыт других рынков ИКТ указывает на то, что услуга передачи данных по доступным ценам успешно находит потребителей. По мере роста скорости широкополосного доступа домохозяйств, быстро развивается контент, эволюционируя от отправки электронной почты на ранних этапах и просмотра веб-страниц до обмена фотографиями и в конечном итоге видео по запросу. Виртуальная реальность, сферическое видео, UHD и другие ресурсоемкие приложения становятся все более распространенными и привычными, и потребность в емкости в потребительском секторе будет заставлять потребителей искать поставщиков самых доступных по цене, но надежных услуг передачи данных.

Но что означает «доступных»? В качестве общего порога доступности ШПД Комиссия по широкополосной связи (МСЭ, ЮНЕСКО) использует показатель в 5% от ВНД на душу населения. Многочисленные исследования показывают, что потребительский спрос на широкополосную связь не отличается гибкостью, пока ее стоимость не опустится ниже 5% от ВНД на душу населения, а на этом уровне проникновение начинает быстро расти. Что бы мы ни взяли – транкинг, сотовый трафик или потребительский ШПД, HTS создает возможность предлагать свои услуги ниже этого порога, выводя на рынок большой неудовлетворенный спрос.

Типичная кривая гибкости спроса на потребительские ШП услуги:

Куда двигаться: к увеличению доли рынка или каннибализации доходов?

Опять же, глядя на другие отрасли ИКТ, которые развивались в прошлом в соответствии с сопоставимыми тенденциями, мы можем отметить, что выручка мобильной связи в странах Африки к югу от Сахары прирастала на 7% в период 2010-2015 годов за счет снижения показателя ARPU и привлечения большего числа абонентов. При замедлении прироста абонентской базы рост выручки также снижается. Напротив, на зрелых рынках Северной Америки или Европы, где рынок насыщен и рост численности абонентов дается с трудом, доходы стагнируют либо снижаются. Показатели ARPU сохраняются, однако трафик данных в расчете на одного пользователя значительно возрастает, что ведет к снижению удельной цены за мегабайт. Урок для спутниковой отрасли: легче увеличить доходы, снижая стоимость емкости, когда рост основан на приходе новых абонентов, а не когда он зависит от продажи премиальных услуг той же самой когорте пользователей.

Опыт работы в спутниковой отрасли говорит в пользу состоятельности эти предположений. Компании ViaSat удалось добиться серьезного роста доходов на этапе расширения абонентской базы, но, по мере насыщения стволов и смещения фокуса в сторону пользователей премиального сегмента, рост доходов замедлился.
Хорошая новость для спутниковых компаний: в условиях нынешнего распространения спутников стандарта HTS внимание будет сосредоточено на обеспечении прироста клиентской базы в лице абонентов ШПД и в виде сайтов сброса ШП-связи или мобильных платформ. NSR прогнозирует в своем докладе VBSM14, что в ближайшие 10 лет абонентские базы фиксированной широкополосной связи и сайтов вырастут более чем на 8,9 млн новых пользователей, создавая тем самым большие возможности для роста доходов, несмотря на давление, которое испытывает ценообразование.

Конечный итог

В сообществе спутниковых операторов тенденция к снижению цен является предметом озабоченности для всех. Новые технологии меняют лицо отрасли, и операторы должны адаптироваться к новой среде. Сегодня это не часть циклического процесса выравнивания спроса и предложения, а крупная подвижка в области технологии и в целом во всей отрасли. Тренд на снижение цен не временное явление, это реальность, создающая как возможности, так и проблемы.
Рынки ИКТ, как правило, демонстрируют большую гибкость спроса. Потребители стремятся использовать как можно больше имеющейся емкости по доступным ценам, и цена в размере 5% от ВНД на душу населения, как правило, становится поворотным моментом, вызывающим существенный рост спроса на широкополосные услуги. Одной из целевых аудиторий спутниковой связи является сельское население с низким уровнем доходов, в связи с чем бизнес-модели должны к этому адаптироваться соответствующим образом, внедряя инновационные подходы, например, агрегирование спроса на точке доступа или предоплаченные решения.

На широкополосных рынках легче обеспечивать прирост доходов в сценарии снижения цены емкости за счет роста абонентской базы, а не перенаправляя клиентов в сторону премиальных услуг. NSR ожидает, что новые цены откроют закрытые рынки, привлекут новые сайты и абонентов, создавая возможности для роста доходов.

Тэги: VSAT, HTS, ITU, ШПД

Плотности приращение – Справочник химика 21

[c. 295]

    Например, элементарные анализы измерения плотности, показателя преломления, теплоты сгорания, диамагнитной восприимчивости позволяют определить долю ароматического углерода и среднее число ядер в группах с конденсированными ароматическими ядрами. Эти три последние свойства являются по сути аддитивными, как атомные объемы, с поправками на структурное приращение, которое зависит от ароматичности. [c.30]

    Для изучения скорости статического испарения топлива А. Ирисов и В. Фомин (НАТИ) предложили оригинальный метод, позволяющий определять скорость приращения давления паров топлива в любой момент, а также величину испарения, если известна плотность паров топлива. При этом методе определяется количество испаряющегося топлива с плоской поверхности в установленный объем при заданных температурах и давлениях [48]. [c.152]

    При изотермическом течении реальной жидкости приращение внутренней энергии равно нулю, а плотность постоянна, так что уравнение (III. 21) принимает вид  [c.59]

    Выделим в потоке жидкости элементарный параллелепипед (см. рис. 1У-5). В направлении л поступает тепло путем конвекции и теплопроводности. Температура потока равна Можно определить приращение энтальпии как произведение удельной теплоемкости С на массу жидкости, поступающей за время йх, и температуру ( (энтальпия определяется относительно 0°С). Масса жидкости равна произведению плотности р на объемный расход йу йг и время йх  [c. 318]

    Чувствительностью 5 ареометра следует считать отношение приращения глубины погружения к изменению плотности. В дифференциальной форме можно записать  [c.20]

    Определить приращение объема при расплавлении 10 кг олова, если теплота плавления его равна 59,413 дж/г, температура плавления 232° С, плотность твердого олова, 7,18 г/см , =3,2567 10 град-м /н. [c.130]

    При нуклеофильном замещении атакующая частица — нуклеофил, несущий отрицательный заряд, стремится выбрать такое положение в молекуле, электронная плотность которого минимальна. Смещение электронной плотности с нуклеофила на атакуемый атом ц соответствует приращению Аац>0. Это в соответствии с (8.77) означает, что приращение АЕ минимально при наименьших [c.260]

    Д. И. Менделеев дал подробный анализ кривой зависимости плотности растворов серной кислоты от их состава. Он привел график, изображающий изменение производных (отношение приращений плотности ds к соответствующим приращениям dp процентного содержания SO3 в растворе) в зависимости от состава [c.304]

    Плотность тока, ма/см Время, сек Приращение потенциала ДФ, в в-сек  [c.239]

    Последний член описывает тепловое давление, пропорциональное плотности кинетической энергии теплового движения и весьма малое при достаточно низких температурах. Следовательно, и в случае дискретного строения деформированного твердого тела его отдельные атомы испытывают локальное потенциальное изотропное давление, определяемое шаровой частью макроскопического тензора напряжений, как это следует из уравнения состояния (42). Поэтому обусловленное механическими напряжениями приращение объемного химического потенциала атома внутри тела (т. е. зависящего от изотропного локального давления) определяется шаровой частью макроскопического тензора напряжений. [c.20]

    Уменьшение механохимического э( )фекта на стадии динамического возврата проявляется в условиях статического нагружения (см. рис. 21, кривая /) сильнее, чем в условиях динамического (см. рис. 21, кривые 2, 3, 4), что указывает на более полное протекание процессов возврата в статических условиях. Особенно значительно уменьшается механохимический эффект на этой стадии при потенциостатической поляризации в случае более высоких значений плотности тока (ср. кривую 1 и кривую г а на рис. 21). Это связано с тем, что одна и та же величина деформационного сдвига потенциала вызывает одинаковое приращение логарифма плотности тока (в тафелевской области), т. е. приращение плотности тока больше при более высоком ее исходном значении. - [c. 84]

    Изучение влияния скорости деформации на кинетику механохимического растворения молибдена показало линейную зависимость приращения анодного тока от скорости деформации для каждого значения деформации на стадии деформационного упрочнения (рис. 26) и уменьшение плотности анодного тока на стадии динамического возврата. [c.88]

    Сравнение кривых показывает, что суммарное приращение общего тока с ростом л затухает медленнее, чем спадание плотности тока (выражаемое кривой /), что связано с увеличением общей площади. [c.64]

    На этом основании среднюю величину приращения плотности локального тока в активированной одной дислокацией области поверхности можно определить, если известна средняя величина Аф для области площадью А5  [c.64]

    Однако равенство прироста логарифма плотности тока не означает того же для значений плотности тока там, где абсолютная величина плотности тока выше (рабочая точка на поляризационной кривой сдвинута правее), деформационное приращение плотности тока больше, т. е. для более положительных потенциалов механохимический эффект проявляется по току сильнее, как это следует из сопоставления кривых /а и г (см. рис. 26). [c.83]

    Анализ данных, приведённых в табл. 55, показал, что парциальные молярные объемы газов, растворенных в воде, полученные различными исследователями и различными методами как правило расходятся на 3—10 . Это объясняется прежде всего значительными трудностями при проведении экспериментов. Большинство исследований проводилось при 25 °С и в условиях насыщения воды газом при атмосферном давлении. Из сопоставления результатов, полученных по методам определения плотности [47] и измерения приращения давления газа, находящегося в равновесии с водным раствором газа, который подвергнут гидростатическому давлению [35], можно заключить, что погрешность обоих методов не более 3 %. [c.95]

    Ж. Фриделем установлено, что упрочнение неоднозначно связано с плотностью дислокаций, находящихся на расстоянии i друг от друга определяется по формуле а = Gb /п Р/2т1, где в – вектор Бюргерса. В трехмерной сетке изолированных дислокаций, отстоящих друг от друга на расстоянии f о = GbVp/4. в сетке диполей вьюо-той h, отстоящих друг от друга на расстоянии сопротивление деформации описывается выражением о = ОвЬ р I 2nf. Примечательно, что независимо от типа дислокационной структуры плотность дислокаций р в этих формулах имеет степень 1/2. Здесь под а следует понимать приращение сопротивления деформации  [c.42]

    Интегрирование уравнения (5. 17) представляет трудность, так как плотность q — сложная функция от величин и и w. Приближенное решение задачи возможно численным способом. Заменив дифференциалы малыми конечными приращениями, можно с некоторым приближением найтн местные значения средней относительной скорости ш. После этого могут быть определены необходимые сечения и размеры канала на разных радиусах. [c.161]

    Результатом накопления жидкости будет изменение массы элементарного параллелепипеда. Если обозначить скорость изменения плотности потока через др1дх, то общее приращение массы в объеме йх (1у йг будет равно (в кг1сек)  [c.29]

    Для изотропных тел теплопроводность Я, является одинаиовой во всех направлениях. Примем рассматриваемую систему за изотропную. Найденное нами количество тепла dQ может быть представлено также в виде произведения удельной теплоемкости С вещества элемента на массу элемента р dx йу dz (где р — плотность вещества элемента) и на приращение температуры со временем (dtjdx)dx  [c.289]

    Для оценки зависимости химического потенциала от плотности дислокаций рассматривается модель твердого (изотропного) двухкомпонентного элемента тела, в котором равномерно распределены единичные дислокации в некоторой гипотетической решетке, занимающей единичный объем [50]. При этом число узлов решетки равно максимально возможному числу дислокаций в единице объема Nmax. Для такой модели химический потенциал дислокаций при переходе из одного напряженного состояния в другое изменяется пропорционально приращению деформационного упрочнения Ах  [c.22]

    Измерения тепловых характеристик представляют интерес не только с точки зрения энергетического баланса процесса образования трещины серебра, но также потому, что они позволяют рассчитать рост локальной температуры АТо, вызванный раскрытием и разрывом такой трещины в ПММА. Дёлль [30] предположил, что вначале тепло Qo было сосредоточено в области материала, содержащего трещины серебра. Для значений плотности 0,6 г/см , удельной теплоемкости 1,46 Длс/(г-К), раскрытия трещины серебра 1,65 мкм и Qo = 335 Дж/м он получил АТо = 230 К. Это значение для ПММА соответствует теоретическим оценкам Вейхерта и Шёнерта [185] и данным ИК-измерений Фюллера и др. [184]. Последние определили в интервале значений а от 200 до 600 м/с постоянную величину АТ, равную 500 К. Одновременно регистрируемое увеличение Q(a) означает, что пластическое деформирование у вершины трещины охватывает более обширную область при более высоких скоростях роста трещины. В предварительных экспериментах с ПС получено АТ = 400 К и более низкое количество тепла [184]. Эти значения температур, конечно, велики, хотя и возможны. Они означают, что при таких условиях должно происходить не только плавление, но и термическое разложение материала. В то же время они согласуются с более высокими приращениями температуры (в несколько тысяч граду- [c.382]

    Основным методом определения молекулярного веса нефтепродуктов является криоскопический метод. Он основан на падении температуры застывания растворителя от прибавления к нему испытуемого нефтепродукта. В качестве растворителя употребляют бензол, нафталин и др. В редких сл таях применяется эбулиоско-пический метод, основанный на измерении приращения температуры кипения растворителя после ввода в него испытуемого нефтепродукта. Еще реже определяют молекулярный вес по плотности паров нефтепродукта. [c.53]

    Для выполнения работы вполне пригодна простейшая трехэлект-родная ячейка в виде химического стакана, в который помещается анод, армированный в фторопластовую обойму, и катод — платиновая спиралька или пластинка небольших размеров. Потенциал анода измеряется относительно электрода сравнения, кончик сифона от которого (электролитический ключ) подводится к поверхности анода, как обычно это делается при снятии поляризационных кривых. Во многих случаях можно обойтись даже без электрода сравнения, просто подключая катодный вольтметр параллельно катоду и аноду ячейки. При этом в ходе опыта регистрируется увеличение клеммного напряжения, смотря по обстоятельствам, способного достигать нескольких десятков и даже сотен вольт. Так чаще всего поступают, применяя гальваноста-тический метод исследования, согласно которому на ячейку от высоковольтного источника подается ток постоянной плотности, а напряжение на клеммах измеряется в ходе опыта как функция времени. Варьируя величину плотности наложенного тока, получают серию кривых напряжение — время. Обычно начальные участки таких кривых линейные, и их наклон тем больше, чем выше плотность наложенного тока. При достаточно большой продолжительности опыта приращение напряжения со временем становится все меньшим и в конечном счете прекращается полностью, т. е. устанавливается некоторое предельное значение анодного потенциала (точнее — клеммного напряжения), которому соответствует образование анодной пленки максимальной толщины. [c.238]

    Мемисторы имеют более широкие области применения, так как выполняют функции и интеграторов, и аналоговых элементов памяти. Они питаются от сети контролируемого оборудования постоянным током . Количество вещества, выделившегося на электроде в результате прохождения тока, пропорционально времени работы. Большое распространение получили счетчики с отсчетом времени по изменению длины электродов в результате прохождения тока. Примером такого прибора может служить счетчик, конструкция которого приведена на рис. 35,б. В корпусе из полупрозрачной пластмассы помещены два медных электрода, один из них (катод) расположен в капилляре. Электролитом служит раствор сернокислой меди. При прохождении тока анод растворяется, и на катоде выделяется медь. Здесь приращение катода пропорционально времени работы прибора и плотности тока и не зависит при данной плотности тока от площади поперечного сечения катода. Помимо меди, в таких счетчиках могут быть использованы и другие металлы, например ртуть (рис. 35, б). Ртутный счетчик имеет более высокую точность (+3%), длина его шкалы 25,4 мм, диапазон измеряемого времени от 5 до 10000 ч, потребление тока от 0,01 до 1 мА. Некоторые преимущества имеют химо-троны с твердым электролитом. Можно конструировать очень компактные, малогабаритные приборы и устройства, которые значительно удобнее в эксплуатации, чем жидкостные. Известны, например, электрохимические управляемые сопротивления на основе Agi. Такой кулонометр-интегратор представляет собой цепь Ag Ag3SI Au. [c. 69]

    Поскольку с увеличением температуры плотность (показатель преломления) уменьшается, разность фаз 5 отрицательна. Следовательно, энтальпия Н [уравнение (111а)] положительна. Теперь область, занимаемая шлирой, оказывается разделенной растром, со-ответствуюш,им конечным приращениям Axi = b (первоначальные вертикальные полосы) и A// (фпг. 71, б). [c.198]

    Если относительное приращение плотности теплового потока Ф 2 = Aqjqo по всей длине рассматриваемой зоны одинаково (при этом 0 может быть в различных сечениях неодинаковым), величина 8 также будет только функцией времени. Тогда путем интегрирования выражения (9.208) получаем [c.376]

Второе пришествие суборбитальной баллистики – Наука – Коммерсантъ

Какие полеты изменят этот век? Широкое освоение гиперзвуковых и пассажирских сверхзвуковых средств расширит атмосферные пути человека. Но открыть новую эру, следующую за аэропланами реактивными, продолжая Циолковского, сможет суборбитальная баллистика.

Николай Цыгикало

Небесная колея

Полетом под действием силы тяготения занимается баллистика. Гравитация в большой мере определяет наш мир, в том числе движение планет и путь тела возле планеты. Крупномасштабную траекторию, формируемую центральным гравитационным полем, Иоганн Кеплер назвал орбитой, от латинского слова orbita — «колея», «путь». Он выявил и сформулировал закономерности в наблюдаемом движении небесных тел, параметры которого перед этим измерил с высокой точностью Тихо Браге за 20 лет наблюдений.

Так были обретены три закона Кеплера. Согласно им тело, не покидающее гравитационное поле планеты, катится по колее в форме эллипса — эллиптической орбите вокруг центра обращения, с макушкой апогея и низиной перигея. Чтобы обращаться по орбите, нельзя залезать в атмосферу, сопротивлением воздуха сбрасывающую с орбиты на поверхность. Торможение становится критическим на высоте около 120 км, на которой начинается необратимый и быстрый сход с орбиты. Поэтому перигей стабильных орбит не опускается ниже 150 км. Типичная высота низкой опорной орбиты в Америке 185 км — это просто круглые 100 миль. В России предпочитают круглые 200 км.

А если перигей лежит под поверхностью? Эллипс такой орбиты частично погружен в планету, частично торчит из нее. По наружной, надпланетной части эллипса полет проходит точно по законам Кеплера, никак не отличаясь от обычного орбитального оборота из-за наличия другой, подземной части эллипса с подземным перигеем. На нисходящем участке орбиты тело попытается пересечь земную поверхность и встретит ее, закончив движение. Подземная часть эллипса математически верная, но физически мнимая, как полет в плотных мантийных породах.

На такой орбите полный оборот невозможен. Только полет по наружной части эллипса, от точки старта до точки падения. Зато полностью и точно подчиняющийся орбитальным законам. Поэтому полет по реальной части орбиты назвали суборбитальным, а саму эту часть суборбитальной траекторией.

Каковы высоты суборбитальных траекторий? Верхняя граница высоты апогея ничем не ограничена: раз упало оттуда на поверхность — полет суборбитальный. Нижнюю границу суборбитальности можно провести по границе атмосферы. Целиком помещающаяся в атмосфере баллистика настолько разнится от орбитальной, что тут не поможет даже приставка «суб». Говоря об орбитальности и суборбитальности, будем подразумевать посещение космического пространства, начинающегося (так назначили) на высоте 100 км, и не считать суборбитальным полет мины из ротного миномета. Отметим вертикальный частный случай суборбитальных полетов — движение чисто вверх, оттуда вниз.

Первая суборбитальная траектория пройдена вертикальным пуском ракеты «Фау-2» Вернера фон Брауна в ракетном центре Пенемюнде в Германии в 1944 году, высота полета достигла 188 км. С ростом дальности баллистических ракет их траектория растет все выше, а параметры движения близятся к орбитальным. Боеголовки межконтинентальных ракет при пуске на максимальную дальность поднимаются на 1,2 тыс. км, втрое выше орбиты МКС. Они на короткое время располагаются среди низкоорбитальных спутников, плавно меняя высоту и лишь слегка отставая от них. И поэтому, постепенно снижаясь и уходя вниз, после космической части пути погружаются в атмосферу.

Атмосферная дробилка

Вход в атмосферу — особая часть суборбитального пути. Возникают и действуют быстро растущие воздушные силы. Большие скорости входа делают финальный участок полета самым напряженным. Атмосфера начинается очень разреженным гиперзвуковым потоком с высокими, в первые десятки, значениями числа Маха. Огромная температура потока на поверхности боеголовки во много тысяч градусов сначала почти не греет из-за большой разреженности воздуха. Температура высока, да плотность невелика — мало еще вещества и его тепла в кубическом сантиметре прилегающего воздуха, и тепловой поток в стенку боеголовки незначительный. Он усиливается со снижением. Плотность воздуха растет, увеличивая тепловые и силовые нагрузки. Аэродинамические, вернее, газодинамические силы (газодинамика — это процессы с большой сжимаемостью газа) начинают обжимать конструкцию. Возникает и растет перегрузка торможения. Невесомость чистого баллистического падения сменяется силовой атмосферной баллистикой.

Перегрузка. Состояние длительного ускорения называется перегрузкой. Сопротивление воздуха создает силу и ускорение торможения. Возникает перегрузка. Она действует на все без исключения на борту. Величину перегрузки оценивают сравнением с ускорением свободного падения на поверхности Земли, названным g. Перегрузка 3g будет трехкратной, 5g — пятикратной. Вес при перегрузке растет в ее кратности, в три и пять раз. Бортовые перегрузки при входе в атмосферу могут быть разными, их уровень определяется скоростью, углом входа и баллистическим коэффициентом тела. Этот «сплав» массы и формы, плотности и обтекаемости определяет поведение тела на атмосферной части траектории.

Объемный аппарат с большой парусностью и низкой плотностью, типа пилотируемых, будет испытывать большую силу сопротивления воздуха, собираемую своей широкой поверхностью. Если нужно снизить перегрузку, аппарат погружают в атмосферу очень постепенно, очень полого, долгое время оставляя его в действии слабых газодинамических сил верхних слоев начинающейся атмосферы. Можно затянуть снижение аппарата, подцепив его подъемной силой газодинамической природы, создаваемой обтеканием корпуса. Неравномерное обтекание гиперзвуковым потоком задают так, чтобы зоны сжатия были больше снизу аппарата. Их давление сложится в подъемную силу, замедляющую спуск и растягивающую торможение по неплотным слоям, снижая перегрузку.

В других раскладах, напротив, важно уменьшить время прохождения атмосферы, и тогда уровень перегрузок становится другим. Боеголовки межконтинентальных баллистических ракет являются оружием, его задача поразить быстрее. Их плотные обтекаемые «морковки» сохраняют высокую скорость до нижних слоев атмосферы. Стремясь к цели по кратчайшему пути как можно быстрее, они встречают колоссальные перегрузки во многие десятки g. Их создают под эти перегрузки, а работа заряда и его блока автоматики рассчитана для работы в таких условиях. Зато боеголовки быстрее всего прокалывают атмосферу до глубоких слоев в окрестностях цели, надежно донося к ней работоспособный заряд.

Тепловые нагрузки. С погружением в атмосферу тепловой поток в аппарат увеличивается из-за роста плотности воздуха и многократного сжатия пристеночного слоя, сильно повышающего температуру. Чем больше нагретого вещества прижато к стенке, тем больше тепла поступит в обшивку. Помимо нагрева теплопроводностью раскаленный газ также излучает тепло в поверхность аппарата. Картина может обогащаться газодинамическими деталями.

Например, у боеголовок с затуплением носовой части возникает так называемая отсоединенная головная ударная волна. Это область прямого скачка уплотнения, производящего колоссальное сжатие и трансформацию кинетической энергии в тепло. Линзовидная зона ударного газодинамического уплотнения отходит от носа боеголовки, «отсоединяется» и держится впереди корпуса. Из-за большой степени сжатия головная ударная волна нагрета так, что светит подобно маленькому Солнцу, добавляя свой поток лучистого тепла в конструкцию.

Ярким букетом цветут тепловые проявления гиперзвуковых особенностей обтекания. Ударная волна обтягивает поверхность, образуя на ней вязкий ударный пограничный слой. Расширенный от сильного нагрева, он становится ареной сложно переплетенных температурных эффектов физики и химии, включая переход вещества в четвертое состояние — плазму.

Силовое воздействие. Аэродинамические силы действуют через зоны давления, создаваемого обтеканием. Они могут иметь самый разный характер и достигать разных уровней воздействия. Корпус обжимают газодинамические силы. Они могут, нарастая, просто смять конструкцию, потерявшую устойчивость под этой нагрузкой. Одновременно аэродинамические нагрузки содержат переменные компоненты. Из-за особенностей обтекания могут возникать переменные силы, приводящие к добавочным движениям — от медленных раскачиваний корпуса до тряски и высокочастотных вибраций. Постоянное снижение скорости полета при возрастании плотности потока меняет вибрации и расположение зон их максимумов на частях конструкции, вызывает угасание одних вибраций и появление других. Динамика сил пробует на прочность материалы и конструктивные решения. Сложение динамической вибрационной нагрузки со статическим нагружением порождает пики силового воздействия с максимумами разрушительных уровней.

Сложность противостояния таким нагрузкам показала ракета Р-7, ставшая первой в мире межконтинентальной боевой ракетой. Стать ею оказалось сложнее, чем космическим носителем — у космического носителя нет задачи доставки груза к цели сквозь атмосферу, только вывод за нее. Поэтому сначала получилось запустить спутник и только через полгода после этого достичь межконтинентальной дальности с выполнением боевой задачи — то есть довести головную часть до боевого поля падения без разрушения в атмосфере. Это удалось впервые в конце марта 1958 года. Так боевая межконтинентальная траектория оказалась труднее космической орбиты.

Суборбитальная баллистика межконтинентальной ракеты

Все ракеты с дальностью, измеряемой в тысячах километров, являют собой боевую суборбитальную баллистику. Так назовем область, в которой выполнение боевых задач стоит выше обычной энергетической оптимальности. Особенности выполнения боевой задачи формируют добавочные, боевые черты движения. Они видны в параметрах — например, угла входа в атмосферу.

С каким углом падения лучше всего подходить к цели? Время для боеголовки — важный фактор, и чем быстрее заряд окажется у цели, тем лучше. Скорость доставки замедляется атмосферой. Как пройдет боеголовка наклонный путь в воздухе, так и определится картина потерь скорости. С точки зрения быстроты лучше падать в атмосферу вертикально с зенита, по кратчайшему пути.

Но организация вертикального падения требует огромного траекторного эллипса большой заатмосферной высоты с почти вертикальным участком встречи с поверхностью. Полет по столь протяженному пути долгий. Боевая задача ждет сокращения полетного времени. Чтобы добраться к цели быстрее, нужен большой горизонтальный разгон в направлении будущего района падения. Нужна настильность, как у выстрела скоростным боеприпасом — его пуля прилетит в мишень быстрее и по более пологой траектории. Горизонтальная скорость станет намного больше вертикальной, обеспечивая быстроту географического перемещения боеголовки. Такое соотношение скоростей даст малый угол входа в атмосферу с пологим снижением. Это долгий путь в атмосфере и значительные потери скорости боеголовки еще достаточно далеко цели.

Кроме того, пологая траектория входа оказывается в пространстве боевых ограничений. Противоракетные комплексы противника сбивают цели на большой, в том числе заатмосферной высоте. Долго идти над территорией противника на высотах работы этих комплексов неправильно. Ближние к точке падения противоракетные средства противника сработают в любом случае. Но давать работать по траектории и дальним комплексам — значит, излишне наклонять траекторию, проводя ее по верхним частям зон поражения далеких от цели противоракетных средств, подставляя ее под большее количество средств ПРО.

Так реальные углы входа в атмосферу боевых блоков ракеты выбираются как баланс нескольких важных задач, часто разнонаправленных. Как согласуются акценты баллистической и противоракетной оптимальности входа, по каким критериям и как повышается боевая эффективность изделия — сие тайна есть.

Визуально вход в атмосферу боеголовок выглядит зрелищно и лучше всего виден в спокойные ясные ночи средних морозов. Возникая в виде неподвижных тусклых точек среди звезд неба, картина продолжается их медленным смещением и усилением разгорающегося движения. Новые звезды за двадцать секунд вырастают до ярких огней, похожих на огни салюта, непривычно быстро летящих через небо. Их путь абсолютно ровный, наискось идущий к горизонту. Цвет иногда меняется на пару секунд, возвращаясь в бело-желтый. Летящие огни отбрасывают поворачивающиеся тени от всего вертикального, особенно хорошо видимые на снегу. На смену пролетевшим и угасающим на горизонте боеголовкам усиливают яркость и свое смещение в небе другие.

Картина полностью безмолвная, и только через 30–40 секунд после ее завершения баллистическая волна от пролета приходит на измерительный пункт множественными громовыми ударами, уходя дальше по рельефу стихающими раскатами. Это финальный аккорд. Загорается освещение, выключенное во время действа. Возбужденные прошедшей боевой работой операторы ФРС (фоторегистрирующих станций) отстыковывают на плоской крыше технического здания отснятые кассеты с широкой фотопленкой. Они зачехляют статуи фототеодолитов в рост человека, выстроившиеся короткой шеренгой, лицом в одном направлении, словно статуи моаи острова Пасхи. Телеметристы возятся в своих аппаратных на первом этаже. К двум часам ночи измерители уходят с технического здания в расположение части, остается дежурная смена. Какую оценку поставят измерительному пункту за эту боевую работу, покажет анализ полноты его данных.

Старт и работа разгонных ступеней — активный участок траектории — тоже может нести боевые особенности. Достаточный запас тяги позволит противоракетное маневрирование на активном участке. Затраты энергии на маневры оцениваются, добавочная тяга и топливо закладываются в конструкции ракеты и работе двигателя. Логика построения и размах маневров — противоракетных боевых элементов движения — на активном участке основывается на энергетике полета, деталях угрозы перехвата, доступных конструктивных решениях и других моментах.

Финальное разрушение непрочного

Боеголовки — суборбитальные летательные аппараты, проходящие атмосферу без разрушения, так они спроектированы. Следом за ними летит ступень разведения, или боевая ступень,— тоже суборбитальный летательный аппарат, но специализированный под другие задачи. Боевая ступень разводит боеголовки в космосе по их индивидуальным траекториям, то есть выполняет наведение боеголовок — совмещение траектории движения боеголовки с точкой цели. Выполнившая свою задачу еще в начале космического участка, боевая ступень входит в атмосферу следом за боеголовками в том же географическом районе падения.

Но, будучи пустой и гулкой своими выработанными топливными баками (это метафора, баков может и не быть), ступень скорее отзывается на действие атмосферы. Поэтому зона падения остатков ступени лежит немного раньше на трассе, чем область падения боеголовок. Ступень разведения входит в атмосферу без заданной ориентации к встречному потоку, как придется, своим развитым корпусом. Аэрогазодинамика обтягивает его сетью зон высокого горячего давления. С погружением в атмосферу силы и температуры на корпусе растут, зоны высокого давления начинают большими пассатижами ломать конструкцию.

Гиперзвуковой поток разламывает ступень на части, потом еще раз и еще. Фрагменты разлетаются и горят. С земли это выглядит крупной огненной звездой с оранжевым шлейфом позади. Порой вокруг ступени видны белые вспышки от сгорания магниевых фрагментов и осколков, похожие на сверкание сварки. Температура зажигания магния всего полтысячи градусов. Гиперзвук нагревает куски сильнее. Ступень, посверкивая, теряет яркость и шлейф огня и растягивается в небе ровной полосой убывающих оранжевых углей. Затормозившись до низкого сверхзвука, остатки ступени перестают светиться и пропадают из виду. Минут через двадцать с неба на местность сеется тихий дюралевый фрагментопад.

Аналогично разрушаются космические аппараты, покидая орбиту и входя в атмосферу пологими суборбитальными траекториями со сходной динамикой. Они распадаются и вытягиваются роем ярких углей из костра, иногда расширяя свой поток. Это траектории аэрогазодинамического разрушения, и тут свои задачи. Надо попасть в отведенный территориальный квадрат. В тесный район падения проще опускать аппарат круче, уменьшая разброс точки входа по горизонту. На больших доступных зонах падения, типа тихоокеанских, точность выдерживания координат точки входа уже не так важна. Текущее состояние атмосферы и активность Солнца меняют параметры верхних слоев воздуха и картину движения. А сам вход в атмосферу может происходить как управляемым сведением с орбиты, так и по сценариям неуправляемого падения.

Пилотируемая суборбитальность

Люди участвуют в суборбитальных полетах крайне редко, гораздо реже полетов в космос. Их сегодня можно пересчитать по пальцам. Это плановые первые суборбитальные полеты Алана Шеппарда и Вирджила Гриссома, поднимавшихся в 1961 году на высоту 187 км и 190 км. Это полеты на американском экспериментальном гиперзвуковом ракетном самолете Х-15 с достижением в 1963 году пилотом Джозефом Уокером высоты 106 км и 108 км. И полеты Майкла Мелвилла и Брайана Бонни, испытателей баллистического туристического средства SpaceShipOne американской компании Scaled Composites. Аппарат поднимался немного выше 100 км, заходя в космическое пространство.

Кроме того, случались суборбитальные полеты в ходе аварийных пусков в космос. В 1975 году экипаж «Союза-18-1» в составе Василия Лазарева и Олега Макарова оказался на суборбитальной траектории в результате аварии третьей ступени ракеты и срабатывания системы аварийного спасения. Корабль свободно падал с высоты 192 км, перегрузка в атмосфере превысила 20 единиц, вплотную подойдя к смертельным значениям. Но экипаж выжил и даже продолжил участие в полетах. В октябре 2018 года случился похожий полет по суборбитальной траектории корабля «Союз МС-10» с Алексеем Овчининым и американцем Тайлером Хейгом. Перегрузка не превысила 6g, оставаясь легкопереносимой и не доходя до драматических уровней.

CST-100 Starliner, новый космический корабль Boeing с экипажем на семь человек, запускается в космос по суборбитальной траектории, как «Спейс Шаттл». Ракета-носитель, полностью отработав, выводит его не на околоземную орбиту, а на суборбитальную траекторию. Оставшееся до орбитального движения небольшое приращение скорости корабль делает сам, своими бортовыми двигателями. В случае отказа двигательной установки корабля он таким образом автоматически возвращается на Землю по суборбитальной кривой с автоматической парашютной посадкой в конце атмосферного участка. Но штатный запуск не предусматривает суборбитальной траектории.

Суборбитальные ступени

Посадка в конце суборбитальной траектории возможна не только парашютная, но и на опоры с торможением двигателем. По таким суборбитальным траекториям движутся первые ступени ракеты-носителей Falcon 9 и Falcon Heavy, выполняя приземление на космодром или баржу в океане. Это нетипичные, специализированные суборбитальные траектории, особенно при возврате в район старта. Двигатели разворачивают разогнавшуюся от точки старта ступень обратно к старту, как коня за узду, создавая новый практический тип суборбитальных траекторий.

Их вид похож на огромную петлю, привычную в авиационных полетах, по форме напоминающую старые трамвайные дуги. Место посадки находится в 9 км от стартовой площадки. Верхняя дуга этой баллистической петли поднимается до 200 км и уходит в сторону от старта на 100 км. Но ступень может садиться и на платформу в океане в 300 км от старта, в этом случае поднимаясь до 140 км по привычной арке без петли, с особенностями наведения на конечном участке. А при запусках на геопереходную орбиту, требующую большего разгона, точку посадки располагают в 630–660 км от старта.

Траектории возвращения к старту несут еще один важный момент. У них не возникает плановых падений, поэтому не нужны и безлюдные зоны для этого. Для плотно населенной территории это важно. Ступени с надежностью авиационного уровня могут свободно летать над континентом, как самолеты. Снимутся основные территориальные ограничения, связанные с трассами выведения – наземными проекциями траекторий на поверхность Земли. Увеличится горизонтальный маневр, шире будут использоваться искривленные трассы, с длиной трассы больше ортодромной дальности (кратчайшей на поверхности). Такая наземная кривая может обходить объекты, не допустимые на линии трассы. Все это снизит ограничения для космодромов и портов суборбитальной баллистики, которые можно будет строить недалеко от аэропортов.

Homo ballisticus suborbitalensis

Суборбитальная область осваивается человеком уже скоро 80 лет, давно и плодотворно в нескольких направлениях, исследовательских, боевых и космических. Она всегда была и оставалась перспективной с первого полета и на каждом этапе освоения, и сегодня ее перспективность только возрастает. Сейчас суборбитальные полеты остаются в областях специфических дел, узких, специальных, не касающихся обычного человека. Так когда-то развивалась реактивная авиация — сначала только боевые системы. Лишь потом возникли пассажирские самолеты, сделавшие реактивные полеты массовыми.

Боевая суборбитальная баллистика плотно освоена, глубоко и специальным образом проработана и продолжает развиваться, посадочная космическая — тоже. Аппараты этих областей малочисленны, их полеты относительно редки, а в космических запусках относительно мало посадок. Рост суборбитальной многоразовой практики в космических пусках расширяет ее транспортное применение с постепенным занятием более весомой части в системе ценностей и жизни людей. Так в мир человека входила новым элементом железная дорога, потом автомобиль, потом самолет, без которых трудно представить сегодняшнюю жизнь.

С появлением новой матчасти картина боя может измениться, как гласит старая истина. Если создать баллистическое средство на сотню пассажиров, способное выходить в космос, оно породит новый формат массовых перемещений человека. Возникнет пассажирская баллистика.

Из Нью-Йорка в Токио долететь за 40 баллистических минут. Обогнуть Землю за пару часов при хорошей стыковке баллистических рейсов. Возникнет баллистический пассажиропоток. Суборбитальные пассажирские маршруты разойдутся из космопортов плотными снопами в космосе. Для их описания, стандартизации и ограничений создадут протоколы суборбитального движения. Их сформируют в связи с энергетикой движения, безопасностью по столкновениям, низкоорбитальной обстановкой, бортовым комфортом, технологичностью и другими критериями. Возникнут низкие околоземные расписания движения по пассажирским суборбитальным траекториям. Необходимость управления низкой баллистической околоземной обстановкой потребует высокой координации через создание наднациональных органов действия.

Человеческий мир может в очередной раз ощутимо измениться. Массовый доступ суборбитальных пассажиров в космическое пространство вызовет отмирание мелких суборбитальных капсул типа SpaceShipOne и New Sheppard компании Blue Origin. Возможность за 40-50 минут отправить на другую сторону Земли одним баллистическим бортом роту спецназа, а несколькими балбортами батальон или полк, с техникой, топливом и боекомплектом, изменит военные расклады и может привести к появлению нового рода войск.

Сегодня уже мало сомнений в реальности таких средств. Компания SpaceX Илона Маска полным ходом создает свою ракету-корабль Starship, которая сможет брать на борт сотню пассажиров. Идут летные испытания прототипов, в 2022 году запланированы космические полеты этого средства в грузовом беспилотном режиме, а с 2024 года планируются пилотируемые полеты. И хотя корабль позиционируется как орбитальный, ничто не мешает ему быть многоцелевым, выступив в качестве пассажирского суборбитального транспортного средства. Нужно лишь понизить энергию запуска, не дотянув до орбитального движения и оставшись в рамках суборбитальной траектории. Сроки запусков и программа испытаний наверняка будут корректироваться, но Маску не откажешь в умении создавать новую баллистическую технику. Поэтому весьма вероятно скорое появление у SpaceX суборбитального пассажирского транспортного средства.

И не только пассажирского. В октябре компания SpaceX и техасская аэрокосмическая компания xArc заключили контракт с Пентагоном на разработку транспортной ракеты, которая сможет доставить 80 тонн военного груза, включая оружие, за час в любую точку Земли. В частности, с мыса Канаверал во Флориде на американскую базу Баграм в Афганистане (около 14 170 км) меньше чем за час. В отличие от транспортного самолета C-17 Globemaster III, которому для доставки такого груза потребуется 15 часов полетного времени, суборбитальный путь не требует разрешения на пролет через национальные воздушные пространства. Первые демонстрационные испытания по проекту ожидаются в следующем году.

Что грядет дальше в суборбитальной баллистике? Как ХХ век стал авиационным веком, так XXI век, вероятно, станет баллистическим веком человека. Ниша баллистической быстроты перемещения людей сейчас не освоена — однако она освоится, баллистические скорости очень привлекательны. В 20-м году прошлого века не было реактивной авиации, самолеты летали в формате матерчатых бензиновых бипланов, уступая в скорости быстрейшим птицам. Но вторая половина века радикально изменила авиацию и мир. Вполне вероятно повторение такого векового цикла и в баллистическом исполнении.

Сложится охват планеты плотнеющей сетью суборбитальных пассажирских сообщений с многократным ростом пассажиропотока. Пойдут развиваться и суборбитальные грузоперевозки, в том числе в военных целях. В связи с ними эволюционируют и средства перехвата суборбитальных целей. Это снова будут специализированные системы, опять боевые. Виток замкнется на новом уровне, и траектория развития по спирали продолжится дальше в формах и деталях, с трудом просматриваемых из нашего сегодняшнего дня.

Как настроить скорость вентиляторов в ПК

Современная компьютерная техника для охлаждения системы самостоятельно регулирует обороты вентиляторов. Однако, в большинстве случаев, чтоб добиться комфортного соотношения эффективности и шума, лучше это выполнить в ручном режиме.

О способах регулирования оборотов корпусных вентиляторов и процессорного охлаждения мы сегодня и поговорим.

Зачем нужна регулировка вентиляторов?

Изначально параметры работы вентиляторов устанавливаются материнской платой в зависимости от показателей температурных датчиков и настроек BIOS.

Но не всегда автоматическая система эффективно справляется со своими функциями. Чаще всего это один из следующих сценариев:

• Разгон компонентов системы.
• Постоянная работа компьютера на повышенных нагрузках.
• Замена кулеров на более мощные.
• Изменение климата помещения.
• Устаревшая система охлаждения.
• Компьютер давно не чистили.

Если причиной чрезмерной работы кулеров является перегрев системы из-за жары или загрязнения системы пылью, вручную уменьшать обороты вентиляторов нельзя. Для начала следует выполнить чистку и обслуживание компьютера. Возможно понадобится заменить термопасту на процессоре. Если устройство давно не обслуживалось, эти манипуляции позволят снизить температуру рабочих узлов на 10 – 15 °С.

В случае разгона, следует уделять повышенное внимание рабочим температурам компонентов системы и своевременно принимать меры по их регулировке. Чрезмерный перегрев чреват выходом из строя разогнанных комплектующих. Если же перегрева не наблюдается, а кулеры работают на максимальных оборотах, это приводит к лишнему энергопотреблению и шумовой нагрузке.

В остальных случаях, если перегрева системы нет, а вентиляторы работают на полную мощность, выполняя более 2000 – 3000 тысяч оборотов в минуту, следует изменить параметры их работы вручную.

Сделать это можно тремя способами.

Настройка через BIOS

Перейти в BIOS можно, нажав соответствующую кнопку клавиатуры при запуске компьютера. В зависимости от модели материнской платы, это может быть F2 или Del.

Обычно раздел настройки вентиляторов находится на стартовой странице и называется «Fan Control». В разделе можно найти 3 типа устройств:

• CPU FAN – процессорный вентилятор.
• Chassis FAN или CHA FAN – корпусные вентиляторы.
• AUX FAN – порты для подключения дополнительных вентиляторов. Их управление выполняется выносными регуляторами, а материнская плата только обеспечивает питание.

Возле названия каждого вентилятора указываются его обороты. Чтоб перейти к настройке, следует выбрать устройство.

Обычно настройка процессорного вентилятора реализована в виде графика, к которому предлагаются базовые режимы: Silent, Standart, Turbo или другие, на усмотрение производителя. А также ручной режим – Manual или Custom.

Для регулировки следует передвигать контрольные точки графика. Однако, полностью выставлять производительность вентилятора на минимальные значения не рекомендуется, особенно при настройке процессорного охлаждения. График должен иметь вид плавной кривой, в которой температуре 30 °С должна соответствовать минимальная скорость вентилятора, а 80 °С – максимальная. Если возможно – проверьте эффективность охлаждения в максимальной нагрузке. Из-за особенностей как самих вентиляторов, так и радиаторов разницы в эффективнойсти охлаждения между 85% скорости и 100% может и не быть, а вот шума прибавится ощутимо. Тест стоит проводить не менее 10 минут по длительности – за это время система выйдет на уровень температурной стабильности. Речь конечно-же о воздушных и 240-мм жидкостных системах. При использовании 360 и более габаритных радиаторов прогрев до состояния равновесия может занять до получаса.Промежуточные значения выбирайте исходя из параметров системы, оценивая каждый показатель и подбирая необходимое значение практическим путем под нагрузкой.

Настройка корпусных вентиляторов редко реализована визуально. Обычно предлагается вводить мощность в процентах на каждый из трех режимов работы: Min, Middle, и Max.

Регулировка при помощи утилиты SpeedFan

SpeedFan – самое популярное бесплатное приложение с русскоязычным интерфейсом. Среди его функций:

• Определение степени загрузки процессора и каждого ядра.
• Контроль температур основных компонентов ПК.
• Мониторинг рабочих параметров системы.
• Управление скоростями вентиляторов.

Программа позволяет регулировать обороты каждого вентилятора, подключенного к материнской плате, параллельно оценивая, как изменяется температура на датчиках. Можно задать необходимые уровни температур, и система будет автоматически подстраивать частоту оборотов кулеров. Также можно выставить автоматический режим. Для этого следует поставить галочку в строке Automatic fan speed (Автоскорость вентиляторов).

В большинстве случаев, если вентиляторы подключены напрямую к блоку питания, их можно регулировать только физически.

Физическая регулировка

Для управления скоростями работы вентиляторов используют специальный многоканальный регулятор скорости – реобас. Он монтируется в системный блок или на переднюю панель. Также можно встретить внешние устройства, которые закрепляются на корпусе при помощи магнитов или липучек.

В зависимости от конфигурации, реобас может выполнять сразу несколько функций:

• Увеличивать количество разъемов для подключения кулеров.
• Регулировать рабочие параметры вентиляторов: скорость вращения, потребляемая энергия.
• Контролировать температурный режим системы.
• Визуализировать показатели работы кулеров и системы.

Выбирают реобас по ряду характеристик:

• Тип управления: ручной или автоматический.
• Функционал.
• Количество подключаемых вентиляторов.
• Количество термодатчиков.
• Наличие дисплея.

Самые простые реобасы будут показывать скорость только одного кулера, передавая значения на датчик материнской платы. С остальных кулеров показания не снимаются.

Некоторые топовые модели могут быть оснащены микрофонами и способны автоматически настраивать режим работы системы охлаждения в соответствии с шумовым фоном помещения.

Какое наименьшее приращение скорости вы можете установить для серводвигателя?

Добро пожаловать в первую в новой серии функций под названием «Технические ответы», в которой мы собираемся ответить на вопросы, которые недавно задавали нам клиенты относительно их реальных промышленных приложений.

Мы всегда стремились выпускать простые для понимания статьи, которые предоставляют помощь и советы по повседневным проблемам сервопривода и автоматизации, которые, мы надеемся, помогут всем нашим клиентам. Например, наша статья Back to Basics о серводвигателях, которая имела огромный успех и в итоге была опубликована в журнале Design Solutions, а также многие другие, надеюсь, полезные статьи и руководства, которые мы опубликовали за эти годы.

В этом первом из серии технических ответов мы отправляемся в Вену, чтобы посетить компанию, эксплуатирующую супердозирующие насосы Fuji Techno Industries, для которой мы являемся европейскими представителями. Насосы предназначались для высокоточного дозирования, и наш заказчик хотел знать, какое наименьшее приращение скорости может быть установлено для приводящих их серводвигателей.

Вопрос был достаточно простым, но на самом деле ответ немного сложнее, поэтому мы рассмотрим его в двух частях.В этой первой части мы рассмотрим, чего можно достичь с помощью различных комбинаций двигатель / привод, а затем во второй части мы рассмотрим разрешение скорости. Две вместе взятые статьи должны дать хорошее понимание предмета и знания, необходимые для уверенного решения проблемы.

При проектировании приводной системы, особенно для критически важных приложений, существует ряд вопросов, которые могут показаться очевидными или очевидными, но имеют основополагающее значение для достижения оптимальных характеристик, эффективности и точности.Одной из таких проблем является регулирование скорости и определение минимальных приращений скорости, которые могут быть установлены на серводвигателе. Это был вопрос, заданный нам нашим клиентом из Вены, эксплуатирующим высокоточные дозирующие насосы, но он в равной степени актуален для любого промышленного применения, где регулирование скорости имеет решающее значение.

Итак, как и в случае с нашим клиентом в Вене, представим, что вам нужен двигатель для привода насосного агрегата и обеспечения диапазона расхода от 0 до 500 мл / мин. Из-за конструкции насоса крутящий момент, необходимый для приведения его в движение во всем диапазоне расхода, относительно постоянен.Вы также хотите иметь возможность регулировать скорость потока до 0,1 мл / мин.

Сначала вам необходимо подумать о том, какая комбинация двигатель / привод лучше всего соответствует требованиям вашего приложения. Простые частотно-регулируемые приводы предлагают диапазон регулирования скорости вплоть до 1:40. Еще более мощные векторные приводы с разомкнутым контуром позволяют регулировать скорость в диапазоне от 1: 200. Дело в том, что использование любого из этих вариантов не даст вам необходимого контроля, поскольку частотно-регулируемый привод может работать только до 1:40 своего диапазона скоростей, обеспечивая минимальный расход 12.5 мл / мин. И в случае привода Open Loop Vector максимально близкое значение, которое мы могли бы получить, составило бы 2,5 мл / мин. Это грубый пример, но в нем есть смысл.

Вы можете рассмотреть привод с вектором потока, который использует устройство обратной связи (обычно энкодер) на двигателе для достижения диапазона регулирования скорости 1: 1000. Это значительно приблизит вас к желаемой чувствительности управления, но даже при 0,5 мл / мин мы все равно проигрываем в 5 раз. он существенно лучше, чем другие упомянутые здесь варианты.Благодаря методам управления с обратной связью и синхронным характеристикам двигателя с постоянными магнитами, мы можем достичь полного крутящего момента в состоянии покоя, и, как показывает опыт, полный крутящий момент доступен на 80% диапазона скоростей двигателя с около 80% крутящего момента, доступного до номинальной скорости двигателя. Чтобы обозначить диапазон регулирования скорости, лучше, чем 1: 5 000.

Простой расчет, 500 мл / мин ÷ 5000 = 0,1 мл / мин, показывает, что серво решение в точности соответствует требованиям заказчика.Для этого конкретного требования это очевидный выбор, но вы можете принять во внимание, что это также самый дорогостоящий вариант с точки зрения первоначальной стоимости покупки. У сервосистемы есть и другие преимущества, в том числе высокая эффективность, которая вполне может окупить дополнительные начальные вложения.

Рассмотрение диапазона скоростей приводной системы – лишь часть проблемы при проектировании системы, требующей возможности управления скоростью небольшими приращениями для прецизионных приложений. Все сервоприводы не одинаковы, и когда вы работаете с приложением, которое предъявляет некоторые критические требования к производительности, вы должны знать о различиях.

Одна из основных проблем заключается в том, что большинство доступных на рынке приводов, инверторных или сервоприводов, являются цифровыми, и все сигналы, поступающие на привод, преобразуются для обеспечения дальнейшей обработки. Это преобразование и полученные в результате данные необходимо понять, прежде чем переходить к конкретному решению для привода. Чтобы объяснить это, мы будем придерживаться того же приложения, которое мы рассматривали в первой части, и компании в Вене, эксплуатирующей высокоточные супер-дозирующие насосы.

Мы знаем, что инженерам компании требовался диапазон скорости потока от 0 до 500 мл / мин с возможностью выбора скорости с шагом 0.1 мл / мин. Представим, что скорость должна регулироваться через аналоговый вход +/- 10 В.

Есть несколько вещей, которые необходимо решить. Мы сделаем предположение, что сигнал, подаваемый на аналоговый вход, является чисто аналоговым. Если это не так, вы должны будете учитывать те же соображения, что и оборудование, генерирующее сигнал, и оборудование, принимающее и обрабатывающее сигнал.

Что мы подразумеваем под этим? В качестве примера возьмем ранние дни радио, телевидения, проигрывателей и даже телефонов.Все они были чистыми аналогами. Сигнал фильтровался, усиливался и усиливался только по мере того, как он передавался от одного компонента к другому, прежде чем он достиг наших глаз и ушей. В аналоговом режиме это происходит без прерывания, обработки, буферизации, наложения и повторной компиляции сигнала, как в случае с цифровыми системами.

Итак, какое отношение это имеет к нашему приложению? Как уже говорилось, компания хочет запускать насос со скоростью до 500 мл в минуту с шагом 0,1 мл в минуту.

Привод насоса осуществляется серводвигателем, работающим со скоростью 3000 об / мин, через редуктор 25: 1. Следовательно, частота вращения серводвигателя 3000 об / мин является фактором, в конечном счете контролирующим расход насоса.

Но для достижения наименьшего приращения 0,1 мл / мин кулачковый вал насоса должен вращаться со скоростью 0,024 об / мин, что составляет 0,6 об / мин на двигателе. Это, в свою очередь, означает, что аналоговый сигнал (+/- 10 В постоянного тока) должен изменяться с шагом менее 2 мВ.

Может ли сервопривод справиться с такими небольшими отклонениями? Короткий ответ – да, однако это зависит от используемого сервопривода.Если сервопривод не имеет аналогового входа с высоким разрешением, у вас могут быть проблемы.

Рассмотрим пример, в котором аналоговый вход имеет разрешение 12 бит. 12-битное разрешение соответствует 4096 шагам или примерно 2,5 мВ. Таким образом, мы не кажемся далекими, но первый бит (наиболее значимый бит или MSG) может быть зарезервирован для определения направления (положительного или отрицательного), поэтому наше разрешение на самом деле составляет 11 бит для части скорости сигнала или 5 мВ.

Исходя из этого, нам нужно выбрать диск не менее 14 бит (1.2 мВ) для достижения необходимого минимального приращения для приложения. И помните, это также относится к выходу оборудования, в первую очередь обеспечивающего сигнал запроса.

Могут быть обходные пути, если ваш привод не имеет аналогового входа с достаточно высоким разрешением, например, с использованием цифрового интерфейса (последовательная связь, полевая шина и т. Д.). Некоторые приводы могут предлагать функцию настройки входа для значения скорости без сигнала направления (например, от 0 до 10 В), если вы управляете двигателем только в одном направлении, как мы делаем в этом насосном приложении.

Технические ответы – Какое наименьшее приращение скорости вы можете установить на серводвигателе? Часть вторая: разрешение скорости (вход управления …

Рассмотрение диапазона скоростей приводной системы – лишь часть проблемы при проектировании системы, требующей возможности управления скоростью небольшими приращениями для прецизионных приложений. Все сервоприводы не одинаковы, и когда вы работаете с приложением, которое предъявляет некоторые критические требования к производительности, вы должны знать о различиях.

Одна из основных проблем заключается в том, что большинство доступных на рынке приводов, инверторных или сервоприводов, являются цифровыми, и все сигналы, поступающие на привод, преобразуются для дальнейшей обработки. Это преобразование и полученные в результате данные необходимо понять, прежде чем переходить к конкретному решению для привода. Чтобы объяснить это, мы остановимся на том же приложении, которое мы рассматривали в первой части, и на компании в Вене, эксплуатирующей высокоточные супер-дозирующие насосы.

Мы знаем, что инженерам компании требовался диапазон расхода от 0 до 500 мл / мин, при этом требуемая скорость выбиралась с шагом 0.1 мл / мин. Представим, что скорость должна регулироваться через аналоговый вход +/- 10 В.

Есть несколько вещей, которые необходимо решить. Мы сделаем предположение, что сигнал, подаваемый на аналоговый вход, является чисто аналоговым. Если это не так, вы должны будете учитывать те же соображения, что и оборудование, генерирующее сигнал, и оборудование, принимающее и обрабатывающее сигнал.

Что мы подразумеваем под этим? В качестве примера возьмем ранние дни радио, телевидения, проигрывателей и даже телефонов.Все они были чистыми аналогами. Сигнал фильтровался, усиливался и усиливался только по мере того, как он передавался от одного компонента к другому, прежде чем он достиг наших глаз и ушей. В аналоговом режиме это происходит без прерывания, обработки, буферизации, наложения и повторной компиляции сигнала, как в случае с цифровыми системами.

Так какое отношение это имеет к нашему приложению? Как уже говорилось, компания хочет запускать насос со скоростью до 500 мл в минуту с шагом 0,1 мл в минуту.

Привод насоса осуществляется серводвигателем, работающим со скоростью 3000 об / мин, через редуктор 25: 1.Следовательно, частота вращения серводвигателя 3000 об / мин является фактором, в конечном счете контролирующим расход насоса.

Но для достижения наименьшего приращения 0,1 мл / мин кулачковый вал насоса должен вращаться со скоростью 0,024 об / мин, что составляет 0,6 об / мин на двигателе. Это, в свою очередь, означает, что аналоговый сигнал (+/- 10 В постоянного тока) должен изменяться с шагом менее 2 мВ.

Может ли сервопривод справиться с такими небольшими отклонениями? Короткий ответ – да, однако это зависит от используемого сервопривода.Если сервопривод не имеет аналогового входа с высоким разрешением, у вас могут быть проблемы.

Рассмотрим пример, в котором аналоговый вход имеет разрешение 12 бит. 12-битное разрешение соответствует 4096 шагам или примерно 2,5 мВ. Таким образом, мы не кажемся далекими, но первый бит (наиболее значимый бит или MSG) может быть зарезервирован для определения направления (положительного или отрицательного), поэтому наше разрешение на самом деле составляет 11 бит для части скорости сигнала или 5 мВ.

Исходя из этого, нам нужно выбрать диск не менее 14 бит (1. 2 мВ) для достижения необходимого минимального приращения для приложения. И помните, это также относится к выходу оборудования, в первую очередь обеспечивающего сигнал запроса.

Могут быть обходные пути, если у вашего привода нет аналогового входа с достаточно высоким разрешением, например, с использованием цифрового интерфейса (последовательная связь, полевая шина и т. Д.). Некоторые приводы могут предлагать функцию настройки входа для значения скорости без сигнала направления (например, от 0 до 10 В), если вы управляете двигателем только в одном направлении, как мы делаем в этом насосном приложении.

См. Нашу техническую статью о наименьшем приращении скорости в новостях на сайте Industrial Technology!

См. Нашу техническую статью о наименьшем приращении скорости в новостях на сайте Control Engineering Europe!

Орбитальная скорость

Что, если космический корабль замедлится при входе в атмосферу до нескольких миль в час, используя ракетные ускорители, такие как марсианский небесный кран? Отменит ли это необходимость в тепловом экране?

—Брайан

Может ли космический корабль управлять своим входом в атмосферу таким образом, чтобы избежать атмосферного сжатия и, следовательно, не потребовать дорогостоящего (и относительно хрупкого) теплозащитного экрана снаружи?

—Кристофер Мэллоу

Можно ли поднять (маленькую) ракету (с полезной нагрузкой) на высокую точку в атмосфере, где ей потребуется только небольшая ракета, чтобы набрать скорость?

—Кенни Ван де Маэле

Ответы на эти вопросы основаны на одной идее. Я затронул эту идею в других статьях, но сегодня я хочу сосредоточиться именно на ней:

Причина, по которой трудно попасть на орбиту, не в том, что космос находится высоко.

Трудно выйти на орбиту, потому что нужно лететь так быстро .

Пространство не такое:

Пространство похоже на , это :

Космос примерно в 100 километрах. Это далеко – я бы не хотел подниматься по лестнице, чтобы попасть туда – но это не , что далеко.Если вы находитесь в Сакраменто, Сиэтле, Канберре, Калькутте, Хайдарабаде, Пномпене, Каире, Пекине, центральной Японии, центральной Шри-Ланке или Портленде, космос ближе, чем море.

Выход в космос [1] В частности, низкая околоземная орбита, где находится Международная космическая станция и куда могут лететь шаттлы. это легко. Это не то, что вы могли бы сделать в своей машине, но это не большая проблема. Вы можете отправить человека в космос с помощью небольшой звучащей ракеты размером с телефонный столб. Самолет X-15 достигал космоса [2] X-15 достигал 100 км дважды, и оба раза под управлением Джо Уокера.просто двигайтесь быстро, а затем поворачивайте вверх. [3] Не забывайте держаться вверх, а не вниз, иначе у вас будут плохие времена.

Но легко получить в космос. Проблема в том, что остается там .

Гравитация на низкой околоземной орбите почти так же сильна, как гравитация на поверхности. Космическая станция вообще не избежала земной гравитации; он испытывает примерно 90% тяготения, которое мы чувствуем на поверхности.

Чтобы не упасть обратно в атмосферу, нужно ехать боком очень, очень быстро .

Скорость, необходимая для того, чтобы оставаться на орбите, составляет около 8 километров в секунду. [4] Это немного меньше, если вы находитесь в более высокой области низкой околоземной орбиты. Только часть энергии ракеты используется для подъема из атмосферы; подавляющее большинство из них используется для набора орбитальной (боковой) скорости.

Это подводит нас к центральной проблеме выхода на орбиту: Для достижения орбитальной скорости требуется гораздо больше топлива, чем для достижения орбитальной высоты. Чтобы корабль разогнался до скорости 8 км / с, требуется партия и ракет-носителей.Достичь орбитальной скорости достаточно сложно; достижение орбитальной скорости с достаточным количеством топлива для замедления было бы совершенно непрактичным. [5] Это экспоненциальное увеличение является центральной проблемой ракетной техники: топливо, необходимое для увеличения вашей скорости на 1 км / с, увеличивает ваш вес примерно в 1,4 раза. Чтобы выйти на орбиту, вам нужно увеличить скорость до 8 км / с, а это значит, что вам понадобится много топлива: $ 1,4 \ times1.4 \ times1.4 \ times1.4 \ times1.4 \ times1.4 \ times1.4 \ times1.4 \ примерно в 15 $ раз больше первоначального веса вашего корабля.

Использование ракеты для замедления сопряжено с той же проблемой: уменьшение скорости на 1 км / с увеличивает вашу стартовую массу в 1,4 раза. Если вы хотите полностью снизить скорость до нуля – и плавно спрыгнуть в атмосферу – вам потребуется топливо умножить ваш вес на 15 , снова на .

Эти возмутительные требования к топливу являются причиной того, что каждый космический корабль, входящий в атмосферу, тормозится с использованием теплового экрана вместо ракет: удар в воздух – самый практичный способ замедлить движение.(И, отвечая на вопрос Брайана, марсоход Curiosity не был исключением; хотя он использовал небольшие ракеты для зависания, когда находился у поверхности, он сначала использовал воздушное торможение, чтобы сбросить большую часть своей скорости.)

И вообще, какова скорость 8 км / с?

Я думаю, что причина большого недоумения по поводу этих проблем в том, что когда астронавты находятся на орбите, не кажется , как будто они движутся так быстро; они выглядят так, будто медленно плывут по синему мрамору.

Но 8 км / с – это невероятно .Когда вы смотрите на небо перед закатом, вы иногда можете увидеть, как проходит МКС … а затем, через 90 минут, вы видите, как он снова проходит. [6] Есть несколько хороших приложений и онлайн-инструментов, которые помогут вам обнаружить станцию , вместе с другими аккуратными спутниками. Мне больше всего нравится ISS Detector, но если вы погуглите, вы сможете найти множество других. За эти 90 минут он облетел весь мир.

МКС движется так быстро, что если вы выпустили винтовочную пулю с одного конца футбольного поля, [7] Либо. Международная космическая станция могла пересечь поле до того, как пуля пролетела 10 ярдов.[8] Этот тип игры разрешен австралийским футболом.

Давайте представим, как бы это выглядело, если бы вы двигались по поверхности Земли со скоростью 8 км / с.

Чтобы лучше понять темп, в котором вы путешествуете, давайте использовать ритм песни, чтобы отмечать течение времени. [9] Использование ритмов песни для измерения времени – это техника, также используемая при сердечно-легочной реанимации. тренировка, к которой привыкла песня “Остаться в живых”. Предположим, вы начали играть песню The Proclaimers 1988 года, I’m Gonna Be (500 Miles) .Эта песня составляет около 131,9 ударов в минуту, поэтому представьте, что с каждым ударом песни вы продвигаетесь вперед более чем на две мили.

За время, которое потребовалось, чтобы спеть первую строчку хора, вы могли пройти от Статуи Свободы до Бронкса:

Чтобы пересечь Ла-Манш между Лондоном и Францией, вам потребуется около двух строчек припева (16 долей песни).

Длина песни приводит к странному совпадению. Интервал между началом и концом I’m Gonna Be составляет 3 минуты 30 секунд [10]. Исходя из хронометража из официального видео Youtube и движения МКС, он равен 7.66 км / с.

Это означает, что если космонавт на МКС слушает I’m Gonna Be , между первой долей песни и последними строчками …

… они проехали примерно ровно 1000 миль.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}