Что такое полезная нагрузка
ПОЛЕЗНАЯ НАГРУЗКА
— вес полезного груза самолета, состоящего из горючего, смазочного, экипажа, вооружения и пр.
Смотреть что такое «ПОЛЕЗНАЯ НАГРУЗКА» в других словарях:
полезная нагрузка — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN actual loadeffective loadservice loaduseful loadnet load … Справочник технического переводчика
Полезная нагрузка — термин, который применяется во многих областях науки и техники. Часто вводится параметр «эффективности», как отношение «веса» полезной нагрузки к полному «весу» системы. При этом «вес» может измеряться как в килограммах/тоннах, так и битах (при… … Википедия
полезная нагрузка — rus полезная нагрузка (ж) eng live load fra charge (f) utile deu Verkehrslast (f), Nutzlast (f) spa carga (f) móvil … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
полезная нагрузка — naudingoji apkrova statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. useful load vok. Nutzbelastung, f; Nutzlast, f rus. полезная нагрузка, f pranc. charge utile, f … Fizikos terminų žodynas
Полезная нагрузка космического аппарата — или полезный груз космического аппарата это количество, тип или масса полезного оборудования, ради которого создается или запускается данный космический аппарат. В технической литературе обычно используются сокращения этого термина: «ПГ»… … Википедия
Полезная нагрузка баллистической ракеты — Полезная нагрузка для ракет с разделяющейся головной частью включает в себя: а) разделяющуюся головную часть, включая входящие в ее состав аппаратуру систем наведения, навигации, контроля и оборудование противодействия; б) вооружение (боевое… … Официальная терминология
Полезная нагрузка спутниковой системы функционального дополнения системы ГЛОНАСС — полезная нагрузка, используемая для спутниковой системы функционального дополнения системы ГЛОНАСС, размещаемая на геостационарных спутниках, частотные присвоения для которых зарегистрированы в Международном союзе электросвязи. Источник:… … Официальная терминология
Полезная нагрузка
Поле́зная нагру́зка — термин, который применяется во многих областях науки и техники.
Часто вводится параметр «эффективности», как отношение «веса» полезной нагрузки к полному «весу» системы. При этом «вес» может измеряться как в килограммах/тоннах, так и битах (при передаче пакетов по сети), или минутах/часах (при расчёте эффективности процессорного времени), или в других единицах.
Примеры областей использования термина
В грузо-, пассажиро-доставке и перевозке. При расчёте транспортируемого веса обычно выделяют: конструкцию и полезную нагрузку. Иногда отдельно выделяют топливо, особенно в авиации, космонавтике (в наземном транспорте топливо выделяют реже).
В качестве «полезной нагрузки» могут выступать люди, грузы, вооружение, оборудование для проведения исследований и т. п. (например, оборудование для аэрофотосъёмки, или оборудование для измерения параметров полёта при тестировании новых транспортных средств).
В качестве транспортного средства (средства доставки, перевозки, транспортировки) могут выступать:
В программировании, вычислительной технике и информатике:
В строительстве и архитектуре:
В электронике и электротехнике:
Полезная нагрузка космического аппарата
Наиболее часто термин «полезная нагрузка» применяется при описании космических аппаратов. При этом в качестве полезной нагрузки выступают спутники, космические корабли (с грузами, либо с космонавтами) и т. д.
Необходимо учитывать, что «вес, выводимый на орбиту» (например, спутник связи) и «вес, доставляемый к МКС» — это разные вещи. Ведь при доставке к МКС необходимо доставить на орбиту собственную двигательную установку космического корабля (вместе с топливом для неё), систему управления, сам корпус космического корабля и т. д. Так, например, масса КК «Союз» составляет чуть больше 7 тонн, но до МКС «долетает» обычно всего 2,5 тонны груза из выведенных на орбиту 7 тонн.
Поэтому, в зависимости от типа космических аппаратов, существует два толкования этого термина: ПН космический аппаратов и ПН ракет-носителей. Используя пример с КК «Союз», ПН «Союза» составляет 2,5 тонны, в то время как ПН ракеты-носителя — 7 тонн.
Отношение полезной нагрузки к общему взлетному весу воздушного или космического корабля известно как « доля полезной нагрузки ». Когда вес полезной нагрузки и топлива рассматриваются вместе, это известно как « доля полезной нагрузки ». В космических кораблях обычно используется «массовая доля», которая представляет собой отношение полезной нагрузки ко всему остальному, включая конструкцию ракеты.
СОДЕРЖАНИЕ
Соотношение дальности и полезной нагрузки
Существует естественный компромисс между полезной нагрузкой и дальностью полета самолета. Диаграмма диапазона полезной нагрузки (также известная как «диаграмма изгиба») иллюстрирует компромисс.
Вертикальная линия представляет собой диапазон, при котором совокупная масса самолета, максимальная полезная нагрузка и необходимое топливо достигают максимальной взлетной массы (MTOW) самолета. Если дальность полета превышает эту точку, полезная нагрузка должна быть принесена в жертву топливу.
Максимальный взлетный вес ограничен сочетанием максимальной полезной мощности двигателей и соотношения подъемной силы и лобового сопротивления крыльев. Диагональная линия после точки максимальной дальности полезной нагрузки показывает, как уменьшение полезной нагрузки позволяет увеличить запас топлива (и дальность полета) при взлете с максимальной взлетной массой.
Примеры
Примеры полезной нагрузки:
Структурная емкость
Для самолетов вес топлива в крыльевых баках не так существенно влияет на изгибающий момент крыла, как вес фюзеляжа. Таким образом, даже когда самолет загружен максимальной полезной нагрузкой, которую могут выдержать крылья, он все равно может нести значительное количество топлива.
Ограничения полезной нагрузки
Полезная нагрузка космического аппарата
Полезная нагрузка космического аппарата или полезный груз космического аппарата — это количество, тип или масса полезного оборудования, ради которого создается или запускается данный космический аппарат. В технической литературе обычно используются сокращения этого термина: «ПГ» (полезный груз) или «ПН» (полезная нагрузка).
Необходимо учитывать, что «вес, выводимый на орбиту» (например, спутник связи) и «вес, доставляемый к МКС» — это разные вещи. Ведь при доставке к МКС необходимо доставить на орбиту собственную двигательную установку космического корабля (вместе с топливом для неё), систему управления, сам корпус космического корабля и т. д. Так, например, масса КК «Союз» составляет чуть больше 7 тонн, но до МКС «долетает» обычно всего 2,5 тонны груза из выведенных на орбиту 7 тонн.
Поэтому, в зависимости от типа космических аппаратов, существует два толкования этого термина: ПН космических аппаратов и ПН ракет-носителей. Используя пример с КК «Союз», ПН «Союза» составляет 2,5 тонны, в то время как ПН ракеты-носителя — 7 тонн.
Содержание
Модуль полезной нагрузки КА
Применительно к космическим аппаратам, термин ПН относится к массе модуля полезной нагрузки или типу используемого оборудования. Практически все современные космические аппараты строятся на основе двух составных частей: модуля служебных систем и модуля полезной нагрузки.
Для телекоммуникационных спутников, в модуль полезной нагрузки входят все транспондеры и часть ретрансляционных антенн, используемых на этом спутнике. Антенны, которые служат для телеметрии не являются частью полезной нагрузки и относятся к платформе.
На КА, предназначенном для научных исследований, полезный груз составляют все научные приборы этого исследовательского аппарата, фото- и видео камеры. Антенны в этом случае не считаются полезным грузом, так как они осуществляют сервисную функцию передачи собранных данных на Землю и поэтому являются частью платформы.
При производстве современных телекоммуникационных платформ, таких как Спейсбас или Экспресс, МПН изготавливается отдельно от МСС и общая интеграция производится в последний момент (англ. mating ).
Устройство типичного модуля полезной нагрузки
В современных спутниках связи, полезной нагрузкой обычно являются ретрансляторы прозрачного типа (англ. transparent или bent-pipe ), то есть на борту осуществляется простое изменение (понижение) частоты, усиление и ретрансляция сигнала, без предварительного демодулирования. Преимущество этого подхода в простоте системы и её лучшей приспособленности к изменению стандартов на Земле: даже при смене типа модуляции или стандартов передаваемого сигнала (например DVB-S2 вместо DVB-S) система продолжает успешно работать. Для ретрансляторов работающих в C- и Ku-диапазонах обычно используется однократное понижение частоты, в то время как для систем в более высоких диапазонах (Ka- и Q/V-) — двойное понижение.
В системах с предварительной демодуляцией и последующей ремодуляцией сигнала (англ. on board processing (OBP) ), можно достигнуть лучшего отношения сигнал/шум, производить высокоэффективную маршрутизацию сигналов и смешивать сигналы различных типов. В то же время, стоимость таких систем значительно выше простых прозрачных систем и эффективность сильно зависит от возможности перепрограммирования оборудования. Такая возможность в настоящее время сильно ограничена из-за более медленного развития систем с защитой от высокоэнергетического радиоизлучения.
Отношение ПН к общей массе КА
Одним из важнейших параметров является отношение массы ПН к общей массе КА. Очевидно, что чем лучше это соотношение, тем эффективнее могут быть выполнены задачи миссии. Обычно грузоподъемность ракеты-носителя определяет максимальную массу КА на орбите. Таким образом, чем меньше весит платформа, тем больше полезного груза может быть доставлено на заданную орбиту.
Полезная нагрузка ракет-носителей
Для ракет-носителей, в качестве полезной нагрузки выступают спутники, космические корабли (с грузами, либо с космонавтами) и т. д. В этом случае, термин «полезная нагрузка» означает полную массу КА выводимого на заданную орбиту. То есть масса корпуса КА и горючего на борту выводимого КА также считается полезной нагрузкой.
Необходимо различать массу ПН на различных орбитах. В общем случае, любая ракета-носитель выводит больше груза на низкую опорную круговую орбиту высотой 200 км, чем на высокоэнергетические орбиты (бо́льшей высоты). Так, РН Протон выводит до 22 т на опорную орбиту (в трехступенчатом варианте, без разгонного блока), более 6,0 тонн на геопереходную и до 3,7 тонны на геостационарную орбиту (в четырехступенчатом варианте, с разгонным блоком Бриз-М или ДМ).
Стоимость доставки грузов на орбиту
Цифры доставки грузов на орбиту в разных источниках довольно сильно отличаются. Кроме того, часто цифры даны в разных валютах, относятся к разным годам (год определяет как инфляцию, так и мировую конъюнктуру стоимости пусков), относятся к запускам на разные орбиты, некоторые из цифр характеризуют себестоимость пуска, другие источники дают стоимость пуска для заказчика, при этом источник не поясняет какая из цифр приведена. Поэтому сравнивать цифры нужно крайне осторожно и можно оценить лишь приблизительные значения.
Разрабатываемые средства следующего поколения (планируемые цифры по курсу рубля и доллара 90-х годов, без учета многомиллиардных расходов на разработку и испытания):
В настоящее время даже завышенные цифры по стоимости запуска одноразовых космических кораблей (эти завышенные цифры появились, видимо, в ходе переговоров по подготовке экваториальных стартов РН «Союз» с космодрома Куру) как минимум не уступают по экономической эффективности многоразовым системам, имеющимся на настоящий момент. Если использовать средние цифры (в том числе из приведенных выше), то одноразовые системы экономически эффективнее как минимум вдвое, что означает, что многоразовые системы на сегодняшний день не дешевле, но решают две важные задачи: свод с орбиты значительной массы и выполнение военно-стратегических целей. Обе эти цели в настоящий момент мало востребованы.
Полезная нагрузка
Отношение полезной нагрузки к общему взлетному весу воздушного или космического корабля известно как « доля полезной нагрузки ». Когда вес полезной нагрузки и топлива рассматриваются вместе, это известно как « доля полезной нагрузки ». В космических кораблях обычно используется «массовая доля», которая представляет собой отношение полезной нагрузки ко всему остальному, включая конструкцию ракеты. [2]
СОДЕРЖАНИЕ
Взаимосвязь дальности и полезной нагрузки [ править ]
Существует естественный компромисс между полезной нагрузкой и дальностью полета самолета. Диаграмма диапазона полезной нагрузки (также известная как «диаграмма изгиба») иллюстрирует компромисс.
Вертикальная линия представляет собой диапазон, при котором совокупная масса самолета, максимальная полезная нагрузка и необходимое топливо достигают максимальной взлетной массы (MTOW) самолета. Если дальность полета превышает эту точку, полезная нагрузка должна быть принесена в жертву топливу.
Максимальный взлетный вес ограничен сочетанием максимальной полезной мощности двигателей и отношения подъемной силы к лобовому сопротивлению крыльев. Диагональная линия после точки максимальной дальности полезной нагрузки показывает, как уменьшение полезной нагрузки позволяет увеличить запас топлива (и дальность полета) при взлете с максимальной взлетной массой.
Примеры [ править ]
Примеры полезной нагрузки:
Структурная способность [ править ]
В случае самолета вес топлива в крыльевых баках не так существенно влияет на изгибающий момент крыла, как вес фюзеляжа. Таким образом, даже когда самолет загружен максимальной полезной нагрузкой, которую могут выдержать крылья, он все равно может нести значительное количество топлива.