От Лучезар Ответить на сообщение
К Лучезар
Дата 05.01.2011 13:21:22 Найти в дереве
Рубрики Прочее; Россия-СССР; История; Война и мир; Версия для печати

Методом отставания дымов на фильме с 640x480 т. получил скорость ракеты 2280 м/с

>Преобразовал в формате MPEG-4 (H.264) с помощью программы "HandBrake" ( http://handbrake.fr/ ), заодно убрав дублирующиеся кадры (т.е. каждый пятый кард), редуцируя при том число кадров в секунде при воспроизведения до 24 (точнее, 23,98 к/с, потому что у исходного файла 29,97, а не 30 к/с). Размер файла уменьшился втрое (до 23 мб), которые, думаю, уже не слишком много для копилки форума, куда я файл только-что загрузил. Вот он: https://vif2ne.org/nvz/forum/files/Luchezar/(101230152418)_VJSC_1425B-q1.mp4

Не стерпелся и замерил скорость на этом ролике по методу отставания дымов Покровского. Формула там следующая:

v = (d2 - d1) * L * n / dr

где v - скорость ракеты [м/с]
d1 - расстояние между неё и клубка дыма [пикс.]
d2 - то же расстояние на 1 кадр позже [пикс.]
dr - длина ракеты на этом кинокадре [пикс.]
L - реальная длина ракеты [м]
n - число кинокадров в секунде

Определим эти численные значения. Для определения действительного числа кадров в секунде (т.е. скорости киносъемки) воспользуемся интервалом времени между подачи команды отделения I ступени (2 мин. 42,3 сек.) и отделения переходника между I и II ступени (3 мин. 12,3 сек.) - см. http://history.nasa.gov/SP-4029/Apollo_11i_Timeline.htm . Вычитая первое время из второго, получаем 30 секунд. На фильме по ссылке наверху РДТТ отделения I ступени начинают работать во время фильма 2 мин. 43,4 сек., а переходник между I и II ступени отделяется во время фильма 3 мин. 27 сек. (с точностью около 0,3 с). Вычитая первое время из второго, получаем 43,6 с. Следовательно, реальная скорость съемки равна 24 * 43,6 / 30 = 34,9 к/с. Закругляем это значение до 35 к/с.

Для измерения расстояния дымов до ракеты выбираем последние два кадра, на которые клубок дыма газов РДТТ всё ещё виден (это кадр во время фильма 2 мин. 44,8 сек. и следующей за ним). На них, как показал Покровский в своей статье ( http://supernovum.ru/public/index.php?doc=5 рис. 1), клубок дыма уже практически остановил свое движение относительно окружающего воздуха. С помощью программы "Screen Calipers" измеряем d1 = 409 пикс., а на следующем кадре d2 = 455 пикс. и dr = 84 пикс. (см. три снимка экрана ниже):

Расстояние от ракеты до клубка дыма
[283K]


Расстояние от ракеты до клубка дыма в следующем кадре
[301K]


Длина ракеты на этом кадре
[196K]



Как можно убедиться при покадровом просмотре фильма, последний кадр, на котором измерены d2 и dr, ровно 35 кадров после кадра, на котором видно начало работы РДТТ. Так как скорость киносъемки как раз 35 к/с, то в реальности на этом последнем кадре нем показано состояние ровно 1 сек. после подачи команды отделения I ступени. На стр. 12-6 доклада о работе беспилотного "Аполлона-6" даны кривые расстояния (дистанции) между остаточной ракеты и I ступени в зависимости от времени, прошедшего после её отделения. На нём находим, что 0,76 с после подачи команды отделения дистанция составляет около 5 м (см. нижний график). При том скорость относительного движения 1 с после команды отделения достигает 13-14 м/с. Следовательно, за следующие 0,24 с дистанция увеличится на 0,24 * 13,5 = 3,24 м до 5 + 3,24 = 8,24 м. Это расстояние нужно добавить к реальной длине ракеты (107,716 м + 2,93 м = 110,646 м, см.
http://jkbaker.com/gallery/d/921-1/SATURN-V-CONFIGURATION.gif

). Итого она возрастает до 110,646 + 8,24 = 118,886 м. Закруглим это значение до 119 м.

Теперь уже знаем все числовые значения и можем заместить их в формуле. Получаем

v = (455 - 409) * 119 * 35 / 84 = 2280 м/с или на 5% ниже номинальной в этот момент (около 2400 м/с, см. анализ траектории на http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19920075301_1992075301.pdf стр. B-30).

Среднеквадратическая точность измерения расстояний - sqrt((1/(455-409))^2 * 2 + (1/84)^2) = 0,033 или 3,3%. Это несколько ниже зафиксированного 5% отклонения от номинала. Почему? Вероятно, здесь имеет место слабое искажение перспективы. Возможно также, чтобы клубок дыма не полностью остановил свое движение. Как бы то ни было, по-моему метод отставания дымов Покровского всё-таки дает неплохую точность и доказывает, что скорость ракеты-носителя "Сатурн-5" в момент отделения I ступени достаточно близка к номиналу.