🚀 Start rakiety (Ciołkowski)
Symulacja rakiety dwustopniowej z bieżącym budżetem Δv wg równania Ciołkowskiego. Zmieniaj impuls właściwy, udział paliwa i masę ładunku, by zobaczyć, czy osiągniesz niską orbitę okołoziemską.
O tej symulacji
Ta symulacja buduje rakietę na podstawie wybranych przez Ciebie parametrów i wysyła ją w niebo, pokazując, czy zdoła osiągnąć niską orbitę okołoziemską. Ruchem rządzi równanie rakietowe Ciołkowskiego, Δv = v_e · ln(m₀/m_f), gdzie efektywna prędkość wylotu spalin v_e = I_sp · g₀. Ponieważ osiągnięcie orbity wymaga około 9,4 km/s delta-v, pojedynczy stopień rzadko wystarcza; model pozwala dodawać stopnie, dzięki czemu pojazd może odrzucać martwą masę konstrukcyjną i wielokrotnie zwiększać swój całkowity budżet delta-v.
🔬 Co pokazuje
Symulacja oblicza idealne delta-v dla każdego stopnia za pomocą równania Ciołkowskiego, sumując wartości ze wszystkich stopni, a następnie animuje dwuwymiarowy wznos napędzany ciągiem, grawitacją i uproszczoną stratą na opór aerodynamiczny. Pionowe paski pokazują wysokość oraz osiągnięte delta-v w odniesieniu do ok. 9,4 km/s potrzebnych do niskiej orbity okołoziemskiej (LEO).
🎮 Jak korzystać
Wybierz gotowy profil (V-2, Saturn V, Falcon 9 lub Idealna rakieta dwustopniowa) albo ustaw cztery suwaki: impuls właściwy I_sp (200–460 s), udział paliwa (50–95%), liczbę stopni (1–3) i ciąg (100–8000 kN). Naciśnij Start, aby lecieć, Pauza, aby wstrzymać, i Reset, aby zacząć od nowa.
💡 Czy wiesz, że…
Ponieważ delta-v zależy od logarytmu stosunku mas, każdy dodatkowy przyrost prędkości wymaga nieproporcjonalnie większej ilości paliwa. Dlatego stopniowanie jest tak istotne: odrzucanie pustych zbiorników w trakcie lotu resetuje stosunek mas i jest jedyną praktyczną drogą na orbitę przy użyciu silników chemicznych.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest równanie rakietowe Ciołkowskiego?
Mówi ono, że zmiana prędkości rakiety, Δv, jest równa efektywnej prędkości wylotu spalin v_e pomnożonej przez logarytm naturalny stosunku mas: Δv = v_e · ln(m₀/m_f). Tutaj m₀ to masa całkowicie zatankowanej rakiety, a m_f to masa sucha po spaleniu paliwa. Równanie to wyraża sposób, w jaki rakieta zyskuje prędkość, wyrzucając masę do tyłu.
Jak symulacja decyduje, czy osiągnąłem orbitę?
Symulacja przyjmuje około 9,4 km/s jako idealne delta-v potrzebne do osiągnięcia niskiej orbity okołoziemskiej. Twoje całkowite delta-v to suma wkładów każdego stopnia obliczonych z równania Ciołkowskiego. W miarę spalania paliwa zgromadzone delta-v jest porównywane z tym celem, a orbita zostaje odnotowana, gdy budżet jest wystarczająco wysoki podczas animowanego wznoszenia.
Co dokładnie zmieniają te cztery suwaki?
I_sp (impuls właściwy) ustala sprawność silnika poprzez v_e = I_sp · g₀, więc wyższe wartości dają większe delta-v. Udział paliwa określa, jaka część każdego stopnia stanowi paliwo, zwiększając stosunek mas. Liczba stopni decyduje, ile razy pojazd odrzuca konstrukcję, a ciąg wpływa na przyspieszenie i tempo wznoszenia.
Czy fizyka jest dokładna?
Podstawowe obliczenia delta-v wykorzystują rzeczywiste równanie Ciołkowskiego z v_e = I_sp · g₀ oraz g₀ = 9,80665 m/s², więc liczby są wiarygodne. Sam lot jest uproszczony: grawitacja i opór atmosferyczny są połączone w jeden efektywny człon strat zamiast pełnego modelowania trajektorii, więc jest to model poglądowy, a nie precyzyjny profil startu.
Dlaczego rakiety wielostopniowe są dużo lepsze niż jednostopniowe?
Osiągnięcie orbity wymaga stosunku mas rzędu 23 dla pojedynczego stopnia, co jest trudne do zbudowania, ponieważ zbiorniki i silniki dużo ważą. Stopniowanie dzieli podróż: gdy paliwo danego stopnia się wyczerpie, jego pusta masa jest odrzucana, więc pozostały pojazd ma świeży, korzystny stosunek mas. Całkowite delta-v to suma wkładów poszczególnych stopni, co przewyższa możliwości pojedynczego stopnia.