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ओबर्थ प्रभाव

1927
  • Hermann Oberth
Rocket performing a burn at periapsis demonstrating the Oberth effect in aerospace engineering.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

ओबर्थ प्रभाव यह बताता है कि रॉकेट इंजन का उपयोग कम गति की तुलना में उच्च गति पर अधिक कुशल क्यों होता है। कक्षा के शिखर (पेरिआप्सिस) जैसी उच्च गति पर किया गया रॉकेट दहन, कम गति पर किए गए उसी दहन की तुलना में गतिज ऊर्जा में अधिक परिवर्तन उत्पन्न करता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्रणोदक में जलने से पहले ही गतिज ऊर्जा होती है।

The Oberth effect is a consequence of the work-energy theorem. The work done on a rocket by its engine is the thrust force multiplied by the distance traveled during the burn ([latex]W = F \cdot d[/latex]). At higher speeds, the rocket travels a greater distance during the same burn time. Therefore, the same engine burn (same force, same duration, same डेल्टा-वी) वाहन पर अधिक काम करता है और इसके परिणामस्वरूप इसकी गतिज ऊर्जा ([latex]Delta E_k[/latex]) में अधिक वृद्धि होती है।

यह प्रभाव तब सबसे अधिक स्पष्ट होता है जब कोई अंतरिक्ष यान सबसे तेज़ गति से चल रहा होता है, जो कक्षा में सबसे निचले बिंदु, पेरीआप्सिस पर होता है। पेरीआप्सिस पर इंजन को सक्रिय करके, अंतरिक्ष यान एपोआप्सिस (सबसे ऊँचा, सबसे धीमा बिंदु) पर समान ऊर्जा संचारित करने की तुलना में काफी अधिक कक्षीय ऊर्जा प्राप्त कर सकता है। यही कारण है कि अंतरग्रहीय मिशन अक्सर बृहस्पति जैसे विशाल पिंड के चारों ओर एक संचालित फ्लाईबाई या "ओबर्थ युद्धाभ्यास" का उपयोग करते हैं। अंतरिक्ष यान गति प्राप्त करने के लिए ग्रह के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में गहराई तक गोता लगाता है, फिर ऊर्जा संचारित करने के प्रभाव को कई गुना बढ़ाने के लिए अपने इंजन को अधिकतम वेग से सक्रिय करता है, जिससे वह सौर मंडल में सामान्य से कहीं अधिक अंतिम गति से प्रक्षेपित हो जाता है। यह प्रभाव अधिक डेल्टा-वी प्राप्त करने के बारे में नहीं है, बल्कि लागू किए गए डेल्टा-वी की प्रत्येक इकाई से अधिक उपयोगी ऊर्जा प्राप्त करने के बारे में है।

UNESCO Nomenclature: 3301
एयरोस्पेस इंजीनियरिंग

Type

भौतिक सिद्धांत

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • शास्त्रीय यांत्रिकी में कार्य-ऊर्जा प्रमेय
  • न्यूटन के गति के नियम
  • गुरुत्वाकर्षण स्थितिज और गतिज ऊर्जा की समझ
  • केप्लर से कक्षीय यांत्रिकी की प्रारंभिक अवधारणाएँ और न्यूटन

आवेदन

  • अधिकतम दक्षता के लिए पेरीआप्सिस पर ऑर्बिटल इंसर्शन बर्न करना
  • अंतरग्रहीय जांचों के लिए गुरुत्वाकर्षण सहायता युद्धाभ्यास डिजाइन करना
  • अधिकतम वेग प्राप्त करने के लिए संचालित फ्लाईबाई की योजना बनाना
  • पार्कर सोलर प्रोब जैसे मिशनों के लिए गहरे अंतरिक्ष में होने वाले दहन को अनुकूलित करना

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • ‘oberth-optimized’ trajectories for rapid solar system transit
  • पेरीआप्सिस बर्न के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए उच्च-थ्रस्ट, अल्प-अवधि वाले इंजन
  • अंतरिक्ष यान की ऊष्मा रोधक संरचनाएं जो सौर ओबर्थ युद्धाभ्यास के दौरान अत्यधिक तापमान को सहन करने में सक्षम हों।
  • स्वायत्त नेविगेशन सिस्टम जो अधिकतम वेग बिंदुओं पर सटीक समय पर ईंधन जलाने की क्षमता रखते हैं
  • क्षुद्रग्रह खनन के लिए मिशन प्रोफाइल जो ओबर्थ प्रभाव का लाभ उठाने के लिए कई ग्रहों के पास से गुजरने का उपयोग करते हैं
  • उच्च गति अवरोधन प्रक्षेप पथों का उपयोग करने वाले सैन्य उपग्रह-रोधी हथियार
  • सौर नौकायन तकनीकें और सूर्य के निकट आयन थ्रस्टर बर्न का संयोजन
  • design of reusable space tugs that specialize in उच्च ऊर्जा orbital transfers
  • बृहस्पति या सूर्य के पास से गुजरने वाले एक संचालित अंतरिक्षीय पूर्ववर्ती मिशन
  • उच्च कक्षाओं में उपग्रहों को पहुंचाने के लिए व्यावसायिक सेवाएं, जिनमें ओबर्थ-कुशल मार्गों का उपयोग किया जाता है।
संबंधित विषय: ओबर्थ प्रभाव, खगोलगतिकी, कक्षीय यांत्रिकी, पेरीआप्सिस, गुरुत्वाकर्षण सहायता, संचालित फ्लाईबाई, विशिष्ट ऊर्जा, रॉकेट इंजन, दक्षता, हरमन ओबर्थ।

ऐतिहासिक संदर्भ

ओबर्थ प्रभाव

1920
1922
1924
1927
1930
1930
1930
1920
1920
1922
1925-01-01
1930
1930
1930
1930

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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