Cât de eficiente sunt înotătoarele de rețea Falcon 9 1st stage în ultimele câteva secunde înainte de aterizare?
Posted on
Acest răspuns discută cele trei metode pe care Falcon 9 prima etapă le folosește pentru controlul atitudinii în timpul reintrării și aterizării. Acestea sunt: jeturi de azot rece, aripioare de rețea „hipersonice” și vectorizare a tracțiunii motoarelor.
Se subliniază acolo că aripile de rețea se mișcă chiar și în ultimele secunde de aterizare. am sugerat că, la fel ca brațele din față ale Tiranosaurului Rex – se pot mișca atunci când se mișcă, dar asta nu înseamnă că fac neapărat ceva util.
Următoarele întrebări și răspunsurile lor sunt relevante:
În acest Tweet și imagine, Elon Musk le numește „ aripioare de rețea hipersonice „.
Întrebarea mea este Cât de eficiente sunt Falcon 9 aripioare ale grilei din etapa 1 în ultimele câteva secunde înainte de aterizare ?
Caut ceva cantitativ și cu un fel de informații de susținere, mai degrabă decât opinii. Mulțumesc!
Vitezele sunt de cel puțin câteva sute de km / h și, desigur, până la zero. Sentimentul meu este că, deoarece acestea sunt de fapt destul de mici și mai ales găuri, la aceste viteze nu sunt semnificativ eficiente, dar se mișcă oricum, deoarece este pur și simplu mai sigur să nu aveți nimic în codul de control care să le oprească, reducând astfel un posibil mod de eșec.
De asemenea, cred că în ultimele câteva secunde înainte de aterizare, unde viteza timpul de corecție a atitudinii este scăzut și rapid este crucial, doar vectorul de împingere este util pentru controlul atitudinii Falcon 9 prima etapă.
Deci, dacă sunt într-adevăr ineficiente la sfârșit, puncte bonus pentru o explicație de ce se mișcă în continuare! 🙂
Aici „un videoclip al unui test timpuriu al articulației (nu au fost rănite vacile). În jurul orei 01:20 se rotesc și racheta începe să se rostogolească și ea. Este aceasta cauza și efectul? Este direcția corectă ?:
Comentarii
De regulă, Grins Fins sunt bune pentru zborul sub-sonic și supersonic. Nu sunt foarte bune cu zborul sonic. Ceea ce le lipsește ca mărime, compun în număr. Sunt un pic cam dragi, dar este un lucru bun aici.
@ tl8 OK bine de știut! Când suneteți trans-sonic, știți dacă acestea cauzează probleme sau comportament neregulat sau pur și simplu nu sunt direcții eficiente în acel moment?
Conurile de șoc împiedică fluxul de aer eficient prin aripioare. Înțelegerea mea este că este atunci când se ridică vârful. en.wikipedia.org/wiki/Grid_fin
@ tl8 … discutat în Gagarin ' s! Nu m-aș fi gândit niciodată că există un articol Wikipedia despre aripile de rețea, mulțumesc.
" În jurul orei 01:20 se rotesc, iar racheta începe să se rostogolească ca bine " Pe baza direcției pe care ' o rotesc, mi se pare ca ' încercăm de fapt să oprim rulajul.
Răspuns
Aripioarele grilei sunt o suprafață de control critică pentru întoarce Falcon 9 prima etapă, dar sunt utile numai în anumite părți ale zborului după ce etapa a doua s-a separat.
Aripioarele grilei nu oferă practic nici o autoritate de control la etapa descendentă în ultimele secunde ale procesul de aterizare, odată ce a început „arderea de aterizare”. Cu arderea de aterizare în funcțiune, racheta are o autoritate de control considerabilă (îndreptare direcțională, precum și reducerea vitezei de coborâre) de la mecanismul de gimbaling de pe motorul (motoarele) rachetei. em> suprafața de control critică în timpul unor faze ale părții anterioare a reintrării. Permiteți-mi să o împărțesc pe faze:
în afara atmosferei , în timpul minutului inițial al zborului post-separare: aripile grilei sunt inutile , deoarece există o masă atmosferică insuficientă pentru acestea pentru a interacționa.
intrare atmosferică , pe măsură ce coborârea continuă și chiar începutul celei mai groase „se întâlnește atmosferă.Aripile de rețea au posibil un anumit beneficiu, dar limitat de atmosfera superioară încă remarcabil de subțire.
întâlnind atmosfera mai densă , aici suprafețele scenei ar începe să se încălzească excesiv, suficient pentru a provoca daune dacă nu sunt adresate. Abordarea nouă SpaceX este de a declanșa trei dintre cele nouă motoare din prima etapă pentru a reintroduce „retropropulsiv” atmosfera. O multă autoritate de control este disponibilă pentru etapa descendentă de la motoarele cu rachetă cu cardan. Aripile grilei sunt inutile în această fază a coborârii.
coborâre supersonică la mare altitudine, viteză mare Aripioarele grilei funcționează bine în regimul de zbor supersonic și sunt foarte util aici, precum și singura metodă pe care racheta o are pentru autoritatea de control în acest moment.
transonic zbor. Aici racheta trece de la viteza supersonică la cea subsonică (pur și simplu datorită rezistenței atmosferice care încetinește continuu etapa descendentă) și întâlnește o mare cantitate de „bufet transonic”, unde o parte a suprafețelor rachetei sunt în flux supersonic în timp ce alte părți întâmpină un flux subsonic. Aripile grilei sunt în general destul de ineficiente în regimul transonic.
coborâre subsonică . Odată ce stadiul rachetei este sub viteza de aproximativ 0,9 Mach până la 0,8 Mach, aripioarele rețelei sunt din nou foarte util și singurele suprafețe de control disponibile pentru a ajuta la „direcționarea” rachetei până la declanșarea arderii de aterizare. Racheta continuă să decelereze inițial datorită la tracțiunea atmosferică, până la momentul în care forța de greutate pe etapa descendentă este egală cu forța de tracțiune pe scenă; în acest moment, etapa rea ches ceea ce se numește „viteza terminală.” Aripile grilei sunt utile în toate acestea.
aterizare ardere ardere : valoarea înotătoarelor de rețea scade rapid pe măsură ce viteza scade rapid de la câteva sute de kilometri pe oră la viteza maximă la mai puțin de câțiva metri pe secundă. Eficacitatea grilajului este o funcție a vitezei fluxului de aer, așa că aripioarele grilei chiar nu fac nimic sau nimic în ultimele câteva secunde ale coborârii și aterizării .
Comentarii
Se pare că are un răspuns de top, mulțumesc !! Dar puteți adăuga un fel de legătură pentru a face o copie de rezervă " … practic niciuna dintre autoritățile de control … în ultimele secunde ale procesului de aterizare, odată ce ' aterizare arsură ' a început. " pentru a o diferenția de o opinie? Că ' este și sentimentul meu, dar eu ' am pus întrebarea pentru că ' m caut ceva ce pot cita. De asemenea, vrei să spui doar " în ultimele secunde " sau toate " o dată " arsură de aterizare " a început și "? Când spuneți " Eficacitatea grilajului este o funcție a vitezei fluxului de aer " – ce funcție? Există vreun complot?
De asemenea, videoclipul din întrebare arată aripile grilei ' care apare ' pentru a face ceva la viteză redusă, iar așa cum s-a menționat aici textul din acest articol sugerează că afectează rolul.
Hmm. Răspunsul meu se bazează mai mult pe fizică, deci nu am ' un link. Dar întrebarea ta este una bună. Cred că cel mai bun răspuns este: autoritatea de control a patru aripioare de dimensiuni ale ușii, odată ce viteza de coborâre este scăzută în acele secunde finale, este pur și simplu un ordin de mărime sau două mai mic decât posibila forță xy (laterală) din partea de jos a scenei disponibile de la motorul (motoarele) gimballed, indiferent dacă unul sau trei motoare sunt aprinse.
OK asta are sens pentru mine, deci metafora picioarelor din față a tiranosaurului. Dacă înțeleg corect, caracteristicile din cadrul modelului de rețea pot fi considerate (aproximativ cel puțin) ca aripi și, ca atare, dacă efectul lor ar fi o ( din nou aproximativ ) funcție liniară de viteza? Poate puteți adăuga o estimare aproximativă a vitezei în ultimele câteva secunde față de viteza în care acestea sunt cu adevărat eficiente? Răspunsurile bazate pe fizică pot folosi și numere!
