Soru:
Falcon 9: Motorlar dönüşü stabilize ediyor
Everyday Astronaut
2018-12-06 13:15:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

CRS-16'da, iniş yapan Falcon 9 güçlendirici, ızgara kanatlı hidrolik pompanın durması nedeniyle dönüş rotasyonuna girdi.

Musk'a göre motorlar stabilize oldu dönüş. Bu nasıl mümkün olabilir? Ana motor itme kuvveti dönme ekseni boyuncadır. Yan iticiler bu eksene diktir ancak bildiğim kadarıyla herhangi bir dönme momenti uygulamazlar.

Ve bir yan soru: Yukarıdaki videodaki iki ızgara yüzgeci, bir güçlendiricinin gerçek sağ dönüşünün aksine sola dönüş. Bu doğru mu? Öyleyse, neden dönüşü yavaşlatmıyorlar? Klipte görülmeyen diğer ızgara kanadı diğer şekilde döndürülmelidir.


Hans Koenigsmann'ın teknoloji dışı konuşması da dahil olmak üzere yerleşik kameradan daha yüksek çözünürlükte gerçek zamanlı çekim:

https://space.stackexchange.com/questions/tagged/thrust-vectoring
ızgara kanatçıkları değildi! https://space.stackexchange.com/q/15507/12102
Roketin yan tarafındaki soğuk gaz iticileri kesinlikle yuvarlanmayı kontrol etme yeteneğine sahiptir - cevabıma bunu gösteren bir resim ekledim.
Beş yanıtlar:
Saiboogu
2018-12-06 20:17:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Diğer yanıtlar, F9'un yeteneklerinin harika gösterimleridir, ancak burada tam tersi olacağım ve bunların hepsinin yanlış olduğunu ve belki de Elon'un bir tweet için şeyleri fazla basitleştirdiğini söyleyeceğim.

Bu bir bir motor iniş yanığı. Tek bir motor, turbopompa egzozunu yönlendiren bir turbopompa egzozuna sahip olmadığı sürece, kendi başına ruloyu kontrol etme yeteneğinden yoksundur. Merlin 1C, Falcon 1'de yuvarlanma kontrolü için bu özelliğe sahipti, ancak Falcon 9'daki Merlin 1D'ler sabit turbopompa egzozlarına sahipti.

Güçlendiricideki yalnızca bir 'motor', azot soğuk gaz iticileri olan silindiri kontrol etme yeteneğine sahipti. İniş girişimi sırasında burada olduğu gibi birkaç kez yuvarlanmaya karşı koymaya çalışırken görülebilir:

View from an onboard camera showing the side of an F9 rocket booster, with two stuck fins and a thruster visibly firing a plume towards the left of the frame

Kontrolsüz yuvarlanma, ızgara kanatçık hatası. İniş yanığı aracı yavaşlatarak kanatçıklardan hava akışını azalttı ve istenmeyen kontrol girdisini düşürdü. Sonunda, soğuk gaz reaksiyon kontrol iticisinin dönüşün çoğunu sönümleyebilmesi için yeterince yavaşladı. Bacaklar açıldığında, atalet momentini değiştirerek (klasik dansçı kollarını yavaşça uzatır) daha fazla dönüş azaldı. Sıçramaya kadar hala biraz döndüğünü, bu nedenle rulonun durdurulmadığını, yalnızca azaltıldığını unutmayın.

Elon'un Twitter'da kısalık istediğini düşünüyorum. Ana Merlin motoru, aracın kontrolünü yeniden ele geçirmeye yardımcı oldu, ancak dönüşü doğrudan durdurmadı. Soğuk gaz iticileri (bir tür 'motor'), iniş yanmasından sonra kanatları daha az etkili hale getirdikten sonra işin çoğunu yaptı.

Video biçiminde mi tercih edersiniz? Scott Manley, burada yaptığım noktaların hemen hemen aynısını yaparak iniş videolarında geziniyor:

Bu, soğuk gaz iticilerinin yönlerini değiştirebileceği anlamına mı geliyor?
Dönme ataleti hakkında çok iyi bir nokta! Şimdi bonus soru: Birisi bu görüntüleri iniş bacakları ile ana gövde arasındaki kütle oranını bulmak için kullanabilir mi? Beklediğimden daha ağırlar gibi geliyor!
@rehctawrats Hayır, yan tarafa sabitlenmiştir, ancak her bir itici aslında kıç, sol ve sağ ve dıştan takmalı bir nozul kümesidir - bu nedenle iki itici kümesi zıplayabilir ve yalpalama yapabilir, yuvarlanabilir ve itici gazları yerleştirmek için ullage itme sağlayabilir.
diğer bir faktör - aşağı doğru hız öldürüldüğünde (veya neredeyse öldürüldüğünde), dönüşte artış olmaz. Fazla yakıtın olduğu teorik bir dünyada, hız motor tarafından temizlendiğinden ve daha fazla dönüş eklenmediği için itici kalan dönüşten kurtulduğundan, sahne suyun üzerinde dursaydı dönme dururdu. .
Tek bir motor ruloyu kontrol edemez, ancak eksen yönünü kontrol edebilir. [Motorun çok fazla yön verdiğini burada görebilirsiniz] (https://www.twitch.tv/videos/345009670?t=01h01m15s) sahneyi sıraya dizmeye çalışırken. Rulo ikincildir (ve sonunda ele alınır).
Bu Pod Körfezi'nde bulundu ve kararınızla aynı fikirde. Muhtemelen cevabınıza eklenir? https://www.youtube.com/watch?v=EH1nyPIvLjI&t=10s
SF.
2018-12-06 17:55:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bence resim bin kelimeye bedeldir, yalnızca üç motorun bir roketin dönüşünü nasıl etkileyebileceğini gösteren resim bunu en iyi açıklar:

enter image description here

Falcon 9 motorları yalpalıyor ve iniş için üç kullanılıyordu. Ne yazık ki, inişten sadece kısa bir süre önce ateşlenirler, bu nedenle yükselticiyi iniş pistine yönlendirmek için kullanılamazlar.

Bu iniş yanması sadece merkez motoru kullandı - üç motor iniş yanması bir istisna gibi görünüyor, norm değil.
Kerbal Space Programına Oy Verildi! Roket bilimi için hiç bu kadar erişilebilir bir öğrenme aracı olmadı.
@MindS1 - İlgili XKCD'ler: [Yörünge Mekaniği] (https://xkcd.com/1356/), [Altı Kelime] (https://www.xkcd.com/1244/) ... bunu düşünmeme rağmen ikincisi [geçerlidir] (https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2rgsan/i_am_elon_musk_ceocto_of_a_rocket_company_ama/cnfrm06) [SpaceX] (https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2rgsan / i_am_elon_musk_ceocto_of_a_rocket_company_ama / cnfri17)
Bob Jacobsen
2018-12-06 16:17:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

En son Falcon9 iniş yanıklarında üç motor kullanıldı (daha fazla motor daha fazla yakıt tasarrufu sağlar, ancak çok daha fazla hassasiyet gerektirir). Üçü, bağımsız olarak vektörleştirilebilen merkezde bir ve iki dışta olan düz bir çizgidedir. Bu, eğim, sapma ve yuvarlanma eksenleri etrafında tork sağlamalarına olanak tanıyor.

CRS-16 yavaşladıkça, ızgara kanatçığındaki bu ters dönüş düştü ve motorların sonunda onu alt etmesine izin verdi.

İkincil soruya gelince: Bir "ızgara kanatçığının", "bir ızgaradan yapılmış bir kanatçık" değil, "kanatçıklardan oluşan bir ızgara" olduğuna dikkat edin: Aerodinamik öğe, dikey ızgaranın her küçük parçasıdır.

enter image description here

Hava ızgara elemanlarını geçerken, kanatçıktan geçerken, her bir ızgara parçası onu saptırabilir. Videoda gösterilen yönde, hava sağa doğru yön değiştirir (mavi oklar) ve sola doğru (kırmızı ok) bir yuvarlanmaya neden olur.

ızgara kanatçıklarında arka planı olan daha fazla yayın: [1] (https://space.stackexchange.com/a/22097/12102), [2] (https://space.stackexchange.com/a/22106/12102) [3] (https://space.stackexchange.com/a/22182/12102), [4] (https://space.stackexchange.com/q/22316/12102)
0xDBFB7
2018-12-06 20:35:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yer kamerası görüntülerinde, iniş boyunca yalnızca bir motorun yandığı görülebilir. Tek bir motor, yalpayı anlamlı bir şekilde kontrol edemez, ancak sisteme tork uygulamak için gimbal rotasyonunun hangisini kullanabileceğini bilmediğim bazı ince ikinci derece efektler olabilir:

enter image description here

İniş bacakları açıldığında, spinin büyük bir kısmı yok oluyor gibi görünüyor; Bunun klasik bir açısal momentum / eylemsizlik momenti problemi olduğunu düşünüyorum: c.f. buz patencileri.

İniş ayakları toplu olarak 2000 kg ağırlığındadır ve kuru bir ilk aşama yaklaşık 25.000 kg ağırlığındadır: I = 0.5MR ^ 2 atalet momentinin kabaca iki katına çıkar.

Muhtemelen o zaman soğuk gaz iticileri kalan hızı sıfırlamak için yeterliydi.

@leftroundabout'un işaret ettiği gibi, bu tamamen bir yanılgıdır. İticiler mutlaka aynı miktarda açısal momentumu ortadan kaldırmak zorundadır.

Başka yerlerde turbo pompalarından gelen egzozun da gimball olup olmadığını merak eden yorumlar gördüm. Merkezin dışında olması gerekeceğinden, bir tork oluşturmak için kullanılabilir; ama bu konulardaki hiç kimse bunun olup olmadığını bilmiyor.
Biliniyor - Merlin 1D'nin sabit bir turbo pompalı egzozu var. Bu özellik Merlin 1C ve Falcon 1 ile kullanımdan kaldırıldı.
"Atalet momentinin kabaca iki katı ... muhtemelen soğuk gaz iticileri ** o zaman ** yeterliydi" gerçekten mantıklı değil. Ölçüt momentini artırmak açısal momentumu azaltır, ancak açısal momentumu azaltmaz (aslında, açısal momentumun sabitliği, dönüşün yavaşlamasının nedenidir). Sadece soğuk gaz iticileri bacakların ucunda olsaydı, açılmış bacaklarla daha etkili hale gelirlerdi.
@leftaroundabout Oh adamım, tamamen haklısın, teşekkürler. Düzenlendi.
Dönen kedileri biraz açabilir misin?
@EverydayAstronaut Muhtemelen saçma; şu anda sayıları çalıştırmak için zamanım yok ... benden daha iyi bir fizikçi, gimbal üreten bir itme kuvveti gibi iki segmentli bir nesnenin net bir yavaşlama üretip üretemeyeceğini belirleyebilir. Orada bir yerde ikinci dereceden bir etki olmalı. Gimbal rotasyonu ile vücut rotasyonu arasındaki faz kayması çizgileri boyunca biraz eksen dışı bir itme vektörüne neden olan bir şey düşünüyorum.
Dohn Joe
2018-12-06 18:19:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Falcon 9 Kullanıcı Kılavuzu, eğim, yalpalama ve yuvarlanmanın ilk aşamadaki yalpalı motorlar tarafından kontrol edilebileceğini söylüyor, 11. sayfadaki Tablo 2.1'e bakın.

enter image description here

Roketler neden gimballing kullanır?

İnmek için inşa edilen herhangi bir roket tam itme vektörüne sahip olmalıdır, çünkü ızgara kanatçıkları veya diğer aerodinamik kontrol elemanları yalnızca roket havada yeterli hızda hareket ettiğinde çalışır.

Roket aşağı inmeden önceki son anlarda oldukça yavaştır, aksi takdirde yumuşaklık olmaz. iniş. Bu nedenle, roketin tam kontrolünü elinde tutmak için, roket yavaş olduğunda (inişten önce yere yakın, ayrıca havanın ilk aşamasında) uçuş aşamaları için bazı itme vektörleri olmalıdır. aerodinamik kontrollerin çalışması için ince.

RTFM yerine, bu bağlamda, [Talimatları Okuyun] (https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_spaceport_drone_ship#Just_Read_the_Instructions) daha uygun olabilir ... :-)
`+ 1` Bağlantılar koptu, bu yüzden gelecekteki okuyucuların aynı RTFM deneyimini yaşadığından emin olmak için bir ekran görüntüsü ekledim.
Bu, doğrudan soruyu ele almıyor, çünkü kılavuzdaki bu tablo sadece uygun olmayan rızayı tartışıyor. Ve buradaki diğer birkaç yorumcu gibi, inişi izledikten sonra 1 motor yanığı olduğunu düşündüm. merkezden kaydırmanın bir yolu. Motorun ikincisini yapabileceğini gösteren hiçbir şey görmedim.


Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 4.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...