Kérdés:
Falcon 9: a motorok stabilizálják a forgást
Everyday Astronaut
2018-12-06 13:15:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A CRS-16-on a leszálló Falcon 9 emlékeztető befordult egy elakadó rács uszonyos hidraulikus szivattyúja miatt.

Musk szerint a motorok stabilizálódtak a forgatás. Hogyan lehetséges ez? A fő motorok tolóereje a forgástengely mentén van. Az oldalsó tolókerekek merőlegesek az adott tengelyre, de tudomásom szerint semmilyen forgatónyomatékot nem fejtenek ki.

És mellékes kérdés: a fenti videó két rácsúszója úgy tűnik, hogy egy bal oldali centrifugálás, ellentétben az emlékeztető jobb jobb centrifugálásával. Ez korrekt? Ha igen, miért nem csillapítják a forgást? A másik, a klipben nem látható rácsot a másik irányba kell forgatni.


Valós idejű felvételek nagyobb felbontásban a fedélzeti kamerától, beleértve Hans Koenigsmannt is, aki nem technikával beszél:

https://space.stackexchange.com/questions/tagged/thrust-vectoring
nem a rács uszonyai voltak! https://space.stackexchange.com/q/15507/12102
A rakéta oldalán található hideggáz-tolókerekek mindenképpen képesek irányítani a tekercset - a válaszomba egy képet mellékeltem, amely ezt mutatja.
öt válaszokat:
Saiboogu
2018-12-06 20:17:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A többi válasz remekül demonstrálja az F9 képességeit, de én itt leszek ellentmondó, és azt mondom, hogy mind tévednek, és talán Elon túlságosan leegyszerűsítette a dolgokat egy tweetnél.

Ez egy egy motor leszálló égése. Egyetlen motor nem képes önállóan irányítani a gördülést, hacsak nem rendelkezik vektoros turbopumpa kipufogóval. A Merlin 1C rendelkezik ezzel a funkcióval a Falcon 1 gördülési vezérléséhez, de a Falcon 9 Merlin 1D készülékei fix turbopumpa kipufogóval rendelkeznek.

A hajtómű fedélzetén csak egy „motor” volt képes irányítani a gördülést, a nitrogén hideggáz-tolókerekek. Látható, hogy a leszállási kísérlet során többször próbálta ellensúlyozni a dobást, például itt:

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

A kontrollálatlan dobást rács uszony meghibásodása. A leszálló égés lelassította a járművet, csökkentve az uszonyokon átáramló levegő áramlását és csökkentve a nem kívánt vezérlő bemenetet. Végül annyira lelassult, hogy a hideg gázreakciót vezérlő tolókar csillapíthatta a forgás nagy részét. A forgás nagyobb volt, amikor a lábak kinyíltak, megváltoztatva a tehetetlenség pillanatát (a klasszikus táncos lassan kitette a karját). Ne feledje, hogy néhányan még mindig kifröccsentek, így a tekercset nem állították le, csupán lecsökkentették.

Azt hiszem, Elon a Twitteren szeretett volna rövid lenni. A fő Merlin motor segített visszanyerni a jármű irányítását, de közvetlenül nem ölte meg a forgást. A hideggáztológépek (egyfajta „motor”) a munka nagy részét elvégezték, miután a leszállási égés miatt az uszonyok kevésbé hatékonyak voltak. Scott Manley végigmegy az ereszkedő videókon, nagyjából ugyanazokat a pontokat téve, mint itt:

Ez azt jelenti, hogy a hideggáz-tolókarok megváltoztathatják orientációjukat?
Olyan jó pont a rotációs tehetetlenséggel kapcsolatban! Most a bónusz kérdés: Használhatja valaki ezt a felvételt, hogy kitalálja a leszálló lábak és a test közötti tömegarányt? Úgy érzi, hogy nehezebbek, mint vártam!
@rehctawrats Nem, oldalra vannak rögzítve, de mindegyik tolóerő tulajdonképpen egy hátul, balra és jobbra, valamint a külső szélre irányított fúvókacsoport - így két hajtáscsomó képes megdönteni és ásítani, gurulni, és kifelé tolóerőt biztosítani a hajtóanyagok leülepedéséhez.
egy másik tényező - ha a lefelé irányuló sebesség megölt (vagy majdnem megölt), a spin nem nő. Egy elméleti világban, ahol üzemanyagfelesleg volt, a forgás abbamaradt, ha a szakasz a víz fölött lebegett, mivel a motor súrolta a sebességet, és a tolóerő megszabadult a maradék centrifugálástól, mivel nem volt több centrifugálás .
Egyetlen motor nem tudja szabályozni a gördülést, de a tengely tájolását. [Itt láthatja, hogy a motor elég sokat vektorozik] (https://www.twitch.tv/videos/345009670?t=01h01m15s) megpróbálja a színpadot minden sorban tartani. A tekercs másodlagos (és a végén kezelik).
Ezt a Pod-öbölben találták, és egyetért a következtetésével. Esetleg hozzáadhatja válaszát? https://www.youtube.com/watch?v=EH1nyPIvLjI&t=10s
SF.
2018-12-06 17:55:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Úgy gondolom, hogy a kép ezer szót ér, csak az a kép magyarázza a legjobban, hogy három motor hogyan befolyásolhatja a rakéta forgását:

enter image description here

A Falcon 9 motorjai gömbölyűek, és a leszállás során hármat kellett használni. Sajnos csak rövid pillanatok alatt gyulladnak meg a leszállás előtt, így nem lehetett őket manőverezni a leszállópályához.

Ez a leszálló égés csak a középmotort használta - a jelek szerint három motoros leszállási ég a kivétel, nem pedig a szokásos.
Kedvelt a Kerbal Űrprogramért! Soha nem volt elérhetőbb tanulási eszköz a rakétatudomány számára.
@MindS1 - Releváns XKCD-k: [Orbital Mechanics] (https://xkcd.com/1356/), [Hat szó] (https://www.xkcd.com/1244/) ... bár nem hiszem, hogy ez a második [érvényes] (https://www.reddit.com/r/IAmA/comments/2rgsan/i_am_elon_musk_ceocto_of_a_rocket_company_ama/cnfrm06) a [SpaceX] -re (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

A legutóbbi Falcon9 leszállási égések során három motort használtak (több motor teszi az üzemanyag-hatékonyabb leszállást, bár ez sokkal nagyobb pontosságot is igényel). A három egyenes vonalban van, középső és két külső, amelyek egymástól függetlenül vektorizálhatók. Ez lehetővé teszi számukra, hogy nyomatékot nyújtsanak a dőlésszög, az ív és a tengely körül.

Amint a CRS-16 lelassult, a rácsúszó hátrányos gördülése leesett, lehetővé téve a motorok számára, hogy végül felülkerekedjenek rajta. p> A másodlagos kérdést illetően: Vegye figyelembe, hogy a "rácsúszó" az "uszonyháló", nem pedig "egy rácsból készült uszony": Az aerodinamikai elem a függőleges rácsok mindegyikének apró darabja.

enter image description here

Amint a levegő átmegy a rácselemeken, át a bordán, a rács minden bitje elháríthatja azt. A videóban látható tájolásban a levegő jobbra terelődik (kék nyilak), balra gördülést okoz (piros nyíl).

további bejegyzések háttérrel a rács uszonyain: [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

A földi kamera felvételein látható, hogy a leszállás során csak egy motor égett. Egy motor semmilyen értelmű módon nem tudja irányítani a gördülést, bár előfordulhat olyan finom másodrendű hatás, amiről nem tudom, hogy a kardántengely segítségével milyen forgatónyomatékot lehet alkalmazni a rendszeren:

enter image description here

Úgy tűnik, hogy a forgás nagy része eltűnik, amikor a leszálló lábak kinyílnak; Szerintem ez egy klasszikus szögmomentum / tehetetlenségi probléma: vö. jégkorcsolyázók.

A leszálló lábak együttesen 2000 kg-ot, a száraz első szakasz pedig 25 000 kg-ot nyom: I = 0,5MR ^ 2 a tehetetlenség pillanatának nagyjából duplájához vezet.

Feltehetően a hideggázos tolóerők ekkor elegendőek voltak a maradék sebesség nullázására.

Amint a @leftroundabout rámutatott, ez teljes tévedés. A tolókerekeknek szükségszerűen ugyanannyi szöget kell eltávolítaniuk.

Láttam másutt olyan kommenteket, amelyek arra gondoltak, hogy a turbószivattyúk kipufogógázai is gömbölyűek-e. Mivel középen kívül kell lennie, nyomaték előállítására használható; de ezeken a szálakon senki sem tudta, hogy van-e.
Köztudott - A Merlin 1D fix turbopumpa kipufogóval rendelkezik. Ezt a funkciót megszüntették a Merlin 1C és a Falcon 1.
„Nagyjából megduplázza a tehetetlenségi pillanatot ... feltehetően a hideggázos tolóerők ** akkor ** elegendőek voltak”, ennek valójában nincs értelme. Az interia pillanatának növelése csökkenti a szögletes _frekvenciát_, de nem a szögmomentumot (valójában a szögimpulzus állandósága _az oka_ a forgás lassul). Csak akkor lesznek hatékonyabbak a kihelyezett lábakkal, ha a hideggáz-tolókarok a lábak hegyénél vannak.
@leftaroundabout Ó, ember, teljesen igazad van, köszönöm. Szerkesztve.
Részletesen bemutatná a forgó macskákat?
@EverydayAstronaut Valószínűleg ostobaság; jelenleg nincs időnk a számok futtatására ... egy jobb fizikus, mint én, képes lennék meghatározni, hogy egy két szegmenses objektum, például egy kardántengely előidézheti-e a nettó lassulást. Valahol másodrendű hatásnak kell lennie. Gondolok valamire a gimbális és a test forgása közötti fáziseltolódás mentén, ami kissé tengelyen kívüli tolóerőt eredményez.
Dohn Joe
2018-12-06 18:19:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A Falcon 9 felhasználói kézikönyve azt mondja, hogy a dőlést, az ásítást és az elfordulást az első szakasz kardánmotorjai vezérelhetik, lásd a 2.1. táblázatot a 11. oldalon.

enter image description here

Miért használják a rakéták a gömbgolyót?

Bármely földre épített rakétának teljes tolóerő-vektorral kell rendelkeznie, mivel a rács uszonyai vagy bármely más aerodinamikai vezérlőelem csak akkor működik, ha a rakéta megfelelő sebességgel halad a levegőben.

Az utolsó pillanatokban, mielőtt megérintenék, a rakéta meglehetősen lassú, különben nem lenne puha leszállás. Így a rakéta teljes irányításának megőrzése érdekében bizonyos tolóerő-vektorokat kell végrehajtani a repülés fázisaiban, amikor a rakéta lassú (a talaj közelében leszállás előtt, a felszállás kezdeti szakaszában is) vagy a levegő túl vékony az aerodinamikai vezérlők működéséhez.

Az RTFM helyett ebben az összefüggésben a [Just Read The Instructions] (https://en.wikipedia.org/wiki/Autonomous_spaceport_drone_ship#Just_Read_the_Instructions) lehet megfelelőbb ... :-)
A linkek megszakadnak, ezért hozzáadtam egy képernyőképet, hogy a jövőbeni olvasók ugyanolyan élményben részesülhessenek, mint az RTFM.
Ez nem foglalkozik közvetlenül a kérdéssel, mivel a kézikönyvben szereplő táblázat csak a nem helyes véleményt tárgyalja. Több más hozzászólóhoz hasonlóan itt is úgy gondoltam, hogy a leszállást nézve 1 motor égése volt, nem pedig 3. Ha csak a középmotor ég, akkor nem hiszem, hogy megszerezhetné a tekercs irányítását, hacsak azon kívül, hogy elfordítja egy kardánon, egy módja annak, hogy eltolják a középpontból. Nem láttam semmit, ami jelezné, hogy a motor képes lenne ez utóbbira.


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 4.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...