Falcon 9 TVC：どのエンジンがロール制御に参加していますか？
Falcon 9のステージ1は、打ち上げ時にジンバルエンジンを使用して、ロール、ピッチ、ヨーを制御します。
中央のエンジンがロケットの長さ軸の周りに大きな反トルクを及ぼす可能性がないため、8つの周辺エンジンのみをロール制御に使用できます。
しかし、8台のエンジンはロール制御にはやり過ぎのようです...それらはすべてロール制御に参加していますか、それとも参加しているのは8台のサブセットにすぎませんか？
4つのエンジンで十分であるか、あるいは2つだけで十分であるように思われます（正反対のエンジンのペアで）。
情報源をいただければ幸いですが、手元にない場合でも、私を正しい方向に向けるコメントで十分です。
すべてのエンジンがピッチとヨーの制御に参加しているのか、それとも一部のエンジンだけが参加しているのかについても興味があります。ありがとう!!!
回答
JörgWMittagが言うように、私たちは知りません。しかし、それらはすべてのエンジンをジンバルできるので、そうでなかったら私は驚きます。
いくつかのエンジンをたくさんジンバルするのではなく、すべてのエンジンを少しジンバルすることには、（少なくとも）次の利点があります。
すべてのエンジンをほぼ同じ方向に同じ量だけ回転させるため、通常、隣接するエンジンベル間のクリアランスが最大になります。特にロールコントロールの場合、外部エンジンの一部のみをジンバルした場合、ジンバルを行ったベルは、隣接する非ジンバルエンジンのベルに近づきます。
これは、コサインの損失を最小限に抑えること：あなたが持つエンジンを傾けたときに$F$ ある角度による推力のニュートン $\alpha$、あなたの前方推力はに低下します $F \cos(\alpha)$ ニュートン、しかしあなたは得る $F \sin(\alpha)$交換での横方向推力のニュートン。小さな角度の場合、$\sin(\alpha) \approx \alpha$ （ラジアン）、 $\cos(\alpha) \approx 1 - \frac12 \alpha^2$。したがって、各エンジンからの横方向の推力はジンバルの角度に比例しますが、前方の推力の損失は2次関数的に増加するため、必要な量の総横方向の推力を得るには、より多くのエンジンをより少ない量で傾ける方がよいでしょう。
（もちろん、本当に必要なのは、必要な量の横トルクです。そのためには、エンジンの配置も重要です。一般に、古いFalcon 9 v1.0のように、目的の回転軸から異なる距離にエンジンがある場合エンジン構成では、スラストあたりのトルクが大きくなるため、外側のエンジンをよりジンバルする必要があります。ただし、Falcon 9 v1.1以降でSpaceXで使用されている「Octaweb」配置では、すべての外側のエンジンがロール軸。ピッチとヨーの場合、すべてのエンジンはとにかく軸からほぼ同じ距離にあり、すべてロケットのテールエンドに配置されています。）
隣接するエンジンがほぼ同じ方向を向くようにすることで、それらのエンジンのプルームが互いに衝突するのを防ぎます。正直なところ、これが実際に重要かどうかはわかりませんが、そのような衝突は、エンジンの結合されたプルームに不要な乱流および/または圧力変動を作成することにより、船舶の空気力学および/または熱管理に悪影響を与える可能性があります。
一般に、姿勢制御にすべてのエンジンを使用したくない唯一の理由は、使用できない場合です。たとえば、一部のエンジンのみをジンバルできるようにすることで、質量やコストを節約したい場合などです。 、または1つの軸に沿ったジンバルのみに制限することによって。しかし、Falcon 9のすべてのマーリンエンジンは完全な2軸ジンバル制御を備えているため、すべての姿勢操作に使用できます（もちろん、センターエンジンがロールトルクを発揮できないことを除いて）。したがって、実際には理由はありません。それらすべてを使用するわけではありません。
わかりません。
私たちが知っていることは、Falcon 9にはエンジン出力機能があるため、事前に固定セットアップを選択することはできず、9つのエンジンのいずれかの損失に適応できる必要があるということです。
それ以外はすべて可能です。
SpaceXは絶えず改善され、変化していることもわかっています。そのため、今日の真実は必ずしも明日も真実ではなく、昨日も真実であるとは限りません。答えが「ある時点で、あるバージョンのフライトソフトウェアで上記のすべて」である可能性は非常に高いです。