Falcon 9 TVC: Roll kontrolüne hangi motorlar katılır?
Falcon 9'un 1. Aşaması, yalpalama, eğim ve sapmayı kontrol etmek için başlatma sırasında yalpalamalı motorlarını kullanır.
Merkez motor muhtemelen roketin uzunluk ekseni etrafında önemli bir karşı tork uygulayamayacağından yana yatma kontrolü için yalnızca sekiz çevresel motor kullanılabilir.
Ancak sekiz motor, yuvarlanma kontrolü için aşırı görünüyor ... Hepsi yuvarlanma kontrolüne mi katılıyor yoksa işe yarayan sekiz motorun sadece bir alt kümesi mi?
Görünüşe göre dört motor yeterli olabilir, hatta belki sadece iki (çapsal olarak zıt motor çiftleri halinde).
Kaynaklar takdir edilecektir, ancak bunları elinizde tutmazsanız, beni doğru yöne yönlendiren bir yorum yine de işe yarar.
Tüm motorların yunuslama ve yalpalama kontrolüne katılıp katılmayacağı veya sadece bazılarının katılıp katılmayacağı da merak edilecek. Teşekkürler!!!
Yanıtlar
Jörg W Mittag'ın dediği gibi , bilmiyoruz. Ancak tüm motorları gimbalayabildikleri için , yapmasalar şaşırırdım.
Sadece birkaçını çok fazla gimbaling yapmak yerine, tüm motorları biraz bozmak, (en azından) aşağıdaki avantajlara sahiptir:
Tüm motorları aynı miktarda yaklaşık aynı yönde döndürdüğünüz için, genellikle bitişik motor çanları arasındaki boşluğu en üst düzeye çıkarır . Özellikle yuvarlanma kontrolü için, dış motorlardan sadece bazılarını gimbalederseniz, gimbal uyguladıklarınızın üzerindeki çanlar, bitişik gimbaling olmayan motorların çanlarına daha fazla itilirdi.
Bu kosinüs kayıpları en aza indirir : Birlikte bir motor eğin zaman$F$ Bir açıyla itme kuvveti Newton $\alpha$, ileriye doğru hamlenin düşüyor $F \cos(\alpha)$ Newton, ama kazanıyorsun $F \sin(\alpha)$Karşılıklı yanal itme Newtonları. Küçük açılar için,$\sin(\alpha) \approx \alpha$ (radyan cinsinden) $\cos(\alpha) \approx 1 - \frac12 \alpha^2$. Bu nedenle, istenen miktarda toplam yanal itme elde etmek için, her motordan gelen yanal itme gimbal açısı ile doğrusal olarak ölçeklendiğinden, ancak ileri itme kaybı kuadratik olarak ölçeklendiğinden, daha fazla motoru daha az miktarda yatırmak daha iyidir.
(Tabii ki, gerçekten istediğiniz, istenen miktarda yanal tork ve bunun için motor yerleşimi de önemlidir.Genel olarak, eski Falcon 9 v1.0'da olduğu gibi, istenen dönüş ekseninden farklı mesafelerde motorlarınız varsa motor konfigürasyonunda, itme başına daha fazla tork sağladıkları için dıştaki olanları daha fazla gimballamak isteyeceksiniz. Ancak, Falcon 9 v1.1'den beri SpaceX tarafından kullanılan "Octaweb" düzenlemesiyle , tüm dış motorlar, Yuvarlanma ekseni. Ve eğim ve sapma için, tüm motorlar zaten eksenden yaklaşık olarak aynı uzaklıkta ve hepsi roketin arka ucunda bulunuyor.)
Bitişik motorların yaklaşık olarak aynı yönü göstermesini sağlayarak, bu motorların dumanlarının birbirine çarpmasını da önler. Dürüst olmak gerekirse, bunun pratikte önemli olup olmadığı konusunda hiçbir fikrim yok, ancak bu tür bir çarpışma , motorların birleşik dumanında istenmeyen türbülans ve / veya basınç değişiklikleri oluşturarak geminin aerodinamiği ve / veya ısı yönetimi üzerinde potansiyel olarak bazı olumsuz etkilere sahip olabilir .
Genel olarak, belki tek nedeni değil eğer tutum kontrolü için tüm motorlarını kullanmak istemeniz olamaz , sen yaparak kütle ve / veya maliyet tasarruf tercih örn çünkü sadece hiç yalpa çemberi mümkün sizin motorların bazı veya bunları yalnızca bir eksen boyunca gimbal ile sınırlandırarak. Ama Falcon 9 AFAIK tüm Merlin motorları tam iki ekseni bu kadar yalpa çemberi kontrole sahip olabilir Bütün tutum manevraları (orta motor herhangi rulo kuvvet uygulamaz ki, belli ki, hariç) için kullanılacak, bu nedenle orada gerçekten nedenini onlar hepsini kullanmazdı.
Bilmiyoruz.
Ne yapmak bilmesine Falcon 9 Eğer bir seçim anlamına gelir motor çıkışı özelliği olmasıdır sabit Eğer 9 motorlarının herhangi birinin kaybı adapte olmak zorunda, önceden kurulum.
Bunun dışında her şey mümkün.
Ayrıca SpaceX'in sürekli olarak geliştiğini ve değiştiğini de biliyoruz, bu nedenle bugün doğru olan, yarın ille de doğru olmayabilir ve dün ille de doğru olmayabilir. Cevabın "yukarıdakilerin tümü, bir noktada, uçuş yazılımının bazı sürümlerinde" olması pekala mümkündür.