Domanda:
Navicelle riutilizzabili: perché ancora le carene si staccano invece di aprirle / chiuderle?
ToolUsr
2019-06-26 19:32:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Perché i razzi riutilizzabili (ad esempio SpaceX Falcon 9) utilizzano ancora carenature staccabili? SpaceX continua a cercare un modo per recuperare le carenature da 6 milioni di dollari per ovvi motivi di risparmio sui costi, perché non aprirle semplicemente, espellere il carico utile, quindi richiudersi, tramite un meccanismo a cerniera?

Il precedente dell'era dei razzi usa e getta era di lasciarli cadere nell'oceano e di perdersi: SpaceX / NASA è eccessivamente conservatore continuando con l'approccio staccabile, o c'è una ragione ingegneristica fondamentale per cui non può essere fatto?

Cinque risposte:
GdD
2019-06-26 19:41:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Avrebbe senso tenere attaccata la carenatura solo se il palco a cui era attaccata doveva essere recuperata. Il falco SpaceX e il falco pesante sono razzi multistadio, solo il primo stadio è riutilizzabile. La carenatura viene lanciata una volta che la pressione aerodinamica è sufficientemente bassa da non essere più necessaria, prima che venga raggiunta la velocità orbitale. Poiché non sta andando così veloce, la carenatura è recuperabile, il resto del razzo continua a funzionare e non è recuperabile.

Buon punto, fondamentalmente la seconda fase non sta tornando. Domanda correlata quindi: cosa succede al secondo stadio Falcon, cade nell'oceano? Penso che utilizzi un motore a vuoto, motivo per cui non può tornare sulla terra in sicurezza accendendo di nuovo il motore.
Potrebbe essere già stato discusso a un certo punto @ToolUsr,, ma in caso contrario è una buona domanda di follow-up da porre.
Hai ragione, ha risposto [qui] (https://space.stackexchange.com/questions/7814/what-happens-to-the-falcon-9-second-stage-after-payload-separation)
@ToolUsr Il recupero del secondo stadio è tecnicamente molto più difficile, poiché sta andando circa 3 volte più velocemente, il che rende il rientro molto, molto più caldo. Il problema dell'atterraggio del motore è relativamente piccolo rispetto a questo.
È un osso duro da rompere @RussellBorogove, hai bisogno di un sistema di protezione termica, recupero a valle e abbastanza carburante per atterrare sul palco. Molto peso
@GdD e l'aggiunta di cerniere e motori per aprire e chiudere una carenatura riutilizzabile rende le cose ancora peggiori.
Quando ci sono abbastanza affari da renderlo utile, forse sarebbe necessaria una piattaforma di recupero orbitale con equipaggio permanente (per recuperare i secondi stadi, ecc.). Raccogli un carico utile di secondi stadi, carene, ecc. E rimandali sulla Terra su una navetta ogni tanto. Ci sarebbero molti dettagli da elaborare, ma questo tipo di piano renderebbe i razzi più vicini al 100% riutilizzabili.
Non sono venduto su quell'@whitebeard, che costruiresti un enorme veicolo spaziale riutilizzabile con un solo scopo, i costi per farlo probabilmente supererebbero qualsiasi possibile risparmio. Sembra molto più semplice progettare un secondo stadio riutilizzabile che possa tornare sulla terra.
Molle @jwenting per aprire e pressione atmosferica per chiudere? I cardini stessi non dovrebbero essere troppo pesanti.
@JohnDvorak che presume il rientro in modo tale che il flusso d'aria non li strappi, o che il plasma di rientro non coli e danneggi gli interni.
@whitebeard non ci sono navette adesso.
Organic Marble
2019-06-26 19:37:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le carene sono staccate per evitare di portare in orbita la loro massa non necessaria. Ciò accade in genere durante la seconda fase di combustione. Vedi questa domanda per informazioni sui tempi di lancio della carenatura: Quanto è forte e "caldo" il vento sul carico utile dopo che la carenatura è stata dispiegata a ~ 110 km?

Un'immagine che mostra la separazione della carenatura durante il secondo stadio di combustione: enter image description here Fonte: questa domanda: Perché il primo stadio di SpaceX aumenta e torna indietro dopo la separazione non solo indietro?

La mancata separazione mantiene una massa sufficiente da impedire al veicolo di entrare in orbita.

Ci sono stati anche alcuni guasti in cui la carenatura del carico utile non si è separata correttamente e ciò ha portato a un'incapacità di separare il carico utile o al mancato raggiungimento dell'orbita del carico utile a causa della massa aggiunta della carenatura.

Fonte

Se un veicolo aveva prestazioni extra sufficienti per sostenere il peso aggiunto, non c'è motivo fondamentale per cui le carene non potessero rimanere attaccate. Ma "nessuna ragione fondamentale" e "far funzionare l'ingegneria nel mondo reale" non sono la stessa cosa.

Dai diagrammi del percorso di volo sembra che le carenature vengano rilasciate dopo la separazione dello stadio e dopo la combustione del secondo stadio, se vero, usando il carburante per raggiungere l'orbita. Inoltre, il secondo stadio è in una microgravità a quel punto, quindi presumibilmente il peso aggiunto non è un grosso problema. Altrimenti, come ha sottolineato @GdD, il secondo stadio non sta tornando indietro in sicurezza a prescindere, e non può perché ha un motore a vuoto.
La "microgravità" di @ToolUsr non ha nulla a che fare con questo. E le carene vengono solitamente scaricate molto prima che il 2 ° stadio si esaurisca. I motori del secondo stadio devono accelerare la massa del secondo stadio. Che includerebbe la carenatura se non fosse gettato a mare. "Peso" modificato per essere "massa".
punto giusto, tuttavia secondo le fonti vedo ancora sembra che brucino il 2 ° stadio con le carene, rendendolo discutibile. E ancora una volta quel secondo stadio non tornerà comunque, quindi c'è un motivo fondamentale per cui è staccabile, poiché è l'unico modo per recuperarlo.
La carenatura protegge il carico utile fino a un certo punto e viene scaricata dopo quel punto, vedere la mia modifica. La seconda fase è ancora in fiamme allora. Hai ragione sul fatto che il 2 ° stadio non venga recuperato, ma SpaceX ha parlato di farlo a un certo punto. Stavano ancora per gettare a mare la carenatura.
Penso comunque che sia un'idea interessante; se il 2 ° stadio avesse bisogno di una heatsheild per essere recuperato, sembra che valga la pena cercare di migliorare quella già presente (la carenatura) piuttosto che aggiungerne un'altra
@Puffin certo, se puoi permetterti la performance è una splendida idea. Insieme alla carenatura apribile e allo scudo termico, aggiungiamo un braccio robotico, ali, una cabina per l'equipaggio ... nah, questa è fantascienza.
@OrganicMarble Beh, hanno già buttato via un'enorme quantità di prestazioni in Falcon Heavy, fondamentalmente usano tre primi stadi per ottenere la singola prestazione F9 e tuttavia mantenere l'hardware.
@puffin Penso che la cosa che manca è che le carene non costituiscono davvero uno scudo termico di rientro completo. E nemmeno i lati del carro armato.
Russell Borogove
2019-06-27 05:19:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A parte la penalità di massa per il trasporto della carenatura attraverso l'intero volo menzionato in Organic Marble, una carenatura incernierata e il meccanismo per aprirla e chiuderla sarebbero molto più costosi, massicci e inaffidabili dei semplici espulsori a molla o esplosivi utilizzati sugli attuali razzi. Non vuoi portare il livello superiore completamente in orbita e poi farti incastrare le porte della carenatura.

includi solo un po 'di WD40 e un martello per convincerli ad aprirsi :)
e forse un robot che si affretta a zappare il WD40 e martellare, imprecando: "D@mm1t, aprite carene maledette da papà !!" : D
Anche gli esplosivi non sono così semplici. Purtroppo ho solo questo video di Scott Manley sul perché le carene Taurus si sono guastate a causa di difetti di fabbricazione: https://www.youtube.com/watch?v=drSv1biVJZQ
RonJohn
2019-06-27 06:45:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

perché non tenerli semplicemente aperti, espellere il payload, quindi richiudersi, tramite un meccanismo a cerniera?

Perché NIENTE è MAI semplice quando :

  1. accelerando fino a 17.000 mph,
  2. vibrando come un matto e
  3. eseguendo una danza intricata tra centinaia - o anche migliaia - di movimenti parti.

BACIA e soffia via ciò che può essere spazzato via.

TonyK
2019-06-27 23:27:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sospetto che il motivo principale sia questo:

La priorità numero uno è fornire il carico utile. Tutto il resto è subordinato a questo imperativo.

Mettere cerniere e porte sulla carenatura aggiunge uno strato di complessità: cosa succede se le porte non si aprono? Hai perso il carico utile. Molto meglio perdere la carenatura! Sono solo 6 milioni di dollari!

Quindi cercano di recuperare la carenatura, ma solo dopo che ha fatto il suo lavoro e non a rischio di mettere in pericolo la missione primaria.



ⓘ
Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
Loading...