Pytanie:
Pionowy start, pionowe lądowanie (VTVL), orientacja spadania pojazdu
AlanSE
2013-07-23 17:49:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Testy pojazdu SpaceX Grasshopper (formalnie pojazdu VTVL) zwiększały wysokość, na jaką mogą się wspinać testy przed wykonaniem pionowego lądowania. Podczas wszystkich tych testów pojazd utrzymuje się w pozycji pionowej.

W praktyce, działając jako rakieta, pojazd spadnie ze znacznej wysokości. Czy zanim zbliży się do ziemi, utrzyma się w pozycji pionowej, gdy spadnie, czy też spadnie, czy spadnie w poziomie?

Czy to w ogóle wymaga odpowiedzi? To znaczy. SpaceX nie powiedział wprost. Elon skomentował, że nie zamierzają robić ataku śmierci ani skrętu K, ale to nie jest zbyt oficjalne.
Cztery odpowiedzi:
#1
+9
PearsonArtPhoto
2013-07-23 21:26:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jak pokazuje pierwotnie wydany film koncepcyjny, Grasshopper System będzie w stanie ustabilizować się i wylądować pionowo. Bez wątpienia w niektórych miejscach nastąpi utrata całkowitej kontroli, ale ostatecznie statek kosmiczny musi być kontrolowany i wyląduje pionowo. Zobacz film w YouTube poniżej:

Ma to sens z wielu powodów. Głównym powodem jest to, że rakieta jest bardziej stabilna w konfiguracji pionowej niż poziomej, co pozwala na dokładniejszą kontrolę. Bez wątpienia nastąpi zmiana orientacji, ale jako całość system będzie działał lepiej, jeśli będzie działał w konfiguracji pionowej.

Nie mogę się doczekać, kiedy zobaczę, jak działa to dobrze w tym filmie. Będzie świtem nowej ery. Czuję się też zmuszony do zasymulowania tego w KSP ...
Modelowanie aerodynamiki @Erik: KSP nie jest jeszcze takie świetne. Któregoś dnia to będzie, ale może to chwilę potrwać ...
Enter Aerospace Tool.
#2
+7
Osteoboon
2013-07-23 19:48:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To nie ma być bezczelne, ale jeśli dobrze rozumiem twoje pytanie, odpowiedź wydaje się być zawarta w nazwie pojazdu.

VTVL: Pionowy start Pionowe lądowanie

Myślę, że nawet gdyby Grasshopper nie miał aktywnego sterowania lotem, wystarczyłby duży żyroskop, aby utrzymać go w pionie podczas lotu, ale artykuł wyjaśnia, że ​​ma on aktywne sterowanie lotem. Artykuł w Wikipedii wspomniał, że:

  • "... trzeci lot w grudniu 2012 r. Trwający 29 sekund, z przedłużonym zawisem pod silnikiem rakietowym, podczas którego wzniósł się na wysokość 40 metrów (130 stóp ) przed zejściem z rakietą, aby osiągnąć udane lądowanie pionowe ”.
  • Dyrektor generalny Musk powiedział w listopadzie 2012 roku:„ W ciągu następnych kilku miesięcy będziemy stopniowo zwiększać wysokość i prędkość . ... Myślę, że po drodze prawdopodobnie będzie kilka kraterów; będziemy bardzo szczęśliwi, jeśli nie będzie żadnych kraterów. Pionowe lądowanie jest niezwykle ważnym przełomem ... "
  • Podczas testu fazy 1, Grasshopper RLV zostałby wystrzelony i wzniósłby się do 240 stóp AGL, a następnie zmniejszyłby przepustnicę, aby zejść , lądując z powrotem na padzie około 45 sekund po starcie.

Krótko mówiąc, myślę, że odpowiedź na twoje pytanie brzmi: „w pionie”.

Nie mam źródła, ale Musk został zapytany na Twitterze, czy się obracają (tj. Deorbituje nosem w dół dla osłony termicznej, a następnie obraca się do silników w dół, aby lądować napędowo) i skomentował, że pozostanie w tej samej orientacji przez całą drogę w dół . Co też jest całkiem interesujące. Zastanawiasz się, czy będą pracować na niskim ciągu przez silnik, aby działać jako bufor kontrolujący ciepło?
Źle zrozumiałeś pytanie - oczywiście * ląduje * pionowo, ale jakiej orientacji używa, aby dostać się do miejsca lądowania? Możliwe, że podróżuje poziomo, a następnie używa swoich systemów napędowych do zmiany orientacji w celu pionowego lądowania.
Co miałeś na myśli mówiąc „duży żyroskop”? Żyroskop stabilizujący byłby niezwykle nieefektywnym sposobem na utrzymanie postawy rakiety nośnej, która jest masywna i ma ogromny moment bezwładności, a na którą działają znaczne siły aerodynamiczne. Jeśli masz na myśli żyroskop dla celów poznania położenia, to musiałby on być masywny, a ponadto wszystkie rakiety i tak mają systemy określania położenia do lotu z napędem, więc lądowanie prawdopodobnie wpłynęłoby tak mało, jeśli w ogóle.
#3
+5
Adam Wuerl
2013-07-28 21:09:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pełny profil lotu pojazdu podobnego do VTVL Grasshopper nie został udostępniony przez SpaceX, ale z pewnością nie pozostanie on w pozycji pionowej przez cały lot - zakładając, że pion jest zdefiniowany jako kąt ścieżki lotu 90 °.

Rakiety startowe z ziemi zazwyczaj zaczynają latać mniej więcej prosto w górę. Ponieważ są one ustawione pod małym kątem natarcia, pozwala to na kontrolowanie bocznych sił aerodynamicznych i pozwala jak najszybciej wydostać rakietę z gęstej dolnej atmosfery. Ale tak szybko, jak to możliwe (dokładnie tam, gdzie zależy od różnego rodzaju parametrów, ale powyżej 100 000 stóp będzie to rząd wielkości) rozpoczynają tak zwany zwrot grawitacyjny. Trajektoria zaczyna się obracać, a kąt toru lotu maleje.

Jest więc prawdopodobne, że pojazd zacznie się obracać podczas postoju i przez to nie będzie już pionowy.

Zakładając, że pojazd spadnie balistycznie przed ponownym uruchomieniem głównych silników do lądowania, tak naprawdę istnieją tylko dwie opcje wysokiego poziomu:

  1. Aktywnie kontroluj położenie: użyj systemu kontroli położenia, aby kontrolować kierunek pojazdu
  2. Pozwól, aby położenie pojazdu unosiło się (tj. nie było kontrolowane).

Najlepszym wyborem byłby handel pogrzebany w szczegółach projektu rakiety i trajektorii, a który poznamy odpowiedź tylko wtedy, gdy SpaceX zdecyduje się ją udostępnić.

Tak czy inaczej, pojazd będzie musiał zostać odpowiednio zorientowany na zapłon silnika, zanim znajdzie się zbyt głęboko w atmosferze. W zależności od stabilności aerodynamicznej pojazdu można to zrobić częściowo w sposób pasywny lub z aktywną kontrolą (lub w połączeniu z nią). Ponieważ jest to tylko pierwszy etap, będzie jechał tylko kilka Machów, a zatem prawdopodobnie nie będzie potrzebował systemu ochrony termicznej tak ciężkiego, złożonego lub kosztownego, jak ten, który był używany w pojazdach wahadłowych, a nawet w pojazdach powracających Dragon lub Apollo. / p>

#4
-1
Bernie Kerr
2015-01-07 03:34:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dopalacz prawdopodobnie jest stabilny bez kontrolowanego ciągu po rozłożeniu nóg podporowych, opis spaceX mówi, że silnik (i) zostanie (e) odpalony (e) 3 razy po separacji.

Booster obróci się tylko do tyłu, aby kierunek lotu podczas fazy zwalniania i lądowania. Będzie wykorzystywał opór aerodynamiczny, aby zmniejszyć większość prędkości i nie zużywać dodatkowego paliwa.

Czy mógłbyś [edytować], aby dołączyć linki do informacji, do których nawiązujesz w swojej odpowiedzi? Zredagowałbym to w sobie, ale nie jestem pewien, który _SpaceX description_ miałeś na myśli. Twoje zdrowie!


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...