Как не давать ракете падать даже в шторм

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Оригинал взят у zampotehkenguru в Как не давать ракете падать даже в шторм

Ракета Falcon-9 пыталась приземлиться на платформу 4 раза. Один раз - разбилась о палубу, один раз - села в воду из-за шторма, два раза - падала на бок. Чтобы удержать её от падения предлагается схема с фиксированием верха ракеты подвижными канатами, которые бы сдвигались и удерживали верх ракеты точно над её низом.


Схема фиксирования верха ракеты канатами.

Тут два варианта. Фиксация снизу - позволяет избежать раскачивания ракеты при сильном штормовом ветре или большой качке, но она не обязательна.


Конструкция для управляемого передвижения канатов удерживающих ракету.

Анимация под катом.




Анимация удержания ракеты в вертикальном положении.

Как только центр тяжести ракеты снизится ниже уровня канатов - канаты начинают сдвигаться и обхватывают ракету так, чтобы удерживать её верхнюю часть над нижней. Если нижняя часть почему-то смещается в сторону, то и канаты начинают двигаться, и сдвигают верхнюю часть ракеты так, чтобы ракета оставалась в вертикальном положении. Тогда она упасть не может, даже если у неё подломилась одна из ножек.


Вариант с подвешиванием.

Есть ещё более радикальный вариант - это вообще избавиться от ножек, и не сажать ракеты на ножки, а подвешивать на канаты. Потому, что ножки весят 2 тоны, и плюс расход топлива чтобы этот вес носить. Если же у ракеты только небольшие крюки сверху, которыми она цепляется за канаты, то ракета будет легче. Кроме того канаты могут амортизировать спуск ракеты, если она спускается слишком быстро. См. ниже как аэрофинишёры тормозят приземляющиеся самолёты:

История падений Фалконов:

1)

2)

3)

4)

Comments

[nukemall.livejournal.com]

Плохо когда в сообщество с названием "engineering-ru" постит человек не имеющий даже знаний физики в пределах школьного курса.
"Флаконы" бьются потому, что на море есть волны из-за которых платформа не только качается, но и смещается вверх-вниз, а двигатель не имеет управления по тяге - он дросселируется до 70% взлётной что всё равно больше посадочного веса ступени и даёт заранее рассчитанный импульс. Платформа поднялась на метр-два - и всё, приехали. Никакое придумываемое гомнитариями усиление опор, ловушки итд не помогут: ступень это хрупкая тонкостенная пустая бочка у которой самый прочный элемент - шпангоут к которому крепятся двигатели, остальное можно считать очень большой пивной банкой. Реальных способов решения проблемы всего два: сажать на сушу(при этом выводимая полезная нагрузка становится совершенно смехотворной) или разработать новый двигатель имеющий возможность глубокого и быстрого изменения тяги(что очень дорого).

[ssokol01.livejournal.com]

а почему если сажать на сушу то нагрузка меньше?

[nukemall.livejournal.com]

Потому, что до суши лететь далеко, для этого вместо полезной нагрузки приходится везти наверх топливо. При единственном полностью удачном(с посадкой на сушу) запуске многоразового "Флакона" было выведено 1200кг ПН вместо 13000 в одноразовой версии.

[fan-d-or.livejournal.com]

До суши лететь не дальше, чем до баржи - разница в топливе незначительна (достаточно баллистический участок траектории возврата скорректировать на несколько градусов).
А вот гнать баржу из заморских далей обратно - это то ещё удовольствие.

К слову, колебания платформы по вертикали совершенно незначительны и значения не имеют.
Там скорей бОльшие неприятности доставляет ветер, поскольку с боковым маневром у пепелаца
проблемы...

[general-drozd.livejournal.com]

Я немного не в курсе, а нельзя летать над сушей хорошо вытянутой поперёк часовых поясов?

[vugi.livejournal.com]

Ну, все-таки никто и не говорил, что эти 1200 кг и есть максимальная нагрузка. Сколько засунули - столько и вывели. Маск говорил, что разница в грузоподъемности 20% между многоразовым и одноразовым вариантом.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> При единственном полностью удачном(с посадкой на сушу) запуске многоразового "Флакона" было выведено 1200кг ПН вместо 13000 в одноразовой версии.

Вообще-то 13 тонн - это максимальный вес при запуск на НОО - низкую опорную орбиту высотой в 200 километров, и с наклонением запуска равным широте запуска ( самый эффективный запуск ). А запускались спутники на 700 что-ли километров и с совсем не таким наклонением. Никто не обещал на такие параметры запускать 13 тонн.

То, что расход топлива больше - это понятно, но не настолько.

[cn-mangetsu.livejournal.com]

ЕМНИП, это не „РН выводит только 1200 кг“, а всего лишь „на РН в этом запуске погрузили только 1200 кг, больше желающих не нашлось“.

[nero-schwarz.livejournal.com]

там дело вообще не в килограммах, а в скорости, достигаемой первой ступенью на момент разделения. Для скоростей >6000км/ч возвращение к месту старта физически невозможно.
Поэтому баржи и далее будут использоваться для высокоскоростных запусков.

[kichiro-sora.livejournal.com]

Только если пускать из Флориды ракете приходится тратить энергию на полет против направления запуска. А ведь можно из Аризоны. Или Техаса. Ну и мексика всегда будет рада лишним баксам, к гадалке не ходи. Так что их игры с это баржей - решение очевидно временное.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> а почему если сажать на сушу то нагрузка меньше?

Потому, что ракета в процессе взлёта набирает большую горизонтальную скорость направленную от точки старта. И чтобы вернуться - ей нужно сначала погасить эту скорость, а потом набрать скорость в обратном направлении - к космодрому. ... Если же ракета приземляется на баржу в океане - ей не нужно разгоняться, чтобы лететь назад, и на этом экономится топливо.

[ssokol01.livejournal.com]

А нельзя подобрать направление запуска так, чтобы она падала на сушу? на остров какой-нибудь например.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Зрители в зале скандируют: Батут! Батут!

[kincajou.livejournal.com]

да просто ящик с пеной - и чтоб ракета плюхалась как попало, лишь бы в ящик.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Ящик с батутом!

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Спалит реактивная струя всю вашу пену.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Зрители в зале скандируют: Батут! Батут!

Так подвешивание на канатах - это и есть батут.



См. ролик с аэрофинишёрами:

[general-drozd.livejournal.com]

> Плохо когда в сообщество с названием "engineering-ru" постит человек не имеющий даже знаний физики в пределах школьного курса.

Да, цензура недорабатывает.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Вы бы лучше думали о ловле Ангары вертолётом. А то за год палец о палец не ударили.

Чего вам не хватает? Возьмите вертолёт Ми-26, купите джетпак - потренируйтесь на нём летать, сделайте трос и гарпун, сделайте макет Ангары весом для начала тонны три - скиньте с самолёта и попробуйте пришвартовать его к вертолёту при помощи десантника на джетпаке.

Когда освоите ловлю трёх тонн - переходите на пять тонн, потом на восемь, потом на десять. Чтоб вертолётчик постепенно привыкал. Так и научитесль ловить грузы вертолётом.


Если вертолётчик трус - заложите заряд под винт вертолёта и поставьте ему катапультное кресло. Чтобы мог в случае чего - подорвать винт ( такие эксперименты были ) и катапультироваться.

Вот чего вам не хватает? Вы ничего делать просто не умеете что ли?

[general-drozd.livejournal.com]

> ловить грузы вертолётом

нет вопросов.
Умело подпущенный гражданин развлекает контингент

[alex-avr2.livejournal.com]

Цензура смеется :)))

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Платформа поднялась на метр-два - и всё, приехали.

Подвешивание на канатах решает эту проблему. См. ролик с аэрофинишёром который я специально добавил. Аэрофинишёры гасят значительно большие скорости.


> ступень это хрупкая тонкостенная пустая бочка

Вообще-то эта "хрупкая бочка" выдерживает примерно сотню тонн веса стающую над ней, да ещё со значительными перегрузками, и аэродинамическими нагрузками, которые умножают эту нагрузку. ... Кроме того, она наддута изнутри, и смять её сложно.


> самый прочный элемент - шпангоут к которому крепятся двигатели, остальное можно считать очень большой пивной банкой.

Вообще-то её держут за два шпангоута - верхний и нижний. См. фото:

[russia-insider.livejournal.com]

22 декабря 2015 года, после успешного запуска новой версии ракеты-носителя Falcon 9 v1.2, доставившей на орбиту 11 спутников Orbcomm-G2, была произведена первая успешная вертикальная посадка первой ступени ракеты-носителя на площадку Посадочной зоны 1 на мысе Канаверал[29].

[nukemall.livejournal.com]

Ну да, 11 спутников, но каждый размером с чемодан. И посадка на сушу.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Спутники запускаются на разные орбиты и по разным траекториям. поэтому не всегда её можно вернуть. ... Оптимальный вариант - когда минимизированы затраты топлива на торможение, но тогда она улетает далеко и садится на баржу.