Новый вариант посадки?

От самого Илона Маска стали известны некоторые подробности того, как сейчас выглядит прогресс программы Starship и на чем основан оптимизм команды SpaceX, несмотря на гибель двух предыдущих прототипов при посадке. На самом деле, оба прототипа полностью выполнили основную часть программы испытаний, а именно, испытания показали достаточную прочность корпуса ракеты для выполнения флип-маневра, когда  нагрузка на конструкцию осуществляется в необычном для ракеты направлении. Более того, испытания оказались настолько успешными, что встал вопрос об уменьшении толщины стального листа, из которого выполнена конструкция.

Ну и второй момент, крайне важный для всей программы, это сама возможность исполнения флип-маневра и достаточно высокая эффективность торможения ракеты в режиме снижения «плашмя». Этот маневр позволит существенно экономить топливо при посадке и является ноу-хау SpaceX. Мало того, что конкуренты практически не имеют опыта возвращения ракет на Землю, но они даже не пытались разработать какие-то необычные способы сброса скорости при сходе с орбиты. Кроме Шаттла, все остальное возвращалось с помощью парашютных систем, но все, включая Шаттл, проходило стадию первичного торможения за счет трения корпуса аппарата об атмосферу. 

То есть, до SpaceX никто не использовал такие материалы для создания корпуса ракеты и даже не пытался садить ее таким способом. Так вот, обе основные цели были достигнуты на «отлично», а вот с посадкой — не сложилось. Причем, при первом высотном испытании прототипа Starship SN8, сам Маск сказал о том, что дает вероятность удачной посадки, не более чем 33%. Посторонние наблюдатели тогда были озадачены тем, что Маск посылает прототип, модно сказать — на верную гибель, но теперь понятно, что удачная посадка была всего лишь бонусом, но отнюдь не целью, а цель была достигнута как в первом, так и во втором высотном тесте.

Более того, хоть гибель ракет и произошла на одной и той же фазе, но причины оказались разными. В первом случае оказалось падение давление топлива в системе подачи топлива к двигателям и в результате, произошел переизбыток подачи окислителя, в связи с чем — топливо сгорало с большей температурой, что привело к пожару, а вот втором случае этой проблемы уже не было. А это значит, что ее удалось обнаружить и исправить.

Второй же случай аварии был обусловлен уже сбоем в работе одного из двух двигателей, в связи с чем ракета даже не успела выровняться в вертикальном положении. Как пояснили в SpaceX, эту проблему можно было бы решить в случае возможности быстро и эффективно регулировать тягу двигателей, но на таких крупных двигателях это крайне сложно обеспечить так, чтобы можно было закладывать эту возможность в маневрирование на стадии посадки. Проще говоря, ранее это никому не было нужно и опять SpaceX идет в неизведанное и делает то, чего до них никто не делала. Ожидается, что к 15-му прототипу могут поступить двигатели с такими возможностями. Кстати, этот же прототип ожидается с другой толщиной стали корпуса.

Ну а пока этот вопрос будет решаться другим путем. Ранее считалось, что совершать посадку на трех двигателях нельзя из-за избыточной тяги и это показывают теоретические расчеты. Но в ходе следующего теста будет опробована новая схема осадки. При выходе из флип-маневра будут запущены сразу три двигателя и портовой компьютер мгновенно проведет их диагностику с тем, чтобы выбрать пару, показывающую наиболее устойчивую работу, после чего — выключит один из двигателей и посадка будет завершена уже в привычном режиме.

С внедрением этой схемы Маск говорит о том, что шансы на мягкую посадку окажутся существенными. Похоже на то, что уже давно стоящая на старте «десятка» ждет именно такого обновления, чтобы продемонстрировать первую мягкую посадку. В общем, ждем этой картинки в ближайшее время.

19 Comments on "Новый вариант посадки?"

  1. После «взбалтывания» «Рапторы» работают ненадежно, это очевидно. Ни один ракетный двигатель еще не работал в тех условиях, в которые загнали двигатели Starship. 3 двигателя в схеме увеличат вероятность того, что сработают 2 из них. Но, проблема останется и обязательно вылезет позже. Нужно допиливать сам двигатель, пусть это и вызовет задержку испытаний на приличный срок

  2. Кроме вопроса с двигателями есть ещё проблема колебания жидкого топлива. А после маневра ему там очень не спокойно

    • Негерметичные внутренние перегородки в баках решают эту проблему, по сути — «волноломы» для бултыхающегося топлива. Заодно и прочность конструкции увеличится.

  3. Возможно речь о том что в испарительном тракте при маневре жидкое топливо и окислитель по инерции перемещаются к стенке которая холодная.не испарившись в газ топливная смесь не работает. Ну это так, мои домыслы.
    А по поводу толщины обечайки я предвидел этот шаг, плюс сприальная навивка должна появиться. Ждем )

  4. Я думаю, наоборот,двигателю не хватает топлива по причине того, что после маневра нет гарантии, что оно будет поступать в двигатель из бака как положено — в жидком состоянии. высока вероятность поступления взвеси, или вообще в газообразном состоянии.

    • Там РД повної газифікації! Їх дроселювання реальна ТЕРА ІНКОГНІТА — такого ніхто не робив. Той самий РД-171 та 180 вміють тільки запуститися і вимкнутись — дроселювати тягу не можуть.

  5. На видео с 9-кой уже был ракурс снизу , из точки посадки . Вот там была четко видна работа плавников при выполнении «флипа» . Раскрытие верхних при сложеных нижних создало импульс на разворот кормой вниз . Довольно эффективная работа аэродинамических поверхностей . Но создалось впечатление , что импульс был довольно длительный , что привело к наклону в другую сторону и корабль подошел к площадке под углом . Двигатели при этом , ввиду ограничений по углу отклонения вектора тяги , сами с задачей выравнивания не справились бы . Потому , думаю , команда сейчас решает задачу согласования работы плавников и двигателей . Кроме того , в авиации , особенно на больших воздушных судах , успешный заход на посадку в сложных условиях обеспечивается установившимся заранее режимом снижения . Как говорится «собрать все стрелки в кучу» следует пораньше и придерживаться спокойного стабильного захода до самого касания , не раскачивая параметры . Потому в случае с такой сложнейшей проблемой , которую сейчас решают у Маска , следует учесть огромный объём задач , решить которые техника должна задолго до «флипа» . И возможно выполнять его следует немного раньше и выше , для того , чтобы хватило времени на стабилизацию перед посадкой . Возможно для этого понадобится больше горючего для более длительной работы двигателей . Но , в случае удачной вертикальной стабилизацией двух движков будет вполне достаточно . Кроме того система раньше примет своё привычное вертикальное положение , что добавит стабильности в запуске и работе двигателей на торможении .
    А касательно того , что два прототипа уже превращены в металолом , то ввиду сложности решаемых проблем — это вполне нормально . Кроме того у Маска умеют решать подобные задачи , доказано жизнью .

    • Мені теж видалося, що стабілізація відбувалася якось занадто низько, що не давало шансів на виправлення. Можливо, вони навмисне так зробили, бо якщо стабілізація піде не так, то ця каністра може легти на інші прототипи, ангари і решту інраструктури.

      • Думаю , що не навмисне . Шансів , що 9-ка впаде на 10-ку чи інфраструктурні об’єкти в обох випадках 50 х 50 . Просто має бути компроміс між стабілізацією та масою корисного навантаження . Два баки з пальним , які призначені для відпрацювання посадки мають масу та габарити . А потрібні всього на кілька секунд роботи . Тому зараз , думаю , відбуваються спроби зробити посадку швидкою та точною . Проте з огляду на використання аеродинамічних плавників не тільки для гальмування та планерування , а й для «фліпа» , доведеться або вирішувати питання більш ефективного аеродинамічного керування , або висоту початку того маневру доведеться значно збільшити для отримання додаткового часу на попередню стабілізацію .
        Побачимо як то буде . Але твердо знаю одне — в Маска з цим впораються .

    • Вот именно, «собрать стрелки докучи» надо раньше. Посадка корабля это не цирковой номер с «ух ты, мна последней секунде двигатели включил». «Поставить на факел» надо за полкилометра, а может и больше даже. К тому же — так будет красивее картинка 🙂

      • Маск на это не пойдет скорее всего, но было бы очень эффективно применять стабилизирующую парашютную систему, ставящую башню вертикально. Парашютов не хватит для мягкой посадки, они небольшой площади и массы, да это и не требуется, но дадут возможность башне стать вертикально, топливу успокоиться и штатно запустить двигатели. А парашют потом собрать, он вполне себе многоразовый 🙂

        • По-перше, таке рішення негативно вплинуло б на автономність всієї системи, яка розробляється не в останню чергу під подорожі до Марсу. По-друге, через різницю у щільності повітря в атмосфері Марсу фізика процесу буде істотно іншою. По третє, навіть у атмосфері Землі парашути можуть досить швидко стабілізувати корабель в вертикальній площині, але буде потрібний час на усунення маятникових коливань у горизонтальній (бо корабель на момент випуску парашутів має відчутну горизонтальну інерцію після фліпу), або ж гасити ці коливання маневровими двигунами. Думаю, з урахуванням цього, все ж більш ефективним буде варіант посадки, який наразі відпрацьовується.

        • Что до парашютов , то это не так просто , как кажется . Для такого большого корабля это очень сложная система получается . Это усиление конструкции , выделение объема под саму систему , алгоритм применения , испытания и т.д. Проще вместо этого увеличить баки для горючего , предназначенного для посадки и начинать «флип» выше , отработав более спокойную стабилизацию перед посадкой .

      • Оно , конечно , в последнюю секунду на 50-ти метрах выглядит эффектно , типа смотрите , как могу , но уж слишком не технологично как-то .

  6. Хотел было и свои 5коп. за инженерные вопросЫ куда-нить всунуть, да за другое подумал. Там, где работают свободные и увлечённые, ну, и безусловно специалисты, не за страх, ни за «совесть», а буквально за мечту, там все получится. Там, где начальник поощряет поиск, и не боится потерь на этом пути, где его буквально соратники, если и боятся чего, так это не ошибок и неизбежных потерь, а НЕ РЕШИТЬ задачу! — там все получится.

  7. не думаю, что речь именно о ротационной вытяжке. Технология аналогичная производству спирально витых труб. так делают обечайки емкостей.

Leave a comment

Your email address will not be published.


*