Портрет завтрашнего дня (Часть 3)

Термоплитки установлены в виде символа компании "Х"

Между прочим сами плиты и оригинальный крепеж их к корпусу уже какое-то время испытывается, просто на это не обращалось особого внимания. Так, несколько плит было установлено на нижней кромке грузовика Cargo Dragon, который успешно вернулся на Землю, а плитки подверглись настоящим термическим и динамическим нагрузкам, испытываемым при посадке орбитального аппарата.

Как видно из фото, добытых энтузиастом-фотографом, живущим недалеко от Бока-Чика и известным как Эндрю Гетч (Nomadd), еще в прошлом месяце на площадке появились роботы и начался монтаж теплоизоляции именно на ускорители. С одной стороны, это говорит о приближении орбитальных полетов, а с другой, очевидно и другое, не менее важное обстоятельство.

Как многие помнят из первых впечатлений от стальных прототипов, начиная с SN1, чисто визуально они поражали своей «жмаканностью». Тогда многие говорили о том, что это свидетельствует о низком качестве сборочных работ и плохой подгонке блоков ракеты. Но наблюдательные энтузиасты отметили, что если бы речь шла о проблемах со сваркой колец, из которых составлено изделие, то характер деформаций был бы иным.

Чуть позже в самой SpaceX пояснили, что этот эффект возникает из-за необычных отражающих способностей стали и тем, что при сборке корпуса ракеты учитывается то, что внутри будет находится криогенное топливо под большим давлением и потому корпус будет принимать некоторую деформацию своей геометрии. Это значит, что идеальной обшивка изделия будет при полностью заправленных баках и с максимальным в них давлении.

Но теперь понятно, что обшивка корпуса изначально рассчитывается на «обвес» термозащитой и потому, не важно, как она выглядит, важно, чтобы обшивка надежно выполняла свои функции защиты от расплавления корпуса аппарата при его входе в плотные слои атмосферы и торможении.

Очевидно, что для ускорителей такая защита — избыточна, но на начальном этапе в  SpaceX пытаются получить максимум информации о том, как себя будет вести сама защита и ее крепеж при полной заправке баков. Как видно на фото, уже на ранних прототипах устанавливалась сегменты термозащиты для изучения того, как она будет себя вести в данных условиях.

То есть, изучается, как все будет выглядеть при максимальном давлении внутри ракеты и минимальных температурах в баках, которые будут резко контрастировать с наружным давлением и температурой. В дальнейшем эта защита будет нужна именно орбитальной части комплекса, а именно — Starship.

Это значит, что SpaceX уже отработала большую часть вопросов, связанных с самым опасным участком полета орбитального корабля и перешла к стадии натурных испытаний защитного слоя перспективного космолета. Возможно это, самая сложная задача, которую пришлось решать компании.

В итоге, по состоянию на сейчас, посадка Starship будет состоять из двух фаз. На первой фазе он войдет в плотные слои атмосферы «плашмя», как это делал Спейс Шаттл. Здесь он сбросит большую часть скорости, а после этого совершит маневр, в результате чего будет двигаться соплами двигателей вниз, и дальше гашение скорости будет обеспечиваться за счет реактивной тяги, что недавно и продемонстрировал прототип SN5. И на конечном этапе аппарат сядет на посадочные штанги — ноги.

Но кто об этом знал или знает, кроме специалистов, занятых в этом проекте?

10 Comments on "Портрет завтрашнего дня (Часть 3)"

  1. будет еще фаза предварительного торможения (как и сейчас, entry burn), до вхождения в плотные слои.
    1-я ступень, отработав, гораздо легче, чем вся ракета на старте, значит инертная масса гораздо меньше и топлива на торможение уже много не надо.
    предпоследняя фаза перед самой посадкой (landing burn) — это в основном маневрирование к площадке решетками (они у Starship бустера тоже будут, но не из титана как у Falcon, а из стали). и двигателем тоже будет маневр, если решетки не справляются, ну и торможение. Но на это тоже много топлива не надо.

  2. Есть одно отличие от Шаттла, у которого есть нижняя плоская поверхность, обшитая плитками, и которой он плашмя тормозил.
    Бустер будет аэродинамически вести себя не так.
    это цилиндр, и его боковая поверхность не плоская.
    можно цилиндр вращать по оси, распределяя тепловую нагрузку на всю боковую поверхность.

  3. Но проблема в стабилизаторах.
    Их тогда надо будет сбрасывать.
    Да и эффект торможения цилиндрической поверхностью гораздо ниже чем плоскостью.
    В общем я сомневаюсь, что это будет как у Шаттлов.
    Скоро увидим.

  4. Сейчас конкуренты из ULA и Blue Origin выкладываются, чтобы догнать и опередить Falcon 9 Heavy, но отстают на пару лет. А когда догонят и перегонят, то в строй войдет Starship, и снова они окажутся далеко позади.
    Эта гениальная идея — включить механизм рыночной конкуренции в освоении космоса достойна Нобелевки. Жаль, что неизвестно имя ее автора

  5. очень интересные (не специалист!)) свойства стали -термостойкость и пластичность (в рамках исходной формы) сохраняются при такой разнице температур.
    Интересен и крепёж термоплит на такую играющую поверхность, а это проблема

  6. Помню видео с обоими погибшими шаттлами…
    В первом случае на лицо был «управленческий фактор» — манагеры, проигнорировавшие предупреждение специалиста.
    Во втором случае … можно судить по разному.
    Но по хорошему отстреливать спасательный модуль нужно было бы сразу после удара этого куска льда, пробившего крыло. То ли недосмотрели, то ли на авось понадеялись…
    Экипаж был обречен.
    Как бы там ни было, а этот опыт должен быть учтен. Что, судя по всему, и делается, с должным, надобно отметить, успехом.
    Пусть у них все получится!

    • Это был кусок оторвавшейся обшивки, ударивший в другую обшивку!
      Почему-то решили, что «нет проблем»!

      Зараз все інакше, несподіванок не буде взагалі, бо все проходить скрізь Великий Комп’ютер! Всі найменші загвіздки аналізуються просто миттєво!
      Все буде чьотко!

    • На Шатлі рятівного модуля не було (https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_abort_modes). На перших двох Шатлах ( Enterprise і Columbia) були рятівні крісла, але тільки для 2-х членів екіпажу, а на наступних версіях Шатлу рятіних крісел не було взагалі. Розглядалася можливість встановлення рятівного модуля, але конструктивно це було складно, тому рятівний модуль не було встановлено.

  7. У Шаттла сложная топология поверхности с переменной кривизной и ненормированными размерами плиток. Их надо было делать и клеить каждую отдельно.
    На цилиндр с постоянной кривизной проще нацепить плитки одинакового размера. Их даже можно скрепить вместе как кольчугу, чтобы ни одна плитка не отвалилась, как это постоянно было у Шаттлов.
    Думаю, тепловая нагрузка от плазмы при торможении на starship будет ниже из-за лучшей аэродинамической обтекаемости цилиндра.
    но плитки нужны, т.к. сталь очень хорошо проводит тепло, а топливо криогенное и тепла не переносит.
    т.е. проблема скорее всего будет не поверхность а внутренность.

Leave a comment

Your email address will not be published.


*