Festkörper-Schubvektorsteuerung

Normalerweise erfolgt die Schubvektorsteuerung für die gesamte Rakete durch Ändern der Ausrichtung einzelner Triebwerke durch hydraulische / elektrische Stellglieder. In diesem System bewegt sich also einfach der Motor und damit auch der Vertrauensvektor in genau die gleiche Richtung.

Ich frage mich, ob eine Festkörper-Schubvektorsteuerung verwendet werden könnte, bei der sich die Triebwerke überhaupt nicht bewegen würden (statisch sind) und stattdessen der Schub einzelner Triebwerke geändert würde, um einen endgültigen 3D-Schubvektor durch Vektoraddition von Schüben einzelner Triebwerke bereitzustellen . Natürlich würde ein solches Setup nur für eine Konfiguration mit mehreren Triebwerken (mindestens 3 Triebwerke für einen 3D-Vektor) funktionieren, da der Vektor eines einzelnen Triebwerks immer noch gleich bleiben würde (nur der Schub würde sich ändern).

Ich habe kein solches "Solid State Thrust Vectoring" -System im kommerziellen Einsatz gefunden. Gibt es Probleme mit dieser Lösung? Ein solches System hätte weniger Teile und könnte zuverlässiger sein. Ich interessiere mich hauptsächlich für klassische Glockendüsenmotoren.

Als Randbemerkung habe ich ein Unternehmen gefunden, das ein 3D-gedrucktes Aerospike-Raketentriebwerk mit Solid-State-Schubvektorsteuerung ( Video , Website ) entwickelt, bei dem die Kammer des einzelnen Triebwerks in drei Teile geteilt ist, um einen 3D-Schubvektor bereitzustellen, sodass es wie Solid-State-Vektorsteuerung aussieht mit Aerospike ist vielleicht machbar, aber das System ist noch nicht geflogen.

Edit: Ich habe gerade erfahren, dass es einen Begriff namens "Differential Thrusting" gibt, den ich mit "Solid State Thrust Vectoring" meinte ( nette Frage ). Für zusätzliche kleine Motoren gibt es die Vernier-Triebwerke und manchmal wird RCS erwähnt , um auch für die Lageregelung zu funktionieren.

@uhoh Ich habe die Frage zur besseren Klarheit umformuliert. Ich meine ein System, bei dem sich Motoren nicht selbst bewegen. "Ventile öffnen, die Chemikalien in die Seiten der Düsen spritzen" - ja, das sieht für mich nach "Festkörper" aus - wird dieses System irgendwo verwendet?
Es gibt zumindest einen Satellitenabfangjäger, der eine Reihe von Feststoffmotoren für die Terminalführung verwendet, aber Google lässt mich beim Finden einer guten Quelle im Stich
@uhoh Bei einem einzelnen kardanischen (mechanisch betätigten) Motor gibt es keine Vektoraddition. Es hat nur einen einzigen Vektor, der seine Ausrichtung ändert und allein zu einem endgültigen Schubvektor führt.
Es kann für eine lange Rakete ziemlich ineffizient sein, bei der der Massenschwerpunkt sehr weit vom Schubmittelpunkt entfernt ist. Für eine kompakte Konfiguration wie die Anlegestelle Perseverance ist Differentialschub jedoch eine großartige Möglichkeit, angetriebene Triebwerke loszuwerden.
Darüber hinaus wären mindestens 4 Triebwerke (nicht 3) erforderlich, die vom resultierenden Schubvektor weg zeigen, um eine vollständige Lagekontrolle zu gewährleisten. (Ermöglichung der Rollkontrolle)
Auch das Drosseln von Triebwerken wäre während der anfänglichen maximalen Schubverbrennung nicht effizient
Der V2 hatte Graphitschaufeln im Abgasstrom. Sie haben sich bewegt, also ist es nicht gerade ein Festkörper, aber der Motor wurde repariert.

Antworten (2)

Einige Feststoffraketenmotoren bieten eine Schubvektorsteuerung durch Einspritzen von Fluid in Öffnungen um die Düse herum. Bei diesem System sind weder die Düse noch der Motor kardanisch gelagert.

Zu den Fahrzeugen, die dieses System verwenden, gehören spätere Titans und der PSLV.

Meine Antwort auf diese Frage beinhaltet eine Beschreibung des Titan-Systems mit Schaltplänen: Was war der Zweck des kleinen roten Panzers, der an der Titan-Centaur-Werferrakete befestigt war?

Ohsins Antwort auf diese Frage beschreibt das PSLV-System mit Fotos: Wie steuert ein einzelner SRB die Einstellung?

Ich kenne keine Quelle, die einen umfassenden Überblick über diese Art von Fragen geben würde, daher werden die Antworten wahrscheinlich von Leuten kommen, die sich an bestimmte Beispiele erinnern. Wenn sie sich daran erinnern, welche sie nachschlagen und überprüfen müssen. Ich habe einige gesehen, kann mich aber nicht erinnern, welche, also habe ich nichts gesagt.

Aber ich habe gerade über die japanische Mu-3-Raketenfamilie gelesen, die ihre eigene Variation des Flüssigkeitsinjektionsansatzes haben. Organic Marble verwies auf den Titan II, der Distickstofftetroxid in die Düse injiziert, und auf einen Beitrag, in dem ISROs Polar Satellite Launch Vehicle diskutiert wurde, das Strontiumperchlorat injizierte.

Die japanische Mu-3-Familie bestand aus drei- und vierstufigen Feststoffraketen sowie Boostern, die von 1975 bis 1984 im Einsatz waren. Die Mu-3C und Mu-3H verwendeten in der zweiten und dritten Stufe eine Flüssigkeitseinspritzung. eine Kombination aus Freon zur Unterdrückung der Verbrennung und Wasserstoffperoxid zur Verstärkung. Das Mu-3S verwendete in der ersten Stufe das gleiche, in der zweiten Stufe jedoch Hydrazin anstelle von Wasserstoffperoxid. Der Mu-3SII hatte die gleiche erste Stufe, verwendete in der zweiten Stufe nur Freon und in der dritten Freon und Hydrazin.

Das habe ich aus Bernd Leitenbergers Raketenlexikon Band 2: Internationale Trägerraketen (2009), S. 303-314.

Bei einer schnellen Online-Überprüfung wurde ein Artikel über die Mu-3S gefunden . Es scheint, dass die erste Stufe von 3S nur Freon hatte, kein Wasserstoffperoxid. Es erwähnt auch "Sidejets" in der zweiten Stufe des 3C und 3S, womit sie anscheinend ein Reaktionskontrollsystem (die kleinen Raketen, die die Fluglage kontrollieren) meinen, das mit Wasserstoffperoxid betrieben wird. Mir ist nicht aufgefallen, dass Leitenberger die erwähnt hat.

Wie auch immer, abgesehen von Diskrepanzen, können Sie die Verbrennung entweder verbessern oder unterdrücken, indem Sie verschiedene Chemikalien injizieren, und es muss nicht in jeder Phase genau gleich sein.

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