Form der Dragon Crew-Kapsel, die den ballistischen Abstieg beeinflusst?

Der Drache, den Musk präsentierteIch glaube nicht, dass irgendjemand die tatsächlichen Dimensionen von Dragon Version 2 gesehen hat, aber wenn ich annehme, dass es das ist, was SpaceX verwenden wird, um Menschen in den Weltraum zu bringen, denke ich, dass es Probleme mit der Stabilität während des Abstiegs geben wird. Zumindest ein Teil des Querschnitts des Raumfahrzeugs scheint quadratisch zu sein (dargestellt in Pink und Blau). Dies ist wahrscheinlich eine unbeabsichtigte Folge davon, dass Abstiegsmotoren an der Seite vorhanden sind (was jetzt überflüssig ist, da sie keine treibende Landung durchführen). Dies wirkt sich auf beide Auftriebseigenschaften aus, und auch die Kreiselstabilisierung während des ballistischen Abstiegs wird, wenn überhaupt möglich, viel schwieriger sein, da es schwieriger wäre, sich um seine Hauptachse zu drehen, da der Rahmen nicht symmetrisch ist. Ist das richtig? Auch die Rahmenmerkmale, die für eine treibende Landung vorgesehen sind,

Warum denken Sie, dass Symmetrie entscheidend ist @user2277550?
@GdD Für Sojus zum Beispiel ist der Auftrieb beim Wiedereintritt kritisch und muss etwas aktiv kontrolliert werden (ich bin mir nicht sicher, was den Kontrollteil betrifft). Aber wie auch immer, wenn Sie keine einigermaßen stabile Form haben, gibt es keine Möglichkeit, den Auftrieb zu kontrollieren, richtig? Beim ballistischen Abstieg wäre der Luftwiderstand um die Hauptachse ohne Symmetrie höher (nicht sicher, wie ernst dies ist), aber es scheint eine unnötige Komplikation zu sein. Natürlich gibt es hier viele Annäherungen, aber das Design von SpaceX scheint etwas zu problematisch zu sein.
Ich bin mir nicht 100% sicher, was Sie meinen, wenn Sie hier von Asymmetrie sprechen @user2277550, vielleicht würden ein oder zwei Bilder helfen. Wenn Sie die Form des TPS selbst meinen, dann ist die Asymmetrie ein beabsichtigter Teil des Designs, um dem Wiedereintritt Leben und Kontrolle zu verleihen, anstatt einen reinen ballistischen Abstieg.
@GdD Mit ballistischem Abstieg spreche ich darüber, wie das gesamte Fahrzeug während des ballistischen Abstiegs zur Kreiselstabilisierung gedreht wird. Ich habe ein Bild hinzugefügt.
@GdD Sowohl bei Apollo als auch bei Sojus ist eine gewisse Asymmetrie vorhanden, aber das ist nur eine Flosse, die den Auftrieb ändert, wenn die Gesamtstruktur gerollt wird. Aber ich glaube nicht, dass es ein Beispiel dafür gibt, dass der Gesamtrahmen asymmetrisch ist.
@ user2277550 Hier sind die Abmessungen, von denen Sie sagen, dass niemand sie gesehen hat, und weitere Informationen über den Drachen2 en.wikipedia.org/wiki/Dragon_2
"Das gesamte Fahrzeug wird" NICHT "zur Kreiselstabilisierung während des ballistischen Abstiegs hochgeschleudert"
@OrganicMarble Sojus macht das. Es ist sinnvoll, es als zusätzliche Sicherheitsoption zu haben.
@trondhansen sie haben sich sehr verändert. Sie sagten, dass sie keine Schublandung machen, was höchstwahrscheinlich bedeutet, dass sie die kleinen Beine am Boden entfernt haben. Ich meine genaue Abmessungen jedes Merkmals.
Ich konnte keinen Hinweis auf Sojus finden, der während eines Wiedereintritts eine Spinstabilisierung verwendet.
Abgestimmt, bis eine Referenz bereitgestellt wird, die die spinstabilisierte Sojus zeigt.
@OrganicMarble youtube.com/watch?v=-l7MM9yoxII&t=14m10s Es gibt eine viel bessere Referenz des ROSCOSMOS-Chefs, der dies nach einem ballistischen Abstieg im Jahr 2008 erklärt. Nicht, dass ich mich sehr um eine positive Bewertung kümmere.
Ich schaue keine YouTube-Videos. Wenn Sie eine technische Referenz haben, bearbeiten Sie sie in Ihrer Frage. Oder ignoriere mich, das ist deine Wahl.
@OrganicMarble Es ist ein offizielles Video der ESA. Nicht zufällig.
@OrganicMarble Die erste Antwort auf dieser Diskussionsseite eines aus dem Russischen übersetzten Artikels nach einem ballistischen Abstieg im Jahr 2008. forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=11674.0
Ihr Video beschreibt einen ballistischen Abstieg ohne aktive Kontrolle. Das Raumfahrzeug dreht sich aufgrund von Buffeting zufällig und hebt den Offset-CoM auf, der es ihm ermöglicht, bei aktiver Steuerung Auftrieb zu geben. Ein typischer Abstieg wird aktiv mit RCS gesteuert, um einen gewünschten Anstellwinkel zu halten. Sehen Sie sich dieses Video an - youtube.com/watch?v=HgTNzDCc0gk -- Dies ist nicht "spinstabilisiert", sondern nur eine natürliche Rolle, die ohne Anleitung auftritt.
@Saiboogu forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=11674.0 „Der Abstieg entlang der ballistischen Flugbahn ohne die Beteiligung des Auftriebs ist vergleichbar mit einem fallenden Stein, aber wenn wir ihn wie einen Stein fallen lassen würden, würde die Überlastung reichen eine Grenze, die mit dem menschlichen Leben nicht vereinbar ist. Deshalb drehten wir das Abstiegsfahrzeug ständig um seine Achse, es erreichte nach einer halben Minute ungefähr eine Umdrehung, was dazu beitrug, die lebensbedrohliche 'Fuß-Kopf'-Überlastung in die akzeptablere 'Brust-Dreh'-Überlastung umzuwandeln Zentrifugalkraft,"
@Saiboogu Die erste Antwort auf dieser Diskussionsseite. Nun, ein regelmäßiger Rollfehler wird offensichtlich vorhanden sein, da er sich nicht in einem potenziellen Minima entlang seiner Körperachse befindet. Aber warum sollte natürlicher Spin Offset-COM aufheben?
@ user2277550 Ich gehe von einem Übersetzungsfehler aus. Die Flugbahn wird durch Form und Anstellwinkel vorgegeben. Ein geführter Abstieg steuert AoA, um Auftrieb zu erzeugen. Ein ungeführter Abstieg hat keine Kontrolle über das Rollen, also hat es keine Kontrolle über AoA. Die zufällige Rollaktion bedeutet, dass sich die AoA, anstatt einen bestimmten AoA zu halten, um Auftrieb zu erzeugen, konstant mit der Rolle dreht, um ein durchschnittliches Ergebnis zu erzielen, das dem Verhalten einer Kapsel ohne Offset-CoM entspricht. Die Zentrifugalkraft aus der Drehung kann die G-Belastung durch die Verzögerung nicht entfernen oder reduzieren, daher kann das Angebot nicht so genau sein, wie es dargestellt wird.
@Saiboogu Ich glaube nicht, dass das richtig ist. Ein ungeführter Abstieg (im Fall von Sojus) hat keine Feinkontrolle über das Rollen. Aber es ist fast problemlos möglich, das Raumfahrzeug selbst bis zu einem Maximalwert zu drehen. Wenn Sie dies tun, scheint es offensichtlich, dass Kreiselkräfte COM bis zu einem gewissen Grad ausgleichen, was die G-Lasten durch Verzögerung verringern wird. Daher halte ich das Zitat für zutreffend.

Antworten (1)

  1. Die rosa und blauen Abschnitte sind nicht quadratisch, sie sind Kegelabschnitte.
  2. Auf der Kapsel befinden sich 4 Triebwerkseinheiten, die in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind. Die Kapsel ist symmetrisch.
  3. Ich habe keine Erklärung von SpaceX gesehen, dass sie eine gyroskopische Stabilisierung verwenden werden.

Hier ist ein Diagramm der Kapsel, das zeigt, dass die Kapsel symmetrisch ist:

Crew-Drache

Während eines ballistischen Abstiegs fällt die Kapsel mit dem Hitzeschild zuerst, und der Rest der Kapsel einschließlich der Triebwerksverkleidungen befindet sich im Windschatten des Hitzeschilds. Der größte Teil des ballistischen Abstiegs erfolgt mit Überschallgeschwindigkeit, wobei sich die Kapsel im Windschatten einer Schockwelle befindet.

Ohne eine aerodynamische Analyse durchzuführen, vermute ich, dass es nicht sehr schwierig wäre, die Kapsel zu drehen.

Die Schubdüsen erfüllen immer noch eine Funktion: Sie sind das Abbruchsystem.

Es scheint mir, dass die Kanäle, die zu den Triebwerken führen, eine stabilisierende Wirkung haben würden: Wenn die Kapsel von der Achse abweicht, setzt sie einen der Kanäle mehr dem Luftstrom aus, wodurch mehr Luftwiderstand entsteht, der die Kapsel zurückdrückt, bis alle 4 Kanäle minimal sind Belichtung und die Kapsel befindet sich im Gleichgewicht.

Sie möchten vermeiden, die Kapsel zu drehen, da sie in den letzten Phasen des Abstiegs Fallschirme verwendet. Wenn sich die Kapsel an diesem Punkt drehen würde, würden Sie die Fallschirme verheddern.

Die Kreiselstabilisierung wird, zumindest bei Sojus, als letzte verzweifelte Option durchgeführt, um die Flugbahn während des ballistischen Abstiegs abzuflachen. Der ballistische Abstieg selbst wird durchgeführt, wenn der Auftrieb des Raumfahrzeugs nicht aktiv gesteuert werden kann, dh als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme. Ich bin mir nicht sicher, warum meine Frage so viele negative Stimmen erhalten hat.
@ user2277550 Ich glaube nicht, dass den meisten Einsatzkräften klar war, dass Sie von Notfall- und letzten Notmaßnahmen sprechen und nicht von einem routinemäßigen Abstieg. Ohne das könnte es als eine "basierend auf diesem einen Foto werde ich behaupten, dass ein großes Unternehmen unglaublich dumm ist"-Frage angesehen werden, die normalerweise nicht gut ankommt.
@Hobbes Die Vorderansicht scheint IMHO problematisch zu sein. Wenn die schwarzen Teile um die Achse gedreht werden, wird es schwierig, den Auftrieb zu kontrollieren. Und der schwarze Teil selbst war hauptsächlich für die Antriebslandung gedacht, die sie nicht verwenden (ich habe gelesen). Natürlich hätten sie es in einen Windkanal stellen, es ausgiebig testen und diese Werte in das Steuersystem eingeben können. Aber im Design selbst scheint es zu viele überflüssige Dinge zu geben.
@SteveLinton Ich würde denken, dass solche Notfallmaßnahmen einen erheblichen Einfluss auf das grundlegende Design haben.
@ user2277550 sicher, und bei der Annahme bin ich mir sicher. Haben Sie eine Quelle für die Idee, dass SpaceX die gleichen Notfallmaßnahmen anwenden wird wie Sojus? Insbesondere können sie Alternativen zur Kreiselstabilisierung haben.
@SteveLinton Ich bin mir nicht sicher, ob es andere Möglichkeiten gibt. Natürlich könnte man ein schweres Gyroskop hineinstecken, wie es Schiffe tun, aber ich glaube nicht, dass es gut genug sein wird, besonders bei Gewichtsbeschränkungen. SpaceX hat nicht über viele solcher kritischen Themen gesprochen, und die meisten Menschen (IMHO) akzeptieren im Allgemeinen, was SpaceX sagt, als Evangelium.
@ user2277550 Kapseln rollen natürlich, wenn sie nicht geführt werden (ballistischer Abstieg). Die Stabilität ist aufgrund der Form natürlich, nicht gyroskopisch.
Zusätzliche Informationen, die zu fehlen scheinen -- Der "schwarze Teil" ist der Auspuff für die Motoren, die für die Startflucht entscheidend sind. Die Antriebslandung war nur ein zusätzlicher Vorteil ihrer Existenz.
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