Haben irgendwelche Raketen Differentialdrosselung anstelle von Gimbal verwendet?

Es scheint, dass der Standardansatz zur Steuerung von Raketen während des Starts entweder Nonius-Triebwerke oder kardanische Aufhängungen an den Haupttriebwerken sind. Sicher, das funktioniert und ist ziemlich effizient, aber ich frage mich nach einer einfacheren Lösung - mit mehreren Triebwerken, drosseln Sie Triebwerke auf der Seite, auf die sich die Rakete neigen soll, und lassen Sie einfach den zusammenfassenden Schubvektor ein wenig außermittig wandern, während Sie die selbe Richtung.

Wurde eine solche Lösung jemals verwendet?

Ist die Schubsteuerung schnell genug? Ich habe ein Video eines hydraulischen TVC-Tests gesehen und es war sehr schnell.
Selbst in KSP ist dies schwierig. Es rentabel zu machen (in Delta-V), ist sogar noch schwieriger.
@coteyr: Separate Schubsteuerung in KSP ist sehr knifflig. Es gibt einen Mod, "Thrust Controlled Avionics", der dazu in der Lage sein soll, aber der Autor hat es mit den Funktionen ein wenig übertrieben, indem er so viele verschiedene Autopilot-Optionen hinzugefügt hat, dass die ursprüngliche Idee in der Masse etwas verloren gegangen ist.
*drosselgesteuerte Avionik
Wollten Sie Ihre Frage so eng fassen oder versuchen Sie, nach nicht kardanischen Methoden der Einstellungskontrolle zu fragen? Weil es auch eine Schubfahnensteuerung gibt, die beim Redstone verwendet wird, und eine Schubinjektionssteuerung, die bei einigen Feststoffen verwendet wird. Es ist keine endgültige Referenz, aber ich habe hier gute Informationen gefunden: rocketryforum.com/archive/index.php/t-64305.html

Antworten (3)

Die erste Stufe der sowjetischen N-1-Mondrakete (Block A) verwendete diese Art von Differentialschubsystem. Es hatte 30 Motoren in 2 Ringen. Der äußere Ring von 24 Triebwerken verwendete eine Differentialschubsteuerung, um Nicken und Gieren zu steuern, und wurde eingerichtet, um gegenüberliegende Triebwerke im Falle eines Ausfalls eines einzelnen Triebwerks abzuschalten.

Vier Starts wurden versucht und alle scheiterten in der ersten Phase; Der erste und dritte Ausfall waren direkt auf Probleme im elektronischen Steuersystem der Triebwerke der ersten Stufe zurückzuführen. Es gab keine weiteren Starts, also hat es nie wirklich funktioniert.

Der Differenzschub eines Satzes axial ausgerichteter Triebwerke kann allein keine Rollsteuerung bieten; Es werden entweder spezielle Triebwerke zur Rollsteuerung oder mindestens ein außermittiges und bewegliches Triebwerk benötigt.

In der Raketenentwicklungsliteratur wird häufig Differentialgas als Möglichkeit erwähnt, aber es scheint, als wäre es in der Praxis nicht sehr oft verwendet worden.

Die Surveyor -Mondlander hatten drei Triebwerke für die Landung und verwendeten Differenzschub für die Nick- und Giersteuerung, aber eines der Triebwerke war für die Rollsteuerung beweglich.

Ich glaube, Dragon 2 wurde entwickelt, um Differentialgas für die Landesteuerung zu verwenden, aber es kann dazu führen, dass es überhaupt keine treibenden Landungen macht.

Ich kenne keine großen Trägerraketen (abgesehen von der N-1, wie in Josh Kings Antwort beschrieben), die zum Manövrieren auf Differentialschub angewiesen sind. Die Lagekontrolle während des High-Q-Teils des Aufstiegs muss schnell sein; Es kann sein, dass die Drosselklappensteuerung großer Motoren nicht schnell genug ist, um die Arbeit zu erledigen.

Es ist möglich, dass Sie einfach keine Rollkontrolle auf der unteren Stufe benötigen. Passive Finnen dämpfen jedes Rollen.
Eine Rollkontrolle ist nicht unbedingt erforderlich, aber wenn Sie sie haben, können Sie die Führung in der ersten Phase zu einem 2D-Problem vereinfachen, indem Sie das Fahrzeug in die richtige Ausrichtung rollen, was Sie mit festen Flossen nicht tun können - wahrscheinlich weniger wichtig modernere Leitsoftware als in den 1960er Jahren. Ein wesentlicher Vorteil der Differentialdrossel ist jedoch die Gewichtsreduzierung durch Entfernen der Kardanringe/Aktuatoren, daher wäre es schade, das Gewicht in Form von Flossen wieder hinzuzufügen.
@RussellBorogove: Die Sache ist, Nick und Gieren befinden sich in einem instabilen Gleichgewicht (Problem des inversen Pendels), das Rollen ist neutral, daher ist sehr wenig Kraft / Drehmoment erforderlich, um es aufrechtzuerhalten. Außerdem könnte dies auch durch differenzielles Drosseln erfolgen - Anbringen von Paaren (oder eigentlich Gruppen von 4) leicht angewinkelter Motoren, die den Versatz des anderen bei voller Schubkraft aufheben, aber eine Rolle erzeugen, wenn Sie ein Paar drosseln und das andere voll laufen lassen Energie.
Daher "axial ausgerichtet" in meiner Aussage.

Astra entwickelt derzeit eine kleine Sat-Rakete mit Differentialschub und hat sie sogar "gestartet". Es ist jedoch nicht klar, wie weit der Startvorgang fortgeschritten ist.

Kasse

Der Teil über differenzielle Drosselung beginnt gegen 5:00 Uhr, aber ich empfehle, das Ganze anzuschauen.

Ich weiß, diese Frage bezieht sich auf vergangene Entwicklungen, aber dieses Projekt verdient es definitiv, hier erwähnt zu werden.