Ist es ein Problem, dass die Landebeine der Falcon 9R bei der Boosterlandung brutzelnd heiß werden und Flammen fangen?

Dass die Landebeine Feuer fangen, wenn sie in der letzten Sekunde vor der Landung ausfahren, ist nicht wirklich unerwartet, also wären sie dafür ausgelegt, dem standzuhalten. Und dass dies ein potenzielles Problem ist, wenn es nicht um es herum konstruiert wurde, wurde bereits bei Grasshopper- und F9R Dev -Testflügen mehr als deutlich.

Die adiabatische Flammentemperatur von RP-1 (Raketenkerosin) und LOX (flüssiger kryogener Sauerstoff), die Falcon 9-Booster verwenden, kann je nach Kammerdruck und Luft-Kraftstoff-Mischungsverhältnis irgendwo zwischen 3.300 und 3.700 K liegen, neigt aber dazu zu gehen niedriger mit geringerem Druck und wahrscheinlich (unbestätigt, nach Flammenfarbe und Restverbrennung zu urteilen) etwas treibstoffreicheres Gemisch bei Vollgas während der Landung des F9R-Boosters.

   ^{Adiabatische Flammentemperatur von LOX/Kerosin bei verschiedenen Kammerdrücken und Mischungsverhältnissen. Quelle: Bräunig}

Da der Booster in seinen eigenen Auspuff fliegt (na ja, es wird als Selbstmordbrand bezeichnet, ist seit dem Übergang zu Unterschallgeschwindigkeiten und wenn der Booster seine Endgeschwindigkeit erreicht , nicht viel Fliegen erforderlich), da er die vertikale Geschwindigkeit allmählich auf nahezu 0 reduziert, wenn er sich dem Aufsetzen nähert Diese Wärme der Abgasflamme wird von der Grenzschicht der Flamme nach oben und um die Überschallflamme herum durch den umgebenden Luftstrom reflektiert und bei der endgültigen Annäherung auch vom Boden reflektiert. Ingenieure wussten also genau, womit sie es zu tun haben. Es kann vorhergesehen und mit guter Präzision simuliert werden, noch bevor irgendein Metall dafür gebogen wird.

Daher wurde das Design so gestaltet, dass die Landebeine eine Ausdehnung durch Temperaturunterschiede tolerieren, denen sie ausgesetzt wären (von Gefriertemperaturen der Atmosphäre in größerer Höhe und dem Berühren des Booster-Körpers mit tiefgekühlten Treibmitteln darin bis zu ~ 3.500 K beim endgültigen Anflug und Aufsetzen). ), hauptsächlich durch Bewegen aller ihrer Aktuatoren und Scharniere nach oben und weg von der Hitze der Triebwerke entlang der Länge des Boosters, und die Landebeine werden nur etwa 10 Sekunden vor der Landung ausgefahren, um solche thermischen Effekte weiter zu reduzieren. Sie müssen solche Belastungen auch nur einmal aushalten, bevor sie erneut inspiziert und gewartet werden.

Aber wie in den Kommentaren erwähnt, können F9R-Booster nicht schweben. Sogar ein einzelnes Merlin-Triebwerk bei starker Drosselung ist zu stark und erzeugt mehr Schub als nötig, um das Gewicht eines zurückkehrenden Boosters zu tragen, der zu diesem Zeitpunkt fast leer ist. Oder im Feldjargon, sein Schub-zu-Gewicht-Verhältnis ist größer als 1. Für solche Manöver hätte es sowieso nicht genug Treibstoff übrig, um die Höhe zu halten, während es gegen die Schwerkraft ankämpft. Wenn eine Umleitung erforderlich ist und seine weitgehend ballistische Flugbahn vom Ziel abweicht, landet es auf einem der vier Notlandeplätze um den Hauptlandeplatz herum, oder der Booster wird zerstört, indem er entweder in den Ozean geworfen oder sein Flug aktiviert wird BeendigungSystem.

   ^{Landezone 1 , ehemaliger Launch Complex 13 auf der Cape Canaveral Air Force Station, Florida. Quelle: Patrick AFB (PDF)}

Was Sie also während der historischen ersten erfolgreichen Landung des Boosters einer Trägerrakete im Orbit gesehen haben, nachdem dieser die Oberstufe und die Nutzlast in Richtung Orbit befördert hat, ist so ziemlich die größte thermische Belastung, der Landebeine dieser speziellen Konstruktion jemals ausgesetzt sein werden. Kleine Verbesserungen sind nicht ausgeschlossen, und SpaceX hat sie schon mindestens einmal etwas umgestaltet (auf geflogenen Falcon 9Rs, häufiger seit Grasshopper), aber wir hatten Mühe, in unserem Chat Unterschiede zu finden .